澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬 约9900年前从中国南方出发最终到达澳大利亚
2020-03-11 13:28:04   来源:化石网   评论:0 点击:

澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬 约9900年前从中国南方出发最终到达澳大利亚(图片:wikipedia)(化石网报道)据中国科学院昆明动物研究所(分子进化与基因组多样性学科组):澳洲野犬(Canis lupus din


澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬 约9900年前从中国南方出发最终到达澳大利亚图片:wikipedia

(化石网报道)据中国科学院昆明动物研究所(分子进化与基因组多样性学科组):澳洲野犬(Canis lupus dingo)英文名dingo,分类学上属于犬属,灰狼种,澳洲野犬亚种,是澳大利亚特有的一种野生动物。它也是一种非常有趣的动物,首先,它生活在与外界孤立的澳大利亚,却不是澳洲的原生物种,由于澳洲的特殊地理位置,澳洲野犬只会是人类迁移澳洲携带过去的,因此研究澳洲野犬的群体历史还能反映澳洲古代人群的迁移。另外,它原先已被人类驯养,但到达澳大利亚后又脱离人类控制,重回野生环境,经过了至少五千年的野化,而且,澳大利亚长期没有其他犬科动物,dingo的野化不会受到狼或家犬的杂交,这些使得它成为研究野化最好的模型。但是目前澳洲野犬的全基因组研究还是一片空白。中科院昆明动物研究所张亚平院士,毛炳宇研究员和瑞典皇家理工学院的Peter Savolainen教授团队合作,对澳洲野犬的起源和野化过程进行了深入的研究。 
 
张亚平院士领导的国际合作团队采集测序了10只野生的澳洲野犬和2只新几内亚歌唱犬,并且收集了97个家犬和灰狼的下载数据,组成了109个全基因组测序数据集。研究团队基于全基因组证据揭示证明了澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬,在大约9900年前从中国南方出发,在大约8300年前到达了澳大利亚,并在澳大利亚迅速野化。并且这个时间与南岛扩散的时间不相符,可能是一次未知的古代人类到的澳洲的迁移活动。我们还利用澳洲野犬这一模型对野化进行了研究,发现了很多有趣的野化基因,这些基因大多与神经发育,免疫,生殖和消化代谢有关,这些功能都与家犬适应野外生存密切相关。最后我们分析了澳洲野犬的野化模式,发现了澳洲野犬的一些基因区域相比较家犬来说更像狼,这可能是由于澳洲野犬来自于还未被完全驯化的早期家犬。我们认为这些基因区域可能对野化和驯化来说都很重要,因此我们针对澳洲野犬一个和神经相关的基因ARHGEF7上的突变,设计了一个功能验证,发现这个澳洲野犬上的突变确实等影响ARHGEF7基因的表达。该工作利用了澳洲野犬的基因组推测出了它的群体历史,而且还提示了一次可能的古代人类迁移,又利用澳洲野犬的野化分析,推导出了他的野化模式,为今后人群迁移和野化研究提供了新的思路。 
 
该工作以“Genomic regions under selection in the feralization of the dingoes”为题发表在期刊Nature Communications上(https://doi.org/10.1038/s41467-020-14515-6),昆明动物研究所张亚平课题组的张少杰,王国栋研究员和毛炳宇课题组的马鹏程副研究员为共同第一作者,张亚平院士、毛炳宇研究员和瑞典皇家理工学院的Peter Savolainen教授为通讯作者。 
 
该研究得到了国家自然科学基金委、中国科学院B类战略性先导科技专项、中科院“十三五”信息化专项和中科院青年创新促进会的支持。 
 
相关报道:澳洲野犬源自何处?中科院两研究“殊途同归”:中国古代家犬
 
(化石网报道)据中新网北京3月7日电(孙自法):澳洲野犬既是澳大利亚特有的野生动物,却又非澳洲原产,它源自何处一直以来颇有争议。中国科学院两个不同科研项目近期分别完成的研究成果却“殊途同归”,均认为澳洲野犬的祖先是中国古代家犬。
 
中科院昆明动物研究所张亚平院士课题组牵头的国际团队,通过采集测序10只野生的澳洲野犬和2只新几内亚歌唱犬,并且收集97个家犬和灰狼的下载数据,组成109个全基因组测序数据集。基于全基因组证据,该团队研究揭示澳洲野犬的祖先是东亚已被驯化的家犬,大约9900年前从中国南方出发,大约8300年前到达澳大利亚,并迅速野化。由于澳洲的特殊地理位置,澳洲野犬只会是由人类迁移澳洲携带过去,研究澳洲野犬的群体历史还能反映澳洲古代人群的迁移。张亚平团队称,大约9900年前至8300年前这个时间,早于南岛语系人群扩散的时间,可能是一次未知的古代人类到澳洲的迁移活动。
 
