《Mammalian Genome》：Detection of selection signatures in indigenous African cattle reveals genomic footprints of adaptation, production and temperament traits
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本研究通过全基因组测序分析，采用RAiSD和ROH两种方法，在乌干达六种本土牛种群中鉴定出803个和49个候选基因，包括SLC37A1、IL26等关键基因，发现与热带环境适应、寄生虫抵抗力和生产性状相关的255个QTL，为非洲牛种质资源保护和育种策略提供了重要遗传学见解。
在乌干达广阔的草原上，一群群角型独特的安科勒牛（Ankole）悠然漫步，它们与卡拉莫乔牛（Karamojong）、恩甘达牛（Nganda）等本土品种共同构成了非洲畜牧业的重要遗传资源。这些牛群不仅承载着当地牧民的文化记忆，更在基因中镌刻着千年来的适应性进化密码——能够耐受采采蝇、蜱虫等媒介传播的疾病，在饲料匮乏的旱季依然保持生产力，甚至表现出温顺易管理的性情特征。然而，这些珍贵遗传特性的分子机制始终笼罩在神秘面纱之下。
近期发表于《哺乳动物基因组》（Mammalian Genome）的研究首次系统揭示了乌干达本土牛的选择信号图谱。研究人员收集了代表六个本土种群（安科勒、卡拉莫乔、恩甘达10、恩甘达17、恩凯迪、恩图库）的95头个体进行全基因组测序（WGS），采用RAiSD（基于多特征选择性清除检测）和纯合片段（ROH）分析两种互补方法，通过μ统计量计算和保守纯合区域鉴定，最终从22,455,225个变异中筛选出与适应性、生产和性情性状相关的基因组区域。
关键技术方法包括：使用Illumina NovaSeq 6000平台进行双端测序，经BWA-MEM比对至Bos taurus ARS-UCD1.3参考基因组，GATK最佳实践流程进行变异检测，RAiSD软件计算包含位点频谱（SFS）、连锁不平衡（LD）等特征的μ统计量，PLINK识别长度≥500 kb的ROH片段，并通过Cattle QTLdb数据库注释数量性状位点（QTL）。
候选基因组区域鉴定
RAiSD分析共识别895个基因组区域，对应803个候选基因，其中92个为尚未功能注释的新基因。染色体长度与候选区域数量呈显著正相关（r=0.826, p=0.000），BTA1、BTA11和BTA3染色体携带最多信号区域。恩甘达10种群表现出最高平均μ统计量值（1.19），与其作为保护种群形成的封闭繁育历史相符。保守ROH分析发现108个片段含49个基因，其中15个为新基因，片段数量与样本量正相关（r=0.844, p=0.035）。
基因功能与性状关联
功能富集分析显示，20.7%的候选基因显著富集于33个GO术语和21条KEGG通路。甲状腺激素信号通路（bta04919）在六个种群中共同富集，提示能量代谢调节对热带适应的关键作用。与疾病抵抗力相关的基因如CHCHD3（牛冠状病毒易感性）、IL26（金黄色葡萄球菌乳腺炎抗性）和LOC107131273（大肠杆菌临床乳腺炎）在多群体中出现。值得注意的是，RAB3GAP1（BTA2）与开放场地测试中的静止持续时间QTL重叠，KHDRBS2基因被报道为婆罗门牛性情性状的选择特征。
种群特异性适应特征
恩甘达10种群中发现的SHANK2与热耐受相关，PTPRD基因参与饮水行为调节，CPVL在沙漠适应绵羊中报道。恩图库牛携带的热休克蛋白HSPA9与Sheko牛的锥虫抗性相关。卡拉莫乔牛中富集的DNA损伤反应通路（GO:0006974）可能对应热应激引发的氧化应激适应机制。研究人员还发现与体格大小相关的OSBPL6、与蹄部健康相关的CCDC178等基因，揭示了牧民对实用性状的长期选择偏好。
新基因与未注释区域
研究特别指出107个新基因（RAiSD发现92个，ROH发现15个）可能包含长链非编码RNA（lncRNA）等未表征功能元件。这些区域与255个QTL重叠，包括与红细胞指数MCHC相关的288172号QTL——该指标是锥虫病、蜱传疾病等贫血诊断的关键指标，提示本土牛在血液生理适应方面的遗传潜力。
讨论与展望
本研究通过基因组足迹追溯了乌干达本土牛在自然选择与人工选择双重作用下的进化历程。农民对疾病抵抗力、温顺性情、生产性能的长期偏好，与热带环境压力共同塑造了这些群体的独特遗传结构。值得注意的是，与角型、毛色等形态特征相关的选择信号较少，可能反映现代育种更关注实用性状的转变。
尽管存在参考基因组物种差异（Bos taurus vs Bos indicus）、注释完整性等限制，该研究仍为非洲牛遗传资源保护提供了关键分子依据。未来通过功能验证和跨组学整合，这些发现有望指导培育既保持适应性、又提升生产效率的“未来适应性牛种”。
研究最后强调，随着气候变化加剧和畜牧业集约化，这些蕴含千年适应智慧的遗传变异，或将成为全球畜牧业应对环境挑战的战略资源。
