兴国红鲤MHCⅡ类基因多态性、表达及其与鱼体抗病力关系的分析

对41尾感病和22尾抗病兴国红鲤的308个有效克隆进行测序,获得171条不同的MHC Ⅱ类基因编码序列,分属26个不同的等位基因,其中Cyca-DXA24Cyca-DXA36为新发现的13个等位基因。MHCⅡ类基因片段的长度为624 bp,包括第14个外显子,分别编码信号肽、1和2结构域及连接肽/跨膜区。1结构域的变异明显大于2结构域,表现在1结构域中核苷酸和氨基酸变异位点比例（55.16%和79.76%）明显高于2结构域的变异位点比例（45.96%和68.42%）。1结构域的PBR区的非同义碱基替换率（dN）与同义碱基替换率（dS）的比值 （=dN/dS）为5.742,远远高于非抗原结合位点（non-PBR）及2结构域的0.755、0.592,揭示兴国红鲤MHC Ⅱ类基因的1结构域在进化过程中受到正向选择作用。等位基因Cyca-DXA24 （P0.01）与兴国红鲤对嗜水气单胞菌的抗性相关,等位基因Cyca-DXA3 （P0.05）、Cyca-DXA4 （P0.01）、Cyca-DXA6 （P0.05）、Cyca-DXA33 （P0.05）与兴国红鲤对嗜水气单胞菌的易感性相关。荧光定量PCR结果表明,MHCⅡ类基因在健康兴国红鲤的肾、肝、鳃等10个组织均能普遍表达。人工感染嗜水气单胞菌后,肾、肝、脾3个组织中的MHCⅡ类基因的表达量均发生了不同程度的变化,表明MHCⅡ类分子在兴国红鲤的免疫反应中起到重要作用。       

乌龟MHCⅡ类B基因第二外显子的克隆及序列分析

利用一对兼并性引物扩增了乌龟MHCⅡ类分子B基因第二外显子的部分片段,并对PCR产物进行了克隆和测序,结果得到8种长度为166 bp的不同序列。经分析,序列中有84个变异位点,核苷酸的非同义替换(dN)多于同义替换(dS),造成39个位点氨基酸的改变。氨基酸的替换趋于集中在假定的抗原结合位点附近。利用MEGA、PAUP软件分别构建NJ树和MP树,两种树极为相似,均分为两支。同一个体中出现有多种序列,提示乌龟MHCⅡ类分子B基因可能存在着座位重复。研究表明:乌龟MHCⅡ类分子B基因第二外显子有较高的多态性,有利于乌龟野生种群的遗传保护。     

扬子鳄MHCⅡ类B基因第二外元的克隆及序列分析

3头扬子鳄血样取自宣城安徽省扬子鳄繁殖研究中心。利用一对简并引物对MHCⅡ类B基因第二外元的部分片段进行扩增;通过克隆、单链构象多态性分析、测序,并将测得序列与下载的8个物种MHC序列比对,确定序列差异和变异位点;利用MEGA软件构建NJ树,PAUP4．0构建MP树。结果得到10种不同的序列,片段长166bp。核苷酸序列中有38个变异位点,氨基酸序列中有23个变异位点;推定的抗原结合位点非同义替换(dN)明显高于同义替换(dS)。10种序列的NJ树和MP树极为相似,均为A、B两个分支,两个分支明显的特异性位点核苷酸序列中有9个。氨基酸序列中有7个。表明扬子鳄MHCⅡ类B基因第二外元有较高的多态性,有利于扬子鳄饲养种群的遗传保护。     

中国红鲤线粒体COⅡ基因的遗传变异和亲缘关系

通过线粒体COⅡ基因的序列分析,研究了我国4种红鲤——兴国红鲤(C．c．var．singuonensis)、荷包红鲤(C．c．var．wuyuanensis)、玻璃红鲤(C．c．var．wananensis)、瓯江彩鲤(C．c．var．color)和1种野鲤(Cyprinus carpio)的遗传变异和亲缘关系。结果表明：在所分析的607bp片段中,共有19个核苷酸变异位点,可归结为15种基因单倍型,其中5个变异位点可作为群体鉴别的单核苷酸标记(SNP);荷包红鲤的基因多样性(h)和核苷酸多样性(π)最高,玻璃红鲤最低;所有红鲤均存在极显著的遗传分化,其中兴国红鲤与玻璃红鲤的遗传分化指数(Fst)最高,而兴国红鲤与瓯江彩鲤的遗传分化指数最低。用邻接法构建的分子系统树表明,兴国红鲤与瓯江彩鲤属同一进化分支,而玻璃红鲤与荷包红鲤属另一进化分支。     

