克罗恩病患者肠道菌群多样性变化研究初探

目的探讨克罗恩病(CD)患者肠道菌群多样性变化。方法收集8例确诊CD患者的粪便标本(CD组),以同期8例健康人群粪便作为对照组(CN组)。收集新鲜粪便样本提取DNA,并将样本进行PCR扩增,最终进行16SrRNA数据分析。结果测序共获得990 890条高质量序列,CD组和CN组多样性指数Shannon和Simpson比较差异有统计学意义(t=-3.802和t=-2.886,P0.05)。OTUs(可操作分类学单位)比较韦恩图显示CD组共有7 437株菌种,而CN组共有7 744株菌种,其中3 438株菌种重叠。LDA差异贡献分析图提示CD患者肠道菌群以芽胞杆菌、变形菌、乳杆菌目、放线菌目、异常球菌纲、栖热菌目、假单胞菌目和交替单胞菌目等为主要特征差异细菌菌类,而CN组则以双歧杆菌目及双歧杆菌科,Odoribacteraceae、Christensenellaceae、弧菌目及弧菌科等为主要特征差异细菌菌类。据物种进化树的样本菌落分布图显示:两组样本厚壁菌门、放线菌门、拟杆菌门、变形菌门、疣微菌门、酸杆菌门和螺旋菌门占主要门类分布。CD组及CN组细菌科类分析结果:毛螺菌科、韦荣球菌科、瘤胃菌科、丹毒丝菌科、红蝽菌科、紫单胞菌科、双歧杆菌科、普雷沃菌科、拟杆菌科、产碱菌科和链球菌科在两组样本中共同存在。同时从该进化树可发现,CD组中红蝽菌科、产碱菌科、丹毒丝菌科和链球菌科相对于CN组优势丰度分布,而普雷沃菌科、拟杆菌科和双歧杆菌科比CN组丰度明显减少。此外,Dethiosulfovibrionaceae、丙酸杆菌科、盐单胞菌科、希万菌科等为CD组特有菌种。结论 CD组的菌群多样性明显少于CN组,CD组有其特有优势菌群。     

不同“肠型”人群肠道菌群结构

目的为了发挥饮食对肠道菌群的有益调节作用,预防代谢性疾病的发生,特研究不同肠型人群肠道微生物组成和对饮食的代谢情况。方法随机招募志愿者(n=102),排除病患和近1个月内有抗生素药物史的志愿者。剩余志愿者(n=70)收集晨便、晨尿样本,通过Illumina HiSeq 2500测序仪对粪便样本中肠道菌群V3-V4区进行16S rDNA测序,分析肠道菌群的结构;通过高分辨质谱仪开展尿液代谢组分析。结果通过肠道菌群可将志愿者分成2种肠型:A和B,A肠型志愿者F/B值(肠道优势菌厚壁菌门与拟杆菌门丰度比例)低于B肠型。A肠型志愿者结肠拟杆菌科、韦荣球菌科、肠杆菌科、消化链球菌科的丰度高于B肠型,而瘤胃菌科、普雷沃菌科、紫单胞菌科和理研菌科的丰度低于B肠型。结论结果表明研究人群肠道中至少存在着2种肠型,在菌群结构上具有显著的差异。     

圈养食叶猴的肠道菌群特征

目的 充分认识圈养食叶猴的肠道菌群组成特征,为饲养管理方法的改进提供参考依据。方法 通过MiSeq高通量测序平台对3个物种的19个个体[黑叶猴(n=5)、川金丝猴(n=9)和西非黑白疣猴(n=5)]的肠道菌群16S rRNA V4-V5区进行测序和分析。结果 食叶猴肠道菌群以厚壁菌门和拟杆菌门为优势菌门,瘤胃菌科、普氏菌科、理研菌科和毛螺菌科为优势菌科,普氏菌属、密螺旋体属和瘤胃球菌属为优势菌属;食叶猴物种间肠道菌群组成存在显著差异,肠道菌群按照宿主物种聚类,而不受环境因素的影响。结论 宿主物种是决定肠道微生物组成的重要因素,食叶猴肠道菌群特征反映了宿主对其食性的适应。     

