朱鹮(Nipponia nippon)为中国Ⅰ级保护鸟类,是世界范围内的濒危物种,当前主要以人工圈养种群的形式存在于中国、日本及韩国的部分地区。尽管朱鹮总数目不断增加,但仍存在种群分布零散、人工育种受精率低和雏鸟存活率低等因素,限制了朱鹮的重引入工作。因此,亟需从分子层面对朱鹮的免疫及繁殖做进一步的研究,以更好地指导朱鹮的人工圈养工作。β防御素是重要的免疫效应分子,在生物体抗菌及适应环境的过程中发挥着重要作用,但目前缺少对朱鹮种群β防御素基因表达的研究。因此,对朱鹮β防御素基因表达及其调控机制的研究十分必要,有利于阐明β防御素在朱鹮种群中发挥的免疫作用。本研究从浙江德清下渚湖朱鹮繁育基地选取了涵盖不同年龄的74只朱鹮作为研究对象,以其外周血为研究样品,首先通过实时荧光定量PCR检测了朱鹮种群11个β防御素基因的血液表达水平,分析了不同β防御素基因表达的相关性,研究了不同性别及年龄朱鹮的β防御素基因表达水平差异。其次,基于已有亲子鉴定数据和基因表达量数据,分析了亲代与子代朱鹮β防御素基因表达水平之间的相关性。最后,对朱鹮AvBD2基因启动子CpG岛进行预测,通过亚硫酸氢盐测序检测了10只朱鹮AvBD2基因启动子与基因体区域共37个CpG位点的甲基化水平,并初步分析了不同基因表达水平朱鹮的DNA甲基化水平差异。以下是本文的主要研究结果:(1)获得5对β防御素基因的特异引物,建立了实时荧光定量PCR优化体系以检测朱鹮β防御素基因的相对表达水平,成功构建了基于实时荧光定量PCR的浙江朱鹮种群血液β防御素基因表达谱。(2)阐明了β防御素基因在浙江朱鹮种群血液中的表达特征:AvBD1α、AvBD2、AvBD3、AvBD4及AvBD7在朱鹮种群中广泛表达,表达该基因的个体数所占比例分别为89.2%、100.0%、100.0%、100.0%和83.8%;AvBD5(V5)、AvBD9及AvBD14在大部分朱鹮个体血液中不表达,不表达该基因的个体数所占比例分别为95.9%、73%和62.2%;AvBD8、AvBD10及AvBD13的表达具有组织特异性,在所有朱鹮血液中均不表达,而在其他朱鹮组织中广泛表达。(3)对于在朱鹮种群中广泛表达的5个基因,其相对表达水平从高至低排列依次为AvBD3>AvBD2>AvBD4>AvBD1α>AvBD7,其中AvBD3、AvBD2和AvBD4基因在朱鹮种群中的表达水平显著高于AvBD1α和AvBD7基因,表明AvBD3、AvBD2和AvBD4基因在圈养朱鹮种群中可能发挥了重要免疫作用。(4)朱鹮β防御素AvBD1α、AvBD2、AvBD3、AvBD4及AvBD7基因的相对表达水平在两两之间呈现极显著的正相关,揭示了这5个在基因簇上邻近的基因可能发生了共进化事件。(5)朱鹮种群中不同个体的β防御素基因表达水平差异较大,体现了不同个体的免疫能力存在差异。其中,AvBD8、AvBD10及AvBD13在朱鹮中的表达具有组织特异性,在血液中不表达,在其他组织中广泛表达。(6)朱鹮幼鸟血液的AvBD1α、AvBD2、AvBD3、AvBD4及AvBD7的相对表达水平高于亚成体及成鸟,其中AvBD2的表达水平在不同年龄的朱鹮中存在显著差异,表明β防御素在朱鹮幼鸟生长发育及适应环境的过程中发挥重要作用。(7)朱鹮亚成体血液的AvBD1α、AvBD2、AvBD3、AvBD4及AvBD7基因的表达在种群中处于最低水平,说明朱鹮亚成体具有较低的免疫力,需要更多的营养和关注。此外,雌性与雄性朱鹮的β防御素基因表达水平无显著差异。(8)亲代朱鹮与子代朱鹮的AvBD1α、AvBD2、AvBD3、AvBD4及AvBD7基因表达水平表现出中度至高度的正相关关系,部分亲代朱鹮与子代朱鹮的β防御素基因表达水平的相关性达到了显著水平。(9)朱鹮AvBD2基因2000 bp的启动子区域不含CpG岛。AvBD2基因启动子区9个CpG位点与基因体区的28个CpG位点在不同朱鹮个体中发生了不同程度的甲基化现象,其中,启动子的CpG位点平均甲基化水平为59.2%,基因体的CpG位点平均甲基化水平为75.4%。(10)朱鹮AvBD2基因启动子区域CpG8位点高水平的甲基化可能下调了血液基因表达,而基因体区域不同CpG位点的甲基化可能对基因表达有着不同的调控作用,这暗示了DNA甲基化对AvBD2基因表达调控的复杂性。本研究为后人进一步研究朱鹮β防御素的表达及功能提供了理论依据及参考,在朱鹮人工圈养的实际保护工作中具有重要的指导意义。