斑嘴鸭MHC Ⅰ类基因遗传多样性研究与寄生虫情况调查

发布时间：2020-10-17 16:37

　　 野外环境中生存的家养动物野生种群,需要有比家养种群更强的抗病能力。而已有的研究结果表明,MHC基因和个体抵抗病能力密切相关。根据普遍被认同的自然选择学说:环境是导致适应性选择的首要因素,即在特殊环境选择压力下,宿主-病原体互作导致的自然选择能促进免疫相关基因进化。MHC基因能通过病原体和宿主之间的军备竞赛,形成异乎寻常的多样性,以此影响个体抗病能力,丰富种群的基因池,甚至介导种群对于环境的适应性。因而家养动物野生种群的基因多样性对于物种的延续有着极其重要的作用。在进化过程中,野生种群的基因多样性因MHC基因和环境对的相互作用形成的良性循环而不断丰富。斑嘴鸭(Amas poeciorhyncha)的野生迁徙型种群,因其特殊的生活习性而极易感染寄生虫。这就使得斑嘴鸭的野生种群可以作为研究家禽野生种群的一个便捷的模型,再结合家鸭起源“二元论”的观点,更加说明它是研究种群遗传差异的优选物,对家鸭乃至其他家禽的遗传学研究都有非常重要的作用。本实验通过中性分子标记(SSR和mtDNA)来分析该物种的遗传差异;采用功能性分子标记(MHC I类基因)来揭示该物种免疫系统的进化机制,同时结合个体寄生虫感染情况,探讨寄生虫选择压力下野生斑嘴鸭种群MHC基因的遗传多样性。1.中性分子标记研究通过SeqMan软件分析该野生斑嘴鸭种群的线粒体控制区基因序列,发现共有30个单倍型,其中拥有单倍型H01的个体最多。其单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9753和4.3733%,说明该野生斑嘴鸭种群个体适应性较强,且具有较高的进化潜力。通过NETWORK绘制网络图,发现单倍型H01也是所有样品基因中的始祖基因流。实验共使用12个微卫星分子标记,通过GeneMaper和PopGene分析荧光测序结果,发现共有161个等位基因数被检测到。等位基因数目平均为13.42等位基因/位点;平均期望杂合度为0.675。利用连锁不平衡的方法计算连锁情况,结果显示:位点AJ493289和位点APH01、位点CMO11连锁;位点APH01和位点APL2、位点AY493313、位点D08连锁;位点APL2和位点AY493256、位点D08连锁;位点AY493256和位点D08连锁;位点AY493313和位点D08连锁;位点D03和位点D09、位点D10连锁。2.寄生虫情况调查和MHC基因研究通过特异性引物扩增测序,发现该种群隐孢子虫(Cryptosporidium Tyzzer)的感染率为89%;球虫(Sphaerozoum fuscum)存在两种不同的感染类型,感染艾美尔属(Eimeria fulva)球虫的感染率为6%,等孢子属(Isospora)球虫的感染率为45%。血液寄生虫无阳性结果。使用SeqMan软件分析MHC基因序列,MHC I类基因在外显子2上有31个单倍型,而在外显子3上则有23个单倍型。dN/dS分别为3.1029±1.7623和3.0256±1.6575。对比两者基因编码的氨基酸序列,发现都存现高度的多态性。NETWORK网络图无明显始祖基因流,但进化折点颇多。本研究通过对野生斑嘴鸭种群的遗传多样性调查,为野鸭免疫相关基因在适应性进化策略提供了实验基础,今后可以在此基础上研究不同迁徙习性和不同环境下的野鸭免疫相关基因在适应性进化,为野鸭资源的保护和可持续发展提供科学的参考。
【学位单位】：浙江农林大学
【学位级别】：硕士
【学位年份】：2019
【中图分类】：S834;S858.32
【部分图文】：

MHC分子功能示意

图 1.2 （A）MHC I 类和（B）MHC II 类基因的分子结构[111]igure1.2 The structure of(A)MHC class I and(B) class II moleculars[111]功能为依据将其分类，可分为 1）细胞质群免疫球蛋白样区：该结他膜成分相互作用中发挥着重要作用[16]；胞外区：即α3 区，环状0 个上下的氨基酸残基，结构异常稳定，所以能成为α链的保守区D8 部分相互作用的区域[14]；穿膜区：胞外区的一部分，由 25 个疏的结构，职责为将α链焊死在细胞膜上[15]；抗原肽结合区：α1、α相接连，形成一个由氨基酸残基构成的环状结构[13]。基因的组成包含 8 个外显子，外显子 1（E1）的工作是编码 24 个信号肽；外显子 2（E2）和外显子 3（E3）的工作则是分别编码0 个氨基酸残基，这些结构域具有高度的多态性，共同组成抗原结binding region)；外显子 4（E4）编码的α3 结构域是作为β链的信号链共价结合区也是 CD8 分子与 T 细胞表面结合的一部分。外显子-E8）是编码跨膜和胞质尾部区域[24]。由于本实验的研究方向，主

0 年代德甲斯丁等国外研究学者又以家鸡作为材料来检测线粒体 DNA，成功获得了全长 16,175kb 个碱基的序列的测序结果。分析这个测序结果发现，与其它的已有研究结果的动物的线粒体 DNA 一样，家鸡的线粒体 DNA 也包含蛋白基因、rRNA 基因和 tRNA 基因[90]，它们的数量分别是 13、2 和 22。1.4.1 线粒体 DNA 结构特点线粒体 DNA 是细胞线粒体中发现的一种特殊形式的遗传物质，是一种特殊形态的核糖核酸。每个线粒体含有 2-6 个 DNA 分子，动物线粒体基因组的长度基本约等于 16kb，鸟类的长度在 16.3-23.5kb 之间[91]。它是闭合且共价的双链环状 DNA，通过碱性氯化铯密度梯度离心方法离心，可以将两条链分为密度大的外重链(H 链)和密度小的内轻链(L 链)。线粒体 DNA 的结构为 1 个非编码区和 3 个编码区。3 个编码区分别是基因编码区（编码 13 种蛋白编码基因）、rRNA 编码区（编码 2 种 rRNA）和 tRNA 编码区（编码 22 种 tRNA）。因为它是真核细胞中分子量小、易于纯化的复制单元，所以线粒体 DNA 是研究 DNA 结构和基因表达的良好模型。
【参考文献】

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本文编号：2845049