胃癌患者化疗前后口腔菌群与肠道菌群变化特征

目的研究胃癌患者化疗前后口腔菌群与肠道菌群的变化特征,为该类患者的治疗提供参考。方法选取2017年2月至2020年2月于我院接受治疗的96例胃癌患者为观察组,另外选取同期我院健康体检者90例为对照组,收集两组对象唾液样本和粪便样本,其中观察组患者需收集化疗前及化疗后两个时间点的样本。采用16S rRNA基因高通量测序法检测菌群构成,分析两组对象组间及观察组患者化疗前后口腔菌群与肠道菌群变化特征。结果化疗前,观察组患者唾液样本、粪便样本菌群Simpson指数、Shannon指数、厚壁菌门、拟杆菌门丰富度与对照组比较差异均无统计学意义(均P>0.05)。化疗前,观察组患者唾液样本及粪便样本中放线菌门丰富度显著高于对照组,变形菌门丰富度显著低于对照组(均P<0.05)。化疗后,观察组患者唾液样本中厚壁菌门、放线菌门、变形菌门丰富度较化疗前显著下降,拟杆菌门丰富度显著上升(均P<0.05);同时粪便样本中厚壁菌门、变形菌门丰富度较化疗前显著上升,拟杆菌门、放线菌门丰富度显著下降(均P<0.05)。化疗后,观察组患者唾液样本中韦荣球菌属、罗氏菌属、普氏菌属丰富度较化疗前显著增加,放线菌属、链球菌属、奈瑟菌属、粪梭杆菌属丰度显著下降(均P<0.05);同时粪便样本中链球菌属、肠志贺菌属、乳杆菌属丰富度较化疗前显著增加,粪梭杆菌属、双歧杆菌属、拟杆菌属丰富度显著下降(均P<0.05)。结论化疗对胃癌患者口腔菌群及肠道菌群构成有一定程度影响,患者口腔菌群中韦荣球菌属丰度上升,而肠道中正常菌群的生长受抑制。     

基于16S rRNA基因高通量测序的 太原地区健康成年人肠道菌群结构分析

目的探讨太原地区健康成年人的肠道菌群结构及多样性。方法采集太原地区20份健康成年人的粪便样本,提取DNA、构建菌群16S rRNA基因克隆文库、高通量测序并进行生物信息学分析。结果测序获得优质序列1 383 680条,平均序列为69 184条±551条,归类于455个OTUs;所有样本共含有10个菌门,101个菌属,141种菌;其中核心菌门3个,依次为拟杆菌门(63.13%)、厚壁菌门(31.14%)和变形菌门(5.10%),占所有样本微生物总量的99.37%;丰度最高的前10个菌属依次为拟杆菌属(43.34%)、普氏菌属(15.51%)、栖粪杆菌属(4.92%)、罗氏菌属(4.73%)、毛螺菌属(3.27%)、萨特菌属(2.50%)、粪球菌属(2.38%)、布劳特菌属(2.31%)、瘤胃球菌属(2.18%)和副杆状菌属(1.61%),占样本微生物总量的82.75%,未分类的菌属占6.84%。结论健康成年人肠道微生物群落复杂,但主要菌群相对稳定,为进一步研究人体肠道菌群结构与功能提供了参考依据。     

强直性脊柱炎患者咽部菌群变化

目的探讨强直性脊柱炎患者的咽部菌群变化。方法筛选入组7例强直性脊柱炎患者和7例健康者咽拭子样本,提取咽部DNA,扩增16SrRNA基因,在Illumina平台测序,对测序结果进行生物信息学分析。结果从ACE指数、Chao1指数、Shannon指数和Simpson指数综合来看强直性脊柱炎患者的咽部菌群Alpha多样性差异不大。Beta多样性分析显示两组研究对象咽部菌群样本可被区分。强直性脊柱炎患者咽部菌群组成和含量发生显著改变,主要变化包括:拟杆菌门(Bacteroidetes)和放线菌门(Actinobacteria)显著降低。拟杆菌门中普雷沃杆菌属(Prevotella)相关的纲目科属水平都显著降低。放线菌门变化落实到属水平,放线菌属(Actinomyces)显著降低,丙酸杆菌属(Propionibacterium)和棒状杆菌属(Corynebacterium)显著增高。厚壁菌门(Firmicutes)中,芽胞杆菌纲(Bacilli)所属的与链球菌属(Streptococcus)相关的纲目科属水平显著增加,而梭状芽胞杆菌纲(Clostridia)包含的韦荣球菌属(Veillonella)、消化球菌属(Peptococcus)显著下降。此外,变形菌门中出现弧菌属(Vibrio)的增加和弯曲菌属(Campylobacter)的降低等变化。结论强直性脊柱炎患者(本次研究样本)的咽部菌群出现紊乱,以普雷沃杆菌属、放线菌属、韦荣球菌属、消化球菌属和弯曲菌属等显著降低,丙酸杆菌属、棒状杆菌属、链球菌属和弧菌属等显著增加为主要特征。     

