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主要组织相容性复合体(major histocompatibility complex,MHC)是存在于所有有颌类脊椎动物中的一个基因密集区,它在动物适应性免疫应答中具有将抗原递呈给T细胞的重要作用。MHC基因座内包含大量免疫基因,特别是参与抗原递呈的基因,通常具有高度多态性。鳄鱼作为与鸟类亲缘关系最近的爬行动物,在进化上处于两栖类、爬行类、鸟类和哺乳类动物分化的节点,对鳄鱼MHC基因结构和表达特点的研究有望为理解MHC基因在脊椎动物中的进化模式提供重要的分子生物学线索。因此本研究以我国特有的被称为“活化石”的扬子鳄(Alligator sinensis)为研究对象,对其MHC基因座位进行了系统的研究。基于本实验室构建的扬子鳄基因组BAC文库,我们利用PCR筛选方法获得了 14个含有MHC基因的BAC克隆,并对其进行了全长测序。在此基础上,结合基因组步移以及根据其他物种的MHC相关基因(C4、TNF和TAPBP)在扬子鳄基因组数据库中BLAST搜索,共获得扬子鳄MHC基因组序列约3.1 Mb。经预测,获得的序列内共包含216个基因,其中MHC相关基因73个:包括经典的class Ⅰ基因15个(其中结构不完整的假基因5个)、经典的class Ⅱ α基因1个和Ⅱ β基因23个(包括结构不完整的假基因19个)、非经典的DMA假基因1个和DMB基因2个、TAP基因5个(包括3个假基因)、LMP基因2个、TAPBP基因1个和class Ⅲ基因23个,同时还包括大量构成MHC结构的骨架基因。分析结果显示扬子鳄MHC基因座存在多基因性(polygenic),特别是class Ⅰ α和class Ⅱ β的基因都以多拷贝存在,并伴有大量的假基因。扬子鳄MHC基因座大小与人接近(～3.6 Mb),而远远大于鸟类MHC基因座位(～92-739 Kb)。根据得到的基因序列绘制了扬子鳄MHC基因位点图谱,各基因在基因组上的排列顺序如下:extended class Ⅱ-class Ⅰ-class Ⅱ-class Ⅲ。分析结果显示TAP、LMP等参与class Ⅰ抗原递呈过程的蛋白编码基因位于class Ⅰ区域内,编码TAPBP蛋白的基因位于extended class Ⅱ区域。基因座位同线性分析显示扬子鳄的MHC基因座位是一种介于鸟类和哺乳类之间的类型,与两栖类的MHC基因座位结构相似。系统进化分析表明扬子鳄MHC class Ⅰ基因可以分成3种类型:类型Ⅰ与鸟类基因有较高的序列同源性;类型Ⅱ与哺乳类基因有较高的序列同源性;类型Ⅲ与斑马鱼经典的、保守的ZLA有较高的序列同源性,推断其有可能属于更古老的、保守的class Ⅰ基因。DMB基因系统进化分析显示DMB有着2种基因类型:一种存在于软骨鱼、两栖类、爬行类和单孔目哺乳动物中;第二种类型存在于硬骨鱼、两栖类、爬行类、鸟类和哺乳动物中。MHC class Ⅱβ基因的进化分析显示鳄目和龟鳖目Ⅱ β基因也有2种类型:一种与硬骨鱼Ⅱ β基因有较高的序列同源性,表明这是一类比较古老的基因,另外一种与两栖类、鸟类和哺乳类Ⅱ β基因有较高的序列同源性。这些结果表明扬子鳄MHC基因在脊椎动物MHC基因的进化上处于一个关键的节点位置。综上所述,本研究对扬子鳄MHC基因座位进行了全面的研究,并在此基础上对MHC基因的进化过程进行了系统的梳理,这些研究结果对理解MHC基因在脊椎动物中的进化模式和特点提供了非常有意义的线索。