作为一种重要的大气组成气体,二氧化碳对环境的作用不可忽视,而植物和一些动物对二氧化碳的感知能力也对其生态活动有着重要影响。近期对小鼠的研究发现,碳酸酐酶-Ⅱ（CAⅡ）、鸟苷酸环化酶（GC-D）和磷酸二酯酶2A（PDE2A）这三种酶的编码基因组成了动物感知二氧化碳的功能通路。进化分析则表明,GC-D在大部分较为高等的灵长类中已经成为了假基因,而在一些哺乳类中该基因也承受着进化负选择。结合通路背景对CAⅡ和PDE2A进行生物信息学研究分析,对认识二氧化碳感知通路的进化有着重要意义。然而,人们目前仍未系统地对该通路另两个基因CAⅡ和PDE2A进行过类似的进化研究。本论文利用GenBank和Ensembl数据及自行测定的CAⅡ基因编码序列（CDS）,分别构建了CAⅡ和PDE2A基因的系统发育树,并分别利用诸如PHYLIP、PAML、MEGA、RRTree、MO Tree Comparison以及KTreeDist等各类生物信息学软件对这两种基因进行了序列分析、系统发育重建及适应性进化分析。主要工作如下：1)自行测定了一种狐猴和两种新世界猴等较为低等的灵长类物种的CAⅡ基因CDS的序列,并通过网上序列数据库检索,筛选出13个物种的CAⅡ基因的同源序列,在通过构建家族树排除了旁系同源物的干扰之后,为CAⅡ基因构建了基因树。从文献提供的GC-D基因的序列中筛选出同CAⅡ可用序列共有的9个物种,再自数据库中补充2个物种,重新根据外显子对位并构建基因树。同时,将CAⅡ中共有物种的序列挑出,另行构建了一个包含9个物种的基因树。随后,利用分子进化分析工具计算两个基因在遗传距离上的相关性,对进化树的拓扑结构和枝长进行比较,再估计两者的相对进化速率。最后,从上述三个方面对CAⅡ和GC-D基因的进化趋势是否一致进行了分析和探讨,发现CAⅡ和GC-D在遗传距离、树形结构和相对进化速率上都具有相同之处,说明位于同一通路的这两个基因在进化上具有类似趋势。2)查询网上序列数据库,筛选出了37个物种的PDE2A基因的CDS序列,通过序列对位等方法进行了数据过滤,确定了9个物种,以此为PDE2A基因构建了基因树。重新挑选GC-D同PDE2A可用序列共有的物种进行了基因树的构建。同样从遗传距离、进化树树形结构和相对进化速率等三个方面对PDE2A和GC-D基因的进化趋势是否一致进行了分析和探讨。同时,对CAⅡ进行序列重选,将之同PDE2A也从这三方面进行了进化趋势的分析,证明PDE2A和GC-D在遗传距离和树形结构上存在显著相关性,但在相对进化速率上存在较大差异。3)考虑到GC-D在进化过程中呈现的负选择情况,我们对CAII和PDE2A进行了适应性进化分析,发现CAII在灵长类物种进化中承受负选择,并与GC-D有着一致的趋势。而在PDE2A中也检测出显著的负选择,但对各结构域序列分段进行进化分析,发现不同结构域有着不同的进化趋势,尽管可以认为PDE2A具有与GC-D一样的进化趋势,但对PDE2A每个结构域而言,由于行使不同的功能,在进一步分析的时候呈现出了与GC-D不一样的进化趋势。此外,在CAII和PDE2A中均未检测出显著的正选择。4)为了进一步分析CAII和PDE2A可能存在的功能变化,我们对一些物种的CAII和PDE2A的蛋白质三维结构进行了计算机模拟,并将其同人类的CAII和PDE2A的蛋白质结构进行比对。发现从结构上来看,这两个蛋白质的活性位点在物种间的偏离并不大,在功能上并没有表现出明显差异,但存在活性降低的可能性。总之,本研究从进化趋势的角度证明,在灵长类二氧化碳感知通路的相关基因间可能存在着通路进化,这将有助于我们进一步揭示该通路的适应性进化规律及其与环境变化之间的关系。