嗜水气单胞菌丝氨酸蛋白酶基因克隆与序列分析

目的:克隆嗜水气单胞菌丝氨酸蛋白酶(Ahp)基因,进一步分析序列、预测三级结构。方法:设计Ahp基因特异性引物,利用PCR方法扩增基因序列,亚克隆至pMD18-T载体,进行DNA测序及生物信息学分析。结果:获得Ahp基因大小为1 645bp,推导编码548aa,含有天冬氨酸(82-93aa)、组氨酸(123-133aa)和丝氨酸活性位点(342-352aa)。Ahp蛋白三级结构与模板(PDB:3HJR_A)相似性达81.48%,预测60-392aa区域为肽酶S8结构域(PF00082)、480-548aa区域为前蛋白转化酶P结构域(PF01483),其中3个氨基酸活性位点分布于三级结构N端,与拉马钱德兰图检测分析Ahp蛋白的空间结构基本一致。结论:该研究对嗜水气单胞菌Zf1菌株Ahp基因编码蛋白进行结构预测,有助于理解嗜水气单胞菌丝氨酸蛋白酶的作用机理。     

中国地方鸡种MHC B-LBⅡ新等位基因的遗传多态性研究

为研究鸡MHC B-LBⅡ基因的遗传多态性,首先在8个中国地方鸡种(藏鸡、仙居鸡、北京油鸡、固始鸡、斗鸡、丝羽乌骨鸡、白耳鸡和狼山鸡)B-LBⅡ基因第二外显子扩增了一长度为 175 bp 的 DNA 片段并进行 SSCP 基因型分析;在8 个地方鸡种共 467 个个体中检测到 37 个 PCR-SSCP 基因型;从被检样品中筛选出不同基因型的个体,并在其 B-LBⅡ基因组中扩增了一个包括其第二外显子和第二内含子在内长度为374 bp的片段,通过克隆和测序获得了该片段的核苷酸序列。经序列分析,在前述地方鸡种被筛选出的 30 个无血缘关系的个体中发现了 31 个 B-LBⅡ新等位基因,并参照哺乳动物 MHC II 类 B 等位基因命名规则进行了命名。对这 31 个 B-LBⅡ新等位基因长度为 374 bp 的 DNA 片段进行比对表明,在其第二外显子序列上共有 68 个多态性变异位点,其中简约性信息位点 51 个,单变异位点 17 个,具有丰富的遗传多态性。在这些多态性变异位点中,出现在遗传密码子第一和第二位上的碱基替换率分别为 36.76% 和 35.29%。等位基因序列间的相似性估测为 90.6%-99.5%;B-LBⅡ基因第二外显子的错义替换率和同义替换率分别为 14.64±2.67%和 2.92±0.94%。结果表明,B-LBⅡ基因的丰富遗传多态性主要是由基因重组和平衡选择效应所引起的。对 B-LBⅡ等位基因第二外显子所编码的 B-LBⅡ分子β1 结构域氨基酸序列比对发现,31 个 B-LBⅡ新等位基因属于 26 个等位基因主型;在β1结构域氨基酸序列的 33个变异位点上,存在 6 个同义替换和 27 个错义替换。分析认为,那些发生在多肽结合位点上的氨基酸错义替换与鸡 MHC B-LBⅡ分子的免疫特异性有关。该结果可为鸡的抗病育种研究提供分子生物学依据。     

