突变会不断产生遗传变异进入种群,人们通常把发生在生物体中的能够改变系统发育上的保守位点,或者导致蛋白质功能丧失的突变定义为有害突变。基因组中发生的许多突变均具有微弱的有害性,并降低了适合度,但这些微弱有害的变异并不能通过纯化自然选择而从种群中清除。因此,了解有害突变在群体中持续存在的原因以及群体历史在这一过程中的所起的作用引起了人们极大的兴趣。动植物的驯化和育种过程会导致有害突变以更高频率存在,因此识别此类有害突变对动植物品种驯化改良工作来说显得格外重要。绵羊(Ovis aries)是最重要的牲畜之一,同时也是最早被人类驯化的家畜之一,目前绵羊遍布全世界。人类在约11000年前的新月沃地开始驯养绵羊,而后向世界各地扩散,绵羊可以向人类供给皮毛与肉类产品以满足人类对生产生活资料的需求,绵羊的驯化为农牧业的发展奠定了基础。因此评估绵羊基因组中有害突变的频率、分布以及有害突变基因的功能显得尤其重要。本研究以绵羊为研究对象,基于收集到的来自世界各地的233只家养绵羊和36只野生绵羊重测序数据,对绵羊群体中的有害突变进行了鉴定,并分析了绵羊群体中有害突变的频率、分布以及有害突变相关基因的功能。本研究在家养绵羊和野生绵羊中共鉴定到20935个有害突变位点,涉及到7305个基因。主要研究结果如下:(1)本研究发现在绵羊群体中携带大量的假定有害突变,这些有害突变主要以低频存在。家养群体在低频处呈现出更高比例的有害变异,提示野生群体在经过驯化后积累了大量的有害突变;此外,我们的研究结果表明中国绵羊可能比欧洲绵羊积累了更多的有害变异,同时中国绵羊中巴音布鲁克羊、湖羊策勒黑羊和乌珠穆沁羊中富集到低频处(MAF≤0.05)的比例更高。(2)我们的分析表明,选择性扫描区比非扫描区倾向于积累更多的有害突变,这表明人工选择畜牧业重要性状可能导致受选择区域中捕获的基因伴随有害突变的积累。(3)基因富集分析表明家养绵羊有害突变所在基因主要与嗅觉、检测化学刺激、跨膜信号传导受体活性和G蛋白偶联受体信号通路等有关(P<0.05)。据我们所知,这些结果提供了与驯化直接相关的有害变异负荷增加的定性评估,并且对选择性育种计划以及稀有和濒危物种的保护具有重要意义。具体来说,它们强调了与选择性育种相关的成本,并质疑主张用最适合育种标准的个体进行育种的做法。本研究在全基因组水平上初步探究了绵羊基因组中有害突变的分布规律,并较为全面地评估了野生绵羊和家养绵羊种群之间有害变异位点的差异,也发现了家养绵羊群体受选择区域中特有有害基因的主要功能。这些结果为绵羊有害突变的研究提供了理论依据,也为进一步提高绵羊群体适合度,促进动物的育种改良研究工作提供有用的数据。