中国狼MHCⅡ类基因启动子和外显子2多态性研究（摘要）

作者：

郭朋朋

摘要：主要组织相容性抗原（Major Histocompatibility Complex，MHC）是脊椎动物的第二大基因家族，MHCⅡ类分子第2外显子编码的序列可以与抗原结合，是研究动物适应性进化的重要分子标志。灰狼位于食物链的顶端，对维持生态系统有重要作用，MHC基因可以反应灰狼应对复杂的生境变化的进化历史。本研究选取蒙古及中国西藏、内蒙、青海、新疆等地灰狼及曲阜本地犬为研究对象，对MHCⅡ基因启动子及第二外显子序列进行分离和遗传变异分析，揭示了中国狼及土狗的MHC基因的多样性及进化机制。本研究得到了 如下研究结果： 1)运用PCR和克隆技术得到了DQA1、DRB1、DQB1基因启动子和外显子2的序列，其中DQA1启动子序列1条、DRB1启动子序列2条、DQB1启动子序列9条；DQA1外显子2序列21条、DRB1外显子2序列52条、DQB1外显子2序列48条，且大部分为新发现基因。 2) MHC启动子等位基因种类、数目及频率与其他地区的灰狼和其他品种的犬相差不大，暗示MHCⅡ基因有相似的基因表达调控机制。 3) DQA1基因外显子2的T、C、A、G四种碱基平均含量分别为24.4%，24.1%，29.3%，22.3%；多态位点比率为5.70%，新疆和内蒙种群多态性最高；核苷酸多样指数（Pi）在0.01064至0.01775之间；氨基酸突变率为9.76%，氨基酸使用频率最低的为Cy（s0），最高的为Thr（8.67）。DRB1基因外显子2的T、C、A、G四种碱基平均含量分别为15.8%、24.2%、21.7%、38.4%；多态位点比率为17.5%，家犬和青海多态位点比率最高；核苷酸多样指数（Pi）0.05169至0.07394；氨基酸变异率为30.3%，氨基酸使用频率最低的为Met（0.8179），最高的为Arg（14.278）。DQB1外显子2的T、C、A、G四种碱基含量分别为15.6%，25.0%，21.6%，37.8%；多态位点比率为15.45%，青海和家犬种群多态性最高；各种群核苷酸多样指数（Pi）0.0350至0.0758间；氨基酸突变率为24.4%，氨基酸使用频率最低的为Met（0.9217），最高的是Arg（13.716）。 4)运用MEGA5.1软件基于Nei-Gojobori method (Jukes-Cantor)模型计算各种群MHC基因全部位点、PBR位点、非PBR位点的同义替代率和非同义替代率，并进行Z-test检验。从所有位点看，DQA1基因在各种群均不存在正选择作用；除XJ种群外，所有PBR位点均存在正选择作用；所有种群的非PBR位点均不存在正选择作用。从全部位点看，DRB1基因XJ和XZ种群没有正选择作用，其他种群存在正选择；从PBR位点看，所有位点均存在正选择作用；从非PBR位点看，所有种群均不存在正选择作用。从全部位点看，DQB1基因所有种群没有正选择作用；从PBR位点看，所有位点均存在正选择作用；从非PBR位点看，所有种群均不存在正选择作用。 5)运用MEGA5.1软件基于Kimuxa-2-paralneter模型计算群体内核苷酸突变的平均遗传距离，DQA1基因遗传距离关系为QHMGXZNMXJTG，DRB1基因的遗传距离关系为TGMGNMXJXZQH, DQB1基因遗传距离关系为XJXZTGMGQHNM。 6)基于Tajima-Nei模型计算种群间的遗传距离，DQA1基因显示QH和MG种群的遗传距离最大，最小的为XJ和MG种群；DRB1基因显示TG和XZ种群的遗传距离最大，最小的为XJ和MG种群；DQB1基因显示MG和XJ种群的遗传距离最大，最小的为NM和MG种群。 7)分别构建DQA1、DRB1、DQB1基因的N-J系统进化树，DQA1、DRB1、DQB1基因在进化树中分散排列，没有按物种或种群聚类，说明它们的跨物种多态性分布。 8) DQA1、DRB1、DQB1基因在进化树中分散排列，而且dN与dS之比大于1，说明这三类基因受到平衡选择作用。

关键词：狼 MHC基因 多态性 平衡选择 正选择 跨物种多态性