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骡子为马和驴的杂交后代，属于种间杂交和远缘杂交后代。远缘杂种同近缘杂种相比，除了具有综合父、母双亲的遗传特性外，还能产生重组类型及出现后代性状分离等杂种的基本特征。杂交后代正反交外表和生理特征也存在很多差异，驴骡和马骡也如此。驴骡和马骡外表、性格和生理特征有很大差异，如马骡身高比驴骡高，马骡尾长驴骡短，马骡耳短驴骡长。驴骡力气与耐力不如马骡。驴骡和马骡共有的杂种优势有抗病力强，耐粗饲，长寿等。本研究通过对分析驴骡和马骡基因组遗传变异差异与相同，试图从基因组水平解释驴骡和马骡生理特征差异和杂种优势可能的关联性。本研究为远缘杂交后代的基因组研究及正反交模型提供理论基础和实验依据。结果如下：
1.对2头母驴骡和2头母马骡进行基因组进行二代测序，过滤后共获得380Gb的骡子基因组数据，每个个体获得89.9-104Gb Clean bases。四个个体GC含量平均43.54%。以马为参考基因组时，四个个体clean reads与马基因组平均比对率为97.91%，唯一比对率平均86.89%。以驴为参考基因组时，四个个体clean reads与驴基因组总比对率平均为92.30%，唯一比对率平均85.89%。由于骡子基因组大小未知，以马和驴基因组大小为参考时，测序深度约27.5×和27.6×。驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2基因组比对到马参考基因组的百分比平均49.08%，比对到驴参考基因组的百分比平均50.93%，骡子基因组比对到驴基因组的百分比比马基因组高1.85%。
2.以马为参考基因组时驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中发现了29,515,796、29,515,095、29,565,310和29,398,065个SNP，2,958,398、2,944,246、2,945,901和2,935,480个INDEL，12,270、9,078、10,783和10,955个CNVR。统计骡子中马染色体上的SNP和INDEL密度及CNVR富集率，结果驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中SNP和INDEL均在12号和31号染色体上的密度最高，X染色体上最低。CNVR富集率在12号染色体上最高，17号染色体上最低。与SNP，INDEL和CNVR相关的驴骡特有变异基因分别365，1378和484个，马骡特有变异基因分别365，1,376和417个，这些基因均有非同义突变SNP或移码突变INDEL。驴骡-马骡共有SNP，INDEL和CNVR相关基因分别9,990，9,989和1,282个。SNP，NDEL和CNVR相关基因合并后对其进行功能富集分析，发现驴骡特有变异基因，马骡特有变异基因和驴骡-马骡共有变异基因三者均主要富集到代谢与免疫相关通路，另外还富集到长寿相关通路。
3.以驴为参考基因组时驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2基因组SNP数目分别为28,973,545、29,103,121、29,024,024和28,899,727，InDel数目分别为3,009,808、3,019,841、3,006,103和2,986,902，CNVR数目分别为27,486、24,377、27,010和24,518个。与SNP，INDEL和CNVR相关的驴骡特有变异基因分别为1,225，1,709和1,009，马骡特有变异基因分别为1,224，1,661和1,143个。驴骡-马骡共有变异基因分别9,985，9,985和2,896。同样，驴骡特有变异基因，马骡特有变异基因和驴骡-马骡共有变异基因三者均主要富集到代谢与免疫相关通路，另外还富集到长寿相关通路。
4.将马和驴参考基因组合并后作为骡子参考基因组，利用BreakDancer与骡子二代测序数据进行比对后获得骡子结构变异。文中主要分析马-驴染色体间易位(CTX)，驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中分别获得了293、321、388和502个CTXR(CTX region），统计骡子中马染色体上的CTX富集率，发现3号染色体上富集率最高。四个个体中10个来自马CTXR相关基因和15个来自驴CTXR相关基因是共有的。对CTXR相关进行功能富集分析后主要富集到代谢相关条目。
5.将驴骡特有，马骡特有和驴骡-马骡共有SNP、INDEL、CNVR相关基因汇总并NCBI下载驴骡和马骡转录组数据，对这些候选基因进行差异表达及蛋白互作网络分析，结果位于基因网络调控核心区域的基因主要与代谢和免疫相关，驴骡和马骡特有变异差异基因在蛋白互作网络中的核心基因GAPDH与糖酵解/糖异生相关，马骡特有变异差异基因APOA1与脂质代谢相关，CXCL1与免疫相关，ALDOA是糖酵解酶，与肌肉维持与和平滑肌收缩相关，APOE与长寿相关。
