昆虫翅型分化的表型可塑性机制

翅多型现象在昆虫中广泛存在,是昆虫在飞行扩散和繁殖能力之间权衡的一种策略,对种群的环境适应性进化具有重要的意义。目前在植食性昆虫中研究较多,有关寄生蜂的翅型分化鲜见报道。综述了昆虫翅型分化的表型可塑性机制。遗传因素和环境因素均对昆虫翅的发育产生影响,基因型对翅型的决定具有显著作用,外界环境条件,包括温度、光周期、食物质量、自身密度、外源激素等因素对昆虫翅的发育也产生重要的调节作用,从而产生翅的非遗传多型性现象。此外,天敌的寄生或捕食作用可能会诱导某些昆虫的翅型产生隔代表型变化。对昆虫产生翅多型现象的生态学意义及其在生物进化过程中的作用进行了讨论,并探讨了寄生性昆虫翅型分化机制在生物防治上的可能应用途径。功能基因组学和表观遗传学的进一步发展可望为彻底揭示昆虫翅型分化机制提供新的机遇和技术手段。     

植物表型可塑性研究进展

表型可塑性已成为生态进化发育生物学的核心概念,很大程度上由于植物可塑性研究的主要贡献,但人们仍远未完全了解表型可塑性的原因和结果。从整体角度理出表型可塑性研究发展的基本脉络,介绍研究内容、途径和简史,聚焦于几个主要方面的研究进展及发展方向。现代可塑性研究的兴盛始于关于可塑性的进化学重要性的一篇综述,从现象的描述、对其遗传基础和可塑性本身进化的讨论,发展到探索其背后的发育机制、植物生长与适应策略、生态学影响等。未来可塑性研究应在重新理解和评价表型可塑性及其适应性的基础上,更关注自然条件下环境因子和可塑响应的复杂性。表型可塑性的生态-进化学意义仍将是未来研究的重点。     

生态表观遗传学的研究进展

生态表观遗传学是一门利用表观遗传学的理论知识研究个体表型可塑性、生态互作和不同生境下种群分化、环境适应、物种进化等生态学现象的科学。目前,从分子层面阐明表观遗传机制的研究越来越多,但随着研究体系的逐渐扩大,研究者发现,环境的改变对表观遗传修饰同样发挥重要的作用。高通量测序技术的进步和数学模型的广泛应用为研究表观遗传学在生态环境与物种进化方面所起的作用提供了新的研究思路和方法。本综述回顾了近年来生态表观遗传学最新的实验研究和理论观点,并展望了生态表观遗传学未来的发展前景。     

植物衰老过程中的表观遗传学调控

植物衰老是由内外环境因子共同调节的,发生在细胞、组织、器官和个体等多个层面上的衰退和死亡过程,涉及基因表达、蛋白翻译和修饰水平变化以及多种细胞结构和代谢途径的变化,并与激素和生物/非生物胁迫的应答等过程形成复杂的调控网络。近年的研究表明,表观遗传修饰参与了对植物衰老过程的调节,是除经典遗传学以研究基因序列影响生物学功能之外在非核酸序列改变的情况下导致可遗传的基因表达变化的机制。本文综述了植物衰老过程中表观遗传调控的机理,包括染色质构象变化、DNA甲基化、组蛋白修饰、ATP依赖的重构因子和非编码RNA介导的调控等,并对这一领域今后的发展方向进行了展望。     

花、基因、禾本科

进化发育生物学的一个重要任务就是揭示形态多样性的分子基础,该领域的研究包含形态、形态发育相关基因和形态所属类群等三个要素。花/花序是进化发育生物学研究的首要对象,系统发育重建和个体发育剖析的结合将促进认知花的形态进化。发育相关基因的进化表现为等位基因遗传或表观遗传的突变,基因家族生与死的进化,不同基因组拥有独特的基因。运用形态学或序列分析方法很大程度揭示了禾本科植物花进化过程中的基因进化。试从学科问题、思路方法以及具体例子介绍植物进化发育生物学。     

花、基因、禾本科

进化发育生物学的一个重要任务就是揭示形态多样性的分子基础, 该领域的研究包含形态、形态发育相关基因和形态所属类群等三个要素。花/花序是进化发育生物学研究的首要对象, 系统发育重建和个体发育剖析的结合将促进认知花的形态进化。发育相关基因的进化表现为等位基因遗传或表观遗传的突变, 基因家族生与死的进化, 不同基因组拥有独特的基因。运用形态学或序列分析方法很大程度揭示了禾本科植物花进化过程中的基因进化。试从学科问题、思路方法以及具体例子介绍植物进化发育生物学。     