嗜水气单胞菌胁迫下东北林蛙MHCⅠ基因在不同组织的表达

本研究旨在探讨嗜水气单胞菌(Aeromonashydrophila,Ah)胁迫下MHCⅠ基因在东北林蛙不同组织的表达特征,为揭示两栖类抗感染免疫应答机制提供依据。文中首先构建嗜水气单胞菌感染下的试验动物模型,通过苏木精-伊红染色法(Hematoxylin-eosin staining,HE染色)观察病理学变化;利用RT-PCR克隆东北林蛙MHCⅠ基因α1+α2肽结合区并进行生物信息学分析,再运用荧光定量PCR技术检测Ah胁迫下MHCⅠ在不同组织中的转录水平。结果表明:在Ah感染后,皮肤、肝脏和肌肉等组织均出现细胞结构消失和纹理紊乱等现象;获得MHCⅠ基因α1+α2肽结合区片段494bp,可编码164个氨基酸,与两栖类同源性在77%以上,与哺乳类同源性低至14.96%,表明MHCⅠ基因α1+α2区在不同物种间保守性较低;荧光定量PCR结果显示,在Ah胁迫下,实验组肝脏、脾脏、肾脏、皮肤和肌肉组织MHCⅠ基因的转录水平在72 h前均高于对照组,但是各组织到达峰值的时间具有差异性(P0.01),表明Ah胁迫下MHCⅠ基因在不同组织的表达时间存在差异。研究结果为进一步探究MHC分子在抗感染中的免疫功能提供了参考依据。     

凹耳蛙MHCII类B基因第二外显子多态性分析

两栖类正经历全球范围内的种群衰退,很多两栖动物集群灭绝事件与环境病原体(如壶菌(Batrachochytrium dendrobatidis)的侵扰有关。MHC基因的表达产物在有颌脊椎动物免疫应答过程中起关键作用,其多态性通常与动物对疾病的抗性或易感性密切相关,因而被认为是研究动物适应性进化的最佳候选基因之一。本文对中国特有的无尾两栖动物凹耳蛙(Odorrana tormota)MHC II类B基因多态性进行初步研究。首先,利用1对通用引物扩增出凹耳蛙MHC II类B基因exon2长约180bp的DNA片段。在此基础上,利用ligation-mediated PCR进一步获取侧翼未知序列,序列拼接后长2,030bp,包含exon2以及intron1和intron2的部分序列。基于上述序列设计出凹耳蛙B基因exon2特异性引物(IIQ1BU/IIQ1BD),对该物种黄山种群32个样品进行PCR扩增和克隆测序,共获得34个不同的等位基因,等位基因序列核苷酸和氨基酸变异位点的比例分别为16.17%(33/204)和26.87%(18/67),大多数氨基酸变异位点位于推测的抗原结合位点(antigen binding sites,ABS)。每个样品包含2-5个等位基因,结合等位基因序列特征以及cDNA表达分析结果,推测凹耳蛙至少拥有3个可表达的B基因座位。与文献报道的蛙科其他物种比较后发现,尽管凹耳蛙目前的分布区非常狭窄,但其MHC II类B基因多态性明显高于蛙科其他动物。等位基因碱基替换模式提示凹耳蛙MHC II类B基因曾经历过强烈的正选择作用,ABS区的dN值显著大于dS(P<0.05),PAML软件包CODEML程序中不同模型的似然比检测(likelihood rate test)结果同样支持上述推论,贝叶斯经验贝叶斯路径(Bayesian Em-pirical Bayes)共检测出5个显著受正选择作用的氨基酸位点。贝叶斯系统树的拓扑结构显示,无尾两栖类不同科的等位基因分别形成单系群,但蛙科不同属的等位基因未能形成单系群,蛙属绿池蛙(Rana clamitans)的1个等位基因与臭蛙属凹耳蛙的部分等位基因享有共同的谱系关系,提示蛙科不同属间的B基因存在跨种多态性。     

尼罗鳄MHCⅡ类B基因第二外元的序列变异分析

利用一对简并引物扩增了尼罗鳄MHCⅡ类分子B基因第二外元的部分片段,并对PCR产物进行了克隆和测序,结果得到8种不同的序列,序列长度为166 bp;经分析,序列中有56个变异位点,核苷酸的非同义替换多于同义替换,造成30个位点氨基酸的改变,氨基酸的替换趋于集中在假定的抗原结合位点附近.核苷酸和氨基酸序列与已报道的扬子鳄和密河鳄的MHCⅡ类B基因第二外元序列有较高的同源性,利用PAUP4.0软件构建的NJ树显示,鳄类的MHCⅡ类B基因存在跨种多态性现象.     

