家驴来自哪？东阿阿胶联合中国科研团队为全球驴“寻祖认宗”

家驴到底来自哪里？如何驯化的？

由于缺乏考古证据和全基因组多样性数据，目前人类关于家驴的进化认识还不完整。为了填补这一空白，来自中国的研究团队完成了国际首个组装到染色体水平的家驴基因组参考图谱，并分析了126头家养驴和7头野驴的基因组。

前述研究历时6年，完成了家驴的“寻祖认宗”。研究发现：世界上所有家驴均起源于非洲野驴。种群遗传关系分析进一步表明热带非洲家驴群体与非洲野驴关系更紧密，埃及家驴群体次之，这表明家驴可能被驯化于热带非洲，随后通过埃及扩散到欧洲、中亚及东亚。

非洲野驴

全基因组范围的变异位点为研究家驴种群演化历史提供了全面信息。研究团队发现家驴在演化早期具有与非洲野驴相似的种群变化历史，而家驴在从非洲野驴中分离出来后，不同群体间仍然具有高度相似的种群演化历史，说明家驴的起源比较单一。

家驴群体结构及基因交流分析

6年前，也就是2014年，山东省农业科学院奶牛研究中心与东阿阿胶股份有限公司（000423）发起了“德州驴基因组开发及其产业化应用”项目，联合华大基因（300676）等多家国内外单位，成功破译德州驴基因组，获得国际首个组装到染色体水平的家驴基因组参考图谱，研究成果于12月9日在国际期刊Nature Communications上在线发表。

研究者还研究了毛色的遗传基础。野驴的毛色呈淡灰色(暗褐色表型)，而家养驴的毛色未呈淡黑色或栗色(非暗褐色)，这可能是在驯化过程中形成的。研究还发现非暗褐色表型是由TBX3基因下游1 bp的缺失引起的，该基因的表达减少并抑制色素沉积。

驴和马的驯化极大地增强了人类的活动能力，大大促进了遥远区域间的货物贸易。此前学者普遍认为，驴的驯化始于非洲的热带或亚热带地区，但这一过程的确切时间和确切地点仍不清楚。

在埃尔奥马里(距今6800-6500年)、Maadi(距今6000-6500年)和Abydos(距今5000年)的埃及前王朝遗址中，人们均发现了家驴的考古遗迹。然而，驴驯化的确切时间仍然不清楚，因为考古学家还在亚洲也门的Ash Shumah遗址发现了非洲野驴和早期驯养驴的遗骸，时间可以追溯到距今大约8500年前。

另一方面，家驴驯养中心的确切位置仍然存在争议。在埃及阿比多斯法老墓葬群中发现了具有5000年历史的驴骨架，这些骨架带有典型的转载损伤，这为驴可能是由非洲尼罗河流域的埃及村民驯养的提供了证据。另一种说法是，驴是由来自非洲的游牧民族驯养驴，作为应对撒哈拉沙漠日益干旱(距今7000-6500年前)的一种策略。最近一项基于微卫星数据的研究则支持了后一种假设。

重现家驴驯养和扩散历史的主要限制之一是缺乏考古遗迹，以及刻画驴的岩石绘画、文本记录或雕刻等。在撒哈拉以南非洲，这些东西更是非常罕见。人类学家的解释是，可能与马和骆驼相比，驴在当时的人类驯化的动物中地位较低，不足以入画。还有一种可能是，家驴的扩散最初是缓慢而分散的，只有随着长途贸易的发展，家驴的存在感才有了实质性的增强。

先前的研究表明，极度濒危的努比野驴和已灭绝的索马里野驴的亲戚，可能是家驴的野生祖先。然而，这些发现完全依赖于对线粒体DNA (mtDNA)变异的分析，它只代表母系血统。

所有野驴，都显示为暗褐色，其特征是色素淡化结合一些深色的身体区域例如背部条纹。相比之下，非暗褐色的毛色，如黑色和栗色，在家驴身上很常见。在马中，暗褐色表型是由被突变损害了TBX3转录因子来表达的。

在这项工作中，研究者利用基于全基因组序列数据的群体基因组学方法来阐明驴驯化的历史。

具体来说，研究者利用了短读长测序、长读长测序（PacBio sequencing）和染色体构象捕获技术（Hi-C）来构建参考基因组，Scaffold N50达到93.37 Mb，是目前奇蹄目马属动物中连续性最好的参考基因组。该研究成果为马属动物遗传资源保护和利用及家驴基因组育种和遗传改良提供了重要理论支撑。

华大基因表示，父系遗传物质和母系遗传物质对于群体演化历史研究具有重要的价值，研究团队成功组装了家驴的Y染色体并构建了家驴群体父系遗传物质的系统进化树，同时根据线粒体变异位点构建了母系遗传物质的系统进化树。发现父系和母系种群演化间存在很大差异，母系遗传物质中除了索马里野驴成分外还可能存在努比亚野驴成分，父系遗传物质可能在驯化过程中受到人类喜好的影响只来自于少数几个雄性个体。

研究发现：我国大型优良驴品种多为深毛色，小型驴品种及野驴多为浅毛色，其背后的分子机制对于培育优良驴品种具有重要意义。SNP单倍型网络分析表明深毛色驴由浅毛色驴驯化而来。

据华大基因，研究团队还进一步比较了深毛色驴和浅毛色驴的基因组数据，通过基因组选择信号分析鉴定了引起驴毛色变化的因果变异位点为TBX3基因下游的一个碱基的缺失。

通过基因功能实验验证了深毛色驴中该突变位点导致参与“TGF-β依赖的毛囊发育调控”中的关键转录因子NFIC的结合位点丢失，使得NFIC无法调控TBX3基因的表达，引起TBX3基因表达量大幅下调，进而解除了对毛囊皮层角质细胞中色素合成的抑制作用，使得毛色变深。

德州驴基因组不仅为马属动物的起源进化研究提供数据基础，也为优良遗传资源保护和利用、家驴基因组选择育种和遗传改良、家驴分子设计育种提供数据支撑。