两种象甲幼虫肠道微生物组成及对高单宁食物的适应

【目的】象甲是栎属植物橡子中主要的寄生昆虫,但其适应高单宁食物(橡子)的肠道微生物基础尚待揭示。本研究分析了蒙古栎和辽东栎橡子中两种柞栎象(Curculio arakawai和C.dentipes)幼虫的肠道菌群结构和多样性,试图阐明柞栎象幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。【方法】分别提取蒙古栎和辽东栎橡子中象甲幼虫各50头的肠道DNA,利用Illumina MiSeq技术对肠道菌群的V3–V4区序列进行16S rRNA测序,统计样品操作分类单元(OTU)数量,分析物种组成丰度、α多样性和β多样性。【结果】结果表明,可用于物种分类的OTU分别有2054和2308个,C. arakawai和C. dentipes共有的OUT 481个。在两种柞栎象C. arakawai和C. dentipes肠道菌群中,共注释到的主要分类阶元有27个门、145个科和274个属。变形菌门(Proteobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)和厚壁菌门(Firmicutes)在两种象甲肠道菌群中占优势;假单胞菌属Pseudomonas(63.8%)、沙雷氏菌属Serratia(6%)和不动杆菌属Acinetobacter (5.2%)是C. arakawai肠道中的主要类群,而沙雷氏菌属Serratia (32%)、拉恩菌属Rahnella(24.2%)、气单胞菌属Aeromonas(6.8%)和立克次体属Rickettsia(6.6%)在C.dentipes肠道菌群中占主导优势。C. arakawai和C. dentipes肠道菌群α多样性无显著差异,β多样性则差异显著。具有单宁酶活性的肠道细菌,如粘质沙雷菌Serratia marcescens、乳球菌Lactococcus lactis、假单胞菌Pseudomonas spp.在C. arakawai和C. dentipes之间差异不显著。【结论】寄生在蒙古栎和辽东栎橡子中的C. arakawai和C.dentipes肠道菌群组成迥异,这可能与遗传因素和食物特点有关。具有单宁酶活性的粘质沙雷氏菌Serratia marcescens和乳球菌Lactococcus lactis等菌类可能是两种象甲幼虫适应高单宁食物的肠道微生物基础。     

小鼠肠道菌群代谢产物与糖尿病的相关性研究

目的研究糖尿病小鼠粪便中肠道菌群代谢产物与血糖之间的相关性,探讨肠道菌群与糖尿病之间的关系。方法采用高脂饮料喂养加腹腔注射链脲佐菌素(STZ)的方法建立糖尿病小鼠模型;将实验动物随机分为正常组、高脂组、糖尿病组及模型给药组,连续给药5周后,采血测血糖血脂,同步收集动物粪便,测粪便中短链脂肪酸(Short-chain fatty acids,SCFA)及D-乳酸。SCFA的检测使用气相色谱法,D-乳酸的检测使用紫外酶促法。结果糖尿病组小鼠粪便中乙酸、丙酸和正丁酸含量明显低于正常组及高脂组(P<0.01),D-乳酸含量明显高于正常组及高脂组(P<0.01);给药组乙酸、丙酸和正丁酸含量明显高于糖尿病组(P<0.01),D-乳酸含量明显低于糖尿病组(P<0.01)。给药组丙酸、正丁酸的含量与正常组间差异无统计学意义(P>0.05),但乙酸的含量仍低于正常组(P<0.01),D-乳酸的含量仍高于正常组(P<0.01)。结论糖尿病小鼠粪便中的肠道菌群代谢产物与血糖之间存在着密切的关系,代谢产物的差异性,提示肠道菌群的差异性,反映出糖尿病小鼠存在肠道菌群紊乱。     

