約氏瘧原蟲遺傳圖譜的建立和其生長速度相關(guān)的毒力性狀的遺傳定位.pdf

1、約氏瘧原蟲(Plasmodiumyoelii)分離于非洲的嚙齒動物、是進(jìn)行瘧原蟲致病性機(jī)理研究的重要實(shí)驗(yàn)?zāi)Ｐ?。與惡性瘧原蟲(Plasmodium falciparum)和夏氏瘧原蟲(Plasmodiumchabaudi chabaudi)相比較,約氏瘧原蟲遺傳學(xué)的研究一直有所滯后,其部分原因歸咎于約氏瘧原蟲缺乏已開發(fā)的遺傳標(biāo)記和良好的表型特征。利用已知的基因組序列和具有不同表型的瘧原蟲蟲株,本課題致力于約氏瘧原蟲微衛(wèi)星遺傳圖譜的建立、以

2、應(yīng)用遺傳連鎖圖譜對約氏瘧原蟲的疾病表型(如致病性毒力、抗藥性和免疫原性等)進(jìn)行研究。
　　 本研究建立了一種簡單、實(shí)用的約氏瘧原蟲微衛(wèi)星分型方法,并鑒定了約600個能覆蓋整個約氏瘧原蟲基因組的微衛(wèi)星標(biāo)記。對10株約氏瘧原蟲進(jìn)行基因分型的結(jié)果表明,所鑒定的微衛(wèi)星標(biāo)記具有很高的多態(tài)性,系譜樹狀聚類分析顯示所測的約氏瘧原蟲蟲株形成了4個主要分支。這些微衛(wèi)星標(biāo)記隨機(jī)分布于約氏瘧原蟲的14條染色體上,但在某些染色體中的分布并不均勻。與惡性

3、瘧原蟲基因組相似的是,在約氏瘧原蟲基因組中的大部分微衛(wèi)星標(biāo)記也是富含AT的簡單重復(fù)序列。
　　 為了構(gòu)建約氏瘧原蟲的遺傳連鎖圖譜,以完成約氏瘧原蟲基因組序列的拼接、并探究該物種的相關(guān)遺傳性狀,本研究遴選了三對約氏瘧原蟲蟲株用于遺傳雜交,通過14次遺傳雜交實(shí)驗(yàn),共篩選出了75個獨(dú)立的重組克隆子代,并構(gòu)建了約氏瘧原蟲第一張高分辨率的遺傳連鎖圖譜。基于數(shù)百個微衛(wèi)星標(biāo)記的重組克隆子代的遺傳分離模式,將隸屬于14條染色體的遺傳標(biāo)記聚類形成

4、了14個連鎖群,使得一些序列重疊群contigs可以精確地定位到相應(yīng)的染色體上。與以往報(bào)道的惡性瘧原蟲和夏氏瘧原蟲遺傳圖譜相比較,本研究獲得的約氏瘧原蟲遺傳圖譜的重組單位相對較大,為39.7 kb/cM,這說明約氏瘧原蟲的重組交換率較低。
　　 應(yīng)用數(shù)量性狀基因座位(quantitative trait loci,QTL)分析一組遺傳雜交(17XNL×N67)的生長速度性狀顯示,一個主效座位(位于染色體13)和兩個次效座位(位于

5、染色體10和染色體7)與生長速度相關(guān)的毒力性狀相連鎖。其中位于染色體13和位于染色體10的基因座位連鎖于感染后第5天(day-5)生長速度性狀(原蟲率),兩個貢獻(xiàn)座位間的作用是具獨(dú)立的加性效應(yīng);而位于染色體7的基因座位與感染后第10天(day-10)生長速度性狀相連鎖。染色體13貢獻(xiàn)座位的區(qū)間跨度為～220 kb,含有28個約氏瘧原蟲序列contigs,共有51個預(yù)測基因,其中包含一個約氏瘧原蟲紅細(xì)胞結(jié)合配體(PyEBL)編碼基因。我們

6、的研究還發(fā)現(xiàn)PvEBL蛋白R6結(jié)構(gòu)域上c741Y的突變能導(dǎo)致瘧原蟲致病性毒力和生長速度的改變。染色體10貢獻(xiàn)座位的區(qū)間跨度為～234 kb,也含有28個約氏瘧原蟲序列contigs,共有71個預(yù)測基因,包括一個能介導(dǎo)裂殖子黏附和入侵紅細(xì)胞的棒狀體蛋白Py235家族編碼基因。此外,一些重組子代也產(chǎn)生了新的致病性毒力和生長速度性狀。
　　 約氏瘧原蟲微衛(wèi)星標(biāo)記的篩選與鑒定、遺傳連鎖圖譜的構(gòu)建,為開展約氏瘧原蟲基因分型、致病性毒力以及