本报北京9月12日电（记者陈鹏）作为人类最早驯化的家畜之一，奶牛在全球粮食安全与农业生态系统中占据关键地位。传统研究多聚焦于组织层面的基因表达分析，难以揭示细胞异质性对奶牛产奶、繁殖、抗病等重要性状的调控作用。日前，中国农业大学动物科学技术学院孙东晓团队在《自然·遗传》上在线发表相关研究论文。该研究构建了全球首个覆盖奶牛59种组织、179万个细胞的单细胞表达图谱，为解析牛重要育种性状遗传调控机制、推进基因组选择育种及探索人类疾病的牛模型研究提供了重要资源。
孙东晓介绍，团队突破研究瓶颈，率先采用单细胞转录组策略，对15头荷斯坦奶牛（包括胎儿、犊牛及成年公牛和母牛）的59种组织进行深度测序，最终筛选出179万个高质量细胞，成功注释出131种细胞类型，涵盖免疫细胞、内皮细胞、上皮细胞、基质细胞、神经细胞、肌肉细胞和生殖细胞7大细胞谱系。
针对产奶这一核心育种目标性状，研究团队整合单细胞与大规模奶牛群体全基因组关联分析数据，发现兴奋性神经元与乳成分显著相关，为奶牛产奶性状遗传调控机制解析提供了新思路。而对奶牛4个胃的细胞异质性的解析，为理解反刍动物独特消化机制及物种间消化系统演化提供了分子证据。
孙东晓表示：“该研究填补了国际上奶牛单细胞生物学领域的空白，为牛遗传育种、免疫研究及比较生物学提供了重要基础数据，对推动奶牛种业育种技术科技创新具有重要意义。其技术路线与分析框架也为其他家畜单细胞图谱构建提供了参考。”
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