翼手目蝙蝠乙醛脱氢酶Aldh2基因克隆及分子进化研究

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旧大陆果蝠及新大陆果蝠物种多为植食性蝙蝠,主要以水果和花蜜为食,因而又称其为食果蝙蝠及食蜜蝙蝠,这两类蝙蝠物种在日常觅食行为过程中,常因取食经微生物发酵作用的水果及花蜜而随之摄入一定含量的乙醇。旧大陆果蝠及新大陆果蝠为适应其摄食高乙醇含量食物的食性,是否进化出相应的耐受机制等一直都是诸多学者所关注的焦点。虽然有科学家基于食果蝙蝠及食蜜蝙蝠物种进行了一些生理学和行为学方面的实验研究,为解决上述问题提供了部分参考,但是旧大陆果蝠和新大陆果蝠这两类植食性蝙蝠为适应其摄入一定量乙醇的特殊食性,在基因进化层面上的分子生物学证据一直较为缺乏。Aldh2基因编码的线粒体乙醛脱氢酶ALDH2在机体内的乙醇代谢途径中行使重要的氧化代谢功能,ALDH2对于代谢进而消除生物体内的毒性物质乙醛具有重大的生物学意义。因而,基于旧大陆果蝠及新大陆果蝠中食果和食蜜蝙蝠物种的特殊食性以及乙醛脱氢酶ALDH2在乙醇代谢途径中氧化中间产物乙醛所发挥的重要的作用,我们假设Aldh2基因很大程度上可能在旧大陆果蝠和新大陆果蝠蝙蝠物种的进化历程中经受适应性进化。为了验证上述推测,本实验研究利用分子克隆测序的手段,获得了包含3个旧大陆果蝠以及2个新大陆果蝠,总共14个蝙蝠物种的Aldh2基因大部分编码区序列(1143bp,覆盖度73%),并且通过一系列的分子进化分析方法,对Aldh2基因编码序列在实验涉及的14种蝙蝠和6种哺乳动物外群物种中的进化情况进行了研究。我们的实验结果表明,Aldh2基因编码序列在实验研究涉及的所有哺乳动物物种中高度保守,实验涉及物种树中的旧大陆果蝠的祖先枝系以及新大陆果蝠的祖先枝系上均未发现任何显著的氨基酸正选择位点,即Aldh2基因在旧大陆果蝠和新大陆果蝠物种的进化过程中均未经历正选择,而是经历纯化选择。因而,本实验后续需要进一步的研究验证,以查明乙醇代谢途径中是否可能存在其它重要的相关代谢基因,作为旧大陆及新大陆果蝠中食果蝙蝠及食蜜蝙蝠物种为适应其高乙醇含量的食性而发生分子适应性进化的目的基因。
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