喂养不同饵料对匙吻鲟和鳙消化道微生物区系的影响

为了解消化道的菌群结构及影响因素, 用PCR-DGGE技术和序列分析调查投喂鲜活饵料(BI-L)和配合饲料(BI-C)的鳙肠道菌群, 和投喂鲜活饵料(PS-L, PI-L)和配合饲料(PS-C, PI-C)的匙吻鲟胃和肠道菌群。实验共回收测序16条DGGE条带, 系统发育分析显示鳙和匙吻鲟所有待测样本的优势菌为厚壁菌门(31.25%, 5条)。其他属于-变形菌纲(-Proteobacteria)(25%, 4条)、拟杆菌门(Bacteroidetes)(12.5%, 2条)、梭杆菌门(Fusobacteria)(12.5%, 2条)、蓝藻门(Cyanobacteria)(6.25%, 1条)、放线菌门(Actinobacteria)(6.25%, 1条)、-变形菌门(-Proteobacteria)(6.25%, 1条)。不同饵料喂养的匙吻鲟肠道菌群具有较高的相似性(49%), 不同饵料喂养的鳙肠道菌群也具有较高的相似性(59%), 说明这些生态位中存在着更稳定成型的微生物群落。然而, 两组不同饵料喂养的匙吻鲟胃样本菌群之间存在相当大的差异, 表明匙吻鲟胃部菌群可能更易受到饵料的影响。     

山西省东南部地区胃癌患者肠道菌群分布的配对病例对照研究

目的观察胃癌患者肠道菌群的变化,为研究其发病机制和治疗措施提供依据。方法按照1∶1配对原则(年龄、性别、民族、居住地等)在长治某医院根据胃镜检查结果分别选取尚未进行过治疗的10例胃癌患者(胃癌组)和10例健康人群(对照组),面对面调查填写基本信息表,留取粪便样本,采用微生物16S rDNA扩增子测定技术检测粪便菌群,使用QIIME2(2019.4)、R脚本等软件分析人群肠道菌群结构。结果胃癌组与对照组之间,肠道菌群多样性Chao1指数、Shannon指数、Simpson指数、Faith′s PD指数、Pielou′s evenness指数、Observed_species指数和Good′s coverage指数差异均无统计学意义(均P0.05),但距离矩阵与PCoA分析显示2组菌群分布差异存在统计学意义(P0.05)。在门水平上,2组粪便菌群都集中在厚壁菌门、拟杆菌门、放线菌门和变形菌门四类菌门上,胃癌组的变形菌门、梭杆菌门、互养菌门的丰度较对照组明显增加,差异有统计学意义(均P0.05)。在属水平上,胃癌组的乳杆菌属、克雷伯菌属、脱硫弧菌属、瘤胃球菌属的丰度较对照组明显增加,差异有统计学意义(均P0.05)。胃癌组瘤胃球菌科、Gemmiger和毛螺菌属的丰度较对照组明显减少,差异有统计学意义(均P0.05)。结论胃癌患者肠道菌群物种多样性和属的丰度发生了改变。     

Phylogeographical analysis shows the need to protect the wild yaks' last refuge in Nepal

The wild yak Bos mutus was believed to be regionally extinct in Nepal for decades until our team documented two individuals from Upper Humla, north‐western Nepal, in 2014. The International Union for Conservation of Nature (IUCN) seeks further evidence for the conclusive confirmation of that sighting. We conducted line transects and opportunistic sign surveys in the potential wild yak habitats of Humla, Dolpa, and Mustang districts between 2015 and 2017 and collected genetic samples (present and historic) of wild and domestic yaks Bos grunniens. We also sighted another wild yak in Upper Humla in 2015. Phylogenetic and haplotype network analyses based on mitochondrial D‐loop sequences (~450 bp) revealed that wild yaks in Humla share the haplotype with wild yaks from the north‐western region of the Qinghai‐Tibetan Plateau in China. While hybridization with domestic yaks is a major long‐term threat, illegal hunting for meat and trophy put the very small populations of wild yaks in Nepal at risk. Our study indicates that the unprotected habitat of Upper Humla is the last refuge for wild yaks in Nepal. We recommend wild yak conservation efforts in the country to focus on Upper Humla by (i) assigning a formal status of protected area to the region, (ii) raising awareness in the local communities for wild yak conservation, and (iii) providing support for adaptation of herding practice and pastureland use to ensure the viability of the population.     

