家養動物基因交流研究取得進展

家養動物被人類成功馴化后，伴隨著人類遷徙至世界各地。在這個過程中，家養動物會與當地各種野生近緣種相遇，從而發生雜交促使基因交流的發生。中國科學院昆明動物研究所研究員張亞平、吳東東課題組近期利用大規模基因組數據，闡明了基因交流在牛屬動物的馴化以及環境適應中的重要作用，相關工作發表在Nature Ecology & Evolution上。

牛屬現存物種，包括普通牛、瘤牛、大額牛、印度野牛、爪哇野牛、牦牛、歐洲野牛和美洲野牛等，它們在人類文明發展過程中占有重要的地位。但牛屬中存在很多關鍵科學問題未得以解決。研究人員對大額牛、印度野牛、爪哇野牛、歐洲野牛和美洲野牛進行了全基因組高覆蓋測序，同時包括多個物種的群體基因組測序。通過系統性分析，確定了牛屬之間的系統發育關系（圖1），得出大額牛不是印度野牛的馴化種，而是一個獨立的物種或亞種的結論。

研究人員進一步分析發現牛屬之間存在廣泛的基因交流，并挖掘出瘤牛與巴厘牛（爪哇野牛馴化種）、瘤牛與大額牛發生基因交流的區域，發現許多神經系統基因、免疫系統基因從瘤牛擴散至巴厘牛以及大額牛中。考慮到瘤牛的馴化時間較長，神經系統基因的快速進化是家養動物被成功馴化的關鍵，推測基因交流在促進動物被成功馴化的過程中起到重要的作用。

同時，研究人員亦發現分布在青藏高原上的牦牛與藏黃牛之間存在顯著的基因交流。在家牛中受到選擇作用的與毛色相關的MITF基因通過基因交流被導入到了牦牛基因組中，部分藏黃牛基因組中的低氧誘導通路基因EGLN1、EGLN2、HIF3a從牦牛中獲得，這也提示，藏黃牛通過“拿來主義”從牦牛中快速獲得適應高原低氧環境的遺傳變異。研究結果表明基因交流是物種適應環境的重要方式之一，同時也是野生物種馴化的重要手段。