比較基因組學(xué)鑒定藏豬和家豬的自然和人工選擇的主要內(nèi)容

1、《比較基因組學(xué)鑒定藏豬和家豬的自然和人工選擇》《比較基因組學(xué)鑒定藏豬和家豬的自然和人工選擇》的主要內(nèi)容的主要內(nèi)容藏豬主產(chǎn)于青藏高原，包括四川阿壩及甘孜藏豬、云南迪慶藏豬、甘肅合作藏豬以及分布于西藏自治區(qū)山南、林芝、昌都等地的藏豬類群。藏豬是世界上少有的高原型豬種，是我國(guó)寶貴的地方品種資源。藏豬長(zhǎng)期生活于無(wú)污染、純天然的高寒山區(qū)，具有適應(yīng)高海拔惡劣氣候環(huán)境、抗病、耐粗等特點(diǎn)。藏豬能適應(yīng)惡劣的高寒氣候，在海拔2500～3500m的青藏高原半

2、山區(qū)，年平均氣溫7～12℃、冬季最低15℃、無(wú)霜期110～190天、食物資源缺乏的嚴(yán)酷條件下，藏豬仍能很好地生存下來(lái)。這種極強(qiáng)的適應(yīng)能力和抗逆性，是其他豬種所不具備的獨(dú)特種質(zhì)特性。2004年，藏豬正式列入《中國(guó)畜牧品種志》，被正式確定為地方原始豬種。該研究利用高通量測(cè)序技術(shù)及生物信息分析策略，從基因組水平充分揭示了藏豬特有高原環(huán)境適應(yīng)性的分子機(jī)理，同時(shí)解析了四川盆地家豬在幾千年的人工馴化過(guò)程中基因組中重要經(jīng)濟(jì)性狀相關(guān)基因的進(jìn)化方向。該研

3、究主要包括以下兩部分內(nèi)容和發(fā)現(xiàn)：第一部分：藏豬和歐洲家豬的比較基因組學(xué)分析第一部分：藏豬和歐洲家豬的比較基因組學(xué)分析自然選擇和人工選擇是動(dòng)物進(jìn)化和家豬品種形成的重要驅(qū)動(dòng)力之一。該研究首先通過(guò)組裝我國(guó)特有高原型豬種——藏豬的基因組，與歐洲家豬杜洛克豬的參考基因組進(jìn)行比較基因組學(xué)研究。揭示了豬基因組中大量功能基因在高原極端環(huán)境和強(qiáng)烈人工選擇下出現(xiàn)的差異。嗅覺(jué)、能量代謝、低氧適應(yīng)、紫外線抵抗、血液循環(huán)系統(tǒng)的平滑肌發(fā)育、子宮內(nèi)的血液運(yùn)輸和藥物轉(zhuǎn)

4、運(yùn)等基因在藏豬和家豬間呈現(xiàn)出截然不同的進(jìn)化趨勢(shì)。1.通過(guò)基因組大小的比較分析發(fā)現(xiàn)藏豬基因組比家豬基因組小了0.09Gb(9千萬(wàn))堿基序列，且兩者基因組僅有93.41%的部分共線，其差異堪比牦牛和家牛（共線性程度94%）差異程度。此外，藏豬和家豬間186Mb（1億8千萬(wàn)）堿基的序列方向相反，其差異可比人與黑猩猩（基因組間反向序列為154Mb(1億5千萬(wàn))）。進(jìn)一步分析發(fā)現(xiàn)藏豬和家豬的祖先可能早在690萬(wàn)年前就例（心：0.48%，肺：1.3

5、6%）遠(yuǎn)高于普通家豬（心：0.35%，肺：0.83%），是研究人類高原缺氧性肺動(dòng)脈高壓和充血性心力衰竭理想模型。7.更為有趣的是，研究同時(shí)發(fā)現(xiàn)18個(gè)與胎盤發(fā)育和39個(gè)子宮血液循環(huán)的基因，在藏豬中得以快速進(jìn)化，充分證明藏豬在條件惡劣的高海拔環(huán)境下成功繁殖后代的特殊本領(lǐng)。藏豬與平原家豬相比，犧牲了產(chǎn)仔數(shù)（藏豬：48只每胎，家豬：810只每胎），通過(guò)優(yōu)化子宮內(nèi)的血液循環(huán)，有效增加氧的利用效率，最終生出了更重更強(qiáng)壯的小豬（小豬與母豬的體重比例，

6、藏豬：2.83%，家豬：0.57%）。同樣的現(xiàn)象也發(fā)生在高海拔居住的藏族人和南美的安第斯山脈居民，由于所處地理?xiàng)l件惡劣，他們都能生出更重更強(qiáng)健的小孩。此外，藏豬由于居住在青藏高原（平均海拔30005000米，紫外線指數(shù)1220），與歐洲家豬杜洛克豬（主產(chǎn)地之一的美國(guó)紐約，平均海拔10米，紫外線指數(shù)2）相比，長(zhǎng)期暴露于高強(qiáng)度的紫外線輻射。藏豬不僅在外表上進(jìn)化出了堅(jiān)硬的皮膚和長(zhǎng)而濃密的鬃毛以抵御輻射，同時(shí)加速進(jìn)化出了上百個(gè)抵抗紫外線損傷細(xì)胞

7、DNA復(fù)制的基因，為深入研究紫外線加速皮膚老化和抗“光衰老”提供了具有重要價(jià)值的線索。8.研究還鑒定出了藏豬有188個(gè)基因在近百萬(wàn)年的進(jìn)化過(guò)程中發(fā)生了退化，變成了假基因。由于生活在遠(yuǎn)離人類文明的高原，這些假基因主要與藥物等人工化學(xué)物質(zhì)的代謝和轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)。而與之相反，家豬由于長(zhǎng)期與人類共同生活，嚴(yán)重暴露在高劑量的人工化學(xué)物質(zhì)環(huán)境中，通過(guò)食物（農(nóng)藥殘留）、藥物、空氣和水?dāng)z入了大量的生物異生物質(zhì)，與人類一起進(jìn)化出了能夠快速轉(zhuǎn)運(yùn)和代謝人工化學(xué)物質(zhì)

8、的基因，降低體內(nèi)化學(xué)物質(zhì)殘留的危害。第二部分：藏豬和四川盆地家豬的群體基因組學(xué)分析第二部分：藏豬和四川盆地家豬的群體基因組學(xué)分析為進(jìn)一步研究我國(guó)藏豬種群的遺傳結(jié)構(gòu)、漫長(zhǎng)歷史進(jìn)化過(guò)程中的群體大小變化，以及四川盆地家豬經(jīng)受長(zhǎng)期人工選擇在基因組中留下的選擇性清除痕跡。本研究對(duì)來(lái)自我國(guó)6個(gè)代表性的藏豬群體，對(duì)四川盆地的4個(gè)特有地方豬種，以及四川盆地野豬進(jìn)行了群體基因組重測(cè)序。結(jié)合歐洲野豬、歐洲家豬、中國(guó)東南家豬、亞洲野豬、東南亞島嶼的野生豬屬動(dòng)