中国大陆野猪SLA DRB基因exon2的序列变异分析

本文基于135头野猪样本中检测到的15种SLA DRB基因exon 2序列的遗传变异分析,探讨DRB基因在不同地理区域中自然选择的变化特征.研究发现DRB基因exon 2抗原结合位点的非同义替换率为同义替换率的2.95倍,表明该位点受到平衡选择的强烈作用.在系统发生分析中,在基于核苷酸序列构建的NJ树中,野猪DRB位点的15种等位基因全部聚为一枝,没有发现跨种多态现象;而在基于氨基酸序列构建的系统发生树中,野猪SLA-DRB*nnu6和人DRB基因exon 2片段聚在一起,这种氨基酸残基的高度相似可能是由于自然选择压力下产生的趋同.野猪DRB基因exon 2的序列多态性分析表明,东北野猪基因多态性低于四川野猪和华南野猪,这可能与不同气候条件和地理环境下的寄生虫等因素对SLA等位基因变异的影响存在差异有关.     

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。     

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.     

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.     

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。     

基于线粒体ND2和ND4基因合并序列探讨豹属的分子系统关系

为了探讨豹属(Panthera)物种间的系统发生关系,测定了虎(Panthera agm)、豹(Panthera pardus)和雪豹(Panthera uncia)的线粒体ND2和ND4编码基因序列,结合来自Ganebank的其他7种猫科动物的同源序列进行合并分析(2 417 bp).在2 417 bp比对位点中,其中有948个变异位点,632个简约信息位点.以犬为外群,分别采用最大简约法(Maximum Parsimony,MP)、最大似然法(Maximum Likelihood,ML)和贝叶斯推论法(Bayesian In-ference,Bl)重建分子系统树.结果表明:豹属除包括传统的虎、豹、狮、美洲豹(Panthera onca)和雪豹外,云豹(Neofetis nebulosa)应并归于豹属,不支持将云豹另立为云豹属的观点;豹属各物种间的系统发生关系总结为:云豹(虎(美洲豹(豹(狮、雪豹))))     

黄麂Mhc-DRB 基因多态性及其维持机制

利用牛DRB3 特异性引物(LA31 和LA32),通过聚合酶链式反应(PCR)、单链构象多态性(SSCP)以及克隆测序技术,从12 只黄麂个体中共获得20 个DRB 第二外显子等位基因,其中6 个个体具有3 ～ 4 个等位基因,提示利用该引物从黄麂中至少可以扩增出2 个DRB 位点。所有序列均无插入、缺失和终止密码子。基于序列比对(与牛DRB3 和鹿科DRB 基因同源性非常高),以及所检测到的氨基酸变异位点主要位于抗原结合区,推测本文所获得的黄麂序列为表达的、且具有重要功能的DRB 位点。抗原结合区氨基酸位点的非同义替换(d_N )显著大于同义替换(d_S )(P < 0.01),说明历史上黄麂DRB 基因经历过正选择作用。CODMEL 程序中的模型M7 和M8 似然比检测(Likelihood ratio test,LRT)结果同样支持上述推论。进一步利用经验贝叶斯法准确地检测出6 个受正选择作用的氨基酸位点(位点11、37、61、67、71、86),其中的5 个位点位于PBR 区。因此,正选择作用可能是维持黄麂DRB 基因多态性的主要机制之一。基于DRB 外显子2 序列利用邻接法(NJ)
构建了部分偶蹄动物系统发生关系,在NJ 树上,黄麂DRB 基因与其它鹿科动物DRB 基因呈镶嵌式分布,提示跨物种进化是维持黄麂DRB 基因多态性的另一重要机制。此外,黄麂两个等位基因(Mure-DRB1 和Mure-DRB11)和马鹿的两个等位基因(Ceel-DRB34 和Ceel-DRB46)与牛科的等位基因构成一个独立的进化枝,说明黄麂和马鹿的某些DRB 基因具有非常古老的谱系。     

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].     

基于线粒体控制区序列探讨豹属分子系统发生关系

为探讨豹属Panthera物种间的系统发生关系,测定了虎Panthera tigris、豹Panthera pardus和雪豹Panthera uncia的线粒体控制区全序列,结合其它5种猫科动物的同源序列进行分析。分别采用最大似然法(Maximum Likelihood,ML)、邻接法(Neighbor-Joining,NJ)和贝叶斯法(Bayesian Inference,BI)重建了豹属物种的分子系统发生树。结果表明:豹属除由传统的物种狮Panthera leo、虎P.tigris、豹P.pardus、及美洲虎P.onca组成外,雪豹P.uncia应并归于豹属,不支持将雪豹另立为雪豹属Uncia的观点;云豹Neofelis nebulosa与豹属具有最近的亲缘关系而构成其姊妹群物种;云豹与豹属Panthera各物种间的系统发生关系为:云豹(豹(虎(狮(美洲豹、雪豹))))。     