果蝇中顺式调控序列的进化

顺式调控序列(cis-regularory sequences)是与基因表达调控相关、能够被调控因子特异性识别和结合的非编码DNA序列。顺式调控序列可以通过增减所含转录因子结合位点的数目,重构转录调控网络,以精准调控基因的时空表达模式,从而调控动物的生理和形态表型。顺式调控假说认为顺式调控序列进化是自然界丰富的动物表型进化的主要遗传机制。本文首先简述了顺式调控序列的结构和功能,然后重点讨论了近年来顺式调控序列进化调控果蝇表型进化如刚毛表型进化、色素沉积表型进化和胚胎发育方面的研究进展,阐释了顺式调控序列进化是动物表型进化的主要遗传机制之一。最后本文展望了顺式调控序列未来研究方向,例如应用功能基因组研究、开展ENCODE计划等,为进化发育生物学中顺式调控序列的研究提供了参考。     

对我国分子生态学研究近期发展战略的一些思考

分子生态学是多学科交叉的整合性研究领域, 是运用进化生物学理论解决宏观生物学问题的科学。经过半个多世纪的发展, 本学科已日趋成熟, 它不仅已经广泛渗透到宏观生物学的众多学科领域, 而且已经成为连接和融合很多不同学科的桥梁, 是目前最具活力的研究领域之一。其研究的范畴, 从最基础的理论和方法技术, 到格局和模式的发现和描述, 到对过程和机制的深入探讨, 再到付诸于实践的行动和规划指导等各个层次。分子生态学的兴起给宏观生物学带来了若干飞跃性的变化, 使宏观生物学由传统的以观察、测量和推理为主的描述性研究转变为以从生物和种群的遗传构成的变化和历史演化背景上检验、证明科学假设及揭示机制和规律为主的机制性/解释性研究, 因而使得对具有普遍意义的科学规律、生态和进化过程及机制的探索成为可能。分子生态学已经进入组学研究时代, 这使得阐明复杂生态过程、生物地理过程和适应性演化过程的机制性研究由原来难以企及的梦想变成完全可以实现的探求; 它也带来了全新的挑战, 其中最有深远影响的将是对分子生态学研究至关重要的进化生物学基础理论方面的突破, 例如遗传变异理论、种群分化理论、表观遗传因素的作用, 乃至进化生物学的基本知识构架等等。这些方面的进展必将使宏观生物学迎来一场空前的革命, 并对生态学的所有分支学科产生重大影响, 甚至催生诸如生态表观组学这样的新分支学科。对于中国科学家来说, 分子生态学组学时代的开启, 更是一个千载难逢的机遇, 为提出和建立生命科学的新方法、新假说、新思想和新理论提供了莫大的探索空间——此前我们对宏观生物学方法、理论和思想的发展贡献很小。然而, 限制组学时代重大突破的关键因素是理论、概念、理念、实验方法或分析方法方面的创新和突破, 这正是我国分子生态学研究最薄弱的环节。我国教育部门应尽快调整生命科学本科生培养的理念和方法, 以培养具备突出创新潜力的年轻一代后备人才; 同时, 科研项目资助部门和研究人员不仅应清醒地认识本学科领域的发展态势, 更要及时调整思路, 树立新的项目管理理念和治学 理念。     

蜜蜂级型分化机理

蜜蜂Apis spp.能有效地为多种植物及农作物授粉, 具有重要的经济和生态价值; 蜜蜂作为高度真社会性昆虫, 已成为社会生物学研究的模式生物。社会性昆虫的生殖劳动分工具有重要的进化意义, 而级型分化是形成生殖劳动分工的基础。近年来, 关于蜜蜂级型分化的研究已取得诸多重要成果, 其机理也得到了较为深入的阐释。营养差异引发蜜蜂幼虫的级型分化。蜂王浆中的主要蛋白组分之一--Royalactin是诱导蜂王发育的关键营养因子, 而脂肪体细胞的表皮生长因子受体介导了Royalactin的这种蜂王诱导作用。DNA甲基化是重要的表观遗传机制之一, 且与个体发育和疾病发生紧密相关, 近来的研究表明DNA甲基化在蜜蜂级型分化过程中发挥重要的调控作用。此外, 越来越多的研究进一步深化了人们对内分泌系统调节级型分化作用的认识。本文从关键营养因子调控、 表观遗传调控和内分泌调节3方面综述蜜蜂级型分化的机理, 并对未来的研究提出可能的方向。     

稻褐飞虱成虫的翅二型现象

通过比较褐飞虱长、短翅型成虫的主要生物学和生态学特性,概述了影响翅型分化的外界环境因子和内在的遗传、生理基础,讨论了翅型分化的进化意义。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.