2014年6月5日，中国科学家领衔“破译”绵羊基因组

科普中国-科技名家·里程碑 2017-06-05

　　2014年6月，历经五年时间，中国科学家领衔组成的国际科研小组最终完成了对绵羊基因组的测序、组装及分析工作。该成果解析了小型反刍家养动物的部分生物学特性谜题，将促进更优秀的肉羊新品种选育。至此，所有重要家畜动物的基因组密码在科学家努力下全部告破。

　　绵羊基因组的测序工作在2009年正式启动，其中中国科学院昆明动物研究所与华大基因联合测序一头母羊，而英国罗斯林研究所测序一头公羊，参考基因组序列在2012年对外正式发布。

　　此后，昆明动物研究所、西北农林科技大学、华大基因、澳大利亚联邦科学与工业研究组织、英国罗斯林研究所、法国国家农业研究院、美国犹他州立大学等26家单位联合对绵羊基因组进行分析，最新成果于2014年6月5日发表在美国《科学》杂志上。

　　最新分析表明，绵羊染色体上有141个大结构改变、近1万个拷贝数变异（即片段缺失或片段复制异常）、约1000万个单核苷酸多态性变异。此外，新研究还鉴定出一系列反刍动物特有的基因家族扩张事件、基因结构变异和基因表达的组织特异性变化，其中最重要的是发现了反刍动物独特的消化系统和脂类代谢进化相关联的特异基因。

　　研究中，科学家们首次观测到两种在反刍动物中发生特异蛋白结构改变，且仅在瘤胃中特异高表达的结构蛋白。一种是首次报道和命名的毛透明蛋白类似蛋白，另外一种是小脯氨酸丰富蛋白II家族。它们发挥作用，构成了瘤胃壁粘膜层的坚韧的角质化表面。研究还发现，除了肝脏，反刍动物的皮肤也是重要的脂类代谢器官，绵羊毛囊的皮脂腺分泌、附着在羊毛的羊毛脂占羊毛重量的10%至25%。这两个重要脂肪代谢的基因在绵羊皮肤中高度表达，提示甘油三脂分解生成羊毛脂所产生的甘油一脂，可在皮肤中直接被回收重新生成甘油三脂，从而增加绵羊皮肤中回收甘油骨架的代谢合成效率。这说明新基因的产生对反刍动物和绵羊的特殊生物学性状进化作出了重要贡献。

　　研究第一作者、西北农林科技大学副教授姜雨说，“绵羊参考基因组的发布和分析，使我们对反刍动物生物学有了崭新认识，初步了解了反刍动物成为最繁盛的陆地食草动物的原因”。他还提到，“更重要的是中国是山羊和绵羊饲养及羊肉消费大国，这一研究有助于培育出更优秀的专门化肉羊新品种。”