反刍动物Toll样受体多基因家族的分子进化及表达模式分析

摘要

为了了解Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)多基因家族在反刍动物中的分子进化关系及表达分析。本研究基于6个科53种反刍动物基因组,利用同源基因对反刍动物TLR 1-10基因进行系统鉴定,分析其染色体定位和基因结构、进化关系、选择压力(ω),并结合转录组数据明晰TLR基因在各组织的表达模式。研究结果表明:1)反刍动物的TLR 1-10均为单拷贝基因,按进化关系分为TLR1(TLR1/6/10)、TLR2、TLR4、TLR3(TLR3/5)、TLR7(TLR 7/8/9)亚家族。2)反刍动物10个TLR基因整体上经受了纯化选择作用(ω<1),但共有35个氨基酸位点受到强烈的正选择作用;牛科比鹿科具有更高的ω值和更高比例的正选择位点,非病毒性TLRs比病毒性TLRs具有更高的ω和更多的正选择位点,提示鹿科TLR以及病毒性的TLR受到较强的进化约束力。3)在绵羊中,10个TLRs基因在免疫组织中均有所表达,其中TLR 2和TLR 9在外周血单个核细胞(PBMC)中存在高度表达。结果提示,反刍动物TLRs基因家族在进化水平上是相对保守的,均受到强烈的纯化选择作用,TLR 2和TLR 9在PBMC组织起主要的免疫作用。