峨眉树蛙MHC基因的时空变异

• 作 者: 申航
• 出 处: 华中师范大学
• 发表日期: 2004年期
• 关键词: 峨眉树蛙 MHC基因 微卫星 时空变异 平衡选择 遗传漂变

探讨遗传多样性的空间和时间变异模式有利于更深入理解生物自然种群遗传多样性的产生和维持机制,因此成为进化生物学研究的核心问题之一。而遗传漂变(genetic drift)和选择在自然种群遗传多样性形成中的作用及相对作用大小一直是争相研究的焦点内容。与免疫相关的主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex, MHC)受选择作用和遗传漂变等进化事件的影响,是研究自然选择、适应性进化等进化生物学问题的理想分子标记。而微卫星和线粒体DNA等中性分子标记,仅受中性进化事件影响,可与MHC基因进行比较研究,从而更深入的理解选择和遗传漂变在生物自然种群遗传多样性形成过程中的作用机制。两栖纲无尾目树蛙科的峨眉树蛙(Rhacophorus omeimontis),主要在容易滋生病原的静水及周边区域栖息繁殖,可能受到较强的选择作用。此外,峨眉树蛙在繁殖场存在显著的偏雄性性比,婚配制度为一雌多雄制,很可能经历了较强的遗传漂变和瓶颈效应。因此本文从峨眉树蛙的主要分布区采集到322个样品,利用MHC Ⅱ类基因和9个多态性微卫星位点,比较分析了二者的变异模式,评估了遗传漂变和自然选择在形成MHC基因多样性中的相对作用大小。主要研究结果如下：在湖南八大公山跨度3年采集的153个样品中,检测到53个MHC等位基因。分析显示峨眉树蛙的MHC基因和微卫星DNA均具有较高的遗传多样性,不同年度峨眉树蛙的遗传多样性存在差异,且不同年度峨眉树蛙MHC基因与微卫星的变异模式不同；MHC基因受平衡选择作用,且受选择位点大部分位于假定的抗原结合位点,推测为病原体驱动的平衡选择作用。但因时间跨度较小,不同年度之间的MHC遗传变异模式有待进一步研究。在峨眉树蛙主要分布区的8个样点采集到的210个样品中,检测到67个MHC等位基因。进一步分析显示,峨眉树蛙各种群的MHC基因和微卫星DNA均具有较高的遗传多样性,不同种群间的遗传多样性存在显著差异(P<0.001),且各种群间MHC基因与微卫星的变异模式不同；;遗传结构分析显示这8个种群间存在显著的遗传分化,可划分为3个遗传种群；较小的有效种群和较强的种群瓶颈效应表明MHC基因受到较强遗传漂变作用。MHC基因受选择作用,且受选择位点大部分位于假定的抗原结合位点,推测为病原体驱动的平衡选择作用。但是相对于遗传漂变,选择作用更加显著,不同种群间MHC的遗传多样性差异由不同的选择水平导致。