麂属两种动物II类MHC基因的比较研究

麂属动物以其丰富的核型变异和激进的进化机制而引起进化遗传学等领域的广泛关注；MHC分子由于在免疫应答中所起的关键作用被认为是研究脊椎动物适应性进化过程的理想标记。本项目以在核型特征、进化历史、地理分布、种群数量以及小生境等方面存在显著差异的黑麂和黄麂为研究对象，利用磁珠富集杂交cDNA法分离这两种动物经典的II类MHC基因座位，利用单座位特异性引物分别检测黑麂和黄麂II类MHC基因编码抗原结合区的遗传变异。通过对这两种麂属动物的比较研究，阐明以下科学问题：（1）黑麂和黄麂II类MHC基因构成；（2）黑麂和黄麂II类MHC基因多态性模式及其成因；（3）结合鹿亚科和美洲鹿亚科动物II类MHC基因序列信息，探讨鹿科动物II类MHC基因进化机制。研究结果对进一步阐明鹿科动物Ⅱ类MHC基因进化机制具有重要的理论价值；为主管部门对我国特有的濒危鹿科动物-黑麂制定合理的保护策略提供来自功能基因的证据。

本研究主要分为两个部分：一是利用牛科相关座位特异性引物对黑麂和黄麂进行群体扩增，初步了解这两个物种II类MHC基因多态性概况；二是利用磁珠杂交富集法，从cDNA水平上分离黑麂和黄麂MHC DR和DQ表达的基因座位。主要结果如下：.（1）黄麂至少拥有1 DRA、3个DRB、2个DQA和2个DQB基因座位；黑麂至少拥有1个DRA、4个DRB、2个DQA和3个DQB基因座位。因此，这两种动物在cDNA水平上表达的II类MHC基因座位数目基本相似。尽管，黑麂的DRB和DQB均比黄麂多一个基因座位，但这个差异可能是用于基因座位分离的样品差异所致。.（2）黑麂DRB和DQB等位基因多态性也没有显著差异，利用相同的引物从黑麂31个样品中共获得35个DQB外显子2等位基因，从37个黄麂样品中获得34个DQB外显子2等位基因；从黑麂24个样品中获得22个DRB外显子等位基因，从黄麂22个样品中获得26个DRB外显子等位基因。从每个个体所包含等位基因数量来看，黑麂和黄麂均包含3-4个DQB和DRB基因座位，这与上述从cDNA水平上所获得的结果基本一致。.（3）同义与非同义替换率以及密码子进化模式检测结果显示，黑麂DRB和DQB基因在进化过程中均显著的受正选择作用，此外，等位基因系统发生关系分析结果显示，黑麂和黄麂DRB和DQB基因均存在跨物种进化现象，因此，这两种动物DRB和DQB基因较高的遗传变异是受平衡选择作用来维持的。.（4）鹿科动物II类MHC基因与牛科动物具有共同的谱系关系，而且，除DRA基因其它II类DR和DQ基因均在牛科和鹿科动物分化之前均已经通过重复突变产生了多个基因座位。DQA基因较其它几个基因座位的谱系关系更为复杂，暗示DQA基因在牛科和鹿科动物的进化历史中可能承载了更为复杂的进化选择压力。.综上所述，本项目的研究结果为阐明鹿科和牛科动物II类MHC基因的起源与进化提供了来自麂属动物的证据；通过与黄麂II类MHC基因组成和等位基因多态性的比较分析表明，尽管黑麂和黄麂在核型特征、进化历史、地理分布、种群数量等方面存在显著差异，但这两种麂属动物II类MHC基因的基本构架和遗传多样性水平上并无显著差异；通过分离表达的功能MHC基因座位，设计单基因座位特异性引物，为后续种群遗传学的相关分析提供了理想的分子标记。