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人才强校 | 李孟华教授团队在探索绵羊父系起源及迁徙历史方面取得重要进展

动科学院 邓娟 2020年08月24日 报道 浏览次数:

本网讯 6月4日,我校动物科学技术学院李孟华教授课题组在国际知名学术期刊《Current Biology》在线发表题为“Paternal Origins and Migratory Episodes of Domestic Sheep”的研究论文(https://www.cell.com/current-biology/fulltext/S0960-9822(20)31136-2)。该研究首次开发了一批新的Y染色体特异性SNP标记,鉴定了全球绵羊父系起源,并揭示了绵羊在近东驯化后(~12 000–10 000年前)的3次主要历史扩张过程,分别与人类对肉(~9 000年前)、毛(~7 000年前)和尾脂(~5 000年前)的需求密切相关。

该研究对包括分布于欧亚大陆,南美洲和非洲的地方绵羊品种和3个野生近缘种的232个全基因组进行了测定,首次开发了绵羊位于Y染色体特异区493个多态位点,从而构建了绵羊父系系统发育树,确定了y-HA、y-HB、y-HC、y-HD四个父系分支,为绵羊的驯化、旧世界的迁徙和游牧史提供了深刻见解。通过搜集全球300个考古点出土的绵羊残骸进行时间追朔,发现大约在12 000–10 000年前,绵羊最早出现在近东(主要在土耳其等地),直观地阐明了关于绵羊起源地和起源时间的争议(图1)。研究认为亚洲摩弗伦羊(Ovis orientalis)是家羊的祖先,并且可能和东方盘羊(Ovis vignei)之间存在基因交流。

图1. 全世界出土绵羊残骸考古点汇总

在此基础上,该研究团队扩大绵羊品种地理范围,对595只公羊的Y染色体多态位点进行了基因分型(图2),继续深化对全球绵羊样本的覆盖广度,同时搜集绵羊古DNA数据,为追溯绵羊扩张全球的过程、探索绵羊响应环境变化和人类影响下的扩张动力,为全球绵羊的进化演变提供更全面深刻的见解。

图2. 绵羊Y染色体单倍体群频率分布图

人类饲养绵羊是来源于对羊肉的需求。本研究通过对全球214个群体共3 056个现代家羊的Y染色体标记位点oY1-A/G进行基因分型,发现北欧群体存在大比例的G单倍型,与芬兰和爱沙尼亚绵羊古DNA单倍型一致,表明北欧群体保存着早期绵羊迁徙的遗传物质。之后随着捻毛技术的兴起,人类祖先开始使用毡制或编织的羊毛来制作衣服和织物。最早的羊毛编织服装能追溯到大约7 000前,且主要出现在西南亚;后期主要出现在地中海地区,反映了新石器时代晚期绵羊的主要迁徙路线,从近东经地中海到达欧洲。在东亚地区,毛用羊主要分布在大约4 300–3 000年前的中国北方和新疆地区,这可能是由史前东西方之间的贸易所介导的,被称为“丝绸之路”的跨欧亚贸易成为世界早期全球化和跨大陆交流的最重要通道之一。因此,通过羊毛以及相关技术的流行与传播,促进了绵羊的第二次全球大范围扩张,逐渐取代了早期的群体。

进一步地,基于贝叶斯模型分析及考古证据,大约5 300–1 700年前,肥尾羊出现在西南亚地区,其尾部脂肪为牧民喜爱的重要食材和佐料,同时也为绵羊在相对恶劣自然生产条件下的生存提供了能量储备。因此,人类对尾部脂肪的需求和极端气候条件下的生存需要促进了尾脂绵羊的扩张,其路线从中东到达了北非、中亚和东亚以及欧洲东部边缘。因此,由于人类对绵羊产品的需求转变导致了绵羊的多次大型扩张和迁徙,该研究更新了前期科学家们对绵羊迁徙历史的认知。

我校动物科技学院李孟华教授为论文通讯作者,李孟华教授课题组博士研究生邓娟、博士研究生谢兴龙为论文共同第一作者;巴西、尼泊尔、埃及、肯尼亚、埃塞俄比亚、伊朗、捷克、挪威、德国、克罗地亚、芬兰、英国、意大利、奥地利、西班牙、荷兰和以及国内的30多个研究机构的科研人员参与了本项目研究。本研究得到了国家重点研发计划政府间国际科技创新合作重点专项、国家自然科学基金、中国科学院国际伙伴计划以及第二次青藏高原科学考察项目等的资助。

 

责任编辑:潘彩清
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