贺兰山牦牛冬春季的生境选择

在2009年12月－2010年1月和2010年4－5月,采用样线法结合直接观察法对贺兰山牦牛的冬春季生境选择进行了研究。结果表明,牦牛冬季对11种生境因子有选择性,偏爱山地针叶林带,海拔小于2 000 m,优势乔木为灰榆,坡度小于10,下坡位,距水源距离大于1 200 m,人为干扰距离2 000－4 000 m,隐蔽级大于70 %;春季牦牛对13种利用生境生态因子有选择性,偏爱于亚高山灌丛和草甸带,海拔大于3 000 m,乔木密度小于1株,乔木高度小于3 m,乔木距离大于3 m,灌木密度大于4 0株,灌木距离小于1 m,植被盖度大于7 0 %,上坡位,距水源的距离小于8 00 m,人为干扰距离大于4 000 m,隐蔽级大于7 0 %。冬春季牦牛在海拔、植被类型、地形特征、优势乔木、灌木种类、坡位、坡向、人为干扰距离、距水源距离上存在显著差异。主成分分析表明冬季第一主成分的贡献率21.100 %,其中绝对值较大的相关系数是乔木距离、优势乔木、乔木高度和乔木密度;春季第一主成分的贡献率是31.247 %,其中绝对值较大的相关系数是植被类型、海拔高度、地形特征和灌木密度。与其他分布地区的牦牛相比,贺兰山地区的牦牛能适应当地的地理特征和气候环境。     

MTNR1a和MTNR1b在牦牛不同组织中的表达及其在睾丸中的定位

褪黑素对调节季节性繁殖哺乳动物的生殖具有重要调节作用。其受体MTNR1a（Melatonin receptor 1a,褪黑素受体1a）主要参与昼夜节律和生殖调控,MTNR1b（Melatonin receptor 1b,褪黑素受体1b）与多种疾病发生密切相关。为了探讨褪黑素受体基因的生物学功能,本实验对牦牛不同组织中MTNR1a、MTNR1b基因的表达与定位情况进行了研究。采用qRT-PCR (Quantitative Real-Time PCR, qRT-PCR) 检测成年雄性牦牛各组织及不同发育阶段（30日龄,2岁、4岁、6岁和8岁龄）牦牛睾丸组织中MTNR1a、MTNR1b mRNA的表达规律,并运用免疫组化技术对不同年龄牦牛睾丸中MTNR1a、MTNR1b蛋白进行了定位研究。结果发现,MTNR1a mRNA在松果体组织中表达量最高,肺脏、肌肉和睾丸次之;随着年龄增加,MTNR1a mRNA在睾丸中的表达量逐渐升高,到4岁后表达量趋于平稳;MTNR1a蛋白在不同发育阶段牦牛睾丸组织中均有表达,圆形精子呈现较强的免疫阳性,其次为初级精母细胞;MTNR1b mRNA在松果体表达量最高（P<0.05）,肾脏、肝脏和下丘脑次之;在不同年龄牦牛睾丸中MTNR1b mRNA均有表达,且随着年龄的增加表达量逐渐增加,在8岁时表达量最高;MTNR1b蛋白主要定位在圆形精子细胞中。MTNR1a、MTNR1b基因在牦牛不同组织及不同发育阶段睾丸中的广泛表达,揭示了其在雄性牦牛生殖等生理过程中的重要作用。     