嗜水气单胞菌转录调控蛋白基因的克隆与序列分析

根据嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila)转录调控蛋白(AhyR)基因序列设计特异性引物,采用PCR方法克隆嗜水气单胞菌Zf1菌株AhyR基因,测序目的基因大小为1 063 bp。对AhyR基因编码蛋白进行生物信息学分析,推导其开放阅读框(ORF)编码260 aa,含有自体诱导物结合域(18-168 aa)、LuxR型螺旋-转角-螺旋(HTH)DNA结合结构域(176-241 aa),以及13个磷酸化位点(15S、30T、62S、144S、145S、156S、161Y、173S、184T、188T、200S、227S、231Y)。AhyR蛋白三级结构与模板(PDB:3SZT_A)相似性达28.40%,结果显示LuxR型螺旋-转角-螺旋结构域主要以α螺旋分布在C端外侧,这与拉马钱德兰图(Ramach andran plot)检测分析AhyR蛋白空间结构基本一致。     

白鱀豚MHC基因类DQB1座位第二外元的序列变异分析

测定了 4 5个克隆的白豚 (Lipotesvexillifer)MHCⅡ类基因DQB座位第二外元 172bp的核苷酸序列 ,共获得 15种序列 ,发现了 2 2个变异位点。核苷酸的非同义替换明显多于同义替换 ,并造成了 15个氨基酸的改变。氨基酸的替换趋于集中在假定的与抗原的选择性识别相关的位点附近。白豚DQB基因的核苷酸和氨基酸序列与文献报道的白鲸 (Delphinapterusleucas)和一角鲸 (Monodonmonoceros)DQB1序列具有较高的同源性。氨基酸序列不具备人及其它一些灵长类动物DQB2基因所共有的基序 (Motif) ,而与牛DQB1基因的基序相近 ,说明本研究得到的白豚MHC序列应属于类DQB1基因。同一个体出现了多种序列的情况 ,提示白豚的DQB基因可能存在着座位重复。白豚的类DQB1座位的序列中存在多种基序的不同组合 ,推测是由于基因转换造成的.     

嗜水气单胞菌溶血素基因克隆与序列分析

[目的]对嗜水气单胞菌溶血素基因(HlyA)进行克隆、序列分析和蛋白三级结构预测。[方法]根据嗜水气单胞菌溶血素基因(HlyA)设计特异性引物,采用PCR方法扩增并亚克隆至pMD18-T载体中,进行DNA测序分析。[结果]获得Hly A基因片段大小为1 022 bp,推导编码297个氨基酸,其中1-30aa区域为信号肽序列,7-196aa区域为溶血素-N端结构域(PF12563),222-297aa区域为杀白细胞素结构域(PF07968)。HlyA蛋白三级结构与模板(PDB:1XEZ_A)相似性达41.76%,主要由β折叠、转角构成,与拉马钱德兰图方法检测Hly A蛋白空间结构基本一致。[结论]该研究有助于理解嗜水气单胞菌Hly A基因功能及其溶血机制。     

白(既鱼)豚MHC基因类DQB1座位第二外元的序列变异分析

测定了45个克隆的白(既鱼)豚(Lipotes vexillifer)MHC Ⅱ类基因DQB座位第二外元172 bp的核苷酸序列,共获得15种序列,发现了22个变异位点.核苷酸的非同义替换明显多于同义替换,并造成了15个氨基酸的改变.氨基酸的替换趋于集中在假定的与抗原的选择性识别相关的位点附近.白(既鱼)豚DQB基因的核苷酸和氨基酸序列与文献报道的白鲸(Delphinapterus leucas)和一角鲸(Monodon monoceros)DQB1序列具有较高的同源性.氨基酸序列不具备人及其它一些灵长类动物DQB2基因所共有的基序(Motif),而与牛DQB1基因的基序相近,说明本研究得到的白(既鱼)豚MHC序列应属于类DQB1基因.同一个体出现了多种序列的情况,提示白(既鱼)豚的DQB基因可能存在着座位重复.白(既鱼)豚的类DQB1座位的序列中存在多种基序的不同组合,推测是由于基因转换造成的[动物学报 49(4):501～507,2003].     

