动物多倍体的遗传和进化

早在1925年,Muler认为动物多倍体的性不平衡,不可能使两性多倍体作为自然界的实体在动物中存在之后,一些学者也认为动物多倍体在进化中的地位并不重要,然而,近二十年来,从无脊椎动物到脊椎动物都发现了许多多倍体的物种,有孤雌生殖的三倍体、四倍体,也有两性生殖的三倍体、四倍体、六倍体和八倍体。在昆虫和鱼类中,甚至存在着多倍体的科、属。已发现的多倍体动物,在适应性等方面远胜于它们二倍体祖先,有的甚至取代和消灭了它的祖先。动物多倍体的存在受到了生物学家     

多倍体植物混合倍性种群的建立机制研究进展

基因组多倍化是物种形成和进化的重要驱动力, 几乎所有植物都经历过至少一次基因组加倍。然而, 由于多倍体植株比二倍体表现出更高的死亡率, 多倍化机制被认为是植物进化的“死胡同”。一些植物物种具有自然混合倍性种群, 即同一物种具有不同倍性, 这为揭示多倍体的进化机制提供了最佳途径。本文从基因组加倍形成多倍体植物开始, 综述了混合倍性种群的形成、建立与维持的研究进展, 探讨了多倍体适应自然环境的种群分化而形成多倍体物种的机制。研究自然混合倍性种群的倍性组成、重复基因的功能分化以及多倍体的生态位分化, 有利于明确混合倍性自然种群的生态适应与维持机理, 以及多倍体植物的进化机制。     

多倍体昆虫

昆虫纲几个主要目中都有多倍体昆虫 ,但十分稀少 ,总共不足百种。多倍体昆虫多为不能飞的和行动迟缓的小型昆虫 ,全为孤雌生殖种类。通常多倍体孤雌生殖型的地理分布比二倍体两性生殖型的更为广泛     

单倍体、多倍体及其育性概念教学的误区辨析

中学生物学教学中对单倍体、多倍体的概念及育性的理解存在一些误区,本文对单倍体与一倍体、同源多倍体与异源多倍体的区别及联系,单倍体育种既可快速得到纯种也可用于固定杂种优势,雄蜂等天然单倍体的可育性,奇数倍及偶数倍同源多倍体的育性区别等进行比较和辨析,为中学生物学学科的单倍体、多倍体及其育性概念教学,以及相关命题提供参考。     

多倍体银鲫克隆多样性和双重生殖方式的遗传基础和育种应用

单性物种一般是多倍体,且通过单性生殖方式如雌核生殖、杂种生殖或孤雌生殖繁殖.与其他单性和多倍体物种相比,银鲫具有更高的倍性,为六倍体.它经历了几轮连续的基因组多倍化,还经历了一次额外的、在较近年代发生的基因组复制事件.更为重要的是,银鲫已被证实同时存在雌核生殖和有性生殖双重生殖方式.本文综述了银鲫的多倍化起源、克隆多样性和双重生殖方式的遗传基础,概述了其新品种培育和有关其生殖与早期发育相关基因鉴定的研究进展.已有实验证据表明,银鲫正处于二倍化的进化轨道中.作为一个新的进化发育(Evo-Devo)生物学模型,重点论述了银鲫在重复基因的功能歧化和单性动物的有性起源和进化等方面的研究前景.     

草茨藻的多倍体系列和细胞地理学初步研究

通过对草茨藻Najas graminea Del.,多倍体系列的分析,笔者认为首次发现的分布于云南的二倍体居群为偏性特有。该居群的迁移与今天草茨藻在亚洲的分布图式密切相关。该图式不表现多倍体随纬度或海拔增加而增多,也不明显与生态爱好相关。二倍体和六倍体居群核型比较以及其它证据指示草茨藻的多倍体起源可能是同源多倍化。在茨藻属中,草茨藻具最强的核型不对称性,最高的倍性和极减化的花部器官等特征,均可能指示它是该属中进化程度最高的类群。     

植物多倍体基因组的形成与进化

多倍化是植物进化变异的自然现象,也是促进植物发生进化改变的重要力量。在被子植物中,约 70％的种类在进化史中曾发生过一次或多次多倍化的过程。目前的研究结果表明,自然界绝大多数多倍体是通过未减数配子的融合而形成的,并且很多多倍体种是通过多次独立的多倍化过程而重复发生的。由多倍化所导致的重复基因在多倍体基因组中可能有三种不同的命运,即：保持原有的功能、基因沉默或分化并执行新的功能。多倍化以后,重复基因组的进化动态则主要表现在染色体重排和“染色体二倍化”、不同基因组之间的相互渗透、以及核-质之间的相互作用等方面。     

