在漫长的驯化史中，同科而不同命的马与驴，一个为速度而生，驰骋草原；一个为耐力而存，跋涉山野。它们运动能力的鲜明差异，实则是亿万年来适应不同生存需求而刻入基因的进化答卷。如今，借助单细胞测序等前沿技术，得以在细胞层面“阅读”这份答卷。

近期，塔里木大学与西北农林科技大学的联合研究团队完成的题为“Single-nucleus RNA sequencing and metabolomics reveal evolutionary divergence in muscle fiber programming between Equus caballus and Equus asinus”的研究在Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》，JIA）优先在线发表。

该团队运用单细胞核RNA测序与代谢组学技术，首次系统绘制并比较了马与驴骨骼肌的高分辨率分子图谱，揭示了其运动能力分化的细胞编程奥秘。

细胞构成与发育路径的系统性分化

单细胞测序图谱显示，马与驴的骨骼肌在细胞构成上存在根本差异。马的肌肉细胞类型更为复杂，并含有独特的杂交肌核细胞，而更关键的是，在所有可比发育阶段中，马的II型（快肌）纤维比例均持续高于驴，这从细胞层面直接解释了马匹爆发力更强的结构基础。在发育轨迹上，两者呈现出不同的适应策略：成年马的慢肌（I型）与快肌（II型）纤维比例同步提升，体现了全面的运动能力强化；而成年驴则呈现慢肌纤维减少、快肌纤维增加的转化趋势，其肌肉系统更侧重于力量与代谢效率的优化。这种从静态构成到动态发育的系统性差异，完美对应了二者在长期进化中形成的不同运动生态位——高速冲刺与持久负重。

Fig. 1  Single-nucleus transcriptional atlas of Equus genus skeletal muscle developmentFig. 

2  Changes in myonucleus populations across two developmental stages in donkeys

Fig. 5  The trajectory of myonucleus development

分子微环境与能量供应的“专属配置”

研究进一步揭示，成年个体的肌肉微环境呈现与年龄相关的促炎性转变。跨物种比较显示，尽管马和驴的肌肉基因表达高度保守，但仍存在如SLC29A1等物种特异性标记基因。代谢层面，丙酸代谢通路被显著激活，且LDHA基因在马的快肌纤维中特异性高表达并随年龄上调，这为马匹爆发力所需的快速糖酵解供能提供了分子解释。

Fig. 7  Cell composition in the skeletal muscle across species by sc/snRNA-seq analysis

该研究从细胞异质性、免疫调控与代谢重塑等多维度，系统解码了马与驴运动能力分化的深层生物学机制。这不仅深化了我们对哺乳动物适应性进化的理解，也为未来在畜牧业中实现针对速度、耐力等性状的精准分子育种奠定了坚实的科学基础。

该研究论文通讯作者为塔里木大学/西北农林科技大学党瑞华副教授，第一作者为李聪博士研究生。研究工作获得了国家重点研发计划、陕西省重点研发计划等项目的资助。

Cite the article:

Cong Li , Xuyong Qin, Jiale Han, Na Li, Zhaofei Wang, Qiwen Yang, Halima Jafari, Chuzhao Lei, Ruihua Dang. 2026. Single-nucleus RNA sequencing and metabolomics reveal evolutionary divergence in muscle fiber programming between Equus caballus and Equus asinus. Journal of Integrative Agriculture, Doi:10.1016/j.jia.2026.02.014

https://doi.org/10.1016/j.jia.2026.02.014

Journal of Integrative Agriculture（《农业科学学报（英文）》, JIA）由中华人民共和国农业农村部主管，中国农业科学院与中国农学会主办，中国农业科学院农业信息研究所承办。综合性英文学术期刊，月刊。创刊于2002年，现任主编为中国科学院院士陈化兰。JIA主要栏目有作物科学、园艺、植物保护、动物科学、动物医学、农业生态环境、食品科学、农业经济与管理等。刊稿类型有综述、研究论文、简报以及评述等。全部论文在Elsevier-ScienceDirect (SD) 平台OA出版。最新SCI影响因子4.4，位于SCI-JCR农业综合学科Q1区。中国科学院分区农林科学1区。2016年以来先后获得中国科协等部委 “提升计划”“登峰计划”“卓越计划”项目支持。