中科院動(dòng)物所等揭示羊駝和美洲駝馴化起源機(jī)制
圖1.安第斯山脈地區(qū)的羊駝、美洲駝、駱馬、原駝（注：圖片來自于《Gold of the Andes》一書）
有“南美洲脊梁”之稱的安第斯山脈是重要的物種馴化搖籃之一，許多馴養(yǎng)動(dòng)物起源于此，其中包括羊駝（Vicugna pacos）和美洲駝（Lama glama）這兩個(gè)具有經(jīng)濟(jì)價(jià)值的駱駝科馴化物種。它們對于安第斯地區(qū)的經(jīng)濟(jì)和生活十分重要，羊駝毛可作為優(yōu)質(zhì)毛織品的原料，美洲駝是當(dāng)?shù)氐闹饕W畜之一。然而，羊駝和美洲駝究竟由哪些物種如何馴化而來，國際上存在爭議：基于考古或形態(tài)學(xué)的研究認(rèn)為，羊駝馴化自原駝（L. g. guanicoe）、駱馬（V. v. vicugna）、或美洲駝和駱馬的雜交，美洲駝則馴化自原駝，而基于少量分子標(biāo)記的一些研究表明羊駝馴化自駱馬，美洲駝馴化自原駝。
7月2日，中國科學(xué)院動(dòng)物研究所詹祥江團(tuán)隊(duì)與山西農(nóng)業(yè)大學(xué)、英國卡迪夫大學(xué)、華大基因、智利比奧比奧大學(xué)等國內(nèi)外科研機(jī)構(gòu)科學(xué)家合作，在Genome Biology上在線發(fā)表題為Genomic analysis of the domestication and post-Spanish conquest evolution of the llama and alpaca的研究論文，解答了羊駝和美洲駝的起源問題，發(fā)現(xiàn)兩個(gè)物種之間存在大范圍的不對稱基因漸滲現(xiàn)象。通過對漸滲發(fā)生時(shí)間及近期有效種群大小波動(dòng)進(jìn)行推斷，揭示發(fā)生于16世紀(jì)30年代的西班牙殖民南美洲事件對當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)畜牧業(yè)所造成的可能影響。
研究人員采集了安第斯山脈4個(gè)相關(guān)物種28個(gè)個(gè)體的血液樣品，通過對全基因組序列分析和系統(tǒng)發(fā)生樹構(gòu)建，發(fā)現(xiàn)羊駝起源于駱馬，而美洲駝則馴化自原駝。為了回答羊駝和美洲駝起源為何在以往存在爭議，研究人員對遺傳結(jié)構(gòu)和局部祖先推斷（Local Ancestry Inference）的分析發(fā)現(xiàn)，兩個(gè)物種之間存在大范圍的不對稱基因漸滲現(xiàn)象：羊駝中高達(dá)36%的基因組成分來自于美洲駝的漸滲，而羊駝滲入到美洲駝的基因組比例僅為5%。這應(yīng)該是造成以往相關(guān)研究存在爭議的主要原因，因?yàn)榫€粒體DNA、微衛(wèi)星或Y染色體上的分子標(biāo)記無法從全基因組水平上揭示這一現(xiàn)象。為了進(jìn)一步了解羊駝和美洲駝在馴化史上發(fā)生了什么故事，研究人員通過對兩個(gè)方向的滲入片段構(gòu)建“重組-衰減”模型，發(fā)現(xiàn)漸滲發(fā)生的時(shí)間大約為500年之前，與1530年代西班牙殖民南美洲時(shí)期相吻合，從馴化起源的角度揭示了西班牙征服南美洲后對當(dāng)?shù)貍鹘y(tǒng)畜牧業(yè)管理方式所造成的改變和沖擊。
研究工作由中國、英國、智利、秘魯、丹麥等國家的科學(xué)家合作完成。山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教授范瑞文、中科院動(dòng)物所博士研究生谷中如、華大基因工程師光宣敏和比奧比奧大學(xué)教授Juan C. Marin為論文共同第一作者，中科院動(dòng)物所研究員詹祥江、英國卡迪夫大學(xué)教授Michael W. Bruford和山西農(nóng)業(yè)大學(xué)教授董常生為論文共同通訊作者。研究工作得到了中科院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金創(chuàng)新研究群體、中科院動(dòng)物進(jìn)化與遺傳前沿交叉卓越創(chuàng)新中心等的資助。
圖2.南美洲羊駝、美洲駝馴化起源機(jī)制和基因漸滲現(xiàn)象
注：本文轉(zhuǎn)載自中國科學(xué)院動(dòng)物研究所。
