多线南蜥繁殖期输卵管组织转录组分析及免疫基因挖掘

来源 :南京林业大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:carina52
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多线南蜥(Eutropis multifasciata)隶属于石龙子科南蜥属(Eutropis),主要栖息在东南亚热带区域,为卵胎生的中型蜥蜴,已被列入《国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物名录》。目前,国内外对该物种的研究主要集中在形态学、免疫学及系统发生关系等方面。近年来,转录组学技术广泛应用于动物繁殖、发育和免疫等方向的研究。本研究对怀卵和未怀卵多线南蜥输卵管组织进行了转录组测序及分析,旨在筛选与怀卵相关的差异表达基因,挖掘其免疫相关基因,并结合其他蜥蜴的相关免疫基因序列,探讨免疫基因在石龙子科蜥蜴的适应性进化。本研究的主要结论如下:1.基于雌性怀卵组与未怀卵组雌性多线南蜥输卵管组织的转录组数据,共获得144,925条unigenes,其中341个unigenes在怀卵组中显著下调,243个unigenes在怀卵组中显著上调。差异表达基因(differentially expressed genes,DEGs)显著富集在核糖体(ribosome)、产热作用(thermogenesis)、甘氨酸、丝氨酸和苏氨酸代谢等KEGG通路中。在与免疫系统和免疫疾病相关的通路中,72个基因发生显著变化;与有机和无机溶质的运输相关的条目中则发现42个DEGs。这些结果表明多线南蜥怀卵后会胚胎存在于母体会激发母体的免疫反应以及引起免疫疾病相关基因表达量的变化;母体在怀卵时会向胚胎输送营养物质。2.基于已获得的多线南蜥转录组数据,共鉴定了9个Toll样受体(toll-like receptor,TLR)基因,分属于TLR1(Em TLR1、Em TLR2_1和Em TLR2_1)、TLR3(Em TLR4)、TLR4(Em TLR4)、TLR5(Em TLR5)和TLR11(Em TLR13_1、Em TLR13_2和Em TLR13_3)五个亚家族,且完整的TLR蛋白是存在胞外区的富亮氨酸重复基序、跨膜结构域和保守的胞内区Toll/白介素-1受体三个结构域。本研究中,同一亚家族成员则聚在同一进化枝中,在TLR1、TLR3、TLR5和TLR13等四个基因中均检测到少量的正选择位点,但只有TLR5基因受到了正选择作用,纯化选择在爬行动物的TLR基因进化过程占据主导力量,以维持生物体功能和遗传的稳定。3.基于扩增子的第二代测序技术(next-generation sequencing,NGS)和传统的克隆测序技术测定6种石龙子科蜥蜴共22个个体的MHC I类基因外显子3序列。结果显示克隆测序获得多线南蜥15个MHC I类等位基因,基于扩增子的NGS获得了多线南蜥20个MHC I类等位基因,两种分型方法中基于扩增子的NGS在高多态性基因的分型中更具优势。不同物种之间的核苷酸序列多态性存在一定差异。6种石龙子科蜥蜴中共发现25个MHC I类等位基因,MHC基因的核苷酸多态性位点数量为39-97个,种群核苷酸多样性为0.101-0.232。本研究中多线南蜥至少存在10个MHC I基因座位,具有较高的基因多态性。不同石龙子科物种之间共享MHC I等位基因,且不同石龙子科蜥蜴的MHC I类基因未表现出特异性谱系遗传,表明MHC I类基因存在跨种多态性。4.基于多线南蜥转录组数据,利用Sanger测序和SNa Pshot分型方法开发28个SNP位点。这些SNP位点在海南三亚30个个体中表现出多态性,每个位点最小等位基因频率在0.117-0.483之间;观察杂合度和期望杂合度分别在0.167-0.567和0.210-0.508之间;多态信息含量在0.185-0.375之间;未发现有SNP位点偏离Hardy-Weinberg平衡以及不同SNP位点之间存在连锁不平衡现象。这些多态的SNP位点可应用于多线南蜥遗传多样性和种群结构研究。
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