藏鸡主要组织相容性复合体B-LBⅡ基因第二外显子序列遗传变异分析

根据鸡主要组织相容性复合体B-LBⅡ基因序列设计特异性引物,在藏鸡基因组中扩增了一个包括其第二外显子和第二内含子在内长度为374 bp的片段,并通过克隆和PCR直接测序获得了该片段的核苷酸序列。发现了15个B-LBⅡ新等位基因。对18个B-LBⅡ等位基因核苷酸序列和其所编码的MHCB-LBⅡ分子β1结构域的氨基酸序列分析显示,第二外显子核苷酸序列遗传多态性异常丰富,存在着62个多态变异位点(共包括80个突变),其中41个为简约性多态位点;衡量该序列遗传多样性的π值为0.0718;反映其群体内遗传变异度的平均遗传距离为0.056±0.008,低于在5个外来品种所估算的平均遗传距离。该编码区核苷酸相对异义替换率(15.61±2.69%)显著高于其同义替换率(3.25±0.94%),进一步分析表明,基因重组和平衡选择机制可能是引起B-LBⅡ基因序列变异的主要因素。在β1结构域氨基酸序列中,存在11个同义替换和27个异义替换;在24个肽结合位点中有12个变异位点;与其他6个中国地方鸡品种和一个外来品种比较发现,有11个异义氨基酸替换仅出现在藏鸡群体中,并被认为与藏鸡的免疫特异性有关,可为鸡的抗病力研究提供分子依据。     

林麝MHC-DRA基因分析及与反刍亚目DRA基因比较

MHC-DRA基因仅在少部分物种如马、斑马、驴等具有多态性,DRA基因在其他哺乳动物中多为低多态性。由于MHC-DRA的低多态性,较少受到研究者重视,我们选取近缘物种牛的DRA基因引物,对四川养麝研究所的217只林麝进行DRA基因exon 2的序列扩增,得到2个林麝DRA基因,片段长度为260 bp,这2个基因仅有一个核苷酸同义突变,没有氨基酸突变。我们将所获得的林麝DRA基因与反刍亚目其他物种DRA基因进行氨基酸比对发现,我们扩增的序列为林麝DRA基因exon 2,编码MHCⅡ类分子的α1区域,而这段区域主要参与形成MHCⅡ类分子的多肽结合槽,根据Brown确定人类的抗原肽结合区位点,在参与比对的反刍亚目物种DRA基因中,抗原位点11、22、72、76存在氨基酸变异,而在这些位点上林麝的DRA基因没有变异,和大部分反刍亚目相同。同时我们发现大部分反刍亚目物种之间氨基酸突变的位点大都在非抗原结合位点。     

猪MHC-DQB、DRB近端调控区序列及其多态性

根据人MHC—DRB和MHC—DQB基因组序列和猪MHC-DRB和MHC-DQB基因外显子1设计引物,应用PCR扩增及克隆测序技术,首次得到了猪MHC-DRB和MHC-DQB基因的5上游近端调控区(URR)序列。分析发现所得序列中存在与MHCⅡ类基因表达调控有关的高度保守的W、X、Y、CCAAT及类TATA调控元件,调控元件的空间组织顺序也与其他物种相应序列的相同。利用SSCP技术在313头猪中共发现12个DRB-URR复等位基因和14个DQB-URR复等位基因,序列比对结果表明在这些复等位基因中存在丰富的多态位点,为进一步深入研究猪MHCⅡ类基因近端调控区的多态性及抗病育种研究奠定了基础。     

嗜水气单胞菌毒力基因在传代过程中的稳定性研究

为了解嗜水气单胞菌毒力基因在传代过程中的稳定性,对传代前后嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila,A.hydrophila)的毒力和毒力基因进行测定和检测.采用急性毒性试验方法测定10株嗜水气单胞菌原代、第10代及第20代的菌株对异育银鲫(Carassais auratus gibebio)的半数致死量,通过聚合酶链式反应(PCR)检测原代、第10代及第20代的菌株中5种毒力基因aerA、hlyA、ahpA、altA及ast的变化情况.试验结果表明,嗜水气单胞菌在传代过程中毒力基因分布相对较稳定.但是ahpA基因极易发生变异,在培养基上连续多次传代后,毒力逐渐减弱甚至消失.可推知,ahpA基因与毒力相关性最大,并易受传代影响.     

