内蒙古马属动物研究

内蒙古马属动物研究跑出“加速度”

2019-07-08 19:27 环中马术

“团队首次获得了迄今为止最完整的马的Y染色体序列图谱,揭示了罗伯逊易位和染色体局部重排可能是由不同机制引起的,并且还发现了两种重复序列对基因组的不稳定性具有强烈的影响。”

不久前,内蒙古农业大学动物科学学院芒来教授领衔的马属动物研究中心标志性成果——“蒙古马和普氏野马的基因组精细图谱的绘制”获得了2018年度自治区科技进步一等奖,项目关于蒙古马和普氏野马的基因组精细图谱的绘制,既从全基因组学层面进行阐述,又从毛色、耐力、肠道菌群、精子生产,以及马匹传统产品酸马奶进行深入研究,取得了很多被国际学术界认可的成果,具有鲜明的地域特点、民族特色和时代特性。

绘制马属动物基因图谱 破解快速进化基因密码

蒙古马分布广、影响大,它的血缘渗透到国内外许多马种。作为马种遗传资源,蒙古马有着重要的保种价值。芒来带领团队以马属动物为研究对象,利用转录组测序、SmallRNA测序、编码区注释及富集分析等技术,筛选马属动物重要经济性状相关的基因及miRNAs。

团队还发现了两种重复序列对基因组的不稳定性有着强烈的影响。对于这一研究,国际知名学术期刊《自然》杂志社编辑部给予高度评价。

自2009年马基因组公布之后很长一段时间,由于驴基因组数据的空缺,限制了马和驴种内与种间遗传变异模式的研究。2015年9月16日,芒来团队在《自然》子刊《科学报道》发表论文《家驴基因组及其快速核型进化的印记研究》,发布了世界上第一次高质量、完整的家驴基因组,迈出了驴基因组研究和马属动物演化研究中的关键一步。

2018年4月,国际知名期刊《科学》子刊《科学进展》刊出论文《优化的从头组装家驴基因组》,该论文对芒来教授领衔的马属动物研究中心关于家驴基因组的研究成果进行了引用和参考。

该论文作者为马属动物遗传学研究领域的顶级专家,其研究工作引入了新的基因组组装技术,将驴基因组组装到亚染色体水平,并与芒来教授公布的驴基因组大小、注释基因数目、组装片段等内容进行比较。其分析结果再次验证和肯定了芒来教授团队发表的论文在驴基因组研究方面基础性和引领性的学术价值。

此外,团队还完成了家驴和蒙古野驴的基因组精细图谱的绘制,首次发现了706个马快速进化的基因和1292个驴快速进化的基因。

“马快速进化的基因富集在心脏循环、神经管发育、感光细胞的维护与核糖体合成等途径。驴快速进化的基因主要富集在有氧呼吸、脑发育、淋巴细胞分化的调节、三羧酸循环和乙酰-CoA的分解代谢过程。”芒来告诉记者,研究结果揭示了马属动物的性格、运动能力、能量代谢和免疫力方面的特征。该项突破性成果对马属动物基因组结构进行了解析,并全面准确注释,为马属动物基因功能揭示奠定了坚实的理论基础,同时为马属动物遗传育种学研究及新品种培育建立了新的理论体系。

“马基因组序列测序计划的启动与实施,给马学理论研究提供了新的开端,但完成基因组测序仅仅是基因组计划的第一步,更大的挑战在于弄清基因组序列中所包含的全部遗传信息以及基因组作为一个整体如何行使其功能。”芒来表示,对马基因组进行高质量的注释,是对马经济性状进行分子水平研究的基础。

马产业振兴 马科学为先

我国经历了传统马业的兴盛到衰败。自20世纪80年代马匹役用功能被取代后,我国马业进入了低迷期,马匹的数量、质量下降,马育种、马繁殖等技术停滞或者丢失,全国绝大部分农类院校的《养马学》课程也不再开设。然而此时,国际现代马业却在如火如荼地开展。随着改革开放的进一步加深,国际现代马业也进入中国,这迫使我国马业做出改变。

进入本世纪,我国马业从传统逐步向现代转型。作为牧区五畜之首的马,受到了国家不同层面的重新认识,特别是习近平总书记提出的“蒙古马精神”和“骏马外交”,促进了马业的快速发展。

内蒙古作为我国主要马产区,在马科学研究领域领跑其他省、市、自治区。查阅国际期刊杂志,国内关于马匹的研究,特别是关于蒙古马研究的成果主要出自于内蒙古农业大学。新一代蒙古族科学家芒来带领“马属动物研究中心”团队以自治区草原特色草食家畜——马为主要研究对象,通过基因组、转录组、全基因组关联分析、基因遗传效应分析等方法和手段,对马属动物的主要性状进行遗传解析,建立其分子标记辅助选择数据库和遗传评估技术体系。同时建立马属动物全基因组选择育种技术体系,实现了马属动物高效选育与快速扩繁。通过马属动物配子及胚胎保存、人工输精、胚胎移植等技术的研究,建立马属动物种质资源库。

通过这些基础研究,团队推动发展了马属动物基因组学、马属动物饲料学、马属动物繁殖学、马属动物育种学等领域的知识储备,有步骤地尝试将理论用于实践,促进马属动物研究、实践和应用领域自主创新能力的提升。团队还在马产业以及马文化等领域开展了一系列综合研究,在提高社会服务能力的同时,也为马产业、马文化发展提供了新的动力和动能。

“我们计划到2030年,将目前的实验室建成为国家重点实验室,2035年,建立较为完备的‘中国马属动物种质资源库’,同时建立1个以马学教学科研为总旨的‘农业部马属动物遗传育种与繁殖科学观测实验站’,经过建设成为国家级科研示范基地。”芒来对他的“马队”未来发展规划胸有成竹。

源自:内蒙古新闻网; 编辑:王西西

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