峨眉树蛙MHC基因的地理变异及其形成机制

Elucidating the relative roles of genetic drift and natural selection on shaping the geographic variation of functional genes is one of the central problems in evolutionary biology. MHC (Major histocompatiblility complex) genes, the key factors in vertebrate immune response, are proved to be suitable for studying the related issues. Considering infectious disease is one of the primary causes leading to the global sharp declines of amphibians during these years, it is very necessary to understand the evolutionary forces shaping and maintaining the current MHC diversity in amphibians. The Omei treefrog is an ideal model to study this issue because the species, with unique breeding behaviors and living environments, is presumed to suffer both severe genetic drift and intense natural selection. So we plan to study on the variations of microsatellite and MHC class II genes in 5 geographic populations of Omei treefrogs, to reveal (1) whether the Omei treefrogs suffer strong genetic drift; (2) whether the Omei treefrogs suffer natural selection; and (3) the relative roles of genetic drift and natural selection on shaping the geographic variations of MHC class II genes in Omei treefrogs. This study is expected to be helpful for improving our understanding of amphibian microevolution and for establishing appropriate conservation strategies about amphibians.

阐明遗传漂变和自然选择在功能基因地理变异模式形成中的相对作用是进化生物学的核心问题之一。在脊椎动物免疫反应中起关键作用的MHC（Major histocompatiblility complex）基因被证实很适合用来解决这类问题。近年来两栖动物数量剧减，病原感染是主要原因，因此我们很有必要针对两栖类进行MHC基因地理变异形成机制的研究。峨眉树蛙由于其独特的繁殖习性和生活环境很可能同时经历了强的遗传漂变和自然选择，是理想的研究对象。因此，我们拟采集峨眉树蛙5个地理群体样本，综合其微卫星和MHC II 类基因的遗传变异信息，揭示峨眉树蛙：（1）是否经历了强的遗传漂变；（2）是否经历了自然选择；以及（3）遗传漂变和自然选择在峨眉树蛙MHC II 类基因地理变异的形成中各自起到怎样的作用，以增加对两栖动物微观进化的了解，帮助制订合适的两栖动物保护策略。

阐明中性进化和自然选择在功能基因地理变异模式形成中的相对作用是进化生物学的核心问题之一。在脊椎动物免疫反应中起关键作用的MHC（Major histocompatiblility complex）基因被证实很适合用来解决这类问题。近年来两栖动物数量剧减，病原感染是主要原因，因此我们很有必要针对两栖类进行MHC 基因地理变异形成机制的研究。峨眉树蛙生活在我国南方潮湿的森林里，分布区内地形多变、环境复杂，各地理群体之间的遗传分化可能同时受到中性进化和自然选择的强烈影响，是研究这个问题的理想对象。本研究中，我们采集了峨眉树蛙8个地理种群的样本，综合mtDNA、微卫星和MHCII类基因的遗传变异信息，试图揭示形成和维持峨眉树蛙MHCII类基因地理变异的微观进化机制。结果显示：（1）峨眉树蛙各地理群体之间有明显的遗传分化，分化格局和各群体的地理分布相关，更确切的说，现今峨眉树蛙种群的遗传分化和更新世时期我国南方的地质变化和气候波动相关；（2）峨眉树蛙的MHCII类基因受到了平衡选择的影响，选择压力可能主要来自于抵抗病原；（3）峨眉树蛙群体之间，尤其是距离远的群体之间，MHC基因的遗传分化大于微卫星的遗传分化，表明峨眉树蛙MHCII类基因的地理变异受到歧化选择的影响。此研究可以增加对两栖动物微观进化的了解，帮助制订合适的两栖动物保护策略。