基于多绵羊品种选择扫描揭示的卡尔纳羊适应性景观与遗传分化

《Mammalian Genome》：Adaptive landscape and genetic divergence of Karnah sheep revealed by selection scans across multiple ovine breeds

　　

摘要

本土绵羊是适应性遗传多样性的重要宝库，然而其适应性的基因组特征尚不清楚。本研究对原产于印度北克什米尔地区的濒危卡纳羊（Ovis aries）进行了全面的基因组表征。共使用了 41,812 个高置信度 SNP，涵盖 266 个个体，代表九个地理和功能上多样的品种（即卡纳羊、加罗勒羊、德干羊、昌坦羊、藏羊、澳大利亚美利奴羊、兰布利埃羊、萨福克羊和特克塞尔羊）。群体结构分析揭示了明显的遗传分层，PC1-PC3 解释了 13.81% 的方差，将亚洲本土集群（高海拔与低地）与欧洲衍生的羊毛和羊肉群体分开。这一模式得到了 ADMIXTURE（最佳 K 值为 8）和邻接法系统发育分析的一致支持，确定了两个深层类群。全基因组核苷酸多样性（π）估计表明各群体间的多样性相对均匀，其中澳大利亚美利奴羊表现出最高的多样性（均值的 106%），其次是卡纳羊（102%），而加罗勒羊最低（93%）。成对 F_ST 值范围为 0.03 至 0.188，反映出中等程度的遗传分化，其中昌坦羊与藏羊之间的分化最低，加罗勒羊与欧洲品种之间的分化最高。选择信号分析揭示了卡纳羊中存在强烈的适应性信号。群体内 iHS 分析（|iHS| > 3）确定了与环境韧性、代谢和繁殖相关的关键候选基因，如 RELN、ADIPOQ 和 RAP1B。跨群体 XP-EHH 和 F_ST 分析进一步强调了参与脂质代谢（ATP8B2、ELOVL1）、钙信号传导（CACNA1C）和免疫反应（NFKB2、HS6ST3）的基因，表明气候和生态压力驱动的适应性分化。功能富集支持了与免疫、代谢和繁殖相关的途径。总之，这些发现为理解卡纳羊的适应性进化提供了一个稳健的基因组框架，并为保护和气候适应性育种策略提供了有价值的见解。