基于MHC-DRB基因的塔里木马鹿遗传多样性及适应性进化研究

基于MHC-DRB基因的塔里木马鹿遗传多样性及适应性进化研究

论文摘要

主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex,MHC)是脊椎动物免疫系统的一个多基因家族,是有高度多态性基因座组成的、与免疫应答和抗病性密切相关的多基家族。MHC基因已被认为是研究脊椎动物适应性进化机制的最佳候选标记,这一观点已经被大量的研究认定。目前,进化遗传学和分子生态学最为热点就研究MHC基因多态性及其进化机制。到目前为止,在鹿科动物MHC-DRB基因的进化机制方面的研究一直缺乏来自塔里木马鹿的研究证据。塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)是新疆马鹿之中高度适应荒漠生境而形成的特殊亚种,是国家Ⅱ级保护动物,又是重要的经济动物。本研究MHC-DRB基因作为分子标记,研究塔里木马鹿MHC-DRB的多态性及适应性进化机制。主要研究结果如下:1.本研究通过PCR-SSCP和克隆测序技术,利用牛DRB3特异性引物,从51个塔里木马鹿样本中检测出13个DRB等位基因,该13个等位基因序列包含76个核苷酸变异(24个单突变位点和52个简约信息位点),总位点数中变异位点数占30.5%。本研究所得的13条等位基因序列中G、C、A、T四种碱基含量有较为明显的差异,各碱基所占比例为36.2%(G)、23.3%(C)、22.9%(A)、17.6%(T);G+C(59.5%)的含量明显高于A+T(40.5%)的含量,表现出明显的GC偏好性。转换/颠换率为R=0.55,全长序列中插入或缺失位点一律未发现,塔里木马鹿MHC-DRB基因序列变异中存在颠换偏倚现象。2.塔里木马鹿基于MHC-DRB基因的核苷酸多样性(π):0.1125,单倍性多样性为(h):0.9380,平均核昔酸差异数:28.015。塔里木马鹿MHC-DRB基因具有较高的多态性,及遗传多样性较高。3.塔里木马鹿在保持MHC多样性上受到自然选择作用的影响;正选择作用是维持塔里木马鹿MHC-DRB基因多态性的主要维持机制。本研究得到的塔里木马鹿Ceel-DRB*01,Ceel-DRB*02等13个等位基因外显子2序列的PBR和non-PBR的dN都是大于ds的,说明这些等位基因都存在着正向选择作用。表明DRB基因的变异主要存在于PBR区域;经Z-test选择性检验,表明这些位点达到统计学显著水平(0.01<P<0.05)。并进一步用EasyCodeML软件对本研究得到的数据进行了分析,结果得到M8模型更适合用于我们的数据,进一步确定塔里木马鹿MHC-DRB基因经历了显著的正选择作用(P<0.001),并检测了共有18个氨基酸位点受到正选择作用的影响。

论文目录

  • 摘要
  • ABSTRACT
  • 第一章 文献综述
  •   1.1 选题依据与研究意义
  •   1.2 塔里木马鹿简介
  •     1.2.1 种群数量
  •     1.2.2 形态特征
  •     1.2.3 地理分布与生态分布
  •     1.2.4 生境选择
  •     1.2.5 食性
  •     1.2.6 塔里木马鹿研究现状
  •   1.3 MHC概述
  •     1.3.1 MHC的发现
  •     1.3.2 MHC的结构特征及功能
  •     1.3.3 MHC基因的多态性及其维持机制
  •     1.3.4 选择作用检测方法
  •   1.4 MHC的应用
  •     1.4.1 MHC在遗传多样性方面的应用
  •     1.4.2 鹿科动物MHC基因国内外研究进展
  •   1.5 研究目的、意义和研究内容
  •     1.5.1 研究目的
  •     1.5.2 研究意义
  •     1.5.3 研究内容
  • 第二章 基于MHC-DRB基因的塔里木马鹿遗传多样性
  •   2.1 实验材料与方法
  •     2.1.1 样本采集
  •     2.1.2 主要的仪器设备
  •     2.1.3 主要试剂
  •     2.1.4 主要试剂配置
  •   2.2 实验方法
  •     2.2.1 基因组DNA的提取
  •     2.2.2 DNA浓度和纯度的检测
  •     2.2.3 PCR扩增
  •     2.2.4 PCR产物琼脂糖凝胶电泳检测
  •     2.2.5 SSCP分型
  •   2.3 塔里木马鹿MHC-DRB第二外显子的克隆
  •     2.3.1 培养基的配制
  •     2.3.2 连接
  •     2.3.3 转化
  •   2.4 数据分析
  •   2.5 实验结果
  •     2.5.1 基因组DNA的检测
  •     2.5.2 基因组DNA的浓度和纯度检测
  •     2.5.3 塔里木马鹿MHC-DRB的 PCR产物的检测结果
  •     2.5.4 塔里木马鹿MHC-DRB基因的PCR-SSCP检测结果
  •     2.5.5 克隆测序结果
  •     2.5.6 塔里木马鹿MHC-DRB基因序列多态性分析
  •       2.5.6.1 本研究得到的等位基因序列特征
  •       2.5.6.2 遗传多样性评价
  • 第三章 基于MHC-DRB基因的塔里木马鹿适应性进化研究
  •   3.1 实验材料与方法
  •   3.2 数据分析
  •   3.3 实验结果
  •     3.3.1 塔里木马鹿MHC-DRB基因的等位基因的分布
  •     3.3.2 选择压力的检测
  • 第四章 讨论
  •   4.1 塔里木马鹿MHC-DRB基因的多态性分析
  •   4.2 塔里木马鹿基于MHC-DRB基因的遗传多样性评价
  •   4.3 选择压力分析
  • 第五章 结论
  • 展望
  • 参考文献
  • 在读期间发表论文
  • 致谢
  • 文章来源

    类型: 硕士论文

    作者: 佐日古丽·伊斯马伊力(Zorigul Ismayil)

    导师: 马合木提·哈力克(Mahmut Halik)

    关键词: 塔里木马鹿,基因,遗传多样性,适应性机制

    来源: 新疆大学

    年度: 2019

    分类: 基础科学

    专业: 生物学,生物学

    单位: 新疆大学

    基金: 国家自然科学基金项目:“塔里木马鹿(Cervus elaphus yarkandensis)生境规模动态变化及种群基因流研究”(项目号:31560600)

    分类号: Q953

    总页数: 61

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