西北农林科技大学动物科学与技术学院雷楚超教授与崖州湾国家实验室江教授、韩健林教授、国际畜牧研究所Olivier Hanotte教授在Nature Communications**全基因组测序揭示的印度牛“上发表了题为”Global Genetic Diversity， Introgression and Evolutionary Adaptation of“的论文。 这是雷楚超教授团队在2024年对东亚牛祖先牛进行分析的基础上，对全球斑布牛的起源和演化进行深入分析。 研究通过共分析了来自全球 57 个主要斑布品种的 354 个样本从全基因组水平揭示了全球斑布牛的常染色体、父系和母系遗传特征，系统阐述斑布牛在世界范围内的起源、迁徙和传播路线。同时发现不同种群的斑布牛在迁徙到不同地区时，进化出不同的适应性特征，在群体分化的同时，也受到不同自然和人工选择及相关牛种的影响其中亚斑牛在基因上被密切相关的牛种（爪哇牛和印度野牛）渗透。，从而适应了东带极端潮湿和炎热的环境。 本研究为进一步认识牛的起源、进化和环境适应提供了理论依据。
家畜为人类提供肉、奶、皮革等产品，是世界上最重要的家畜之一。 现代家牛在中国被称为牛，包括普通牛和斑布牛两个亚种，分别在12024年前和2024年前在西南亚和南亚被驯化。 驯化以来，随着农业文明的发展和人类迁徙，家牛已成功传播到世界各地，据联合国粮食及农业组织2024年统计，目前全球有14头家牛8亿头，其中Zebu占一半。斑布牛与普通牛在体型和外观上存在明显差异，斑布牛最显著的身体特征是肩峰（结节峰）。 Zebu牛的体型和外观具有短而光滑的皮毛，大表面积，汗腺多，对粗暴喂养的耐受性，对蜱虫和其他寄生虫的敏感性低。 上述对高温环境的适应性也促成了斑布自驯化以来从南亚迅速传播到热带**带的其他地区，现已广泛分布于南亚、东南亚、东亚、非洲和美洲，成为热带**地区最重要的牲畜之一。 Zebu 在中国也非常重要，中国 56 个地方牛品种中有 32 个具有 zebu 血统。 雷楚超教授团队在早期对中国本土牛品种进行了全基因组重测序研究，发现中华斑布牛具有独特的基因组遗传特征和独立的父系起源，其种质特征与南亚斑布牛存在显著差异。 无论是在极端干旱地区还是极热湿润地区，Zebu 在热带**地区的农业生产系统中发挥着核心作用，但全球尚无关于 zebu 牛遗传多样性和适应性进化的研究。
印度尼西亚的爪哇野牛，照片：韩建林）。
斑布牛全基因组遗传多样性
在这项研究中，对迄今为止世界上最大的主要斑布品种种群数据集进行了全基因组序列变异的综合分析。 根据染色体遗传变异，全世界的斑布牛分为三个主要的祖先群体，即：南亚 zebu、非洲 zebu 和东亚 zebu（中国 zebu）。。其中，**泽布牛和尼泊尔泽布属于南亚泽布血统。 佐布和东南亚位于南亚和东亚之间，东南亚-东泽布的祖先比中国西南多（下图）。 其中，东亚斑布牛的基因组遗传多样性在世界斑布牛中最高。
全球斑布牛群的遗传结构，作者使用它创建的地图图像）。
zebu 适应高温环境的基础
一般来说，在在热带**地区，斑布牛比普通牛更能适应高温、抗寄生虫和抗传染病。本研究通过对斑布牛和普通牛基因组的比较，在斑步牛和普通牛的基因组中检测到117个高度分化的候选基因，其中选择强度最高的信号位于7号、1号和19号染色体上，这些候选基因可能与斑步牛的耐热性、免疫力、代谢调节功能有关。 其中，与斑步牛耐热性和免疫力相关的最强候选基因是dnajc18、hspa9、matr3、mzb1跟sting1。此外，与毛发生长、心脏发育、血液循环、DNA 损伤和光反应相关的基因已被确定为经过精心挑选的基因，以帮助保护炎热地区的斑布牛免受极端高温和太阳辐射引起的热应激。 同时，这些候选基因可以部分解释斑布牛与普通牛在体型和外观上的一些差异，并在不同的斑布种群中显示出一致的选择基因，表明这些来自斑布祖先种群的基因组区域可能对所有斑布牛适应高温环境有重要贡献。
不同斑鲷种群对环境的适应基础
南亚斑布它是zebu牛的祖先群，分布在南亚半干旱环境的特点是高温、紫外线辐射强、降雨量少，长期的自然选择进化出适应当地独特环境的遗传机制。 本研究鉴定了与南亚斑布牛适应半干旱环境相关的多种重要基因和信号通路。 例如，与体液平衡、感觉能力和毛色相关的选定基因，以及与花生四烯酸代谢和传染病相关的代谢途径。
我国南方农业生态学具有高湿、强降雨、热带病高发等特点，斑布牛从南亚迁徙到中国，必须适应与南亚完全不同的气候条件。 研究发现，近期近亲牛品种的自然选择和基因组浸润共同促进了中华斑布牛对极端炎热潮湿环境的适应。 例如，最近在中国斑步牛中检测到一些基因和浸润基因，这些基因和浸润基因参与了环境适应、神经系统、内分泌系统、水分运输、血液稳态和氧气运输等生物过程。
zebu 传播的基因组证据
通过对全球斑布牛的核基因组、线粒体和Y染色体基因组进行系统分析，绘制了全球斑布牛的谱系地理格局和迁徙扩散路线。 通过对斑布牛的全基因组遗传变异，将斑布牛分为南亚斑布牛、非洲斑布牛和东亚斑布牛。 对斑布牛的父系和母系祖先的深入分析表明，斑布牛的父系祖先主要有Y3a 和 Y3B两个分支，同时拥有7 个亚分支（Y3A1、Y3A2、Y3A3、Y3B1、Y3B2、Y3B3 和 Y3B4）。 zebu 的母系是 I1、I2 和 I3。 这些结果支持了南亚斑布牛的驯化中心，以及东亚斑布牛向东迁徙的Y3A3和I1A进化枝，遗传证据支持了斑布牛在约2024年前在东南亚沿海地区传播到中国南方。
Zebu 遍布全球的路线，** 作者使用 ArcGIS v107.0.生产）。
综上所述，本研究从全基因组水平系统评估了世界主要斑布牛资源，重构了斑步牛的系统发育和进化历史，从基因组学的角度揭示了不同斑布牛环境适应性的遗传变异基础，特别分析了东亚斑布牛极高的基因组遗传多样性和对极端湿热环境的适应性， 为我国泽布品种资源保护和新品种培育提供了科学依据，具有重要的理论和实践意义。
埃塞俄比亚的牧民，摄影：Camille Hanotte）。
西北农林科技大学动物科学与技术学院雷楚超教授、江宇教授、崖州湾国家实验室韩健林教授、国际畜牧研究所Olivier Hanotte教授为通讯作者，西北农林科技大学陈宁波副教授、博士后夏晓婷为通讯作者， 云南省草地动物科学研究院博士生张彦伟、党瑞华副教授、黄碧志研究员为共同第一作者。国内外30家单位参与了该课题的研究。 该研究得到了国家重点研发计划（2021YFD1200400）、国家肉牛和牦牛产业技术体系（CARS-37）和国家自然科学计划（31872317和32102523）的支持。
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作者 |韩建林.
评论 |绿。
排版 | lyj