臭蛙属近缘种MHCⅡ类B基因遗传多样性与进化机制研究.pdf

摘要

主要组织相容性复合体MHC（MajorHistocompatibilityComplex）是参与机体免疫

应答和免疫调节的主要基因家族，对于脊椎动物的病原体识别至关重要。大约在3.5亿

年前的石炭纪时代，两栖动物的祖先由水登陆，并逐渐适应陆地生活演变成不同的类群，

环境病原微生物的剧烈变化驱动了两栖动物免疫系统的适应性进化，阐明两栖动物免疫

适应的进化机制对于揭示其起源和适应辐射具有重要意义。臭蛙属（Odorrana）是一类

皮肤光滑，能分泌毒液、释放较强刺激性气味以有效抵御病原微生物侵袭和天敌伤害的

两栖动物，关于臭蛙属物种MHC基因家族组成和近缘种遗传多样性及其进化机制尚不

清楚。

本文利用第三代转录组测序技术对无尾两栖类4个不同属的物种进行MHC基因家

族分析，发现这四个物种均含有MHCⅠ类分子、MHCⅡ类分子和CD74分子，核苷酸序

列同源性分别为58.34%、49.93%、59.55%。GO功能富集结果显示，转录本主要分布在

细胞组成和生物过程两大类；COG和eggNOG注释均显示转录本大多与有机体翻译、

核糖体结构相关。为进一步探究臭蛙属近缘种间的MHC遗传多样性，以黄岗臭蛙

（O.huanggangensis）10个地理种群86号样本和天目臭蛙（O.tianmuii）6个地理种群

36号样本为研究对象，克隆获得黄岗臭蛙MHCⅡ类B基因外显子2序列共358条，长

度为153bp；获得天目臭蛙MHCⅡ类B基因外显子2序列共99条，长度为247bp，通

过碱基组成、遗传多样性、单倍型组成、中性检验、种群历史动态、选择压力和表达模

式等分析，结果显示：

（1）黄岗臭蛙的MHCⅡ类B基因表现出GC偏倚特征，而天目臭蛙的MHCⅡ类B

基因表现出AT偏倚特征，碱基组成存在差异。

（2）单倍型分析显示，黄岗臭蛙的114个单倍型中，10个种群共享单倍型odhu2，

有9个种群共享单倍型odhu1；天目臭蛙的53个单倍型中，宜兴（YXX）、云和（YH）

和北仑区（BLQ）3个种群共享单倍型odti24，北仑区（BLQ）和缙云（JY）2个种群

共享单倍型odti36，6个种群均分布有独有单倍型。

（3）遗传多样性分析显示，黄岗臭蛙的单倍型多样性（Hd）为0.903，核苷酸多样

性（Pi）为0.04014；天目臭蛙的Hd和Pi分别为0.953、0.04375，表明天目臭蛙的MHC

遗传多样性更高。

（4）AMOVA分析表明黄岗臭蛙和天目臭蛙遗传变异的主要来源均为种群内部，

且天目臭蛙种群间的遗传分化系数（0.05801~0.69742）高于黄岗臭蛙种群间

（-0.01228~0.43578）。

（5）中性检验和种群历史动态分析显示黄岗臭蛙和天目臭蛙不同种群的FusFs值

均不显著的偏离零，且种群错配曲线均为多峰型，暗示黄岗臭蛙和天目臭蛙近期没有经

历过种群扩张。

（6）选择压力分析显示，黄岗臭蛙和天目臭蛙MHCⅡ类B基因的核苷酸距离都比

氨基酸的距离小，序列非同义替换率与同义替换率的比值（ω）均大于1，暗示MHCⅡ

类B基因在黄岗臭蛙和天目臭蛙中受到正选择作用。

（7）荧光定量PCR结果表明MHCⅡ类B基因的表达具有组织差异性，在脾中的表

达量最高，其次是肺、肝，心和肾组织中的表达量相对较低。

关键词：黄岗臭蛙，天目臭蛙，MHCⅡ类B基因，免疫，遗传多样性

ABSTRACT

Majorhistocompatibilitycomplex(MHC)isamajorgenefamilyinvolvedintheimmune

responseandimmuneregulation,whichisessentialforpathogenrecognitioninvertebrates.About350

millionyearsagoduringtheCarboniferousperiod,th