鲢中国本土群体和欧美移居群体遗传变异的主要组织相容性复合体(MHC)分析

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1.鲢国内本土群体与国外移居群体间遗传变异的MHC I类α2结构域的克隆与序列分析利用MHC I类α2结构域基因片段,分析鲢国内本土群体(长江群体与黑龙江群体,分别简称为YZL和AMU群体)与国外移居群体(匈牙利多瑙河和密西西比河群体,分别简称为DAN和MIS群体)间的遗传变异。从4群体共116尾个体的333个有效克隆中,获得长度为222bp、225bp或228bp的MHC I类α2结构域等位基因106个(GenBank序列号为:JQ289925~JQ289992,JQ707784~JQ707821)。主要结果为:①核苷酸序列的有效位点数为231个,其中多态位点160个(占69.26%);YZL、AMU、DAN和MIS群体的等位基因数分别为32、23、27和43个;群体间核苷酸、氨基酸序列的同源性分别为52.1%~99.5%、38.1%~98.6%,显示4群体MHC I类α2结构域的多态性都较丰富。②群体内平均核苷酸/氨基酸序列同源性的大小顺序为DAN (77.52%/67.29%)>MIS(75.82%/66.94%)>AMU(74.35%/64.44%)> YZL(73.38%/63.52%);与此相反,群体内核苷酸/氨基酸多样性指数(π/πaa)的大小顺序却为YZL(0.2598/0.3588)> AMU(0.2542/0.3527)>MIS(0.2372/0.3269)>DAN(0.2191/0.3128),表明鲢国内YZL和AMU群体的MHCI类α2结构域的变异较国外DAN和MIS群体大。③以氨基酸序列进行AMOVA分析的结果表明,4群体间、国内群体与国外移居群体间都存在显著的遗传分化(P<0.05)。④在以氨基酸序列的平均遗传距离构建的NJ树中,AMU首先与DAN聚为一支,再与MIS聚为一支,最后才与YZL聚集,显示鲢美国群体与中国长江群体的亲缘关系较远。⑤4群体抗原结合区(PBR)的非同义碱基/同义碱基替换值ω(ω=dN/dS)的大小顺序为AMU(1.4413)>YZL(1.3621)> DAN(1.3370)>MIS(1.2913)>1,CODEML程序中的M2a和M8模型在PBR区检测到9个正向选择位点,从而揭示鲢国内本土群体的MHC I类α2结构域基因受到的正向选择压力作用较国外移居群体大。2.鲢长江野生群体与选育群体间MHC I类基因的多态性分析鲢长江野生群体与换新选育群体间遗传变异的MHC I类α2结构域的克隆与序列分析利用MHC I类分子α2结构域基因片段,分析鲢长江野生群体(石首群体和邗江群体,分别简称为SS与HJ群体)和天津换新选育群体(简称为HX群体)间的遗传变异。从总共52尾个体的156个克隆中获得长度为225bp或228bp的不同核苷酸序列57条,编码57个不同的等位基因(GenBank序列号为:JQ289925~JQ289945、JQ289948、JQ289953、JQ289958、JQ289965、JQ289967、JQ289975、JQ289979、JQ289985、JQ707798~JQ707801和JQ707822~JQ707845)。主要结果为:①核苷酸/氨基酸序列的有效位点数分别为231/77个,其中多态位点数为147(63.64%)/59(76.62%)个;SS、HJ和HX群体的等位基因数分别为21、13和34个;群体间核苷酸、氨基酸序列的同源性分别为53.60%~99.50%,39.40%~98.60%,这表明3群体的MHC I类基因的多态性十分丰富。②各群体的平均核苷酸/氨基酸序列同源性在73.60%~74.52%/64.27%~65.25%间;HJ群体的核苷酸/氨基酸多态位点数(S/Saa)为122/50个,均小于SS群体(138/57)和HX群体(137/56);群体内核苷酸/氨基酸多样性指数(π/πaa)的大小顺序为SS(0.2611/0.3623)> HX(0.2587/0.3540)> HJ(0.2482/0.3420)。表明HX选育群体仍然具有较高的遗传变异。③在氨基酸水平上进行AMOVA分析表明,3群体间的遗传分化均不显著(P>0.05)。④以3群体间氨基酸序列的平均遗传距离构建NJ树表明,HJ与HX群体首先聚为一支,其后再与SS群体聚集。⑤3群体抗原结合区(PBR)的ω值大小顺序为SS(1.6525)> HJ(1.4182)> HX(1.3607)>1,且CODEML软件在MHC I类基因PBR区共发现了7个正向选择位点,这表明3群体均受到了正向选择压力的作用,不过HX选育群体受到的选择压力最弱。2.2鲢监利野生群体与换新选育群体间MHC I类基因多态性分析利用两对特异性引物,扩增鲢MHC I类基因的α1、α2和α3结构域。从鲢监利野生群体(JL)和天津换新选育群体(HX)的26尾样品中,共测得78个有效克隆,获得长度为819~825bp的不同核苷酸序列52条。这些序列包含有273~275个氨基酸,编码44条不同的氨基酸序列,可分为14个等位基因主型和44个亚型(GenBank序列号:JQ707846~JQ707889)。分析表明:①在核苷酸序列的825个有效位点中,存在441个多态位点(53.45%),其中分别有154、179和108个多态位点位于α1、α2和α3结构域;氨基酸序列的276个有效位点中,有187个多态位点(67.75%),其中分别有62、73和52个位于α1、α2和α3结构域中。②核苷酸/氨基酸序列的平均同源性为81.43%/72.45%;α1、α2和α3结构域的核苷酸/氨基酸同源性大小范围分别为54.00%~100%/41.30%~100%、55.90%~100%/47.30%~100%和84.20%~100%/77.4%~100%,这表明MHC I类基因具有十分丰富的多态性,且α1、α2结构域的变异要大于α3结构域。③群体内的平均核苷酸/氨基酸序列同源性的大小顺序为JL (81.80%/74.05%)>HX(74.62%/69.53%),而核苷酸/氨基酸多态位点数(S/Saa)、核苷酸/氨基酸多样性指数(π/πaa)的大小顺序却为HX> JL,表明HX选育群体的遗传变异大于JL野生群体。④以氨基酸序列进行的AMOVA分析表明,两群体间的遗传分化不显著(Fst=0.0201,P>0.05)。⑤两群体α1和α2结构域PBR区的ω值(1.0120~3.1357)均大于1,其中JL群体α2结构域PBR区的ω值(3.1357)约为HX群体(1.3331)的2.4倍,且CODEML软件在鲢MHC I类基因PBR区共发现了15个正向选择位点。这些都表明鲢JL野生群体的MHC I类α2结构域比HX选育群体受到更大的正向选择压力作用。
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