Accumulation of deleterious mutations in the domestic yak genome

Deleterious mutations play an important functional role, affecting trait phenotypes in ways that decrease the fitness of organisms. Estimating the frequency of occurrence and abundance has been a topic of much interest, especially in crops and livestock. The processes of domestication and breeding allow deleterious mutations to persist at high frequency, and identifying such deleterious mutations is particularly important for breed improvement. Here, we assessed genome‐wide patterns of deleterious variation in 59 domestic and 13 wild yaks using genome resequencing data. Based on the intersection of results given by three methods (provean , polyphen 2 and sift 4g ), we identified 3187 putative deleterious mutation sites affecting 2586 genes in domestic yaks and 2067 affecting 1701 genes in wild yaks. Multiple lines of evidence indicate a significant increase in the load of deleterious mutations in domesticated yaks compared to wild yaks. Private deleterious genes were found to be associated with the perception of smell and detection of chemical stimulus. We also identified 36 genes related to Mendelian genetic diseases involved in sensory perception, skeletal development and the nervous and immune systems. This study not only adds to the understanding of the genetic basis of yak domestication but also provides a rich catalog of variants that will facilitate future breeding‐related research on the yak genome and on other bovid species.     

牦牛SND1基因特征序列分析及其蛋白在乳腺的表达

Staphylococcal nuclease and tudor domain containing 1（ SND1,Tudor-SN）是一种参与基因调控的转录共激活因子蛋白,本研究意在克隆牦牛泌乳相关基因SND1,分析其生物特性,研究其蛋白在乳腺的表达。采集牦牛泌乳期乳腺组织,胰蛋白酶消化法得到原代乳腺上皮细胞,纯化到3代, 采用RT-PCR扩增克隆SND1基因,测序并拼接,并用相关生物信息软件分析牦牛SND1基因特性;用免疫组织化学和免疫荧光技术对牦牛SND1基因编码蛋白进行定位分析。获得如下结果：牦牛SND1基因全序列为3294 bp,含有2733 bp的ORF,共包含20种氨基酸。SND1基因编码蛋白为非分泌蛋白,非跨膜蛋白;同源性分析显示,牦牛SND1基因与野牛、家牛、藏羚羊、山羊、猪、野骆驼、马、黑猩猩、人、褐家鼠的同源性分别为99%、98%、96%、94%、91%、90%、90%、89%、89%、85%;系统进化树表明与野牛和家牛的进化水平较近,与人和鼠的进化水平较远。免疫组织化学染色结果显示,SND1蛋白在分泌上皮细胞（乳腺上皮细胞）和导管上皮细胞呈阳性高表达,在肌上皮细胞呈弱表达。免疫荧光显示,SND1蛋白在乳腺上皮细胞胞核高表达,胞质弱表达。上述研究结果为进一步探究SND1对牦牛泌乳机能的调节提供了相关依据,也为高寒哺乳动物的研究提供了参考资料。     

牦牛Endothelin-1基因CDS序列克隆及其真核表达质粒构建

Endothelin-1主要通过促进血管平滑肌细胞增殖引起血管结构和功能的改变,从而刺激血管收缩,Endothelin-1在动物血管生成和低氧适应等关键发育和生理过程发挥重要的作用。为了进一步探讨高原动物脑Endothelin-1对其极端低氧适应调控的分子机理,本研究对牦牛(Bos grunniens)脑Endothelin-1基因CDS全长序列进行了克隆及其真核表达载体的构建。结果表明,牦牛Endothelin-1基因的CDS全长序列含有一个609bp的开放阅读框,编码202个氨基酸,该蛋白分子量为22.98 kDa,理论等电点（pI）为9.63;成功构建出带有CMV启动子,绿色荧光蛋白标记的牦牛Endothelin-1真核表达质粒pEGFP-C1-Endothelin-1;牦牛Endothelin-1基因CDS全长序列编码的氨基酸序列与黄牛(Bos taurus)、藏羚羊（Pantholop shodgsoni）、绵羊(Ovis aries)、野猪(Sus scrofa)、小鼠(Mus musculus)、人(Homo sapiens)的同源性分别为100%、95%、93%、81%、77%、70%;且该氨基酸序列的系统进化情况与其亲缘关系远近一致。因此,我们认为高原动物牦牛Endothelin-1的结构和功能在进化上均具有高度保守性,其在低氧适应中的作用可能是通过表达差异或转录后修饰实现的,且本研究构建的真核表达质粒为进一步探讨该基因在青藏高原动物脑对极端低氧生境适应中的生物学功能及其调控机理提供了支持。     

