近日，我院动物大数据与功能基因组团队姜雨教授课题组在国际期刊《Advanced Science》在线发表题为“Single-Cell Transcriptomic Atlases of Camels and Cattle Unravel Molecular Evolution of Digestive and Metabolic Systems”的研究论文。该研究通过构建骆驼与奶牛多组织单细胞转录组及空间转录组图谱，系统揭示了多胃动物在消化、代谢与肾脏系统中的细胞层面进化创新，为理解环境适应性演化及家畜性状定向改良提供了全新的理论框架与细胞靶点。

 骆驼与奶牛同属于偶蹄目动物，都有多个胃室并都存在反刍行为，却走上了两条截然不同的适应道路：一种成为荒漠中的“生命极限挑战者”，另一种则被人类驯化为高效的草食家畜。研究团队构建了覆盖54种组织、超过53万个细胞的单细胞转录组图谱，系统鉴定出 124 种细胞类型，发现骆驼与奶牛在绝大多数基础细胞类型上高度相似。

在消化系统中，这种“在保守中创新”的进化模式尤为清晰。研究通过跨物种、跨发育阶段的单细胞分析，首次明确骆驼特有的腺囊（GS）与第三胃室在进化上与奶牛皱胃同源。不同的是，骆驼并未像反刍动物那样将化学消化严格集中在最后一个胃室，而是通过在前胃阶段保留并强化消化上皮细胞的分泌与更新能力，形成一种“分布式消化”策略。这种策略显著延长了植物性食物的消化时间，使骆驼能够在低质量、高纤维食物条件下稳定获取能量。

代谢系统的比较进一步凸显了适应性进化与育种价值的交汇点。研究发现，骆驼肝细胞在脂肪酸分解和转化通路上具有明显优势，有助于防止过度脂肪沉积。这一特征解释了骆驼既能储存大量能量、又不易发生脂肪肝的生理现象，也为解决高产奶牛常见的代谢性疾病提供了潜在分子线索。

在肾脏中，研究鉴定到一种仅在骆驼特有的S100A4+血管平滑肌细胞亚型，可能通过调节肾小球局部血流来缓冲高盐饮食带来的血压风险。这一细胞层面的创新，为骆驼“耐盐耐旱”的生理特征提供了新的解释，也为家畜耐盐性状的改良及人类相关疾病研究提供了重要参考。

 总体而言，这项研究不仅是一次大规模的数据积累，更展示了单细胞技术如何连接进化生物学、环境适应与现代育种。它不仅深化了我们对多胃动物起源与适应性进化的理解，也为未来家畜精准育种提供了可操作的细胞与分子靶点，展示了基础进化研究与应用科学之间日益紧密的联系。

该研究由西北农林科技大学动物大数据与功能基因组团队牵头完成，联合中国农业大学、浙江大学、丹麦奥胡斯大学、哈萨克斯坦国立农业研究大学以及中国科学院分子细胞科学卓越创新中心等国内外多家科研机构共同开展。相关工作得到了国家重点研发计划、陕西省畜禽育种共性关键技术研发平台、新疆维吾尔自治区重点科技专项以及陕西省旱区农业实验室项目等科研项目的资助，为研究顺利实施提供了有力保障。

论文链接：https://advanced.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/advs.202519346