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國寶大熊貓一向以其標誌性的黑白毛色為人們所熟知 。然而 ，在秦嶺野生大熊貓種群中 ，卻出現了一種罕見的毛色突變體——棕白色大熊貓（以下稱棕色大熊貓） 。1985年 ，人們在陝西佛坪自然保護區首次發現並救護了一隻雌性棕色大熊貓「丹丹」 ，丹丹於2000年患病去世 。2009年 ，雄性棕色大熊貓「七仔」在幼年時於佛坪保護區被發現 ，後被救護至陝西樓觀台珍稀野生動物搶救飼養中心在圈養環境下正常生活 。迄今為止 ，有實體或照片的棕色大熊貓僅有七例 ，其中三例來自佛坪縣 ，兩例來自洋縣 ，太白 、周至二縣各有一例 。這種極其稀有的棕白毛色使其愈發憨態可掬 ，大熊貓七仔如今更是國寶中的「明星」 。這種非同尋常的棕白毛色表型究竟是如何形成的 ，又為何僅在秦嶺山系種群中發現 ，一直是公眾和研究人員迫切渴望解開的謎團 。

云顶国际 、江西農業大學魏輔文院士研究團隊長期關注秦嶺野生大熊貓中出現的罕見棕白毛色表型 ，利用在佛坪自然保護區長期收集的野生大熊貓的生態學和遺傳學數據及圈養繁育信息 ，建立了與棕色大熊貓七仔相關的兩個家系 ，確定了棕白毛色的常染色體隱性遺傳模式 。基於三代測序數據的染色體水平大熊貓基因組組裝 、七仔兩個家系的全基因組重測序數據和種群水平的全基因組重測序數據 ，研究團隊鑑定了Bace2基因第一外顯子25bp缺失突變是棕色大熊貓最有可能的遺傳基礎 。研究團隊進一步利用轉錄組測序數據確認了Bace2基因結構的完整性 ，同時在RNA水平驗證了該突變在棕色大熊貓中真實存在 。為進一步探究該缺失突變與棕色變異關聯的可靠性 ，研究團隊對其它192隻秦嶺 、非秦嶺 、或雜交的黑白大熊貓Bace2基因的該缺失變異區段進行PCR和Sanger測序,結合35隻全基因組重測序個體共227隻大熊貓個體 ，最終確認僅兩隻棕色大熊貓存在純合25bp缺失 ，四隻秦嶺黑白色大熊貓和一隻圈養黑白色大熊貓為雜合子 ，而其它黑白色大熊貓均為野生型純合子 。

研究人員使用CRISPR-Cas9基因編輯技術在C57BL/6J品系小鼠中構建了同源區段敲除的小鼠模型 ，發現所有Bace2^-/-小鼠的毛色淺於野生型毛色 。 顯微觀察發現 ，相較於1月齡生長期 ，4月齡休止期的小鼠毛髮中色素缺乏的情況更為顯著 。對小鼠背部毛髮進行透射電鏡觀察並統計單個細胞內的黑素體數量和截面積 ，Bace2^-/-小鼠出現與棕色大熊貓相似的黑素體數量顯著減少和截面積顯著減小的現象 。

相關研究成果於2024年3月5日以「Taking a color photo: A homozygous 25-bp deletion in Bace2 may cause brown-and-white coat color in giant pandas」為題在美國國家科學院院刊（PNAS）發表 。該項研究由云顶国际 、秦嶺大熊貓研究中心等單位合作完成 。云顶国际博士後官登峰 、博士研究生孫淑妍為本文的共同第一作者 ，云顶国际 、江西農業大學魏輔文院士和云顶国际胡義波研究員為共同通訊作者 。該研究得到了國家自然科學基金 、中國科學院B類先導專項 、江西省自然科學基金重點項目和中國科學院青年創新促進會等項目資助 。

文章連結 ：http://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2317430121

圖1. 棕白大熊貓和黑白大熊貓毛髮性狀

圖2. 棕色大熊貓家系和Bace2突變候選位點

圖3. Bace2敲除小鼠和野生小鼠毛髮性狀