【中國科學報】研究揭示羊駝和美洲駝馴化起源機制

南美洲羊驼、美洲驼驯化起源机制和基因渐渗现象。 图片来源:大拇指棋牌

  有“南美洲脊梁”之稱的安第斯山脈是重要的物種馴化搖籃之一,許多馴養動物起源于此,其中包括羊駝和美洲駝這兩個具有經濟價值的駱駝科馴化物種。它們對于安第斯地區的經濟和生活十分重要,羊駝毛可作爲優質毛織品的原料,美洲駝是當地的主要馱畜之一。

  然而,羊駝和美洲駝究竟由哪些物種如何馴化而來,國際上存在爭議:基于考古或形態學的研究認爲,羊駝馴化自原駝、駱馬、或美洲駝和駱馬的雜交,美洲駝則馴化自原駝,而基于少量分子標記的一些研究表明羊駝馴化自駱馬,美洲駝馴化自原駝。

  7月2日,大拇指棋牌研究員詹祥江团队与山西农业大学、英国卡迪夫大学、华大基因、智利比奥比奥大学等国内外科研机构科学家合作,在Genome Biology上在线发表研究論文,解答了羊驼和美洲驼的起源问题,发现两个物种之间存在大范围的不对称基因渐渗现象。通过对渐渗发生时间及近期有效种群大小波动进行推断,揭示发生于16世纪30年代的西班牙殖民南美洲事件对当地传统畜牧业所造成的可能影响。

  研究人員采集了安第斯山脈4個相關物種28個個體的血液樣品,通過對全基因組序列分析和系統發生樹構建,發現羊駝起源于駱馬,而美洲駝則馴化自原駝。爲了回答羊駝和美洲駝起源爲何在以往存在爭議,研究人員對遺傳結構和局部祖先推斷的分析發現,兩個物種之間存在大範圍的不對稱基因漸滲現象:羊駝中高達36%的基因組成分來自于美洲駝的漸滲,而羊駝滲入到美洲駝的基因組比例僅爲5%。這應該是造成以往相關研究存在爭議的主要原因,因爲線粒體DNA、微衛星或Y染色體上的分子標記無法從全基因組水平上揭示這一現象。

  爲了進一步了解羊駝和美洲駝在馴化史上發生了什麽故事,研究人員通過對兩個方向的滲入片段構建“重組-衰減”模型,發現漸滲發生的時間大約爲500年之前,與1530年代西班牙殖民南美洲時期相吻合,從馴化起源的角度揭示了西班牙征服南美洲後對當地傳統畜牧業管理方式所造成的改變和沖擊。

  研究工作由中国、英国、智利、秘鲁、丹麦等国家的科学家合作完成。山西农业大学教授范瑞文、中科院动物所博士研究生谷中如、华大基因工程师光宣敏和比奥比奥大学教授Juan C. Marin为論文共同第一作者,中科院动物所研究員詹祥江、英国卡迪夫大学教授Michael W. Bruford和山西农业大学教授董常生为論文共同通讯作者。

  研究工作得到了中科院戰略性先導科技專項、國家自然科學基金創新研究群體、中科院動物進化與遺傳前沿交叉卓越創新中心等的資助。

  相关論文信息:https://doi.org/10.1186/s13059-020-02080-6

來源:中國科學報

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