中科院昆明動物所等揭示動物適應性進化的第二套基因組學機制

據科學網2016年6月23日援引報道，動物適應青藏高原極端環境的過程中，逐漸形成了耐低氧、耐高寒、耐粗飼料等復雜性狀的適應性。中國科學院昆明動物所施鵬團隊、中國科學院北京生命科學院趙方慶團隊以及蘭州大學龍瑞軍團隊展開合作，以第二套基因組為新的切入點，基于“高效的能量產生與利用(短鏈脂肪酸是能量的主要來源)和低的能量損耗(甲烷是瘤胃發酵的副產物，是能量主要損耗)有利于哺乳動物適應高原極端環境的長期脅迫”這一假設，借助兩對物種之間全面系統的比較，來探討同域動物適應極端環境的腸道微生物組機制。研究發現，經歷長期自然選擇并很好適應高原極端環境的牦牛產生的短鏈脂肪酸顯著高于黃牛，甲烷排放顯著低于黃牛；經歷短期人工選擇適應高原生活的藏綿羊與低海拔的普通綿羊之間也存在這樣的差別。瘤胃微生物宏基因組測序分析發現，牦牛和藏綿羊的與短鏈脂肪酸合成代謝通路相關的基因顯著富集，而黃牛的與甲烷形成通路相關的基因發生富集。通過比較牦牛和黃牛瘤胃黏膜轉錄組發現，牦牛短鏈脂肪酸運輸和吸收相關的基因顯著上調，表明宿主和腸道微生物之間的存在協同進化，并提示高原動物自身能夠對高原生活的適應性，更好地吸收和利用瘤胃發酵產生的短鏈脂肪酸。