中科院古脊椎动物与古人类研究所古DNA实验室付巧妹研究员团队与多家科研、考古机构及高校合作,完成中国古代家犬线粒体全基因组的研究结果显示,所获26例中国古代家犬线粒体基因组大多(18/26)属于A1b单倍型,可能与现生的澳洲野犬及太平洋岛屿殖民时代之前的家犬直接相关。该研究推测,A1b单倍型家犬可能曾广泛分布于长江黄河流域并占据主导地位,后期扩散到中国南方、东南亚、新几内亚、澳大利亚及太平洋的岛屿上,同样认为澳洲野犬的扩散早于南岛语系人群扩散的时间。
 
该研究称,中国古代家犬在约7500年前有一个明显的种群扩增,这与中国农业起源及人群数量扩张相吻合,也暗示着A1b支系的家犬可能迅速随农业人群的扩张到达整个长江黄河流域,并在可能的种群替代事件发生之前,有一些A1b类型家犬已成功向南扩散到澳大利亚、太平洋岛屿及向北扩散到东西伯利亚的极地地区。
 
至于两项研究在年代上的差异,付巧妹指出,“时间上没有冲突,我们古DNA研究中的年代是样品的年代,并不代表(澳洲野犬)起源时间”。
 
这两项研究,中科院昆明动物所王国栋研究员都是主要参与者之一,他接受中新网记者电话采访时表示,澳洲野犬群体起源及野化机制研究和中国古代家犬线粒体全基因组研究是两个不同的科研项目,前者重点方向还包括探索中国古代家犬在澳洲重新野化的过程,后者则侧重对家犬的遗传历史和扩散路线进行研究,两者的共同结论,就是从基因层面得出澳洲野犬起源于中国古代家犬的结论。
 
“这也不能说是意外结果,我们的合作者之一,瑞典皇家理工学院的Peter Savolainen通过线粒体数据分析提出过澳洲野犬的东亚起源假说。中科院这两个科研项目分别从现代基因组和古DNA的角度进一步发现澳洲野犬源自中国古代家犬,严谨一点,就是证实了它是从中国过去的最大可能性。”王国栋说。
 
据了解,中国古代家犬线粒体全基因组研究已经在《分子生物学与进化》在线发表,为明晰东亚地区家犬的遗传历史和扩散路线,后续还需要加入更多东亚地区和相邻地区的古代样品、特别是东亚南部样品,开展线粒体和核基因组研究。
 
澳洲野犬群体起源及野化机制研究成果发表于《自然通讯》,它既填补了澳洲野犬的全基因组研究空白,也为今后史前人群迁移和驯养动物野化研究提供了新的思路。
 
相关报道:昆明动物研究所揭示伊朗家犬在驯化过程中积累的变异组
 
(化石网报道)据中国科学院昆明动物研究所:基因组测序技术的进步为研究驯化过程中快速积累表型变异的遗传基础和历史提供了便利。位于西南亚的新月沃土地区是现有记录的大多数动植物的驯化地,并且有研究表明这个地区的品种犬和灰狼共享了很高比例的单倍型数量。 
 
为了进一步研究狗驯化过程的遗传基础,研究团队对来自新月沃土东部的伊朗的3只狼和3只狗进行了全基因组测序,共鉴定到大约一千二百万个单核苷酸突变位点(SNPs),在灰狼中鉴定了一千万的SNPs,家犬中鉴定了近七百八十万个SNPs。此外,还鉴定了三百五十万个短片段插入缺失,其中在灰狼中鉴定了三百一十万个,家犬中鉴定了二百二十万个。同时,在伊朗的6个样品还发现了10,571个拷贝数变异区段,共154.65Mb,约占家犬基因组的6.41%。进一步分析表明家犬比灰狼积累了更多的有害突变。同时,灰狼比家犬在含子区域和基因间区积累了更高比例的突变,但是在编码区和3’-UTR则相反。鉴定的结构变异富集在嗅觉和免疫系统。该研究揭示了与灰狼相比,家犬在编码区积累了更多的有害突变。第一次解析了伊朗家犬和灰狼的变异图谱,进一步阐释了家犬驯化的遗传基础。 
 
该工作以“Whole genome resequencing of the Iranian native dogs and wolves to unravel variome during dog domestication”为题发表在国际期刊BMC Genomics上(链接:https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-6619-8?tdsourcetag=s_pctim_aiomsg)。克尔曼沙希德贝赫什提大学(Shahid Bahonar University of Kerman)动物科学系的博士Zeinab Amiri Ghanatsaman和昆明动物研究所张亚平课题组的王国栋研究员为共同第一作者。昆明动物研究所的张亚平院士和克尔曼沙希德贝赫什提大学的Ali Esmailizadeh教授为共同通讯作者。 
 
该研究得到了国家自然科学基金重大项目、中国科学院国际合作局国际合作项目、中国西南野生生物种质资源库动物分库(国家重大科技基础设施专项)赞助。

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