编辑推荐：
为探究欧洲野牛包皮炎病因，研究人员开展基因组测序研究，发现相关 SNP 标记，对疾病防控有重要意义。
欧洲野牛，作为一种极具标志性的物种，正面临着诸多生存挑战，其中包皮炎（posthitis）这一致命疾病对其种群繁衍构成了严重威胁。包皮炎是一种发生在欧洲野牛雄性个体身上的坏死性炎症疾病，每年约有 6% 的雄性野牛受其影响，患病动物通常会因阴茎自截和全身性感染而死亡。自 1962 年在白俄罗斯部分的比亚沃维耶扎森林（Bia?owie?a Forest）以及 1980 年在波兰一侧被发现以来，这一疾病一直是欧洲野牛保护工作中的一大难题。
在过去的 30 年里，科研人员进行了大量尝试，试图找出该疾病的感染源和主要病原体，但细菌学、生化、免疫化学和免疫遗传学等多方面的研究均未取得突破。虽然有各种假设，比如感染蜱虫叮咬或物种遗传变异性低等，但都未能得到证实。同时，系谱分析也未发现个体近交水平与包皮炎发病率之间存在显著关联。在此背景下，开展深入研究以揭示包皮炎的发病机制和遗传基础，对欧洲野牛的保护至关重要。
来自波兰科学院哺乳动物研究所（Mammal Research Institute PAS）等多个研究机构的研究人员，针对这一难题展开了研究。他们应用深度覆盖靶向测序技术，对欧洲野牛 10 条染色体（1、9、12、13、15、23、25、26、29 和 X）上的 74 个区域进行测序，旨在寻找与包皮炎相关的物种特异性单核苷酸多态性（SNP）标记，进而解释疾病发生机制并检测疾病易感性。相关研究成果发表在《Scientific Reports》上。
研究人员在研究过程中运用了多种关键技术方法。首先是样本采集与基因组 DNA 提取，他们从 150 头欧洲野牛（126 头雄性，24 头雌性）的软组织（肌肉、心脏、肝脏和肾脏）和血液样本中提取基因组 DNA。之后进行富集文库制备和高通量测序，利用 SureSelectXT 靶向富集系统捕获特定区域并测序。在数据分析阶段，运用了读长比对、变异检测和过滤等技术，通过一系列生物信息学工具和软件进行处理，最终进行全基因组关联分析（GWAS）等统计分析。
在研究结果部分：
- 序列和变异检测及 SNP 鉴定：对 150 头欧洲野牛的特定区域进行测序，得到了大量的测序数据，包括总读数、平均读数等信息，同时鉴定出众多变异和 SNP。
- 全基因组关联分析（GWAS）：经过一系列筛选和质量控制，最终保留 9934 个高质量过滤变异用于关联分析。基于 p<0.005 和 OR>1 的标准筛选出 30 个 SNP 标记，这些标记均位于染色体 25 上，但经过 Bonferroni 校正后，未发现与包皮炎发生显著相关的 SNP。
- SNP 注释：研究发现欧洲野牛 DNA 样本中 99.5% 的 SNP 是新变异，约 79% 的新变异位于基因间区域，主要为内含子核苷酸替换。部分 SNP 被鉴定为非同义变异，可能具有潜在有害影响。
- InDels 功能注释：对插入缺失（InDels）进行分类和注释，发现大部分 InDels 属于修饰类。
- 主成分分析结果：主成分分析（PCA）降低了数据集的复杂性，PC1 和 PC2 分别解释了数据集总体方差的 17.27% 和 14.29% 。
- 不同方法获得的 SNP 对比：研究发现靶向富集与基于参考的流程之间没有共同变异，新发现的标记中只有一个包含在 Illumina Bovine HD 777 K 微阵列中。
在研究结论和讨论部分，包皮炎似乎是一种多因素且具有条件性的疾病，“假阴性” 采样使得个体分类困难，这是解释其病因的关键问题。研究中鉴定出的所有可能与包皮炎症状相关的物种特异性 SNP 标记均位于牛 25 号染色体上，这些标记可用于检测欧洲野牛个体的疾病易感性。虽然目前疾病与欧洲野牛基因组特征之间未发现显著关联，但相关检测面板有助于限制疾病传播。研究还表明，Y 染色体在该疾病的遗传条件中可能没有作用，X 染色体上的 276 个 SNP 也与疾病无关。未来研究应聚焦于识别与疾病发生相关的环境条件，利用新的基因组信息深入理解包皮炎及其他对欧洲野牛物种的威胁，这对欧洲野牛的长期保护具有重要意义。
