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现生哺乳动物广泛分布在陆地、空中、水中和地下等生境中,面临着不同的病原微生物,经过世代的繁衍,它们已经进化出了自己特异的免疫适应机制。其中,先天免疫作为免疫防御的第一道防线,通过模式识别受体(pattemrecognition receptors, PRRs)直接与病原相互作用。然而整个哺乳动物PRRs适应性进化模式还不够清楚。鉴于此,本文选取20个PRRs基因,主要探索先天免疫在进化过程中,不同类群受正选择情况以及驱动它们产生适应性改变的主要驱动力。20个PRRs基因包括TLRs家族的10个成员(TLR1-10)、CLRs家族的3个成员(Dectin1、Dectin2、MINCLE)、RLRs 家族所有成员 (LGP2、MDA5、RIGI)和 NLRs 家族的 4 个成员(NLRP3、NLRX1、NOD1、NOD2)。PAML 选择压力分析结果显示,PRRs整体都受到强烈地纯化选择(purify selection),其中TLRs受纯化选择作用比non-TLRs弱。虽然PRRs整体受到强烈的纯化选择,但是在一些氨基酸位点和类群中产生了适应性改变。其中在细菌型TLR4,病毒型TLR8、TLR9以及NLRs家族的NOD2中正选择信号最为强烈。此外,在对“食性”、“生存环境”、“种群大小”三种环境因子做branchmodel分析时显示,生存环境是驱使哺乳动物中PRRs适应模式多样化的主要的因素,其中海洋哺乳动物ω值显著升高。另外,我们在 48 个中国江豚(finless porpoise,Neophocaena phocaenoides)个体中鉴定出了 164个TLRs基因的SNP位点,种群分析发现细菌型TLRs比病毒型TLRs拥有更丰富的遗传多态性,其中TLR4遗传多态性水平最高,病毒型TLR7多态性水平最低。不同类群中,NAS (N.sunameri)遗传多态性水平均比 NAA (N.a. asiaaeorientalis)和 NPP(N.p.phocaenoides)要高,印证了黄海种群(NAS)最为古老。淡水类群与海水类群虽然存在分化(NAA-NAS: FsT = 0.023,p<0.05),但聚类结果却不能完全将淡水类群与海水类群中分离开,这可能与江豚类群间的分化是近期事件有关。为了验证江豚类群间的分化是为了适应特定环境产生的分子信号,我们用离群位点分析鉴定正选择位点。结果一共筛选出了6个受强烈正选择作用的位点(TLR2: 52N513K; TLR5: 10998D、110I232V、113M300T、116I673N;TLR7: 130R634V),这些位点不仅被2种方法检测到,而且至少在2个对比组中有检测到。其中TLR5信号最为强烈,显著偏离中性进化(Tajima’s D =-2.102, P =0.000)。将这些位点定位到蛋白的三及结构上,发现这些离群位点都落在TLRs蛋白的重要功能域,比如:病原结合区域或是直接识别病原的亮氨酸重复区(leucine-rich repeat region,LRR)区域。本文不仅在哺乳动物水平对PRRs上进行全面的进化分析,揭示不同家族的进化格局;而且进一步在鲸类(江豚)种群水平上对TLRs进行分析,发现淡水类群产生了特定的适应性改变。本研究首次从不同的时间尺度去揭示PRRs基因的适应性进化情况,从整个哺乳动物水平到种群水平,更加全面地展示了先天免疫PRRs的进化情况。