研究野豬遷徙示意圖。 　　受訪者供圖

　　近日，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所有了新發(fā)現(xiàn)，農(nóng)業(yè)基因編輯技術(shù)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)解析了中亞野豬種群在跨越歐亞大陸百萬(wàn)年的遷徙歷程中適應(yīng)環(huán)境的獨(dú)特遺傳密碼。該研究為理解大型哺乳動(dòng)物如何應(yīng)對(duì)環(huán)境變化提供了全新視角，得到深圳市杰出人才項(xiàng)目、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的支持。

　　

　　補(bǔ)全野豬的演化拼圖

　　在人類文明尚未誕生的遠(yuǎn)古時(shí)代，東南亞的熱帶雨林中生活著早期野豬。它們?cè)诿艿牧帜鹃g覓食、繁衍，卻不知自己即將成為跨越歐亞大陸、歷經(jīng)百萬(wàn)年演化的遷徙者。

　　“我們希望把野豬這段遷徙旅程的‘拼圖’補(bǔ)全。”中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所副研究員王子帥介紹，早期關(guān)於野豬起源與演化的研究，主要集中在東南亞與歐洲兩端。科學(xué)家已確認(rèn)家豬的祖先來(lái)自東南亞，但從那裡出發(fā)的野豬如何一路向北、向西，穿越中亞高原、再到達(dá)歐洲，卻長(zhǎng)期是演化研究中的空白地帶。

　　中亞地區(qū)地處歐亞大陸腹地，是生物地理學(xué)上東西方物種交流的重要通道。但在以往的遺傳學(xué)研究中，這裡卻像一塊被忽略的拼圖，使得科學(xué)界難以準(zhǔn)確推斷野豬遷徙的真實(shí)路徑和節(jié)奏。

　　“中亞地區(qū)不僅是地理通道，也可能是遺傳分化的關(guān)鍵節(jié)點(diǎn)?！蓖踝訋浾f(shuō)，“我們基於譜系地理學(xué)分析，推測(cè)中亞野豬或許在東西方譜系分化、融合乃至適應(yīng)性進(jìn)化中起到樞紐作用。為驗(yàn)証這一假設(shè)，我們系統(tǒng)性地採(cǎi)集了來(lái)自中亞多個(gè)地區(qū)的野豬樣本，與此前公開(kāi)的東亞、歐洲數(shù)據(jù)整合分析，形成了覆蓋歐亞大陸的基因組圖譜?！?/p>

　　跨越百萬(wàn)年的野豬西遷

　　通過(guò)對(duì)47個(gè)新測(cè)序樣本和49個(gè)高質(zhì)量公開(kāi)基因組數(shù)據(jù)的綜合分析，研究人員重建了野豬的演化與遷徙歷史。

　　結(jié)果顯示，亞洲野豬約在360萬(wàn)年前與東南亞近親物種分家。隨后，部分種群向北遷徙進(jìn)入中國(guó)南部。180萬(wàn)年前，另一支野豬繼續(xù)向西北遷徙，跨越荒漠與山地，抵達(dá)中亞。到90萬(wàn)年前，中亞的野豬又分化出新的分支，向更遠(yuǎn)的西方擴(kuò)散，約62萬(wàn)年前，它們兵分兩路，一支進(jìn)入近東，另一支最終到達(dá)歐洲，成為今日歐洲野豬的祖先。

　　這是一場(chǎng)跨越百萬(wàn)年的壯闊遠(yuǎn)征，而在這場(chǎng)漫長(zhǎng)的遷徙中，野豬的基因也在悄然重塑自己。

　　研究團(tuán)隊(duì)在中亞野豬的基因組中發(fā)現(xiàn)了多處受到強(qiáng)烈自然選擇的關(guān)鍵基因，這些基因主要與脂肪代謝、產(chǎn)熱調(diào)節(jié)、皮膚色素沉積等生理功能相關(guān)。比如，研究發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)控制脂肪代謝的增強(qiáng)子變異，參與調(diào)脂肪代謝相關(guān)基因（LPIN1）的表達(dá)，讓野豬在食物豐富的季節(jié)能快速囤積脂肪，在食物短缺的寒冬依靠這些脂肪儲(chǔ)備維持生命活動(dòng)，不至於挨餓受凍。

　　不僅如此，研究團(tuán)隊(duì)還發(fā)現(xiàn)了另一個(gè)影響產(chǎn)肉量的基因（ALPK2）發(fā)生了變化。ALPK2基因與肌肉發(fā)育密切相關(guān)，該基因的適應(yīng)性變異可能增強(qiáng)了野豬的肌肉數(shù)量，這也就能解釋為什麼野生種群有著如此強(qiáng)健的體格，能在復(fù)雜的山地和草原環(huán)境中靈活奔跑、覓食和躲避天敵。

　　“這些基因的‘微調(diào)’，是野豬在寒冷干燥環(huán)境中生存下來(lái)的秘密?！蓖踝訋浗忉?，“中亞地區(qū)晝夜溫差大、冬季漫長(zhǎng)，紫外線強(qiáng)度相對(duì)較低。野豬通過(guò)在基因?qū)用嬖鰪?qiáng)脂肪沉積與能量代謝能力，既能抵御低溫，也能在資源有限的條件下維持體能。同時(shí)，皮膚色素沉積的變化也在調(diào)節(jié)其對(duì)紫外線輻射的敏感度，幫助其在高海拔或少光照環(huán)境中避免損傷?！?/p>

　　為家豬培育提供基因?qū)殠?kù)

　　值得一提的是，該研究在技術(shù)路徑上也具有重要突破。在針對(duì)自然選擇信號(hào)的研究中，研究人員構(gòu)建了一套多層次、多角度的綜合研究體系?！霸谧R(shí)別出自然選擇信號(hào)的基礎(chǔ)上，我們通過(guò)進(jìn)一步整合基因組、轉(zhuǎn)錄組和表觀修飾等多組學(xué)數(shù)據(jù)，並利用分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)對(duì)關(guān)鍵遺傳變異的生物學(xué)功能進(jìn)行了直接驗(yàn)証。這一系統(tǒng)性的研究路徑，顯著提升了結(jié)論的可靠性?！蓖踝訋浾f(shuō)。

　　在估算不同地域野豬種群的分離時(shí)間時(shí)，研究人員還面臨如何從現(xiàn)存的基因組差異中準(zhǔn)確推斷歷史事件的難題。為此，團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了多個(gè)具有競(jìng)爭(zhēng)性的種群歷史模型。

　　王子帥介紹：“這些模型基於不同的演化假設(shè)（如是否存在基因流、種群規(guī)模是否變化等），通過(guò)比對(duì)模型與真實(shí)基因組數(shù)據(jù)的擬合優(yōu)度，篩選出最符合實(shí)際情況的演化場(chǎng)景，並據(jù)此估算出分離時(shí)間。”

　　野豬百萬(wàn)年的遷徙史，實(shí)則是其與環(huán)境協(xié)同演化的歷史。這一歷程塑造了其種群遺傳多樣性和強(qiáng)大的環(huán)境適應(yīng)力。研究人員表示，此項(xiàng)發(fā)現(xiàn)不僅厘清了野豬遷徙脈絡(luò)，幫助精準(zhǔn)解析豬類生物多樣性的成因，也為家豬新品種的培育提供了珍貴的“基因?qū)殠?kù)”，同時(shí)為應(yīng)對(duì)將來(lái)諸如氣候變化、疫病暴發(fā)等挑戰(zhàn)提供演化生物學(xué)依據(jù)。

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