鹤是对隶属鸟纲(Aves)、鹤形目(Gruiformes)、鹤科(Gmidae)动物的统称，其主要栖息于湖泊、浅滩、沼泽等湿地生境，属涉禽[1],[2]。世界上现存的鹤类共15种，其中有9种分布于中国，中国是世界上鹤类分布最多的国家，享有“鹤类乐园”的美誉。鹤是典型的单配制鸟类且寿命较长，作为忠贞、长寿、吉祥的符号，在中国及其他分布国的传统文化中占有重要地位。但由于农业和工业的发展，使得湿地生境不断减少和持续退化，鹤类动物野生种群数量正呈下降趋势[4],[5],[6]。在中国分布的鹤类动物中，蓑羽鹤（Anthropoides virgo）、黑颈鹤（Grus nigricollis）、白头鹤（Grus monacha）等被列为易危种，丹顶鹤（Grus japonensis）、赤颈鹤（Ardea antigone）等被IUCN列为濒危种。其中黑颈鹤同时也是《华盛顿公约》CITES 附录I物种，国家重点保护等级为一级，中国濒危动物红皮书等级为濒危。
黑颈鹤（Grus nigricollis），别称藏鹤、雁鹅、黑雁，是属于鹤科，鹤属的一种大型涉禽，体长110-120厘米，体重4-6千克。身体羽毛为灰白色，头部，前颈部羽毛和飞羽为黑色，尾羽为褐黑色。头部裸露部分为暗红色。黑颈鹤是唯一主要栖息在中国的鹤类，同时也是唯一一种一直栖息在高原的鹤类[15],[16]。黑颈鹤主要栖息于海拔2500-5000米的高原的沼泽地、湖泊及河滩地带。繁殖地主要在拉达克，中国西藏，青海等地，越冬地在印度东北部，中国西藏南部、贵州等地[15]。
导致黑颈鹤成为濒危动物之一的原因有很多，例如栖息地的破坏和改变，人类捕杀，外来引入种群竞争、自身繁殖成活率低、国际性的环境污染等。但是其中最主要的原因是人类破坏环境和捕杀。随着种群数量的不断下降，黑颈鹤的种群越来越小，最终就会出现小种群问题，由于受到遗传漂变和近交作用的影响，黑颈鹤种群的遗传多样性会不断丧失，进而导致物种出现抗病力差，繁殖能力低，适应能力不强等问题[11]。所以，为了可以更好的保护这类极具价值的野生动物，我们需要对其的遗传情况进行了解并据此制定保护方案，这也是帮助黑颈鹤摆脱目前困境的重要方式。目前关于黑颈鹤的研究，主要集中在生境的选择，越冬习性，食物选择等宏观的方面[1],[2],[17]，而微观方面的研究就相对较少，尤其是对种群遗传多样性的方面的数量那就更加的有限。
研究种群遗传多样性的方法多种多样，随着目前分子技术的发展，分子标记的技术在研究中起着越来越重要的作用。分子标记主要能分成两种，一种为中性的分子标记，一种是选择性的分子标记。中性的分子标记不受环境选择的影响所以参考的价值不是很大，而选择性的分子标记对环境较为敏感，容易受到环境选择的影响，所以使用选择性分子标记的研究较多，这类分子标记例如微卫星，线粒体，MHC等早已在此类研究中被广泛使用。其中，MHC能够很好的反映物种对目前环境的适应情况以及适应的进化过程，所以，利用MHC进行遗传多样性的研究相当之多。
主要组织相容性复合体（MHC）是一类在脊椎动物中广泛存在的紧密连锁的基因家族。它有着一系列多态性丰富的基因座位。它所编码的蛋白质可以识别并特异性结合抗原，然后呈递给相应的T细胞，引发之后的一系列免疫反应[9],[12]。所以MHC基因是脊椎动物免疫系统中的重要组成部分之一。由于MHC基因的多态性极为丰富，而且它的遗传变异的水平和动物抵御疾病的能力关系极为密切，所以利用MHC的变异水平来评估物种多样性情况无疑是十分有效的。同时，因为MHC是免疫系统的一部分，所以它同时还是评估生物个体和整个种群生存潜力的重要指标。
