社會(huì)性昆蟲抗菌肽基因的分子進(jìn)化研究.pdf

1、社會(huì)性昆蟲在上億年的進(jìn)化過(guò)程中，形成了許多行之有效的分子進(jìn)化機(jī)制，為我們研究分子進(jìn)化提供了一個(gè)良好的模式系統(tǒng)。我們選取三種白蟻(黑翅土白蟻Odontotermesformosanus(Shiraki)、黃翅大白蟻MacrolermesbarneyiLight和黑胸散白蟻ReticulitermeschinensisSnyder)和一種蜜蜂(中華蜜蜂ApisceranaFabricius)為實(shí)驗(yàn)材料。根據(jù)已知的抗菌肽cDNA基因設(shè)計(jì)引物，

2、通過(guò)反轉(zhuǎn)錄PCR的方法從構(gòu)建的cDNA文庫(kù)中擴(kuò)增獲得抗菌肽cDNA基因，并運(yùn)用各種生物信息學(xué)軟件進(jìn)行遺傳進(jìn)化分析。本研究得到的結(jié)果和結(jié)論如下： (1)黑翅土白蟻Termicin家族基因共計(jì)含56個(gè)不同的cDNA基因，編碼46個(gè)不同的抗菌肽；黃翅大白蟻Termicin家族基因共計(jì)含54個(gè)不同的cDNA基因，編碼37個(gè)不同的抗菌肽；黑胸散白蟻Termicin家族基因共計(jì)含38個(gè)不同的cDNA基因，編碼21個(gè)不同的抗菌肽。 (

3、2)黑翅土白蟻和黃翅大白蟻Termicin前體基因dN/dS值大于1，表明兩種白蟻Termicin基因采取正選擇的進(jìn)化方式，兩種白蟻受到的環(huán)境選擇壓力為正選擇壓力。黑胸散白蟻前體基因dN/dS值小于1，表明黑胸散白蟻Termicin基因采取負(fù)選擇的進(jìn)化方式，黑胸散白蟻受到的環(huán)境選擇壓力為負(fù)選擇壓力。黑翅土白蟻和黃翅大白蟻Termicin前體基因成熟肽區(qū)dN/dS值大于前體基因dN/dS的值，表明Termicin前體基因面臨的環(huán)境選擇壓力

4、主要體現(xiàn)在成熟肽區(qū)。 (3)中華蜜蜂總計(jì)含87個(gè)不同的抗菌肽基因和26個(gè)不同的抗菌肽。其中Defensin家族基因含29個(gè)不同的cDNA基因，編碼7個(gè)Defensin肽；Abaecin家族基因含11個(gè)不同的cDNA基因，編碼2個(gè)Abaecin肽；Apidaecin家族基因含13個(gè)不同的cDNA基因，編碼4個(gè)Apidaecin肽；Hymenoptaecin家族基因含34個(gè)不同的cDNA基因，編碼13個(gè)Hymenoptaecin肽。

5、 (4)通過(guò)與意大利蜜蜂ApismelliferaL.的比較分析發(fā)現(xiàn)，中華蜜蜂比意大利蜜蜂含更豐富的抗菌肽基因(87:16)和抗菌肽(26:11)，尤其是具有更豐富的Hymenoptaecin基因(34:2)和更多數(shù)量的Hymenoptaecin肽(13:1)。這可能是因?yàn)殚L(zhǎng)期的家養(yǎng)馴化使意大利蜜蜂基因退化的緣故。 (5)系統(tǒng)發(fā)育分析表明，幾種社會(huì)性昆蟲的抗菌肽基因均為同源基因。根據(jù)基因的“自私性”法則，我們預(yù)測(cè)上述社會(huì)