台湾特有濒危物种樱花钩吻鲑MHC基因多态性特征揭示其免疫遗传多样性保护机制

本研究针对台湾特有濒危物种樱花钩吻鲑（Oncorhynchus masou formosanus）的遗传多样性危机，首次系统分析了其经典MHC I类（UBA）和II类（DAA/DAB）基因的多态性特征。研究发现该种群MHC II类基因呈现单态性，而MHC I类基因保留3个等位基因且75%个体为杂合子，揭示了地理隔离后免疫基因的选择性保留模式，为濒危物种保护提供关键分子依据。

　　

在台湾中央山脉海拔2000米的七家湾溪流域，生活着一种被称为"水中活化石"的珍稀生物——樱花钩吻鲑（Oncorhynchus masou formosanus）。这种陆封型鲑鱼是冰河时期遗留下的孑遗物种，其祖先原本是洄游性的马苏鲑鱼（O. masou），约1万年前因冰川消退被隔离在台湾高山溪流中。20世纪以来，人类活动导致其栖息地严重破坏，野生种群数量曾锐减至不足200尾，虽经保育努力数量有所回升，但遗传多样性危机始终如达摩克利斯之剑高悬。

长庚医院的研究团队意识到，评估这个"演化孤岛"种群的遗传健康度，必须关注脊椎动物基因组中最具多态性的主要组织相容性复合体（MHC）基因。这类基因编码的蛋白通过呈递病原体肽段（peptide binding region, PBR）在适应性免疫中发挥核心作用，其多样性直接影响种群抗病能力。研究选取8尾野生个体，采用基因克隆测序技术，首次解析了该物种经典MHC I类（UBA）和II类（DAA/DAB）基因的PBR编码区特征。

关键技术方法
研究团队设计跨物种保守引物，从野生个体基因组DNA中扩增DAA（α1结构域）、DAB（β1结构域）和UBA基因的关键外显子，通过克隆测序获得高保真序列。采用群体遗传学方法计算等位基因频率和杂合度，并与日本马苏鲑基因组数据进行进化比较。

The DAA and DAB genes of O. m. formosanus are monomorphic
令人震惊的是，所有8个样本的DAA和DAB基因完全一致且纯合，编码的MHC II类复合体呈现单态性。这与已知鲑科鱼类MHC II类基因多态性特征（如虹鳟DAA/DAB有10个以上等位基因）形成鲜明对比，暗示该种群可能经历了严重的遗传瓶颈效应。

UBA基因保留有限多态性
与II类基因相反，研究发现了3个UBA等位基因（命名为OmfoUBA01-03），其中OmfoUBA01存在于所有个体。值得注意的是，75%个体在该位点呈现杂合状态，观测杂合度达0.750，显著高于中性遗传标记的预期值，提示平衡选择（balancing selection）在维持MHC I类多样性方面持续发挥作用。

Discussion
这项研究揭示了樱花钩吻鲑免疫基因组的独特演化模式：MHC II类基因（DAA/DAB）完全丧失多态性，而MHC I类基因（UBA）通过超显性选择（overdominant selection）保留了关键多样性。与日本马苏鲑基因组的比较证实，这种分化发生在种群隔离之后，可能与陆封环境下的病原体选择压力差异有关。研究首次证明，即使在高强度瓶颈效应下，濒危物种仍可能通过"选择性清扫"保留核心免疫基因多样性，这对制定科学的保育策略具有重要启示：在人工繁殖中应特别注意保护UBA等位基因的现有变异，避免"遗传拯救"过程中的无意选择。这些发现为理解极端小种群下的免疫基因组演化提供了新模式，相关成果发表在《Developmental》期刊。