植物分子群体遗传学研究动态

分子群体遗传学是当代进化生物学研究的支柱学科, 也是遗传育种和关于遗传关联作图和连锁分析的基础理论学科。分子群体遗传学是在经典群体遗传的基础上发展起来的, 它利用大分子主要是DNA序列的变异式样来研究群体的遗传结构及引起群体遗传变化的因素与群体遗传结构的关系, 从而使得遗传学家能够从数量上精确地推知群体的进化演变, 不仅克服了经典的群体遗传学通常只能研究群体遗传结构短期变化的局限性, 而且可检验以往关于长期进化或遗传系统稳定性推论的可靠程度。同时, 对群体中分子序列变异式样的研究也使人们开始重新审视达尔文的以“自然选择”为核心的进化学说。到目前为止, 分子群体遗传学已经取得长足的发展, 阐明了许多重要的科学问题, 如一些重要农作物的DNA多态性式样、连锁不平衡水平及其影响因素、种群的变迁历史、基因进化的遗传学动力等, 更为重要的是, 在分子群体遗传学基础上建立起来的新兴的学科如分子系统地理学等也得到了迅速的发展。文中综述了植物分子群体遗传研究的内容及最新成果。     

“银额果蝇及其B染色体研究”获云南省2000年科学技术二等奖

中国科学院昆明动物研究所凌发瑶等 ,在国家自然科学基金、中国科学院院长基金、日本文部省国际研究基金的支持下 ,从群体细胞遗传学和分子遗传学着手 ,对银额果蝇及其Ｂ染色体的起源、进化以及生物学效应等进行了系统深入的研究。发现我国银额果蝇自然群体内存在极其丰富的Ｂ染色体遗传资源 ,并认为这是一种十分难得的可供持续研究Ｂ染色体的最佳动物模型 ;同时还发现了银额果蝇自然群体进化过程中的中间过渡性新核型 ,这一发现对研究果蝇的系统进化以及染色体的进化方式有着重要意义。通过本项研究 ,查明了银额果蝇自然群体内存在Ｂ染色体…     

鱼类线粒体DNA及其研究进展

鱼类是脊椎动物中最原始而在种属数量上又最占优势的类群,其起源复杂,分布广泛,拥有丰富的遗传多样性。鱼类线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)同其他脊椎动物的mtRNA一样,呈共价闭合环状,是细胞核外具自主复制、转录和翻译能力的遗传因子。与核DNA相比,鱼类mtDNA具有分子较小、结构简单、进化速度快、遗传相对独立性和母系遗传等特点,是一个相对独立的复制单位。由于鱼类线粒体DNA具有上述特点,以mtDNA作为分子标记,探讨鱼类的群体遗传结构与系统演化,已成为鱼类分子群体遗传学和系统学研究中的热点。综述了鱼类mtDNA的结构特征、进化和多态性检测方法及其在鱼类分子群体遗传学和鱼类系统学研究中的应用。     

草鱼线粒体型超氧化物歧化酶的生化遗传特性

超氧化物歧化酶 (SOD)是一种对生物细胞保护至关重要、在进化上比较保守的酶。因此 ,超氧化物歧化酶作为分子钟或分子标记已被广泛应用于生物进化研究、群体遗传结构分析以及品系鉴定。但鱼类SOD的生物化学和遗传学特性都尚未进行过系统和深入的研究。为使这一重要的分子标记能更好地应用于鱼类遗传育种、种质资源保护以及进化研究 ,本实验采用聚丙烯酰胺梯度凝胶垂直电泳法 ,研究了草鱼线粒体型超氧化物歧化酶 (fm SOD)的同功酶形式 ,生化遗传表型、亚基组成以及金属类型。实验结果表明 ,草鱼fm SOD有三种不同的同功酶形式 ;按从正极到负极的排列分别命名为fm SOD 1 ,fm SOD 2 ,fm SOD 3。这三种不同的fm SOD在草鱼群体中可构成 3种不同的生化遗传学表型 :表型 1个体只含有迁移率最快的fm SOD 1同功酶 ;表型3个体只含有迁移率最慢的fm SOD 3同功酶 ;而表型 2个体中含有所有三种不同形式的同功酶。在野生草鱼群体中 ,存在所有三种表现型 ;而在基因纯合型的雌核发育草鱼群体中只检测到表型 1和表型 3。野生草鱼群体中三种表现型的个体数之比符合一对等位基因分离的 1∶2∶1孟德尔遗传分离比例。由这些实验结果得出以下结论 :(1 )草鱼fm SOD是由细胞核DNA上的基因所编码而不是由线粒体DNA上的基因所编码的     

