李孟華研究組有關反芻動物氣候適應性遺傳機製的研究成果在MBE上發表
綿羊作為人類馴養的動物之一,是人類的重要食物來源。其廣泛分布於世界不同的區域特異性氣候環境中。經過數以千百年的自然與人工選擇,形成了適應於區域氣候環境且具有獨特表型的地方品種。
本研究利用綿羊全基因組的約5萬個單核苷酸多態性位點(SNPs)和分布於全世界的32個地方綿羊品種,以及9個氣候環境因素(包括105個參數),通過遺傳數據與氣候環境參數的結合,進行全基因組水平的選擇性檢驗分析。最終檢測到230個與氣候環境因素變異顯著相關的SNPs,這些位點與氣候因素的自然選擇作用顯著相關。進一步,通過這230個SNPs,在綿羊基因組上發現了17個與能量代謝、內分泌調節及自身免疫相關候選基因。其中,候選基因TBC1D12在全球範圍內呈現出顯著的頻率變異模式,這一模式表明對於赤道氣候區域分布的綿羊的有害變異可能對於分布在寒冷氣候區域的綿羊是有益突變。進一步的分析表明,光照、降水等氣候因子對綿羊的區域適應性的作用主要通過影響牧草生長,進而間接的影響到綿羊的攝食以及其他的相關生理代謝活動。
本研究結果對於基因組信息,尤其是第二代或第三代高通量測序技術產生的大量基因組數據,在綿羊育種以及反芻動物的氣候適應性研究方麵的應用具有重要意義。例如,當今世界全球氣候變化將可能影響到植被類型的生長,進一步有利於更多木本植物的生長。而本研究的結果顯示,我們可以鑒定和選擇獨特的具有良好地方氣候適應性的品種或利用分子輔助育種方法培育出獨特的適應某一特定氣候環境的品種,這些品種將具有適應未來氣候變化的獨特遺傳特性。
以上研究成果於9月23日在線發表於Molecular Biology and Evolution(doi:10.1093/molbev/msu264)。呂鋒驊博士論文的第一作者,李孟華研究員為通訊作者。該研究得到了國家自然科學基金的資助。芬蘭、瑞士、澳大利亞、意大利和埃及的科學家參加了該項目的研究。Science Daily等新聞媒體對該工作進行了報道。


