中科院昆明动物所等揭示动物适应性进化的第二套基因组学机制

据科学网2016年6月23日援引报道，动物适应青藏高原极端环境的过程中，逐渐形成了耐低氧、耐高寒、耐粗饲料等复杂性状的适应性。中国科学院昆明动物所施鹏团队、中国科学院北京生命科学院赵方庆团队以及兰州大学龙瑞军团队展开合作，以第二套基因组为新的切入点，基于“高效的能量产生与利用(短链脂肪酸是能量的主要来源)和低的能量损耗(甲烷是瘤胃发酵的副产物，是能量主要损耗)有利于哺乳动物适应高原极端环境的长期胁迫”这一假设，借助两对物种之间全面系统的比较，来探讨同域动物适应极端环境的肠道微生物组机制。研究发现，经历长期自然选择并很好适应高原极端环境的牦牛产生的短链脂肪酸显著高于黄牛，甲烷排放显著低于黄牛；经历短期人工选择适应高原生活的藏绵羊与低海拔的普通绵羊之间也存在这样的差别。瘤胃微生物宏基因组测序分析发现，牦牛和藏绵羊的与短链脂肪酸合成代谢通路相关的基因显著富集，而黄牛的与甲烷形成通路相关的基因发生富集。通过比较牦牛和黄牛瘤胃黏膜转录组发现，牦牛短链脂肪酸运输和吸收相关的基因显著上调，表明宿主和肠道微生物之间的存在协同进化，并提示高原动物自身能够对高原生活的适应性，更好地吸收和利用瘤胃发酵产生的短链脂肪酸。