兰州大学、中科院Cell子刊发表微生物组研究新成果

　　

生物通报道  来自中科院昆明动物研究所、中科院北京生命科学研究院和兰州大学的研究人员，在新研究中揭示出了高海拔哺乳动物瘤胃微生物组的趋同进化。研究结果发布在6月16日的《Current Biology》杂志上。

中科院昆明动物研究所的施鹏（Peng Shi）研究员、中科院北京生命科学研究院赵方庆（Fangqing Zhao）研究员和兰州大学的龙瑞军（Ruijun Long）教授教授是这篇论文的共同通讯作者。

研究遗传适应是进化生物学的一个中心焦点，一直以来大多数的这类研究通常都将焦点放在宿主的基因组上，而很少涉及共同进化的微生物组。青藏高原（QTP）为人类和其他哺乳动物物种提供了一个最极端的生存环境。牦牛（Yaks）和藏系绵羊已适应了在这一严酷的高原环境中生活，游牧藏民饲养这些动物以获取食物及维持生计。

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在这篇文章中，研究人员揭示出了在两种高原反刍动物牦牛和藏系绵羊中为持续地获得能量瘤胃微生物组发生的趋同进化。相比于低海拔的近亲家牛（cattle）和普通绵羊，两种反刍动物生成了显著低水平的甲烷及高水平的挥发性脂肪酸(VFAs)。超深度宏基因组测序揭示出在高海拔反刍动物中富含生成VFA的瘤胃微生物基因信号通路，而在家牛宏基因组中富含甲烷生成信号通路。分析RNA转录组揭示，在高海拔反刍动物瘤胃上皮中与VFA运输和吸收相关的36个基因显著上调。这些研究结果重新认识了微生物组对哺乳动物适应性进化的贡献。

牦牛是我国西部高寒高海拔地区 特有的家畜,主要分布在我国青藏高原海拔3000米以上的地区。牦牛经过长时间的自然选择,能够适应高海拔地区寒冷和低氧的自然环境,是研究极端环境适应性的模式物种之一。2012年来自兰州大学，深圳华大基因研究院，昆明动物研究所以及美韩等处的研究人员完成了已驯化牦牛基因组的测序图谱工作，并进行了初步分析，从中揭示了关于高海拔动物的相关遗传适应性。研究成果发布在Nature Genetics杂志上（中国学者基因组研究登Nature Genetics ）。

RNA-Seq 作为近年来新发展起来的高通量转录组测序技术, 为大规模转录组学研究提供了一种全新的且更为有效的方法，2014年来自西南民族大学，深圳华大基因的研究人员以牦牛卵巢组织作为研究对象, 应用RNA-Seq技术对其进行高通量转录组测序分析,获得了卵巢测序文库，并进行了深入分析。这为描绘牦牛卵巢正常转录组图谱及进一步探析牦牛繁殖性能提供了基础（西南民族大学最新文章：基于RNA-Seq的转录组研究 ）。

2015年，来自兰州大学、四川大学的研究人员通过对牦牛进行全基因组重测序揭示出了一些驯化标签和史前的种群扩张。这项研究发布在Nature Communications杂志上（兰州大学Nature子刊发表测序新成果 ）。

（生物通：何嫱）

生物通推荐原文摘要：

Convergent Evolution of Rumen Microbiomes in High-Altitude Mammals

Studies of genetic adaptation, a central focus of evolutionary biology, most often focus on the host’s genome and only rarely on its co-evolved microbiome. The Qinghai-Tibetan Plateau (QTP) offers one of the most extreme environments for the survival of human and other mammalian species……

作者简介：

施鹏：博士，中国科学院昆明动物研究所研究员。遗传资源与进化国家重点实验室PI，进化与功能基因组学科组负责人。2008年入选中科院“****”，长期从事进化基因组学和功能基因组学研究，目前已经分别在《Nature Genetics》《Trends in Genetics》、《PNAS》、《Genome Research》、《Mol. Biol. Evol》等国内、外重要学术杂志上发表论文30余篇。发表的论文被《Nature》、《Nature Review Neuroscience》、《Nature Review Genetics》、《PNAS》等国、内外著名刊物上的论文引用900多次。先后多次受邀为国内、外20多个SCI著名杂志审稿，还受邀为两部国外书籍撰写特邀综述文章。

赵方庆：现为中国科学院北京生命科学研究院科研部副主任、计算生物学联合研究中心秘书长、中国生物工程学会计算生物学专业委员会副主任委员、副秘书长。生物信息学国际刊物《Briefings in Bioinformatics》、《Hereditas》、《Genomics, Proteomics & Bioinformatics》编委。主要研究方向是计算基因组学。以第一作者或通讯作者身份在生物信息学和基因组学领域国际刊物发表学术论文40余篇。 

龙瑞军：2006受聘为兰州大学萃英特聘教授；2009年入选“百千万人才工程”国家级人选和“甘肃省领军人才”。兼教育部高校草业科学专业教学指导委员会主任、全国农推广硕士专业学位草业领域培养协作组组长、国际草食动物营养大会(ISNH) 和发展中国家畜牧业可持续发展(SAADC)大会IAC成员；曾任中国草学会副理事长、IAEA/FAO、WB/GEF草畜专家。应国际学术组织邀请和资助出国开会、讲学、学习等70余次。任《The Rangeland Journal》（2008-）副主编，《Livestock Science》（2007-2008）编委。龙瑞军教授近30年来，致力于青藏高原草地生态系统功能完整性管理与藏系家畜生理生态适应性机制研究与教学工作。获国际和省部级科研奖励3项，国家教学成果特等奖1项，专利2项；主编专著2部，出版英文专著《THE YAK（牦牛）》1部。发表论文300余篇, 其中SCI收录70余篇。