西安兵马俑在线6月21日讯 姜雨和研究生们在工作。 靳军 摄
牛、羊、鹿为什么有角？研究首次提出反刍动物的角有相同细胞起源
中新网西安6月21日电 (记者 田进)记者21日从西北农林科技大学了解到，学术期刊《科学》杂志在线刊发了西北农林科技大学动物科技学院教授姜雨研究团队与西北工业大学等9家国内外单位合作的研究论文《反刍动物角发生发育和鹿茸快速再生的遗传基础》。从遗传学角度首次提出反刍动物的角具有相同的细胞起源——头部神经脊干细胞，其发育过程利用了基本相同的基因调控通路，为反刍动物角具有单一的进化起源和发生发育机制提供了证据。
据介绍，牛、羊、鹿为什么有角，牛羊的角与鹿的角从遗传发育上有何异同？其实它们都属于反刍动物的有角下目，是现存唯一一类头颅上有骨质附属物的哺乳动物，这个附属物就是角。有角下目的不同动物类群会有各自独特形态的角，如长颈鹿科的角由仅被皮肤和毛发覆盖的骨突组成；牛科的角也有一个骨质的核心，但被一个角质鞘所覆盖，其为终生生长，不分叉也不能再生；而鹿科动物的角则周期性脱落，每年再生一次，在生长阶段时被称为鹿茸，它的生发组织在鹿茸上方，所以会分叉生长。生长停止后，鹿茸会钙化为鹿角，也没有角鞘。部分有角下目的动物还会不长角，比如麝和獐子。
草食动物大多没有尖牙利爪，角既是它们面对捕猎者的自卫工具，也是同类间争夺配偶和领地的主要工具，但角的存在非常不利于畜牧生产管理，并有极大的安全隐患。因此，育种工作者投入大量的精力选育无角的牛羊品种，美国有育种公司利用基因编辑技术，培育出了不会长角的黑白花奶牛，从而使小牛出生后无须经历被烙去牛角的痛苦过程。但用于山羊和绵羊基因编辑育种的无角突变至今还没有被确证。那么牛角，羊角和鹿角的发育生长是否由相同的基因通路控制？骨质角是来自一次起源还是多次起源？这一直是一个悬而未决的科学问题。
西北农林科技大学联合西北工业大学、中国农业科学院等单位，通过比较不同类型的反刍动物基因组和多达270个转录组，发现羊角和鹿茸具有相似的基因表达模式，其特异高表达的基因主要募集来自在骨、皮肤、脑和睾丸组织表达的基因。这些角组织特异高表达基因，连同一些快速进化基因都参与了神经脊细胞迁移通路，从而从遗传学角度首次提出反刍动物的角具有相同的细胞起源——头部神经脊干细胞，为反刍动物角具有单一的进化起源提供了遗传学证据，也为无角牛、羊的育种提供了理论基础，并为通过基因编辑手段生产无角牛羊提供了关键靶基因。(完)
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