基因组测序为苏门答腊犀牛种群的生存状况拉响警报

由斯德哥尔摩古遗传学中心的研究人员领导的一项研究表明，仅存的苏门答腊犀牛种群显示出令人惊讶的低水平近亲繁殖。研究人员对21个现代和历史上的犀牛标本的基因组进行了测序，这使他们能够调查今天生活的犀牛以及最近灭绝的一个种群的遗传健康状况。这些发现今天（2021年4月26日）发表在《自然通讯》杂志上。

苏门答腊犀牛只剩下不到100头，是世界上最濒危的哺乳动物物种之一。最近关于健康问题和低生育率的报告引起了人们对剩余种群遭受近亲繁殖问题的担忧。然而，人们对这些神秘的犀牛的遗传状况知之甚少。

来自婆罗洲的年轻雄性苏门答腊犀牛Kertam的照片，他的基因组在这项研究中被测序。资料来源：Scuba动物园

为了调查苏门答腊犀牛是否受到遗传因素的威胁，研究人员对代表婆罗洲和苏门答腊现今种群以及最近在马来西亚半岛灭绝的种群的16个个体的基因组进行了测序。这使他们能够估计近亲繁殖水平、遗传变异以及种群中潜在的有害突变的频率。此外，通过对五个历史样本的基因组测序，研究人员可以调查过去100年群体数量严重下降的遗传后果。

研究人员认为，现今犀牛的近亲繁殖水平相对较低，是由于种群规模的下降是最近发生的。这意味着近亲繁殖还没有赶上目前的小种群规模。这对剩余种群的保护管理来说是个好消息，因为它意味着仍有时间来保护该物种的遗传多样性。然而，研究人员还发现，在这些个体的基因组中隐藏着许多潜在的有害突变，这对未来可能是个坏消息。

古代遗传学中心的博士后研究员尼古拉斯-杜塞克斯（Nicolas Dussex）也是这项研究的共同负责人，他提醒说："除非种群的规模开始扩大，否则近亲繁殖水平很有可能开始上升，从而使遗传疾病变得更加常见。"

婆罗洲的年轻雄性苏门答腊犀牛Kertam的照片，他的基因组在这项研究中被测序。资料来源：Scuba动物园

研究小组从马来西亚半岛最近灭绝的种群中发现了一个严峻的迹象，即婆罗洲和苏门答腊岛的剩余种群可能很快会发生类似的情况。对历史和现代基因组的比较表明，马来西亚半岛种群在灭绝前经历了近亲繁殖水平的快速增长。此外，研究人员观察到潜在的有害突变频率的变化，这与近亲繁殖抑制相一致，近亲繁殖抑制是一种现象，即密切相关的父母产生的后代患有遗传疾病。这些结果意味着，如果剩余的两个种群的近亲繁殖水平开始增加，它们可能会遭受类似的命运。

"不过，苏门答腊犀牛并不是已经完全陷入困境。但至少我们的发现提供了一条前进的道路，在那里我们可能仍然能够拯救该物种的大部分遗传多样性，"古遗传学中心的进化遗传学教授Love Dalén说。

为了尽量减少灭绝的风险，研究人员说，当务之急是增加种群规模。他们还建议，可以采取行动，使婆罗洲和苏门答腊岛之间的基因得以交流，例如通过转移个体或使用人工授精。对这两个岛屿的基因组进行比较，没有证据表明这种基因交流会导致引入不太适应当地环境的基因。研究人员还指出，基因组测序可以作为一种工具，用于识别潜在有害突变数量较少的特定个体，而这些个体将特别适合这种类型的基因交流。

从更广泛的角度来看，该研究强调了现代基因组测序技术在指导全球濒危物种保护工作中的潜力。这项研究得到了瑞典科学生命实验室的国家基因组学基础设施的支持，是来自几个不同国家的研究人员的合作，其中包括遗传学家以及保护管理和生殖生物学专家。