峨眉树蛙MHCⅡ类B基因的克隆及多态性分析

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MHC (Major Histocompatibility Complex)即主要组织相容性复合体,是脊椎动物中直接介导免疫反应的一类细胞表面蛋白。MHC基因即是编码这类蛋白的基因家族,已有的研究表明该基因家族的是脊椎动物体内变异最大的功能基因之一,其变异主要出现在抗原结合部位,因为该部位与动物抵抗病原的能力以及对环境的适应性直接相关,所以很多研究集中都分析这个变异最大的区域。对于MHC Ⅱ类基因来说,外显子2编码抗原结合部位,是变异最大的区域,了解该区域的变异特点能为进一步研究进化生态学中的适应性进化、性选择等问题提供便利。而目前两栖类MHC Ⅱ类B基因的结构特点和进化模式的研究非常有限,为了更加系统全面的了解两栖类MHC Ⅱ类B基因的多态性情况,本研究的目标是从峨眉树蛙(Rhscophorus omeimontis)中克隆MHCⅡ类B基因的外显子2,并分析其多态性形成的分子机制。本文首先成功的获得了从内含子上扩增峨眉树蛙MHC Ⅱ类B基因外显子2全序列的引物,通过以下两个方面确认了该引物得到的是MHC Ⅱ类B基因:(1)得到的序列和其它两栖类的同源性很高,并且构建的系统发育树能同其它所有无尾类的MHC Ⅱ类基因聚在一起;(2)该基因翻译的蛋白质中含有与MHC Ⅱ类分子的功能密切相关的保守位点。然后在四川宝兴和湖南八大公山两个种群中用该引物检测了峨眉树蛙MHCⅡ类基因的多态性,结果在272个个体中共检测到126个等位基因。四川种群和湖南种群中检测到的等位基因数分别是104个和62个,而在一个个体检测到的最大的等位基因数是7个,表明峨眉树蛙MHC Ⅱ类基因至少有4个基因座位.MEGA5计算的核苷酸的平均K-2P距离(0.039+0.006)比氨基酸的平均泊松校正距离(0.079+0.016)小,暗示该基因受到了正选择作用。通过PAML、FEL和MEME三个软件共检测出了13个受选择作用的位点,其中9个和人HLA-DR1蛋白晶体结构推断的ABS一致,表明峨眉树蛙的MHC Ⅱ的结构和功能与人的相似,所以我们得出峨眉树蛙的MHCⅡ类B基因受到的选择作用可能与寄生虫的调控有关。而重组分析发现该基因内不存在重组事件。所以,病原体调控的选择和基因复制在峨眉树蛙的MHCⅡ类B基因的多样性形成和维持中起到了重要的作用。鉴于该基因高的多态性,可以作为一个分子标记来研究峨眉树蛙与适应性进化有关的问题。
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