Domestication relaxed selective constraints on the yak mitochondrial genome

Wild yaks roaming in the high-altitude Qinghai-Tibetan plateau have to maintain high metabolic efficiency. However, domestic yaks do not require such high efficiency because of their limited activity. Hence, domestication may have caused the relaxation of selective constraints on the yak mitochondrial genome because mitochondrial mutations are extremely sensitive to energy-related selective pressures. We have tested this hypothesis by analyzing the mitochondrial genomes of 51 domestic yaks and 21 wild yaks. The results show that the ratio of nonsynonymous/synonymous substitutions in mitochondrial protein-coding genes is significantly higher in domestic yak lineages than those of wild yaks. This genetic difference suggests that the relaxation of selective constraints following the domestication in addition to bottlenecks has allowed faster accumulation of nonsilent substitutions in the yak mitochondrial genome, despite its short domestication history.     

Genome‐wide variation within and between wild and domestic yak

The yak is one of the few animals that can thrive in the harsh environment of the Qinghai‐Tibetan Plateau and adjacent Alpine regions. Yak provides essential resources allowing Tibetans to live at high altitudes. However, genetic variation within and between wild and domestic yak remain unknown. Here, we present a genome‐wide study of the genetic variation within and between wild and domestic yak. Using next‐generation sequencing technology, we resequenced three wild and three domestic yak with a mean of fivefold coverage using our published domestic yak genome as a reference. We identified a total of 8.38 million SNPs (7.14 million novel), 383 241 InDels and 126 352 structural variants between the six yak. We observed higher linkage disequilibrium in domestic yak than in wild yak and a modest but distinct genetic divergence between these two groups. We further identified more than a thousand of potential selected regions (PSRs) for the three domestic yak by scanning the whole genome. These genomic resources can be further used to study genetic diversity and select superior breeds of yak and other bovid species.     

野牦牛线粒体基因组序列测定及其系统进化

野牦牛属高寒地区的特有物种,是我国最珍贵的野生动物遗传资源之一,已被列为国家一级重点保护动物。对野牦牛mtDNA进行全序列测定和结构分析,并基于线粒体基因组序列对其系统发生进行了探讨。结果表明:(1)野牦牛线粒体基因组全序列的大小为16 322 bp,整个基因组由37个编码基因和D-loop区组成;22个tRNA基因序列长度为1 524 bp、2个RNA基因序列长度为2 528 bp、13个编码蛋白基因序列长度为11420 bp、D-loop区长度为892 bp。基因组中无间隔序列,基因间排列紧密,基因内无内含子。(2)野牦牛具有较丰富的遗传多样性。(3)分子系统发生关系显示牦牛为牛亚科中的一个独立属,即牦牛属(Poephagus),牦牛属包括家牦牛(Poephagus grunniens)和野牦牛(Poephagus mutus)2个种。野牦牛线粒体基因组全序列的获得和结构解析对研究牦牛的起源、演化和分类,以及野牦牛遗传资源的保护、开发和利用均具有重要的理论和实际意义。     

Endangered wild yak (Bos grunniens) in the Tibetan plateau and adjacent regions: Population size,distribution, conservation perspectives and its relation to the domestic subspecies

The yak (Bos grunniens) is a long-haired bovid, endemic to the Tibetan Plateau and the adjacent high-altitude regions. The domesticated subspecies of yak (B. grunniens grunniens) are abundant and closely associated with the livelihoods of herders, while the wild subspecies of yak (B. grunniens mutus) are endangered due primarily to anthropogenic effects. The endangered status of wild yaks calls for consideration, if we are to secure its long term survival, hence this study. Here we hope to provide baseline information necessary for further research and protection of the wild yak resources. We use published data to discuss their evolution, their characteristics as well as their distribution in the Tibetan Plateau and the adjacent high-altitude regions. We were able to come up with a world wild yak distribution map, which may be useful for establishing protected areas, as well as updating the species IUCN Red List Status. From the data available, we were also able to provide an estimate of the wild yak population in China (∼22,000 wild yaks living in China), corresponding to 90% of the total world population. We further discuss the major threats to yaks, and we give some suggestions for future and sustainable conservation.