中国部分山茶属植物的染色体数目报告(英文)

本文报道36个种或变种的染色体数目,按张宏达的分类系统涉及到了4个亚属、11个组,其中2个种进行了不同居群的观察。结果表明(详见表1),山茶属植物的染色体基数都是x=15。在自然界,染色体倍性变异从2倍体到8倍体均有,但多数种为2倍体。我们观察的这36个种或变种中,2倍体种有22个,4倍体种3个,6倍体种10个,8倍体种1个。这一系列的多倍性变异,主要表现在种间。此外,同种不同居群间也有不同倍性的变异。例如C. forrestii在不同居群间有2倍体、4倍体和6倍体。而且各个不同倍性的植株表型特征没有明显的变异,估计是同源多倍体或称种内多倍体。     

青藏高原高山区和泛北极地区种子植物多倍体比较

多倍化是植物快速适应极端环境胁迫的一种重要机制。青藏高原高山区和泛北极地区具有相似的极端低温环境, 且两地的植物曾有密切的交流和联系。然而, 多倍体物种对两地植物区系生物多样性的贡献是否相同仍不清楚。我们系统地收集两地已有染色体数目和倍性报道的种子植物物种名录, 共计1,770种, 其中青藏高原高山区774种, 泛北极地区996种; 同时也相应地收集了每个物种的生活型信息。分析显示青藏高原高山区多倍体植物的比例为20.9%, 泛北极地区多倍体植物比例为61.5%; 青藏高原高山区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为20.7%、21.6%和12.8%, 泛北极地区一年生草本、多年生草本和木本植物中多倍体的比例分别为60.2%、65.5%和38.3%。这些结果表明泛北极地区比青藏高原高山区具有较高比例的多倍体物种。青藏高原高山植物区系在渐新世‒中新世之交开始兴起, 此时高原已达到一定高度, 而后的高寒环境相对稳定, 致使多倍体物种相对较少; 而泛北极地区植物区系在3-4 Ma兴起, 此后经历了冰期‒间冰期、海平面波动等反复剧烈的气候环境变化, 可能促进了大量的多倍化事件发生。本研究通过比较青藏高原高山区和泛北极地区植物多倍体物种的比例, 揭示了两地多倍体比例差异的可能原因, 将提高对多倍体适应极端环境的理解。     

禾本科三倍体: 形成、鉴定与利用

禾本科三倍体的形成途径包括2n配子融合、倍性间杂交、多精受精和胚乳培养。其中, 2n配子融合和倍性间杂交分别为自然界和人工合成三倍体的主要途径。该文介绍了形态学观测、染色体分析、流式细胞术和分子标记等倍性鉴定方法在禾本科三倍体中的应用及其优缺点。目前, 三倍体在禾谷类作物中无直接应用价值, 但可作为通往多倍体、非整倍体和转移异源基因的遗传桥梁。多年生禾本科三倍体(特别是异源三倍体)在饲草或能源作物中已得到广泛应用, 在该类型禾本科作物中均可直接尝试三倍体育种。多倍体的三倍体育种和无融合生殖三倍体育种可作为未来禾本科三倍体的研究方向。三倍性胚乳培养可以一步合成三倍体, 多精受精可以实现遗传上3个不同基因组的一步融合, 在三倍体研究中应予以重视。鉴于2n配子融合、多精受精的稀有特性和倍性间杂交、胚乳培养频繁的染色体变异, 高通量三倍体鉴定技术的发展将是三倍体研究实现突破的关键。     

人类染色体数目畸变类型和机理

正常人体细胞中有４６条染色体,其中２３条来自父方,另２３条来自母方,即含有两个染色体组,称为二倍体（２ｎ）。每号染色体都是成对存在的,如果某号染色体出现了单条、多条或染色体组成倍地增减,将形成染色体数目畸变。１　畸变类型１．１　整倍性变异　即染色体组成倍地增减,若整个染色体组增加可形成多倍体,整个染色体组减少则形成单倍体。在人类中,单倍体或四倍以上的多倍体尚未见报道,三倍体和四倍体多发现于自然流产的胎儿中。１）三倍体　三倍体细胞中有３个染色体组（３ｎ）,即每一号染色体都有３条（３ｎ＝６９）。人类…     

