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麂属两种动物Mhc-DRB基因多态性及其进化机制

作　者: 虞健
导　师: 吴海龙
学　校: 安徽师范大学
专　业: 动物学
关键词: 鹿科麂亚科黑麂黄麂 Mhc-DRB 多态性正选择跨物种进化
分类号: Q953
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
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内容摘要

麂属动物以其独特的染色体组成和核型进化机制而著称,是研究哺乳动物核型进化机制的理想对象。MHC基因是脊椎动物特有的与机体免疫应答密切相关的一类多基因家族。大量的研究表明,MHC基因多态性受某种形式的平衡选择作用,因此被认为是研究脊椎研究动物适应性进化机制的最佳候选标记。目前,MHC基因多态性及其进化机制是进化遗传学和分子生态学的研究热点,迄今,在鹿科动物Mhc-DRB基因的进化机制中尚缺乏来自麂亚科动物的研究证据。麂属动物中的黑麂(Muntiacus crinifrons)和黄麂(Muntiacus reevesi)在染色体组成、核型特征、种群进化历史、地理分布以及种群现状等方面均存在显著差异,本文以这两种为研究对象,探讨麂属动物DRB基因多态性及其进化机制,研究结果一方面为鹿科动物DRB基因进化机制提供来自麂属动物的证据,另一方面,为我国特有的珍稀濒危野生动物黑麂保护策略的制定提供来自功能基因的依据。主要研究结果如下:1.本研究利用牛DRB3特异性引物(LA31和LA32),通过聚合酶链式反应(PCR)、单链构象多态性(SSCP)以及克隆测序技术,从44个黑麂个体和12黄麂个体中中分别获得11个和20个DRB第二外显子等位基因。黑麂相对于黄麂具有较低的DRB等位基因多态性。12个黄麂6个具有3-4个等位基因,提示利用该引物从黄麂中至少可以扩增出2个DRB座位。而44个黑麂个体中35个具有2个以上的等位基因,其中3号、23号、34号3个样品中分别具有5个等位基因,提示本文利用该引物,至少扩增出黑麂3个DRB座位。2.序列比对结果显示,本文所获得的黑麂、黄麂DRB基因与牛DRB3具有非常高的同源性,所有序列均无插入、缺失和终止密码子,此外,所检测到的氨基酸变异位点主要位于抗原结合区,根据这些结果推测本文所获得的麂属两种动物的DRB基因可能都是表达的座位。两种动物DRB基因抗原结合区氨基酸位点的非同义替换(dN)均显著大于同义替换(dS)(P < 0.05),暗示历史上黑麂和黄麂DRB基因经历过正选择作用。CODMEL程序中的模型M7和M8似然比检测(likelihood ratio test,LRT)结果同样支持上述推论。进一步利用经验贝叶斯法准确地检测出黑麂有5个受正选择作用的氨基酸位点(位点10、11、61、86和90)其中3个位点位于PBR区,而黄麂有6个受正选择的位点(位点11、37、61、67、71和86),而且其中的5个位点位于PBR区。因此,正选择作用可能是维持这两种动物DRB基因多态性的主要机制之一。3.基于Mhc-DRB外显子2序列利用邻接法(NJ)构建了部分偶蹄动物系统发生关系,在NJ树上,麂属的黑麂和黄麂DRB基因与其它鹿科动物DRB基因呈镶嵌式分布,提示跨物种进化是维持黑麂和黄麂DRB基因多态性的另一重要机制。此外,黑麂等位基因MucrDRB8、黄麂的MureDRB1和MureDRB11以及马鹿的CeelDRB34和CeelDRB46与所有牛科DRB3等位基因构成一个独立的进化枝,暗示麂属这两种动物和马鹿的某些DRB基因具有非常古老的谱系。

全文目录

摘要  5-7
Abstract  7-11
第一章文献综述  11-22
  第一节黑麂种群现状及相关研究进展  11-14
    1. 黑麂生物学习性  11-12
    2. 种群地理分布及种群动态  12-13
    3. 黑麂生存现状  13
    4. 细胞遗传学及保护遗传学研究  13-14
  第二节主要组织相容性复合体在保护遗传学的应用  14-21
    1. 脊椎动物主要组织相容性复合体的结构及特点  14-16
    2. MHC 基因多态性的产生与维持机制及研究进展  16-19
    3. MHC 基因在保护生物学中的应用  19-21
  第三节研究目的和意义  21-22
第二章材料与方法  22-32
  第一节材料  22-23
    1. 样品  22
    2. 试剂  22
    3. 主要的仪器设备  22-23
  第二节方法  23-32
    1. 基因组DNA 的提取  23-25
      1.1 血液DNA 的提取  23
      1.2 肌肉DNA 提取  23-24
      1.3 皮张DNA 提取  24-25
      1.4 DNA 检测与稀释  25
    2. 黑麂和黄麂DRB 基因多态性分析  25-32
      2.1 PCR 引物  25
      2.2 PCR 扩增  25
      2.3 扩增所得DNA 片段的纯化  25-26
      2.4 SSCP 分型  26-29
      2.5 回收PAGE 条带  29
      2.6 PCR 重扩增  29
      2.7 DNA 克隆  29-30
      2.8 DNA 测序  30
      2.9 数据处理  30-32
第三章结果与讨论  32-42
  第一节结果  32-38
    1. DNA 提取电泳检测结果  32
    2. 扩增结果及DRB 基因多态性  32-35
    3. 平衡选择检测  35-36
    4. 鹿科动物DRB 基因系统发生分析  36-38
  第二节讨论  38-42
    1. 麂属两种DRB 基因多态性  38-39
    2. 麂属两种DRB 基因的平衡选择作用  39
    3. 鹿科动物DRB 基因跨物种进化  39-40
    4. 小结及研究展望  40-42
参考文献  42-51
致谢  51-52
附录Ⅰ基金项目  52
附录Ⅱ攻读硕士学位期间发表的学术论文  52

麂属两种动物Mhc-DRB基因多态性及其进化机制

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