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先天性免疫是抵御和杀伤外界病原微生物入侵机体的第一道防线,在免疫反应前期对机体的保护上起到重要的作用。Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)作为一种介导先天免疫的重要功能性蛋白质,通过模式识别受体(Pattern recognition receptors,PRRs)直接作用于病原体,参与并调控特异性免疫应答,在先天性免疫和特异性免疫中起到桥梁作用。鸟类广泛分布于各地,其生存环境和食性均有着明显的差异,因而接触到病原微生物的种类和结构也有所不同。本研究基于TLRs基因探讨以下3个问题:1)鸟类TLRs基因家族的系统发育关系如何?2)鸟类TLR1和TLR2多拷贝基因的进化模式出现了怎样的差异?3)外界因素如何驱动鸟类TLRs基因的进化?本研究通过对绿尾虹雉、红腹角雉、红腹锦鸡、蓝孔雀、环颈雉和普通鹌鹑TLRs基因的克隆,并结合网上已有数据,获得主要结果如下:1)获得6个物种TLR家族基因完整编码区序列,其长度从1959 bp(TLR1B)到3180 bp(TLR7)之间不等;10个基因的核苷酸和氨基酸序列的同源性在鸡形目中都比较保守,相似性均在90%以上;结合SMART和LRRfinder对其蛋白功能域进行预测发现,主要差异集中在胞外亮氨酸富集区(LRR)区域。2)系统发育分析:整个鸟类TLRs基因家族主要分为6大支系,其中TLR3和TLR5聚为一大支,TLR1A、TLR1B、TLR2A及TLR2B四个基因聚为一大支,TLR4、TLR7、TLR15和TLR21单独各自聚为一大支。TLR1和TLR2亚家族的多拷贝基因的进化模式出现了分行。TLR1A同哺乳动物的TLR10更为接近,揭示功能上可能发生了分化,而TLR2的功能未出现分化。3)PAML的支模型、位点模型、枝-位点模型以及Datamonkey的SLAC、FEL和FUBAR模型分析发现,鸟类TLRs基因整体进化速率在0.165(TLR21)~0.4265(TLR5)之间,整体上受到强烈的纯化选择作用。但是某些特殊位点也受到广泛的正选择作用,共检测到126个位点受到正选择作用,其中TLR5、TLR7和TLR15中受到的正向选择压力最为强烈。通过对受到正选择的位点进行标定,发现绝大多数位点位于胞外区的LRR功能域区域,暗示这些受到正选择压力的位点可能对基因具有调控作用。枝位点模型分析发现,栖息环境和食性均是驱动鸟类TLRs基因进化的外界因素,栖息环境对TLR1B、TLR2B、TLR3和TLR4有着较大的驱动作用;而食性对TLR2A、TLR2B、TLR15和TLR21有着较大的驱动作用。揭示不同TLRs基因在鸟类进化历程中受到的选择压力不同,而为了更好的适应和抵御不同来源病原微生物的入侵,鸟类各个TLRs基因通过特定氨基酸位点的改变,产生一些新的功能,从而为鸟类适应不同环境和食性提供可能。本试验采用PCR扩增技术,获得鸡形目6个物种TLRs基因的编码区全序,并结合其他脊椎动物的TLRs基因数据,采用多种生物学分析软件对鸟类TLRs基因的编码区序列特征、蛋白结构组成、TLRs基因家族的系统进化、多拷贝基因间的进化模式进行了分析。本试验从分子水平上揭示了鸟类TLRs基因家族成员间的系统发育关系、进化模式以及环境和食性因素对鸟类TLRs基因的推动作用,对鸟类及脊椎动物TLRs基因的研究提供了重要的基础数据。