双峰驼(Bactrian camel)分为家养双峰驼(Camelus Bactrianus Linnaeus)和野生双峰驼(Camelus bactrianus ferus),是世界上少数几种能够在戈壁沙漠地区生存的大型家畜之一。双峰驼的驯化时间大约发生在4500-5000年前,在其人为驯化和选育过程中,逐渐形成了较为丰富的地方性种质资源。为了有效利用双峰驼种质资源,并为其遗传育种和品种改良提供可靠参考依据,本研究对中国、蒙古国、哈萨克斯坦、俄罗斯、伊朗等国的105峰家养双峰驼及19峰野生双峰驼和4峰单峰驼进行全基因组重测序,经过生物信息学比对分析,构建出不同家养双峰驼群体和野生双峰驼群体遗传变异图谱;此外,又分别从线粒体控制区和细胞色素b基因两个层面,探究了中国、蒙古国和俄罗斯11个家养双峰驼群体及1个野生双峰驼群体的遗传结构、系统发育关系和遗传多样性。主要结果如下:1.双峰驼基因组遗传变异图谱(1)通过对中国、蒙古国、俄罗斯、哈萨克斯坦和伊朗的105峰家养双峰驼和19峰野生双峰驼进行基因组重测序,共获得了 4.24 Tb高质量的数据,测序深度高达1736×;平均每峰双峰驼个体测序深度为14×、基因组覆盖度为96.19%。共鉴定出9000多万个单核苷酸多态性和1000多万个插入缺失位点;首次构建了一套测序深度高、种质资源丰富的双峰驼遗传变异图谱,为双峰驼遗传育种研究提供了详尽的遗传标记。(2)依据双峰驼全基因组遗传变异图谱进行了系统发育、主成分和群体结构分析,发现双峰驼种质资源可明显分为两大支:野生双峰驼群体和家养双峰驼群体;而不同地域和不同品系家养双峰驼群体之间没有明显的分化,表明家养双峰驼群体之间存在一定的基因交流情况。(3)相比不同家养双峰驼群体全基因组区域和外显子区域内的变异程度,野生双峰驼群体展示出了较低的核苷酸多样性(pi值分别为1.43×10-3和0.97×10-3),这可能与现今野生双峰驼群体数量锐减有关。2.基于线粒体基因组D-loop区序列的双峰驼遗传多样性与群体结构分析(1)测定了 12个家养双峰驼群体和1个野生双峰驼群体的113个线粒体控制区809 bp长序列,共发现25个多态位点,定义了 15种单倍型,约占核苷酸总数的3.09%。(2)12个双峰驼群体,各群体包含单倍型数量为2-6种不等,其中,蒙古国哈那赫彻棕驼群体中检测到的单倍型最多(h=6);而准格尔双峰驼群体表现出了最丰富的核酸多样度(π=0.0032)和单倍型多样度(Hd=0.9000± 0.1610)。(3)系统进化和网络分析图表明,家养双峰驼和野生双峰驼群体明显分为两个支系,分别为Lineage-A和Lineage-B;Lineage-A共包含了 13个单倍型,并且该支系存在3个优势单倍型(H1,H2和H3),包含个体占总个体的65.5%以上;Lineage-B只包含了野生双峰驼的两个单倍型,分别为H14和H15。3.基于双峰驼线粒体基因组Cytb基因的系统发育分析(1)92峰中国、蒙古国和俄罗斯家养双峰驼和19峰蒙古野生双峰驼个体的线粒体细胞色素b基因全长1140 bp,共检测出17个变异位点,约占核苷酸总数的1.22%;其中只发现了单碱基的突变,无插入缺失变异。其中,T、A、G、C四种碱基的平均含量分别为27.77%,28.96%,15.07%和28.20%,G+C含量(43.27%)明显低于A+T含量(56.73%)。(2)共定义了 16种单倍型,其中家养双峰驼群体共发现了 15种单倍型(H1-H13,H15和H16),野生双峰驼群体中只发现了一种单倍型(H14)。所有家养双峰驼群体中苏尼特双峰驼群体表现出最大的核苷酸多样度(π=0.115 ×10-2)和单倍型多样度(Hd=0.889±0.075)。(3)中国、蒙古和俄罗斯家养双峰驼群体线粒体Cytb基因遗传进化存在一定的差异,中国双峰驼群体中发现了最多的单倍型(h=12),最高的单倍型多样度(Hd=0.679±0.064)和核苷酸多样度(π=0.084 ×10-2);因此,可以推断中国可能是家养双峰驼的起源地之一。