埃塞俄比亚本土绵羊种群结构与遗传多样性的全基因组分析:基于尾型表型与生态适应的遗传分化研究

【字体: 时间:2025年06月19日 来源:Reproduction and Breeding CS3.3

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  本研究针对埃塞俄比亚本土绵羊资源保护与育种策略制定的科学需求,通过全基因组SNP分析Selale和Semien两个代表性种群的遗传多样性、群体结构与分化特征。研究发现其遗传变异主要源于群体内部(94.25%),并鉴定出长脂尾、短脂尾和脂臀三种基因组聚类模式,为本土绵羊资源的可持续利用与气候适应性育种提供了分子依据。

  

埃塞俄比亚作为非洲重要的牲畜遗传资源宝库,其本土绵羊在极端环境适应性和经济价值方面具有独特优势。然而,长期以来,这些种群的遗传背景缺乏系统研究,特别是Selale(长脂尾型)和Semien(短脂尾型)等代表性种群未被纳入全基因组分析,导致育种策略制定缺乏科学依据。更关键的是,当地绵羊面临的基因流动态、生态适应机制以及与国际品种的遗传关系等核心问题亟待解答。

针对这一科学缺口,亚的斯亚贝巴科技大学等机构的研究团队在《Reproduction and Breeding》发表了突破性研究。团队采用Ovine 50K SNP芯片对48个样本(24 Selale/24 Semien)进行基因分型,整合公开数据库中5个埃塞俄比亚种群和4个亚非品种的SNP数据,最终基于35,139个高质量SNP展开分析。关键技术包括:群体遗传参数计算(HE
/HO
/FIS
)、分子方差分析(AMOVA)、主成分分析(PCA)、混合模型分析(ADMIXTURE)以及系统发育网络构建。

研究结果揭示三个关键发现:

  1. 遗传多样性特征:Selale种群展现最高期望杂合度(HE
    =0.362),而Arsi-Bale最低(0.325)。有效种群大小(Ne
    )分析显示Selale在近13代保持最大群体规模(Ne
    =114)。
  2. 群体分化模式:AMOVA表明94.25%变异源于群体内部,尾型分组解释2.19%变异。Semien与Arsi-Bale分化最显著(FST
    =0.077),而Selale与Horro亲缘最近(FST
    =0.019)。
  3. 基因组聚类:PCA与ADMIXTURE(K=3)一致识别长脂尾(Selale/Horro/Arsi-Bale/Adilo)、短脂尾(Semien/Menz)和脂臀型(Blackhead Somali)三大类群,且非洲与亚洲品种间存在明显遗传隔离。

讨论部分强调了三大科学价值:首先,研究首次将生态适应(如Semien对3000-4000米高海拔的适应)与尾型相关的遗传结构相关联,为环境适应性育种提供靶点。其次,通过比较非洲(埃及Barki)与埃塞俄比亚种群,证实绵羊可能通过红海沿岸与地中海两条路径独立传入非洲的假说。最后,低遗传分化(平均FST
=0.054)反映历史上频繁的基因交流,提示当前育种计划需考虑族群文化因素对基因流的限制作用。

该研究不仅填补了埃塞俄比亚重要绵羊资源的基因组空白,更建立了表型-基因型-环境的三维分析框架。其提出的"基于尾型分类的保育策略"可直接指导当地育种实践,而发现的种群特异性适应基因(如脂代谢相关位点)为抗逆育种提供新方向。这些成果对维护全球畜禽遗传多样性、应对气候变化下的畜牧业挑战具有示范意义。

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