红星新闻
原标题:研究发布两只大熊猫基因组对话作者:找出“国宝”生存能力脆弱的原因
近日，浙江大学、深圳华大生命科学研究所、中国大熊猫保护研究中心联合发布了大熊猫超高质量基因组研究的最新成果，其中大熊猫秦岭亚种基因组首次发布。研究还结合大熊猫的种群数据，对大熊猫的具体生物学特性进行了深入探讨。
红星新闻指出，研究指出，大熊猫生殖基因中某些元素的缺失和突变，可能是大熊猫繁殖力低于其他哺乳动物的重要原因。
相关研究人员告诉《红星新闻》，该研究是目前为止最好的大熊猫基因组组装，也是首次提供秦岭亚种大熊猫高精度基因组。它为大熊猫的进化、繁殖和保护研究提供了重要的资源。
大熊猫超高质量基因组的发布
揭示熊猫亚种的分化时间
已知活着的大熊猫分为两个亚种——四川亚种和秦岭亚种，这两个亚种分布在与川、陕、甘接壤的高山峡谷中。四川亚种头大且长，嘴尖更像熊，秦岭亚种头圆嘴短更像猫。
近日，浙江大学、深圳华大生命科学研究所、中国大熊猫保护研究中心联合发布了大熊猫超高质量基因组。本研究还结合大熊猫的种群数据，对大熊猫的具体生物学特性进行了深入探讨。相关研究成果发表在《科学通报》网上。
本研究在染色体水平上组装了大熊猫两个亚种的基因组，首次组装了秦岭亚种的基因组。这种基因组组装将大熊猫参考基因组的重叠群提高了200倍。通过对两个大熊猫亚种的超高质量基因组数据和种群重测序数据的深入分析，发现两个亚种的分化时间发生在1万到1.2万年前。
“这项研究是目前为止最好的大熊猫基因组组装，也是首次提供秦岭亚种大熊猫的高精度基因组。它为研究大熊猫的进化、繁殖和保护提供了重要的资源。”这篇文章的第一作者广和兰说。
兰告诉红星新闻，大熊猫秦岭亚种的基因组装主要是基于四川亚种和秦岭亚种之间明显的形态和遗传分化，每个亚种都有自己独特的遗传信息。
“如果不组装秦岭亚种的基因组，就找不到秦岭亚种特有的基因组片段，很可能与大熊猫的生存和繁殖有关。因此，只有对秦岭大熊猫基因组进行组装，才能发现问题，为秦岭亚种的保护提供指导和参考。
2010年1月，国际顶级学术期刊《自然》发表了由深圳华大生命科学研究所牵头的大熊猫基因组测序结果。这是中国科学家首次对大熊猫基因组进行系统测序，进一步支持了大多数科学家认为大熊猫属于熊科动物的观点。
兰介绍，2010年，由于条件限制，基因组质量不是特别理想。近年来，随着技术的发展，许多高质量的动植物基因组不断升级和更新。在这种背景下，大熊猫作为国宝，应该拥有高质量的基因组。
大熊猫的DACH2基因的调控元件丢失情况示意图
此外，与其他哺乳动物相比，比较基因组学分析显示大熊猫基因组中DACH2基因的调控元件发生了特异性丢失，SYT6基因出现了特异性位点突变。DACH2基因与生殖系统中米勒管的发育有关，其突变会导致卵巢早衰进而影响生殖。SYT6基因与精子形成密切相关。提示生殖系统关键基因的异常可能是大熊猫生育力低于其他哺乳动物的重要原因之一。
四川与秦岭的进一步比较表明，四川亚种的IQCD基因具有很强的正选择性。因为IQCD基因可以影响精子的产生和受精，研究表明，在不育人群中IQCD基因的表达会很低。因此，从另一个角度来看，秦岭亚种的育性低于四川亚种。
专家建议减少两个亚种之间的接触
遏制人口下降
2005年，世界权威动物分类学杂志《美国兽医学杂志》发表了浙江大学方教授的相关论文《中国大熊猫被命名为四川命名亚种和秦岭亚种》，首次科学地提出并命名了大熊猫秦岭亚种。
方教授通过研究发现，秦岭大熊猫和四川大熊猫约在1万年前就已分化，秦岭大熊猫年龄更大，四川大熊猫分化后遗传变异更大，遗传多样性更丰富；通过比较分析头骨，发现四川亚种头大齿小，秦岭亚种头大齿小，四川亚种头长类似熊，秦岭亚种头圆更像猫。
在室外活动的大熊猫
“现在我们发现秦岭大熊猫的繁殖能力弱于四川大熊猫，这就要求我们加强对秦岭大熊猫野生种质资源的保护，因为这个亚种是当代大熊猫的原始种群。同时也要注意人工圈养的繁殖配对。因为如果只有秦岭亚种的个体成对繁殖是没有问题的，但是如果秦岭亚种与四川亚种杂交成对繁殖，产生的后代个体的繁殖力可能低于四川亚种，这对那些已经实现可持续发展的四川亚种种群是极为不利的。
方教授结合基因组研究发现的新成果告诉《红星报》，建议尽快增加大熊猫隔离种群之间的基因交流，尽量避免或减少野生小种群的近亲繁殖和遗传衰退问题；建议在野外隔离种群间构建走廊以促进基因交流时，应避免在两个亚种间构建走廊。否则，远缘繁殖衰退的问题可能会影响四川亚种大熊猫的生存能力。
据当地媒体报道，秦岭大熊猫生态走廊建设项目启动仪式于2018年9月举行。未来十年，秦岭大熊猫分布区将建立6条大熊猫廊道，进行廊道建设和栖息地恢复，恢复大熊猫潜在栖息地，促进秦岭大熊猫种群发展。
方教授介绍，“对于秦岭大熊猫来说，最重要的是在秦岭小种群之间建立走廊，将它们连接在一起，形成完整的大种群，实现野生种群的可持续发展，带来复壮的希望。否则，如果与四川亚种的栖息地相连，可能会出现远缘衰退。在其他大型哺乳动物中，当两个种群放在一起时，由于不匹配，远交下降，导致种群灭绝。但在低等爬行动物中，如扬子鳄，发现长期分裂的两个种群相互杂交，后代畸形。所以在建走廊的时候一定要谨慎。”
“熊猫作为野生保护动物，不同于家禽家畜。他们最终会去野外自由生活，回归自然。在这种情况下，如果只培养它长得好看或者温顺，一旦放归野外，它的繁殖能力和环境适应能力就会大大减弱，随着放归个体数量的增加，放归地原有的野生种群可能会因为遗传多样性的减弱而逐渐衰退甚至灭绝。通过在基因方面优化圈养种群的遗传结构和多样性，我们不是在寻求产量。关键是保证繁育后代的质量，让放生的熊猫更适合野外生活。”方教授对说:
红星记者任江波
