背靠独特基因库，在“冷门”马学里寻突破

2020年，蒋琳（右）与Ludovic共同庆祝刘雪雪（中）博士毕业。

■本报记者 李晨

过去10年，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所研究员蒋琳从一名刚回国的博士后成长为团队首席、研究室主任，并全程参与了国家畜禽种质资源库新库项目的规划设计、建设运营。

“马这个研究方向，不仅带动了一个团队的建设，更让我们建立了一套将古代与现代遗传资源相结合的研究新范式。”她感慨道。

从“冷门”中开拓

2014年，从国外学成归来的蒋琳坐在办公室里，面临着研究方向的选择。当时，所里研究重点在猪、羊、鸡等大宗畜禽上，而关于马的研究，在所里乃至国内农业科研体系内都是一个“冷门”领域。

“那时候，马学研究的大项目几乎没有。”蒋琳回忆道。她却从这个“冷门”中看到了巨大的科学价值。“马是人类历史上最亲密的伙伴之一，它承载了人类的战争、迁徙、交流和文化。国外马学研究团队林立，与之相比，我们的差距太明显了。”

蒋琳敏锐地察觉到，中国拥有全球约10%的家马马种资源，能为全球家马的体高、适应性等一系列重要性状的精准鉴定提供独特素材。比如以耐力著称的蒙古马、矮小体格的西南马、适应藏区极端气候的藏马、善于走对侧步的岔口驿马，以及适应极端寒冷的鄂伦春马等，几十个地方品种，这些独特基因库正是突破国际研究壁垒的钥匙。

她决定投身于此的底气，源于所里前辈打下的坚实基础。早在上世纪七八十年代，以原所长郑丕留、王铁权教授等为代表的老一代科学家，就牵头完成了全国家畜家禽遗传资源的第一次大规模普查。

“他们跋山涉水到最偏远的牧区和山区调查、测量、记录。”蒋琳提到已故的王铁权时，言语中充满敬意。“比如广西德保矮马，就是王老师等专家重新发现并极力保护下来的品种。要不是他们当年的坚守，很多资源可能就消失了，很多优异基因也可能就难以挖掘了。”这些珍贵的样本和数据都保存在团队资深首席马月辉等创建的国家家养动物种质资源库中，如今已成为研究所最宝贵的“家底”，支撑了大量基因的挖掘和新种质的创制。

起初，坚持“冷门”研究意味着面对经费不足、关注度低的困境，但蒋琳和团队更看重的是国际研究热点和国内资源的独特性。

“我当时的想法是，既然国外这么多顶尖团队都在做马的研究，而我们有这么独特的资源，为什么不能做出有国际影响力的工作呢？”她鼓励团队勇敢“走出去”，参加国际会议、结识顶尖专家。

转折点发生在2017年爱尔兰都柏林的一次国际遗传学大会上。午餐时，蒋琳正好坐在了国际古DNA研究领域顶尖学者、法国国家科学研究中心教授Ludovic Orlando旁边，两人由此认识。

蒋琳介绍了中国丰富的马种资源和已开展的工作。“他非常感兴趣，因为他的研究里缺少中国马的样本和数据。”这次交流拉开了合作的序幕。在蒋琳的推动下，团队与Orlando实验室的合作日益紧密。她坚信，将中国珍贵的资源与国际前沿的技术和科学问题结合，一定能产出卓越的成果。

在坚持中崭露头角

2014年还是团队研究生刘雪雪读研二的时候。初入实验室，她对马的研究几乎一无所知。“当时实验室主要做羊的研究，对马的研究非常少。”她回忆道。在蒋琳的建议下，她开始接触马的遗传数据，“当时觉得好奇，马的母系遗传和别的家畜很不一样，就想试试看。”

这个看似偶然的选择，却让刘雪雪一步步深入了这个领域。研究生期间，她用马的X染色体数据“练手”，竟意外发现与身高相关的遗传变异，并发表了第一篇论文。这一结果让蒋琳坚定了方向：“全球马学研究不能缺少中国马的声音。”

2018年，在蒋琳的极力推荐和Orlando的邀请下，刘雪雪得到一个前往意大利参加国际会议并作报告的机会。

这次会议成为刘雪雪科研生涯的转折点。当她报告完关于高海拔马适应性的研究后，Orlando当场提出了几个问题，茶歇时，交流从会场延续到场下。“我们从会上没来得及讨论的问题，一直聊到后续可能的合作。”这次面对面的交流给双方都留下了深刻印象，也为她后来接受欧盟玛丽·居里学者项目的奖学金资助，申请赴法国Orlando实验室进行联合培养奠定了基础。

然而，真正的挑战在后续的科研攻关中。

“把冷板凳坐热了”

合作的首个突破聚焦于西方马体高性状的遗传机制为何不能解释中国马的体高变异，并且体高性状的主效位点一直未被鉴定。

原来，西方矮马中身高相关的突变位于HMGA2等候选基因上，但这个基因在中国德保矮马基因组选择信号分析中并不是最显著的位点，而且在中国出土的古马中也没有检测到HMGA2的突变存在。

团队研究发现，中国马的身高由一个名为TBX3的基因主导。通过分析古马遗骸，他们追踪到该基因突变最早出现在2300年前中亚巴泽雷克文化的马群中，恰好对应中国秦朝对高大战马的需求爆发期。

刘雪雪说，TBX3突变能加速四肢骨骼生长，解释近10厘米的身高变异。这项研究2022年发表于《当代生物学》，首次揭示了中国马体高进化的独特性，也为西南矮马的保种提供了遗传标记。

随后，蒋琳团队继续深入研究马的体形和背部结构发育是否与人类的骑乘革命有关。为了验证一个关键基因突变对马体形和运动能力的影响，团队需要在小鼠模型上进行实验。这个过程异常煎熬，团队硕士研究生贾垚甄几乎整天泡在动物房。

更大的挑战来自论文修改阶段。《科学》杂志审稿人要求他们补充马群体的表型数据来验证基因功能，而时间只有短短几周。团队需要从900多份中国马样本中，手工筛选出稀有的基因型群体，并收集到完整的表型数据。“这个变异非常复杂，必须用两三种传统实验方法一个一个地手工验证，国内团队所有人都一起上，分秒必争。”团队博士生张艳丽回忆道。

2024年一天夜里，团队终于收到论文被《科学》正式接收的邮件。

如今，刘雪雪已完成玛丽·居里博士后项目，即将回国继续她的研究。张艳丽也获得了中国农业科学院青年远航计划资助，前往法国开展外派博士后研究。贾垚甄考取了心仪学校的博士研究生，开启新的科研征程。从最初懵懂地接触马遗传学，到在国际顶刊上发表重要成果，她们用自己的经历证明了在“冷门”领域坚持与探索的价值。“我们把冷板凳坐热了。”蒋琳笑着说。

面向未来，蒋琳希望基础研究的突破能更好地服务于我国地方马种的保护与利用，让这一古老的物种在现代社会焕发新的生机。

在马年到来之际，她们的故事也寓意着只要找准方向、耐住寂寞、开放合作，即使在看似“冷门”的领域，也能耕耘出一片广阔的天地。