MHC基因家族由于结构和功能的不同，又可以再细分成三个亚族：经典Ⅰ类，非经典I类，经典II类，非经典II类和III类。其中，III类MHC基因编码的是一些补体成分，多态性较低，不参与抗原呈递过程，不和细胞膜结合[11],[12],[13]。所以，III类MHC基因在关于遗传多样性的研究中涉及的比较少。而I类和II类MHC基因编码的蛋白质主要参与抗原的识别，呈递的过程[11],[19],[20]。从多态性角度来看，经典I类和经典II类的多态性水平较高，而非经典MHC基因的多态性较低，虽然在结构上和经典I，II类MHC基因相似，但是非经典MHC基因所编码的产物主要是作为经典MHC基因的分子伴侣参与反应，且非经典MHC基因的多态性水平较低[12]。MHC基因的多态性在脊椎动物的基因组中是最高的部分之一，尤其是在MHC的I类和II类的部分。虽然在免疫系统中，单个MHC基因编码的产物仅能识别一种抗原，所以需要有足够多类型的MHC表达产物来应对环境中各种不同类型的病原体，但是这并不意味着MHC多态性越强，个体的抗病能力就越强。因为在体中，更多类型的MHC表达产物有可能会与自身产生的多肽相结合，从而产生“自身多肽-MHC”复合体，造成自身免疫病的出现，所以在个体内的MHC基因的多态性必然是有限的[11]。但是从种群的角度而言，MHC基因的多态性越强，的确意味着整个种群对于基本的抵抗能力就越强，同时对环境的适应能力也就越强。从这点来看，MHC的多态性对于整个种群的重要性可见一斑。
I类MHC分子的分布十分广泛，除了精细胞以及神经元细胞，它几乎在所有细胞中都有表达。I类MHC分子的主要结构是由两条链（alpha;链和beta;链）组成的异源二聚体[7]。alpha;链包含三个部分，分别是胞外结构域、跨膜区和胞质尾区。胞外结构域又可以再细分成alpha;1，alpha;2和alpha;3三个结构域，其中alpha;1和alpha;2由MHC基因的外显子2和外显子3编码，是I类MHC分子的抗原结合区。alpha;3结构域由外显子4编码，功能是与beta;链共价结合以及与T细胞表面的CD8 分子结合[7],[12],[20]。跨膜区的作用则是把MHC分子锚定在膜上。在大部分脊椎动物体内，beta;链是由一段非常保守的在另一条染色体上的非MHC基因编码的，主要起着稳定MHC分子结构的作用[20]。
虽然目前对于MHC基因的研究已经包含了脊椎动物中几乎所有的大类，但是研究最多且最详尽的是哺乳类，对于鸟类的MHC基因的研究报道相对较少。尽管最早在上个世纪40年代就有了关于鸡中发现MHC基因踪迹的一些报道[11]，但是考虑到鸟类庞大的种群数量，目前关于鸟类的MHC基因的研究资料十分有限。目前关于鸟类MHC基因研究较为深入的领域主要集中在鸡形目的几个物种上[12],[9]，例如火鸡，鸡，鹌鹑等等，其余大多数鸟类，最多有针对个别物种的MHC基因的研究[9],[12],[18]。即便是在这些研究当中，所研究的MHC基因主要集中在II类MHC上，而对于I类MHC基因的研究十分罕见。所以，对于鸟类的MHC基因尤其是I类MHC基因需要有更多的更加深入的研究。本次研究将会探索并设计出黑颈鹤的MHC基因位点的引物，并对MHC基因进行克隆，然后进行测序分析。然后会根据测序结果分析出黑颈鹤MHC基因的组成和结构。最后根据已有的鸟类MHC基因的信息，研究MHC基因在鸟类进化中的特征。黑颈鹤作为我国乃至世界上都及其濒危的物种，深入研究其MHC基因，能够为之后的黑颈鹤的研究提供参考，并为黑颈鹤这一珍稀物种的保护提供更多的理论支持。
参考文献
