揭秘！牦牛与黄牛的旷世奇缘！
科学家通过长期的研究，揭开了白牦牛的身世之谜。家牦牛和花黄牛的种间杂交产生了花牦牛，而花牦牛再经过遗传变异产生了白牦牛。
近日，兰州大学草种创新与草地农业生态系统全国重点实验室/生态学院刘建全团队牵头，与中国农科院兰州牧药所阎萍等团队合作在Nature Communications杂志在线发表了题为“Evolutionary origin of genomic structural variations in domestic yaks”的研究论文，揭示了家养牦牛基因组结构进化来源的复杂性及其导致的表型变异。
《山海经·北山经》中描述曰：“潘侯之山……有兽焉，其状如牛，而四节生毛，名曰旄牛。”在古代藏族神话中，将野牦牛称为天上的“星辰”，尤其尊崇白牦牛。
抛开神秘的面纱，现实中的白牦牛从何而来？
无论是黑牦牛还是白牦牛都是人类由野牦牛驯化而来。野牦牛是中国国家一级保护动物，考古学家在距今约300万年前的第四纪中晚更新世地层中发现了野牛等一些有蹄类的化石，野牦牛曾广泛分布在中国境内的喜马拉雅山脉、昆仑山脉，青藏高原上更是随处可见它们的身影。如今随着人类发展，野牦牛的分布区迅速缩小且破碎化，仅在青藏高原地区可以寻见它们的踪迹，主要生活在西藏的羌塘国家级自然保护区。
家牦牛是由野牦牛驯化而来，过去到现在，人们通过形态学相似性与考古发现相结合的方式，应用分子遗传学知识、测序技术及其它生物信息手段从多个方面揭示了野牦牛驯化的证据。兰州大学生态学院刘建全教授前期的研究发现，生活在青藏高原海拔2000—5000米处高寒牧区的家牦牛是由人类7300年前驯化自目前生活在高原北部无人区的野牦牛；与此同时，在家牦牛和野牦牛之间存在显著的遗传分化(Nature Communications, 2015)。
国家畜禽资源委员会2019年的最新调查结果显示，家牦牛包括17个地方品种与2个培育品种，分布在甘肃、青海、新疆、云南、西藏与四川地区，受各地区地理条件的影响，这些牦牛品种在长期的演化中也形成了鲜明的地方特色。这些不同的家牦牛最受科学上困扰的是毛色之谜，尤其是何时何地产生了白牦牛，花牦牛是白牦牛与黑牦牛之间杂交的结果还是和其他牛的杂交产物？
刘建全团队与中国农科院兰州牧药所阎萍研究员等课题组合作，通过近30年的野外采样，完成了家养牦牛所有品种的采样和二十余头野牦牛的采样，并能成功提取出完整的DNA，供基因组分析，由此构建了整个牛属物种和牦牛各品种的基因组图。通过构建完整的野牦牛-家牦牛两个物种基因组结构变异图谱，发现驯化中受到人工选择的基因组结构变异基因与神经系统发育、行为等驯化性状以及生殖能力、免疫能力等经济性状相关的功能有关，为了解牦牛驯化的遗传学机制提供了新的视角。
他们还发现，家牦牛经过驯化后，又与另外的物种--黄牛进行过杂交，接近90%的家牦牛拥有来自黄牛的基因组结构变异，占其所有基因组结构变异的约1%-5%。黄牛驯化自近东和印度河流域的野牛，由人类带到青藏高原的时间不会超过4000年。而正是来自黄牛的遗传渗入导致了家牦牛不同品种表型变异的关键遗传基础。通俗讲就是在大概两千年前，家牦牛和花黄牛在放牧过程中由于主动或被动的种间杂交产生了花牦牛，而花牦牛再经过新的遗传变异产生了白牦牛。由此解开了困扰科学界的“白牦牛”的身世之谜。除了揭开科学上的谜团，这项研究对于牦牛品种的改良提供了一个新的视角。
由于牦牛封闭的养殖环境且畜种间交流较少，同时受全球气候变化以及过度放牧对天然草场的破坏的影响导致牦牛生存环境的恶化，各牦牛品种均出现了不同程度的退化。因此，对家牦牛进行杂交改良与品种选育成为了一项重要工作。家牦牛与野牦牛在外貌特征、繁殖方式、生产性能以及抗病力上虽有不同程度的差异，但大体上较为相似，最大的不同就是野牦牛的抗病力明显好于家牦牛。呼吸系统疾病、寄生虫病以及巴氏杆菌病等一些传染病是家牦牛常见的一些疾病，野牦牛体格健壮、抗逆性好，利用野牦牛培育出的种间杂交一代F1代牦牛的体重等各项指标与当地同龄纯和家牦牛相比均明显增强。
牦牛是青藏高原不可或缺的牛种，未来在牦牛产业的发展方面，应致力于家牦牛的品种改良与培育，以科研为技术支撑深度挖掘野牦牛物种的遗传资源优势，大力提高家牦牛的生产性能，以带来更大的经济效益。正如刘建全教授所言：“在基因编辑和转基因时代，种间杂交仍应作为培育适应气候变化和人类需求新品种，甚至新物种的重要手段，但思路和技术要革新。”
原文作者 赵序茅
略有改动
刘建全课题组有关牦牛和其他牛属物种的研究论文链接如下：
https://doi.org/10.1038/s41467-023-41220-x
https://www.nature.com/articles/ng.2343
https://www.nature.com/articles/ncomms10283
https://doi.org/10.1186/1471-2148-6-73
https://doi.org/10.1093/molbev/msab134
https://doi.org/10.1093/molbev/msq336
https://doi.org/10.1111/j.13652699.2010.02379.x
https://doi.org/10.1186/1471-2164-13-600
内容来源｜南方周末
兰州大学生态学院
文字作者｜赵序茅
编辑｜张敏中 郭梨鑫
责任编辑｜郭梨鑫
主编｜李晖
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