两种菠萝果蝇地理隔离种群中免疫调节基因表达可塑性研究：对受选择分子过程的新见解

《Journal of Molecular Evolution》：Plasticity of Expression of Immunoregulatory Genes in Two Allopatric Populations of Drosophila ananassae: Novel Insight into Molecular Process Under Selection

摘要

对持续性病原体暴露的进化响应可能涉及免疫调节的变化，且这些变化在不同群体、性别及免疫相关基因之间存在差异。我们研究了来自印度次大陆的两个异域阿纳纳斯果蝇（Drosophila ananassae）群体对长期细菌选择的转录响应。果蝇在55代中接受持续的大肠杆菌（铜绿假单胞菌，Pseudomonas aeruginosa）选择，而在第45代之后另设一组放松选择方案，在无细菌挑战的条件下维持了额外的10代。采用RT-qPCR方法定量分析了跨代际、群体和性别的九个免疫调节基因（涉及黑色素化、免疫信号传导和抗菌防御）的表达。持续细菌选择导致免疫相关基因表达发生了渐进性变化，尽管变化的幅度和时间模式在不同基因、群体和性别之间存在差异。不同基因表现出群体特异性的表达水平变化趋势。对于多个基因，雌性的转录响应总体上大于雄性。在去除细菌选择后，大多数基因的表达向对照组水平回落，尽管在放松选择十代后，部分基因仍维持残余的升高状态，且不同基因和群体之间的回复程度不同。这些发现表明， prolonged细菌选择与D. ananassae中免疫基因表达的协调但基因特异性变化相关，同时伴随群体和性别依赖的转录响应差异。选择去除后表达的持续及随后的回复凸显了免疫调节的动态本质，而潜在的遗传、生理和表观遗传机制仍有待确定。本研究为探究长期病原体暴露及随后选择放松条件下免疫响应的进化与调控提供了分子框架。

对持续性病原体暴露的进化响应可能涉及免疫调节的变化，且这些变化在不同群体、性别及免疫相关基因之间存在差异。我们研究了来自印度次大陆的两个异域阿纳纳斯果蝇（Drosophila ananassae）群体对长期细菌选择的转录响应。果蝇在55代中接受持续的铜绿假单胞菌（Pseudomonas aeruginosa）选择，而在第45代之后另设一组放松选择方案，在无细菌挑战的条件下维持了额外的10代。采用RT-qPCR方法定量分析了跨代际、群体和性别的九个免疫调节基因（涉及黑色素化、免疫信号传导和抗菌防御）的表达。持续细菌选择导致免疫相关基因表达发生了渐进性变化，尽管变化的幅度和时间模式在不同基因、群体和性别之间存在差异。不同基因表现出群体特异性的表达水平变化趋势。对于多个基因，雌性的转录响应总体上大于雄性。在去除细菌选择后，大多数基因的表达向对照组水平回落，尽管在放松选择十代后，部分基因仍维持残余的升高状态，且不同基因和群体之间的回复程度不同。这些发现表明， prolonged细菌选择与D. ananassae中免疫基因表达的协调但基因特异性变化相关，同时伴随群体和性别依赖的转录响应差异。选择去除后表达的持续及随后的回复凸显了免疫调节的动态本质，而潜在的遗传、生理和表观遗传机制仍有待确定。本研究为探究长期病原体暴露及随后选择放松条件下免疫响应的进化与调控提供了分子框架。