亚洲蝮属食性分化类群蛇毒基因的适应性进化研究

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蛇毒具有捕食、消化、防御天敌的作用。蛇毒组分复杂,包含多种蛋白质、酶及小分子肽。蛇毒在不同类群间具有广泛变异性,推动蛇毒多样化的动力至今仍处于争论之中。蛇毒进化捕食假说认为捕食是推动蛇毒多样性产生的动力,而中性假说认为蛇毒多样性主要是中性进化的产物。本文选择食性分化明显的七个亚洲蝮属毒蛇类群为研究对象,通过对磷脂酶A2、类去整合素与类凝血酶基因的克隆测序以及正选择分析,来检测蛇毒基因的进化动力。结果显示,磷脂酶A2基因在短尾蝮一支检测到了强烈的正选择信号,有14个正选择位点,暗示短尾蝮的磷脂酶A2基因发生了适应性进化;进一步分析结果显示,这些正选择位点全部位于蛋白质三维结构的表面,并分布在蛋白质催化中心的附近,暗示短尾蝮的磷脂酶A2基因与其受体相互作用方式的改变。类去整合素基因的正选择分析结果显示,在短尾蝮一支与千山蝮一支均检测到了强烈的正选择信号,并且在千山蝮一支检测到了8个正选择位点,其中V54位点对应蛇毒类去整合素蛋白质的C64位点,为半胱氨酸残基,在这一位点发生的变异可能会影响二硫键的形成,从而影响蛋白质三维结构;类凝血酶基因正选择分析结果显示,在短尾蝮—支检测到了强烈的正选择信号,并且存在3个正选择位点,暗示该基因在短尾蝮物种上发生了特异性变异,并有可能在某种程度上影响蛋白质的结构与功能。蛇毒基因受正选择,暗示选择在蛇毒基因的进化中可能起到重要作用。
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