二倍体和四倍体鲫鲤杂交品系中基因组不兼容特性研究

正自然界中存在大量的多倍化植物,在有花植物中,大约70%都是多倍体。而在现生脊椎动物中仅有部分鱼类、两栖类和爬行类中存在多倍体现象。为何多倍体脊椎动物数目远比多倍体植物较少至今仍是个谜。传统的解释有性别决定障碍、生理和发育限制(特别是细胞核-细胞质之间的相互作用和关联因素)、基因组休克或者剧烈的基因组重新构建等原因。杂交及多倍化会引发大量的遗传水平的基因组失衡现象,如非正常的四价染色体、剂量补偿失衡、高频率的DNA突变和重组,以及非孟德尔式遗     

植物多倍体研究的回顾与展望

多倍化是促进植物进化的重要力量。多倍体主要是通过未减数配子融合,体细胞染色体加倍以及多精受精三种方式起源的。其中,不减数配子是多倍体形成的主要机制。三倍体可能在四倍体的进化中起了重要作用。过去认为多倍体只能是进化的死胡同,现在发现很多多倍体类群都是多元起源的而不是单元起源的。当多倍体形成后,基因组中的重复基因大部分保持原有的功能,也有相当比例的基因发生基因沉默。多倍体通常表现出不存在于二倍体祖先的表型,并且超出了其祖先的分布范围,因为在多倍体中发生了很多基因表达的变化。主要从多倍体的起源、影响多倍体发生的因素及多倍体基因组的进化等方面回顾并展望多倍体的研究。     

广藿香毛状根多倍体诱导及其植株再生

为了提高药用植物广藿香的次生物质广藿香醇含量,采用秋水仙素人工诱导染色体加倍技术,进行了广藿香毛状根多倍体诱导及其植株再生、倍性鉴定和挥发油组分广藿香醇含量的测定。结果表明,广藿香毛状根多倍体诱导的最佳条件为0.05%秋水仙素处理36 h,其多倍体诱导率可达40%以上;经秋水仙素加倍的广藿香毛状根在MS+6-BA 0.2 mg/L+NAA 0.1 mg/L培养基中培养60 d后可获得毛状根多倍体再生植株。与对照(二倍体植株)相比,广藿香毛状根多倍体再生植株根系更发达、茎更粗、节间变短、叶片的长度、宽度和厚度均较二倍体明显增大。根尖细胞染色体压片观察证实,所获得的广藿香毛状根多倍体再生植株为四倍体,其根尖细胞染色体数约为128;同时,其叶片的气孔保卫细胞体积及其叶绿体数目均约为对照的两倍;但其气孔密度则随着倍性增加而下降,二倍体植株叶片的气孔密度约为四倍体植株叶片的1.67倍。GC-MS测定结果表明,广藿香毛状根多倍体再生植株的广藿香挥发油组分广藿香醇的含量为4.25 mg/g干重,约为二倍体植株的2.30倍。该结果证实毛状根多倍体化可提高药用植物广藿香的广藿香醇含量。     

对食性分类的商榷

昆虫的食性很复杂,但目前常用的分类,是按昆虫所取食物的性质分为:植食性、肉食性和杂食性。取食活植物的为植食性,取食动物的为肉食性,既能取食动物又能取食植物的为杂食性。植食性昆虫,又以选择食物种类多寡而分为单食性,寡食性和多食性。昆虫仅取食一种植物的为单食性。寡食性是指以某一类群的植物为食的昆虫。多食性是以多种不同类群的植物为食的昆虫。     

mTOR／4E—BP1参与诺考达唑诱导的Dami细胞多倍体化调控

目的：多倍性是物种形成的重要机制,决定一些重要器官细胞产生的数量和功能,而且与某些病理过程（如恶性肿瘤）的发生有密切关系。我们通过建立相对同步化的多倍体细胞模型,已经证实mTOR／S6K1参与多倍体细胞周期的调控。本课题主要研究roTOR下游的另一个重要信号分子4E-BP1是否也参与细胞的倍体化调控。方法：诺考达唑诱导Dami细胞建立相对同步化的多倍体细胞模型,Western-blot分析多倍体细胞模型中mTOR／4E—BP1通路信号分子表达和磷酸化修饰位点的变化,流式细胞仪双荧光分析4E—BP1不同结构域磷酸化位点修饰与细胞周期各时相的关系。结果：诺考达唑诱导的Dami细胞可作为相对同步化的多倍体细胞周期模型,在二倍体和多倍体细胞周期中,mTOR表达增加及第2448位丝氨酸位点磷酸化发生在G1期进入S期,4E—BP1的第37,46位苏氨酸和第65位丝氨酸位点磷酸化发生在G2／M期。结论：mTOR／4E-BP1通路参与多倍体细胞周期的调控。     