长江江豚MHC-DRB基因第二外显子的分离鉴定

主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)在脊椎动物的免疫系统中起着重要的作用,常作为适应性遗传标记应用于保护遗传学研究.长江江豚(Neophocaena phocaenoides asiaeorientalis)是惟一生活于淡水环境中的江豚种群,且已处于濒危状况.为了开发适用于长江江豚保护遗传学研究的MHC遗传标记,首次采用北象海豹(Mirounga angustirostris)的一对DRB基因引物对长江江豚的基因组进行扩增,从5个个体中成功扩增并测序得到5条MHC DRB基因第二外显子188 bp的核苷酸序列.BLAST结果表明这5条DRB特异序列与Gen-Bank中白鲸(Delphinapterus leucas)的DRB2序列具有较高的同源性,从而证实得到了预期扩增位点.进一步分析发现:这5条序列在4个核苷酸位点上产生替代,翻译后氨基酸序列在3个位点上发生替代;均具有完整的开放阅读框;且核苷酸的非同义替代率远远高于同义替代率;此外,从同一个体分离到两种以上不同DRB核苷酸序列,暗示着长江江豚在DRB座位上可能存在基因重复现象.初步分析结果表明长江江豚的DRB基因具有核苷酸多态性和氨基酸多态性及潜在功能性,并经受着强烈的自然选择.因此,该DRB座位可以作为适应性遗传标记进一步用于长江江豚遗传多样性以及种群适应能力评估等保护遗传学研究.     

豹属线粒体基因组分析

采用PCR扩增方法,测定了虎、豹和雪豹线粒体基因组全序列,长度分别为16990,16964和16773bp.每个线粒体基因组包括：13个蛋白编码基因,22个tRNA,2个rRNA,一个非编码的控制区（D-loop）以及一个轻链复制起点（OLR）,其基因组结构与家猫、美洲狮和云豹具有较高的相似性.基于两组线粒体合并序列和线粒体全序列,采用最大简约法、最大似然法及贝叶斯法（Bayesian）推测豹属的分子系统关系.结果显示,豹属（Panthera）由虎、豹、雪豹、美洲虎、狮和云豹组成,云豹并归于豹属.属内物种间的系统关系为：云豹（虎（美洲虎（豹（狮,雪豹））））.基于ML最优树的枝长和4个可靠的分歧时间校正点进行了分歧时间的估算,豹属约在11.3百万年前（MYA）从猫科动物中分化出来;云豹、虎、雪豹和豹的分化时间分别为8.66,6.55,4.63和4.35MYA,比化石时间略早.尤其是雪豹这一青藏高原的特有物种,其分歧事件、演化过程、物种形成和分布模式与发生在8,3.6,2.5和1.7MYA晚新生代青藏高原的地质构造事件及气候重大转型期呈现相关性.     

SLA—DQB和DRB的生物信息学分析

对Genbank中猪的白细胞抗原（SLA）Ⅱ类抗原基因DQB及DRB序列进行了SNP及氨基酸序列多态性分析,并对SLA—DQB及DRB分子进行了蛋白质序列模式分析（Prostie motif search）。结果表明：β1功能区存在较大的变异,特别是位于抗原肽结合槽的氨基酸位点中,其变异程度更大。SLA—DQB及DRB蛋白质序列中,主要存在8种类型的蛋白质序列模式位点,其中3种类型的磷酸化位点存在蛋白模序的改变,都位于β1功能区（前94个氨基酸）,且多数位点突变频率较高。     

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。     

中华菊头蝠MHCⅡ-DRB 基因遗传多态性及进化

采样自云南同一种群的中华菊头蝠共16 个个体,用于DRB 基因的分子进化和多态性研究。利用翼膜组织提取DNA 基因组,并PCR 克隆测序分析。获得了相差3 bp 的两种不同长度序列类型,A 序列类型263 bp,在研究群体中有15 个等位基因;B 序列类型260 bp,在研究群体中有8 个等位基因。在分析的74 个氨基酸变异位点上检测到12 个正向选择位点。在9 个个体中检测到分布频率最高的等位基因,也有多个等位基因只存在一个个体中。单个个体中最多存在6 个等位基因。遗传多态性分析表明中华菊头蝠DRB 基因具有较高的多态性。中华菊头蝠DRB 基因可能至少存在3 个重复座位。利用已发表的翼手目DRB 第二外显子序列构建的系统进化树表明中华菊头蝠MHCⅡ-DRB 基因处于独立进化支。     