中华白海豚3 个MHC 基因座位遗传变异的初步分析

主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC) 基因是由一组紧密连锁的基因组成,是哺乳动物免疫系统中最重要的组成部分。本文选择3 个MHC 基因座位的第二外元,即:MHC-I 类基因和II 类基因的DRA 和DQB 座位,初步调查濒危物种中华白海豚的遗传变异。共鉴定了2 个DRA、2 个DQB 和7 MHC-I等位基因。DRA 座位遗传变异非常低,而DQB 和MHC-I 座位具有相对较高水平的遗传变异。并且,在DQB 和MHC-I 基因座位的假定的抗原结合位点(Antigen binding sites,ABS),非同义替代明显大于同义替代,提示平衡选择(Balancing selection)维持这两个座位的多态性,而在DRA 座位上,并没有检测到平衡选择。系统发生分析表明中华白海豚的MHC 等位基因没有聚在一起,而是和其他的物种聚在一起,符合MHC 跨种进化(Transspecies evolution)的模式。     

直接测序法构建圈养大熊猫MHC遗传档案

主要组织相容性复合体(MHC)基因的遗传参数是濒危动物圈养遗传管理的重要参考依据。本研究通过建立MHC基因分型的直接测序方法,对中国大熊猫保护研究中心圈养的91只大熊猫Ailuropoda melanoleuca进行了3个Ⅰ类MHC基因(Aime-C、Aime-I、Aime-L)和4个Ⅱ类MHC基因(Aime-DQA1、Aime-DQA2、Aime-DQB1、AimeDRB3)的遗传变异分析,发现该圈养种群拥有22条Ⅰ类MHC基因和23条Ⅱ类MHC基因,包括3条新发现的Ⅰ类MHC基因,分别命名为Aime-I*08、Aime-L*08和Aime-L*09。Aime-L*08与已报道的Aime-L*02、Aime-L*09与已报道的Aime-L*04的相似率分别为99.8%(1个碱基差异)和99.6%(2个碱基差异)。直接测序法可直接对长片段的Ⅰ类MHC基因区域进行分型,且仅需掌握PCR扩增技术,不需要掌握聚丙烯酰胺凝胶电泳技术以及银染的显色技术,便于各繁育基地开展大熊猫MHC遗传档案的建立工作。此方法对我国大熊猫圈养种群的遗传管理体系的进一步完善具有重要的应用价值。     

大鲵MHCⅡB基因SNP位点筛选及与抗虹彩病毒性状关联分析

主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)是位于脊椎动物染色体特定区域,编码主要组织相容性抗原的重要连锁基因群,具有调控细胞识别、激活免疫应答及调节特定病理反应等生理作用。其中,MHCⅡ类基因的多态性最高,是研究遗传、进化以及抗病育种标记的热点基因。然而,在大鲵虹彩病毒感染过程中MHC基因的表达和抗病机制尚不完全明确。本研究以1龄幼鲵作为研究对象,克隆得到MHCⅡB基因cDNA片段共1 010 bp,通过对比易感组和抗病组组织表达谱差异及候选基因序列结构特征,从而筛选抗病相关的SNP位点。结果显示,易感组中MHCⅡB基因在各组织中的m RNA表达量均显著高于抗病组,其中在皮肤组织中表达最高,为(55.715 2±0.01)。对比易感组和抗病组MHCⅡB基因序列信息,共筛选出6个候选SNP位点,占基因总碱基数的0.6%,包括4个转换位点和2个颠换位点。其中5’UTR区有1个,基因编码区有2个,3’UTR区有3个。位于基因编码区214 bp处的G/A颠换(G214A)为同义突变,而611 bp处的A/T转换(A611T)为错义突变,使抗病组该位点的苏氨酸突变为丝氨酸。蛋白质二级结构分析显示,突变后的二级结构中α螺旋增比最大,增幅近20%。本研究结果表明大鲵MHCⅡB基因参与机体虹彩病毒免疫应答过程,其多态性与抗病性状存在一定的关联性。