铁角蕨科的多倍化与物种多样性形成

铁角蕨科植物约800种,广布世界各地,主产热带和亚热带地区。本文统计了铁角蕨科188种植物的细胞学资料,发现167种植物具有多倍化现象,占总种数的88.8%,表明该类群植物中普遍存在多倍化事件。具有多倍化现象的物种中,90种只有1种细胞型,占总种数的47.9%;77种具有种内多倍性,即种下存在多个细胞型组合,占总种数的41.0%。多倍体细胞倍性极其丰富,有三倍体、四倍体、六倍体、八倍体、十倍体、十二倍体以及十六倍体。本文还对铁角蕨科多倍化现象与其物种多样性形成的关系进行了讨论,同时对铁角蕨科多倍化研究中存在的问题进行了探讨。     

肝细胞多倍化的研究进展

多倍体肝细胞含有两组或两组以上的DNA染色体组,是哺乳动物成熟肝细胞的典型特征。肝细胞多倍化过程首次发生在出生后的肝脏发育过程中,主要由胰岛素-Akt信号通路调控的细胞质不完全分裂导致。随着年龄的增加,多倍体肝细胞的比例还会继续升高,老年小鼠和人肝脏中多倍体肝细胞比例可高达90%和40%。而当肝脏受到肝脏切除、毒性刺激和代谢过载以及氧化应激等病理损伤时,肝细胞多倍化现象会再次发生。但是,当衰老的多倍体肝细胞在年轻小鼠肝脏中发生增殖时,不仅可产生低倍体肝细胞,还可以逆转其衰老特征。生理和病理过程中多倍体肝细胞的生物学功能备受争议,一般认为与细胞的成熟和终末分化、细胞衰老以及疾病有着重要的关系。本文主要阐述正常生理发育和病理条件下多倍体肝细胞形成过程及潜在的生物学意义,以及多倍体肝细胞逆转对临床肝脏疾病研究的可能提示。     

不同倍性猕猴桃的适生区预测及生态位分化

多倍体与2倍体植物之间的生态位分化是多倍体植物成功建立的重要条件。2倍体、4倍体和6倍体猕猴桃分布在不同的地区,目前尚不明确不同倍性猕猴桃之间是否发生了明显的生态位分化,也不明确影响不同倍性猕猴桃生态位的主要环境因子。本研究通过文献查阅和野外调查收集不同倍性猕猴桃的自然分布点,利用最大熵模型预测不同倍性猕猴桃在当前气候条件下的潜在适生区及影响其分布的主导气候因子,并通过生态位一致性检验评估不同倍性猕猴桃间的生态位差异。结果表明: 不同倍性猕猴桃的潜在适生区存在明显差异,2倍体猕猴桃的高适生区集中在海拔较低的湖南丘陵;4倍体猕猴桃的高适生区大部分与2倍体重叠,但有部分向贵州北部、重庆东部区域偏移;6倍体猕猴桃的高适生区则集中分布在贵州大部、湖南西北部、湖北西南部和陕西南部。6倍体猕猴桃明显向高海拔、高纬度地区偏移,并且有更广的高适生区面积。生态位一致性检验证明,2倍体与4倍体猕猴桃有重叠的生态位,而2倍体与6倍体、4倍体与6倍体猕猴桃之间均发生了明显的生态位分化。最冷月最低温(Bio6)和最干月降雨量(Bio14)是影响不同倍性猕猴桃生态位分化的主要环境因素。多倍体猕猴桃在较低的Bio6和Bio14下能保持较高的存在概率,表明多倍体猕猴桃能占据低温、干旱的极端生态位。     

基于低拷贝核基因GBBSI的禺毛茛复合体系统进化研究

禺毛茛多倍体复合体及其近缘种系统进化关系复杂,杂交与多倍化现象同时存在。该复合体内高倍性植物的形成及扩散过程仍需进一步研究。首次克隆了毛茛属植物低拷贝核基因颗粒结合型淀粉合成酶 I (GBBSI )基因,并利用其构建禺毛茛多倍体复合体及其近缘种的系统进化树和网状进化关系,进而证明其适合于研究毛茛属植物种下系统发育研究。结果表明：匍枝毛茛与多倍体复合体关系密切,参与了该多倍体复合体的起源和进化;禺毛茛起源于茴茴蒜和卷喙毛茛,扬子毛茛起源于茴茴蒜和匍枝毛茛;在该类群中茴茴蒜是个关键种,它在多倍体复合体中可能起着枢纽基因组的重要作用。