藏绵羊OLA-DQ家族基因序列变异特征与高原适应性进化研究

Animal MHC genetic diversity can be used to study the adaptive evolution. In order to study plateau adaptive features of the Tibetan sheep who have strong resistance of cold, roughage, disease and so on, OLA-DQ family genes will be cloned and sequenced with the methods of RT-PCR and RACE. The genetic diversity in Tibetan sheep will be detected by PCR-SSCP. The gene evolution for sheep will be analyses. Then it will be studied for us to predict the genes structure and function, the sequence variation characteristics, mechanisms of polymorphism formation and evolutionary mechanisms of the plateau adaptability. All the data may be used to further study disease resistance, adverse resistance, performance and other traits in Tibetan sheep. It will also add basic information for sheep genomics.

动物MHC基因变异分析可用于研究其适应性进化。为了探讨藏绵羊耐寒、耐粗饲、抗病力强等高原适应性特性的遗传基础，采用RT-PCR及RACE技术测定藏绵羊OLA-DQ家族基因序列，并利用PCR-SSCP方法检测不同生态类群藏绵羊DQ家族基因变异，分析藏绵羊DQ家族基因的结构、分子进化、群体遗传多样性等分子遗传特征，阐明不同生态类群藏绵羊多态性维持机制及高原适应性进化机制，为藏绵羊DQ家族基因在抗病、抗逆、生产性能等相关性研究方面提供基础数据，也将丰富绵羊基因组学研究内容。

本项目以5个藏绵羊生态群体（甘肃3个群体和青海2个群体）为研究对象，克隆测定藏绵羊DQA和DQB座位基因序列并进行生物信息学分析，采用实时荧光定量PCR技术检测DQA1、DQA2、DQB1和DQB2基因mRNA在18月龄甘南藏绵羊背最长肌等17个组织中的相对表达量，以及利用 PCR-SSCP技术分析DQA1、DQA2、DQB1和DQB2基因遗传特征，以期揭示其与藏绵羊高原适应性进化的机制。主要研究结果及结论如下：.1.藏绵羊DQA和DQB基因CDS区片段长度分别为768bp和786bp，分别编码255和261个氨基酸，预测发现DQA和DQB蛋白均属分泌蛋白且具有较强的亲水性；DQA蛋白主要在内质网、高尔基体和细胞膜中发挥作用，而DQB蛋白则主要存在于细胞外、细胞膜和内质网中；二级结构均是无规则卷曲和α-螺旋为主的混合型。.2.DQA和DQB座位的4个基因在藏绵羊背最长肌、大脑、肺和肝等组织中均有表达，但表达水平具有组织特异性。.3.对随机采自甘肃和青海的5个群体的987只藏绵羊基因组DNA样品进行PCR-SSCP群体检测和分析后，发现DQA和DQB座位的4个基因均为多态，且4个多态基因共含有59个单倍型序列，其中，DQA1基因为17个，DQA2基因为16个，DQB1基因为5个，DQB2基因为21个。 与其他哺乳动物相比，藏绵羊的MHC Ⅱ类基因具有丰富的多态性。.4.平衡选择是维持藏绵羊DQA和DQB座位基因多态性的主要机制之一。DQA和DQB座位的4个基因的抗原结合位点（ABS）的非同义突变率高于同义突变率，说明藏绵羊DQA和DQB座位的4个基因均受到了平衡选择的作用。.5.重组是藏绵羊DQA座位基因的主要进化模式之一，藏绵羊DQB座位基因中未发现重组事件。在DQA1等位基因序列中检测2个重组事件，而在DQA2基因检测到4个重组事件。.6.基于MHCⅡ类DQA和DQB座位基因分化系数表明，甘加型藏绵羊与其他4个群体的分化显著。根据AMOVA分析结果，将5个藏绵羊群体依据地理位置划分为2个区域，即甘肃群体（OLX、QKX和GJX）和青海群体（QHOLX和QHGYX），表明甘肃和青海5个藏绵羊生态群体区域之间的变化大于同一区域不同群体间的变化，结果也支持了此区域的划分。