探讨基于红外相机技术对大型猫科动物及其猎物的种群评估方法

红外相机技术的发展促进了对东北虎(Panthera tigris altaica)、东北豹(Panthera pardus orientalis)及其猎物种群的研究。本研究以珲春保护区春化和马滴达两个区域的监测结果为例, 介绍利用该技术对我国长白山区东北虎、东北豹及其猎物的种群评估方法, 包括监测位点的选择、相机的架设方式及参数设置、数据筛选、东北虎和东北豹体侧花纹个体识别方法、物种相对丰富度的计算以及捕食者与猎物丰富度关系模型的构建。最后就东北虎、东北豹体侧花纹个体识别技术的适用性、红外相机监测与传统调查方法的差异, 相机监测的误差进行了讨论。研究表明, 利用红外相机技术进行密度预测以及东北虎、东北豹个体自动识别技术还需继续完善。1对/25 km²的相机架设密度基本上满足对于珲春保护区春化至马滴达区域虎豹的监测强度要求, 但对于有蹄类则需要另外的监测方案。     

板角山羊mtDNA Cyt b基因变异特点及系统进化研究

测定了板角山羊品种13个个体的细胞色素b基因全序列(1140 bp),比较分析了群体中细胞色素b基因的碱基组成和序列间碱基的变异情况,结果显示:在该品种(群体)中细胞色素b基因序列中6个变异位点上观察到11次T-C间和2次A-G间的碱基转换,除了有2次T-C间碱基转换发生在密码子第2位点为非同义突变以外,其余的11次碱基转换发生在密码子第3位点,均为同义突变;有1次T-G间碱基颠换发生在密码子第2位点,为非同义突变;观察到5种单倍型,单倍型多样度为0.8077.并以绵羊为外群,与山羊属其他种的同源区序列构建系统发生树.结果显示, 在系统地位上板角山羊与胃石山羊有较近的亲缘关系.     

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。     

蕨类植物rpoC1内含子缺失及其分子进化速率

rpoC1基因编码RNA聚合酶β￠亚基蛋白,在转录过程中与DNA模板结合,与β亚基形成的β-β￠亚基复合体构成RNA合成的催化中心。以rpoC1基因为研究对象,在贝叶斯因子大于20的条件下,用HyPhy软件位点模型检测到3个正选择位点和541个负选择位点;用PAML软件位点模型检测到10个正选择位点,其中3个位点的后验概率超过99%。此外,基于最大似然法构建64种蕨类植物的系统发育树,结合HyPhy软件分析rpoC1基因的转换率、颠换率、转换率/颠换率、同义替换率、非同义替换率以及同义替换率/非同义替换率,探讨rpoC1基因内含子丢失与分子进化速率的关系。结果表明, rpoC1基因内含子缺失对转换率、颠换率以及非同义替换率有一定影响。     

蕨类植物rpoC1内含子缺失及其分子进化速率

rpoC1基因编码RNA聚合酶β°亚基蛋白, 在转录过程中与DNA模板结合, 与β亚基形成的β-β°亚基复合体构成RNA合成的催化中心。以rpoC1基因为研究对象, 在贝叶斯因子大于20的条件下, 用HyPhy软件位点模型检测到3个正选择位点和541个负选择位点; 用PAML软件位点模型检测到10个正选择位点, 其中3个位点的后验概率超过99%。此外, 基于最大似然法构建64种蕨类植物的系统发育树, 结合HyPhy软件分析rpoC1基因的转换率、颠换率、转换率/颠换率、同义替换率、非同义替换率以及同义替换率/非同义替换率, 探讨rpoC1基因内含子丢失与分子进化速率的关系。结果表明, rpoC1基因内含子缺失对转换率、颠换率以及非同义替换率有一定影响。     

从12S rRNA和Cyt b基因部分序列研究13种猫科动物的分子系统关系

为探讨中国猫科动物(Felidae)的系统发生关系,本文对中国产13种猫科动物的12SrRNA基因(约371bp)和细胞色素b基因(Cytb)部分序列(约355bp)进行了分析,并采用“最大简约法”和“最大似然法”构建了分子系统树。结果表明:在Cytb基因序列中,有113个位点存在变异(约为总位点数的31.8%),高于12SrRNA基因序列的44个变异位点(约为总位点数的11.9%);构建的分子系统树显示,猞猁(Lynxlynx)可能是中国最早起源的猫科动物,与其它猫科动物之间的亲缘关系较远,支持将其立为猞猁属(Lynx)的观点;草原斑猫(Felislibyca)、丛林猫(Felischaus)、兔狲(Otocolobusmanul)和荒漠猫(Felisbieti)具有较近的亲缘关系,支持将兔狲划归于猫属(Felis)的观点;金猫(Caopumatemminckii)、云猫(Pardofelismarmorata)具有较近的亲缘关系,但它们与猫属物种之间的亲缘关系可能较远,不支持将它们划归于猫属;豹猫(Ponailurusribengalensis)、渔猫(Prionailurusviverrinus)具有较近的亲缘关系,支持将它们同归于豹猫属(Ponailurus);云豹(Neofelisnebulosa)、豹(Pantherapardus)、雪豹(Unciauncia)、虎(Pantheratigris)具有较近的亲缘关系,支持将它们同归于豹属(Panthera)的观点