中國畜牧業(yè)協(xié)會驢業(yè)分會副會長、山東省現代農業(yè)產業(yè)技術體系驢產業(yè)創(chuàng)新團隊首席專家、山東省泰山產業(yè)領軍人才、聊城大學特聘教授王長法研究員為第一作者的論文12月9日在線發(fā)表在《Nature Communications》上，論文題目為《Donkey genomes provide new insights into domestication and selection for coat color》，這也是我國學者在馬屬動物研究上發(fā)表的最高水平論文。

       為深入解析我國優(yōu)良品種德州驢的遺傳基礎，王長法研究員團隊主導，聯(lián)合國內外15家單位通力合作，采集了四大洲、涵蓋世界上近1/6地方驢品種樣品；綜合應用二代測序、三代測序和染色體構象捕獲技術(Hi-C)，獲得國際上首個組裝到染色體水平的家驢基因組參考圖譜，其Scaffold N50達到93.37 Mb，是目前奇蹄目馬屬動物中連續(xù)性最好的參考基因組。同時進行了群體比較基因組學研究，在家驢馴化及毛色選擇研究方面取得新突破。該研究成果將為驢遺傳資源保護和利用及基因組育種提供了重要理論支撐。

圖1  論文在線截圖

       在人類歷史長河中，驢參與了人類多個層面的文化生活，為人類提供役力、奶、肉等，還為人類生活方式的轉變提供了遷移工具。但與馬、駱駝等役畜相比，驢在考古學及歷史文獻記錄中篇幅較少，至今仍很難確定驢的起源、馴化歷史。家驢高質量參考基因組的組裝為此問題的解答提供了重要手段。團隊通過全基因組重測序技術檢測分析了四大洲的126個家驢及7個野驢個體（涵蓋世界上僅存的藏野驢、蒙古野驢及索馬里野驢三個野驢品種）的基因組數據，發(fā)現大量的基因組遺傳變異，首次揭示四大洲地方驢品種間的特征性分子差異；明確驢特有基因序列，為真假驢皮及阿膠的鑒別診斷提供分子依據。通過系統(tǒng)進化分析和主成分分析，結果顯示現代家驢至少在6000年前擁有共同祖先，此結果比母系遺傳線粒體DNA分析的結果要早1000年。上述成果的取得為在我國率先構建具有自主知識產權的驢全基因組選擇技術體系奠定了分子基礎。

圖2  家驢群體結構及基因交流分析

父系和母系遺傳物質對于群體演化歷史研究具有重要的價值，團隊首次成功組裝了家驢的Y染色體并構建了家驢群體父系遺傳物質的系統(tǒng)進化樹，同時根據線粒體變異位點構建了母系遺傳物質的系統(tǒng)進化樹。對比分析發(fā)現驢父系和母系種群演化間存在很大差異，顯示家驢馴化過程中存在嚴重性別偏倚現象。上述成果的取得為我國驢高效繁育體系及高效育種體系建設奠定了分子基礎。

圖3 驢黑毛色的二次馴化

       毛色為家畜重要的生產性狀，黑毛色頗受大眾青睞。中醫(yī)上也素有黑色入腎經的說法，烏雞白鳳丸、黑驢皮制作的高檔阿膠、黑驢肉、黑豬肉等均為國人喜愛的藥品和食品。和眾多馴化的家畜一樣，與野生祖先相比，現代家驢展現出多個毛色及花紋。我國大型優(yōu)良驢品種多為深毛色，小型驢品種多為淺毛色，現存的藏野驢、蒙古野驢及索馬里野驢三個野驢主要為灰褐色、棕褐色，其背后的分子機制對于優(yōu)良驢品種培育具有重要意義。研究發(fā)現深毛色驢由淺毛色驢馴化而來，黑毛色可能是二次馴化的結果。進一步研究發(fā)現TBX3基因下游的一個堿基缺失突變與驢的黑毛色相關，同時還發(fā)現TBX3基因與驢體高性狀相關。本研究結果不僅為馬屬動物的起源馴化研究提供了新觀點，也為未來在國內外率先定向培育出皮厚肉多黑驢新品系奠定了理論基礎。

圖4 驢黑毛色的形成機理

       驢產業(yè)已經成為我國特色產業(yè)、新興產業(yè)、民生產業(yè)。我國不僅具有相對完善的驢產業(yè)鏈條，還從政府層面組建了山東省第一支現代農業(yè)產業(yè)技術體系驢產業(yè)創(chuàng)新團隊，專業(yè)從事驢全產業(yè)鏈條的卡脖子技術研究，“世界養(yǎng)驢看中國，中國養(yǎng)驢看山東”已成為國內外行業(yè)共識。作為名貴中藥材“阿膠”的重要原料供體，驢在我國畜牧業(yè)中有著非同尋常的身份，其不僅是畜牧業(yè)中的重要一員，還是醫(yī)療康養(yǎng)界的“明星”。隨著我國經濟社會的快速發(fā)展和逐步進入老齡化社會，人民更加重視醫(yī)療康養(yǎng)，市場上對阿膠、驢肉及驢奶的需求持續(xù)增加，目前驢產業(yè)已經形成2000億元的產業(yè)規(guī)模。

       王長法為本文的第一作者，仲躋峰等4人為本文的通訊作者。本研究得到了國家自然科學基金、山東省良種工程、泰山產業(yè)領軍人才工程、山東省現代農業(yè)產業(yè)技術體系驢產業(yè)創(chuàng)新團隊建設項目、山東省農業(yè)科學院-東阿阿膠股份有限公司院企合作項目的資助。

全文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-020-19813-7。DOI ：10.1038/s41467-020-19813-7

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