2020年2月17日，《國家科學(xué)評論》在線發(fā)表了題為“Understanding divergent domestication traits from the whole-genomesequencing of swamp and river buffalo populations”的學(xué)術(shù)論文,，對水牛馴化起源問題進行了系統(tǒng)的研究,。該成果由廣西大學(xué),、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所,、中國科學(xué)院基因組研究所和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)等單位合作完成。

　　水牛,，被聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織（FAO）贊譽為養(yǎng)活世界人口最多的大家畜,。全世界家養(yǎng)化水牛主要分布在亞洲（97%）。家養(yǎng)化水牛又分為沼澤型水牛（Bubalus bubaliscarabanesis）（2n="48）和河流型水牛（Bubalusbubalis" bubalis）（2n="50）,。沼澤型水牛性格溫順,、耐力強，是傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)水稻耕種的主要勞動力,；河流型水牛體格大,、產(chǎn)奶量高，主要為人類提供水牛肉和牛乳等優(yōu)質(zhì)動物蛋白,。

　　本研究綜合應(yīng)用三代測序的PacBio數(shù)據(jù)、二代測序的Illumina數(shù)據(jù)和三維基因組Hi-C數(shù)據(jù),，組裝獲得2.631Gb/2.646Gb的沼澤型/河流型水牛的高質(zhì)量染色體級別參考基因組,，其中Scaffolds N50分別達到了117.3Mb/116.1Mb，沼澤型和河流型水?；蚪M注釋分別含有19,279和20,202個基因,，其BUSCO評估率分別為96.8%和96.0%。沼澤型水牛組裝出24對染色體的單倍型，河流型水牛組裝出25對染色體的單倍型,，其中河流型的9號染色體和4號染色體共同組成了沼澤型水牛1號染色體,。研究還對中國、印度,、巴基斯坦,、越南和意大利等15個國家28個采樣點共230頭水牛進行了基因組重測序分析研究?；诨蚪M單拷貝基因序列變異繪制的系統(tǒng)發(fā)育樹,，估計沼澤型水牛和河流型水牛分化約在1.1Mya-3.5Mya。

　　本研究從基因角度探討了為何沼澤型水牛會擁有極大力氣,，同時又積極響應(yīng)人類命令并相互協(xié)作,？沼澤型水牛的Hippo信號通路最為富集，里面許多基因參與肌肉生成以及肌肉類型轉(zhuǎn)換（比如TEAD1）,，這些基因的選擇可能與沼澤型水牛作為役用動物長時間高強度的田間勞動有關(guān),，有報道顯示水牛的牽引力是黃牛的1.5倍到2倍。其次重要的是催產(chǎn)素通路（Oxytocinsignaling pathway）的富集,，OXTR基因在沼澤型水牛中受到選擇,，有研究表示OXTR是調(diào)節(jié)人社會認知和行為的關(guān)鍵基因，水牛對這一類基因的選擇可能促進稻田耕作中牛響應(yīng)人類命令并相互協(xié)作的過程,。

　　該研究發(fā)現(xiàn)沼澤型水牛和河流型水牛共超過3000萬個SNPs,，積累了全世界最豐富的水牛遺傳多樣性數(shù)據(jù)集合，沼澤型水牛和河流型水牛的遺傳多態(tài)性都遠遠超過黃牛,，豐富的遺傳多樣性也說明水牛育種強大潛力,，同時為培育性格溫順、生長速度快,、產(chǎn)奶量高,、抗病力強且耐粗飼的理想的乳肉役兼用型中國水牛新品種奠定了基礎(chǔ)。

　　廣西大學(xué)在讀博士生羅西爾和周宇,、中國科學(xué)院北京基因組研究所張兵高級工程師,、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張毅副教授為該論文共同第一作者，廣西大學(xué)劉慶友研究員和石德順研究員,、中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所阮玨研究員為該論文的共同通訊作者,。其中，羅西爾和周宇為我所客座生,。