综上，无论是驴骡特有变异基因还是马骡特有变异基因，和驴骡-马骡共有变异基因一样主要与代谢和免疫相关，同时也富集到长寿相关通路。骡子代谢，免疫和长寿相关的变异基因可能与骡子耐粗饲，抵抗力强和长寿等生理特征相关。骡子基因组遗传变异丰富了马属动物基因组数据，为远缘杂交后代基因组研究提供理论基础，对研究正反交杂交后代遗传特征研究具有重要意义。
1.对2头母驴骡和2头母马骡进行基因组进行二代测序，过滤后共获得380Gb的骡子基因组数据，每个个体获得89.9-104Gb Clean bases。四个个体GC含量平均43.54%。以马为参考基因组时，四个个体clean reads与马基因组平均比对率为97.91%，唯一比对率平均86.89%。以驴为参考基因组时，四个个体clean reads与驴基因组总比对率平均为92.30%，唯一比对率平均85.89%。由于骡子基因组大小未知，以马和驴基因组大小为参考时，测序深度约27.5×和27.6×。驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2基因组比对到马参考基因组的百分比平均49.08%，比对到驴参考基因组的百分比平均50.93%，骡子基因组比对到驴基因组的百分比比马基因组高1.85%。
2.以马为参考基因组时驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中发现了29,515,796、29,515,095、29,565,310和29,398,065个SNP，2,958,398、2,944,246、2,945,901和2,935,480个INDEL，12,270、9,078、10,783和10,955个CNVR。统计骡子中马染色体上的SNP和INDEL密度及CNVR富集率，结果驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中SNP和INDEL均在12号和31号染色体上的密度最高，X染色体上最低。CNVR富集率在12号染色体上最高，17号染色体上最低。与SNP，INDEL和CNVR相关的驴骡特有变异基因分别365，1378和484个，马骡特有变异基因分别365，1,376和417个，这些基因均有非同义突变SNP或移码突变INDEL。驴骡-马骡共有SNP，INDEL和CNVR相关基因分别9,990，9,989和1,282个。SNP，NDEL和CNVR相关基因合并后对其进行功能富集分析，发现驴骡特有变异基因，马骡特有变异基因和驴骡-马骡共有变异基因三者均主要富集到代谢与免疫相关通路，另外还富集到长寿相关通路。
3.以驴为参考基因组时驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2基因组SNP数目分别为28,973,545、29,103,121、29,024,024和28,899,727，InDel数目分别为3,009,808、3,019,841、3,006,103和2,986,902，CNVR数目分别为27,486、24,377、27,010和24,518个。与SNP，INDEL和CNVR相关的驴骡特有变异基因分别为1,225，1,709和1,009，马骡特有变异基因分别为1,224，1,661和1,143个。驴骡-马骡共有变异基因分别9,985，9,985和2,896。同样，驴骡特有变异基因，马骡特有变异基因和驴骡-马骡共有变异基因三者均主要富集到代谢与免疫相关通路，另外还富集到长寿相关通路。
4.将马和驴参考基因组合并后作为骡子参考基因组，利用BreakDancer与骡子二代测序数据进行比对后获得骡子结构变异。文中主要分析马-驴染色体间易位(CTX)，驴骡-1、驴骡-2、马骡-1和马骡-2中分别获得了293、321、388和502个CTXR(CTX region），统计骡子中马染色体上的CTX富集率，发现3号染色体上富集率最高。四个个体中10个来自马CTXR相关基因和15个来自驴CTXR相关基因是共有的。对CTXR相关进行功能富集分析后主要富集到代谢相关条目。
5.将驴骡特有，马骡特有和驴骡-马骡共有SNP、INDEL、CNVR相关基因汇总并NCBI下载驴骡和马骡转录组数据，对这些候选基因进行差异表达及蛋白互作网络分析，结果位于基因网络调控核心区域的基因主要与代谢和免疫相关，驴骡和马骡特有变异差异基因在蛋白互作网络中的核心基因GAPDH与糖酵解/糖异生相关，马骡特有变异差异基因APOA1与脂质代谢相关，CXCL1与免疫相关，ALDOA是糖酵解酶，与肌肉维持与和平滑肌收缩相关，APOE与长寿相关。
综上，无论是驴骡特有变异基因还是马骡特有变异基因，和驴骡-马骡共有变异基因一样主要与代谢和免疫相关，同时也富集到长寿相关通路。骡子代谢，免疫和长寿相关的变异基因可能与骡子耐粗饲，抵抗力强和长寿等生理特征相关。骡子基因组遗传变异丰富了马属动物基因组数据，为远缘杂交后代基因组研究提供理论基础，对研究正反交杂交后代遗传特征研究具有重要意义。