科研人员首次深度解析全球瘤牛起源和进化

11月28日，西北农林科技大学动物科技学院雷初朝教授团队继2018年在解析东亚家牛祖先的基础上，对全球瘤牛起源和进化深度解析，通过分析全球57个主要瘤牛品种354个样本，从全基因组水平揭示全球瘤牛常染色体、父系和母系遗传特征，系统阐述了全球瘤牛的起源迁移扩散路线。该研究成果最近在线发表于《自然-通讯》。

为人类提供了肉、奶和皮革等产品的家牛，是世界上最重要的家养动物之一。现代家牛在中国被称为黄牛，包括普通牛和瘤牛两个亚种，分别于11000年前和9000年前驯化于西南亚和南亚地区。

随着农业文明发展和人类迁徙，家牛成功扩散到世界各地，据联合国粮农组织2019年统计，全世界目前有家牛14.8亿头，其中瘤牛占一半，目前广泛分布在南亚、东南亚、东亚、非洲和美洲等区域，是热带-亚热带最重要的牲畜之一。南亚是瘤牛的驯化中心，大约距今3500年前由东南亚沿海地区扩散到中国南部。中国56个地方黄牛品种中有32个品种拥有瘤牛血统。

基于染色体遗传变异，该研究将瘤牛分为三个主要祖先类群，即南亚瘤牛、非洲瘤牛和东亚瘤牛（中国瘤牛）。其中西藏瘤牛和尼泊尔瘤牛属于南亚瘤牛血统。中国西南地区的瘤牛和东南亚瘤牛位于南亚瘤牛和东亚瘤牛之间，其中东亚瘤牛的基因组遗传多样性在全世界瘤牛中最高。对瘤牛的父系和母系祖先进行深度解析，进一步细分了瘤牛Y3A和Y3B的父系起源，并鉴定出瘤牛母系I3新支系。以上结果支持南亚为瘤牛的驯化中心。东迁的东亚瘤牛为Y3A3和I1a支系，遗传学证据支持瘤牛在大约距今3500年前沿东南亚沿海地区扩散到中国南部。

该研究确认了与瘤牛耐热和免疫相关的最强候选基因DNAJC18、HSPA9、MATR3、MZB1和STING1，这些基因有助于保护炎热地区的瘤牛免受极端高温和太阳辐射产生的热应激等影响，可能对所有瘤牛适应高温环境有重要贡献。中国南部农业生态的特点是湿度大，雨量多，热带病发病率高，瘤牛从南亚向中国东迁的过程中，能适应和南亚完全不同的气候条件，主要是近期自然选择和近缘牛种的基因组渗入共同促进了中国瘤牛对极端湿热环境的适应性。