黑线仓鼠DQA与DRB外显子2的多态性及种群遗传结构

摘要

黑线仓鼠(Cricetulus barabensis)是一种有害的啮齿类动物,它破坏庄稼,传播疾病,给人类造成极大危害。黑线仓鼠广布北亚,自西伯利亚南部起,通过蒙古共和国,覆盖整个我国北方地区。主要组织相容性复合体(Major Histocompatibility Complex,MHC)是脊椎动物体内与免疫功能密切相关的一个庞大的基因家族。MHC的变异能够反映种群内、种群间与进化相关的适应性过程,十分适合于研究进化生态学以及种群遗传结构方面的问题。本研究较为系统的分析了黑线仓鼠样本的种群遗传结构信息以及遗传多态性信息,以期深入得了解其分子水平上的情况,尤其是那些选择压力下的进化机制。本研究首次较为系统地调查了MHCⅡ类基因的进化关系,为黑线仓鼠的群体遗传学和暴发机制提供一定理论基础。
　　 采自我国山东省不同地区的样本主要用于研究黑线仓鼠的种群遗传结构。样本于2006年3月到10月之间,分别采自临朐、曲阜、沂南三个地区,总计74个个体,取肝组织处理备用。本研究利用DQA*exon2(249 bp)作为分子遗传标记来探讨黑线仓鼠种群的遗传结构。在三个地方种群中,总的核苷酸多样性指数(Pi)为0.01087,单倍型多样性指数(Hd)为0.757±0.041.Crba-DQA*exon2的变异全部来自转换和颠换,没有发现插入／缺失位点,密码子第1、2位的变异程度远大于第3位。NJ系统进化树显示单倍型序列并没有按照地理位置聚类,这说明在全部序列中,不同地理种群间存在一定数量的共享单倍型。AMOVA统计显示,种群分化不显著(Fixation Indices=0.0515,p>0.05),遗传分化指数和个体迁移率显示,除沂南种群和曲阜种群之间,山东境内黑线仓鼠种群间具有丰富的基因交流。进一步的统计结果中,较高的同义／非同义替换速率比表明,正选择可能是维持种群进化的主要因为。
　　 另外的11个个体中,53个DRB*exon2(190 bp)随机克隆样本用于遗传多态性的研究。核苷酸多样性指数Pi=0.07784,单倍型多样性指数.Hd为0.876±0.001。对DRB基因进行blast同源序列搜索,建立系统发育树,结果显示,啮齿类、灵长类、偶蹄类动物分别聚集成枝,符合经典解剖分类学观点。

目录

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课题来源

第一章 文献综述

1 黑线仓鼠的研究进展

2 分子生物学基础

2.1 分子群体遗传学

2.2 分子遗传标记与应用

3 MHC的研究进展与应用

3.1 MHC的结构和功能

3.2 MHC基因多态性的产生与维持机制

4 研究目的和意义

第二章 材料与方法

1 实验材料

1.1 标本采集

1.2 主要试剂

1.3 常用溶液及试剂的配制

1.4 主要仪器设备

2 实验方法

2.1 黑线仓鼠基因组DNA提取

2.2 引物设计

2.3 PCR扩增与回收

2.4 感受态细胞制备

2.5 连接、转化

2.6 基因测序

3 序列分析

第三章 结果

1 Cdba-DQA*exon2

1.1 基因组DNA的提取与检测

1.2 扩增结果

1.3 Crba-DQA*exon2座位重复检验

1.4 Crba-DQA*exon2核苷酸序列比对结果

1.5 Crba-DQA*exon2序列的核苷酸组成

1.6 Crba-DQA*exon2基因序列多态位点和变异类型

1.7 Crba-DQA*exon2遗传多样性参数

1.8 Crba-DQA*exon2基因序列双参数距离

1.9 Crba-DQA*exon2的氨基酸比对结果与氨基酸组成

1.10 Crba-DQA*exon2位点的密码子使用偏倚性

1.11 Crba-DQA*exon2的进化关系分析

1.12 各种群间遗传分化指数和基因交流指数

1.13 中性检验

1.14 Crba-DQA*exon2同义替换、非同义替换和正选择检验

2 Crba-DQA*exon2

2.1 扩增结果

2.2 Crba-DQA*exon2座位重复检验

2.3.Crba-DQA*exon2序列的核苷酸组成

2.4 Crba-DQA*exon2编码的氨基酸组成与密码子使用偏倚

2.5 Crba-DQA*exon2基因序列多态位点和变异类型

2.6 Crba-DQA*exon2遗传多样性参数

2.7 Cdba-DQA*exon2核苷酸序列同源比对

第四章 讨论

1 采样及实验方法

1.1 采样地、采样方法和样本含量

1.2 基因组DNA提取

1.3 PCR要素

2 Crba-DQA*exon2、Crba-DQA*exon2的基因多态性

2.1 基因座位重复现象

2.2 核苷酸组成

2.3 基因多态性和变异模式

3 黑线仓鼠种群遗传结构

3.1 遗传进化关系

3.2 中性检验和正选择检验

第五章 结论

参考文献

读研期间发表的论文

致谢