遗传学发展潜力巨大

遗传学（ｇｅｎｅｔｉｃｓ）是研究生物遗传及变异规律的学科。是选择和培育动植物及微生物优良种和研究防治遗传性疾病的理论基础。根据研究对象 ,遗传学可分为人类遗传学、动物遗传学、植物遗传学、微生物遗传学等。根据研究的问题和方法 ,又可分为细胞遗传学、生化遗传学、分子遗传学、辐射遗传学、群体遗传学、数量遗传学、医学遗传学、免疫遗传学及行为遗传学等。遗传学发展至当代 ,特别是分子遗传学的成就 ,使人类有能力直接设计自身和其它物种的进化 ,从而使公众对该学科的兴趣空前提高 ,人类将不再只慢慢的等待自然极其缓慢的进化过…     

群体遗传结构中的基因流

群体遗传结构上的差异是遗传多样性的一种重要体现,对群体遗传结构的研究已有较久的历史,而其中的基因流研究近些年来越来越受到重视。它对群体遗传学、进化生物学、保护生物学、生态学有着极其重要的作用。虽然传统的群体遗传学能估测基因流大小,但它的精确性还有很大局限性。随着生物技术的进步,对基因流的研究逐渐向分子水平过渡,应用蛋白质电泳技术、分子标记技术(RAPD、RFLP、VNTR、ISSR、DNA测序等)方法对群体间基因流的流动水平进行了深入细致的研究。通过综述群体遗传结构的几种模式:陆岛模式、海岛模式、阶石模式、距离隔离模式、层次模式,以及在群体遗传结构的几种模式基础上的基因流的研究方法、作用、地位和近些年来研究者的研究成果,并指出了这些方法的局限性。     

系统遗传学与合成生物学——21世纪的生物工程产业化

基因型-表现型复杂生物系统由多基因群调控,细胞发生的信号传导路径、多基因相互作用与细胞系谱定位形成生物系统的结构-图式发生遗传学,但分子、细胞和器官的结构、图式形成机理还不很清楚。复杂生物系统的图式演化是细胞的物种进化、细胞形态发育的细胞发生非线性动力学过程,包括：1）物种基因组结构内等位基因替代构成物种内基因多样性调控;2）物种间进化的基因组结构层次级别的自组织化。系统理论应用于系统生态学（Van Dyne GM．1966）、系统生理学（Sagawa K．1973）、系统心理学（Titchener EB．1992）、系统生物医学（Kamada T．1992）、系统生物学（zieglgansherger W,Tolle TR．1993）、系统生物工程与系统遗传学（Zengg：BJ.1994）的建立,以及遗传学机理的生物系统分析。细胞的基因组结构自组织化形成生物的系统发生,基因组的结构变化形成物种的适应变异,生物体结构的基因组复制与表达的细胞自组织化构成生物个体发生。基于系统遗传学的工程应用,合成生物学探索生物系统泛进化,包括人工生物体的遗传工程、基因调控和仿生智能的纳米生物机器,构成生物系统的人工引导进化。     

江苏省植物细胞遗传学研究回顾与展望

20世纪初"遗传的染色体学说"的提出和证明标志着细胞遗传学交叉学科建立,伴随相关学科的发展,20世纪60年代末期细胞遗传学又与分子遗传学相结合,建立发展了分子细胞遗传学交叉学科。分子细胞遗传学以DNA分子原位杂交技术为核心,不断拓展应用领域,为生命科学研究提供了直观、高效的技术手段。原位杂交技术与基因组、细胞生物学等技术结合,被广泛应用于人类、动物、植物的起源、进化、驯化等基础研究和远缘杂交、染色体工程等应用研究。通过形象地展示DNA、RNA、蛋白质在细胞中的实际位置,揭示DNA序列之间的实际位置和顺序、亲缘物种间的进化关系和结构重排、基因组拼接序列的质量、转录水平RNA和翻译水平蛋白质的位置和数量变化等。江苏省遗传学会会员单位南京农业大学、扬州大学、南京林业大学、江苏师范大学、徐淮地区农科院等自20世纪中期开展细胞遗传学理论技术研究,伴随学科发展不断创新,建立了较完善的分子细胞遗传技术体系,并成功应用于开展植物系统进化、远缘杂交、染色体工程、基因组学等研究,取得了一批研究成果。本文将主要综述江苏省在该领域取得的重要进展,并展望未来发展方向。     

遗传与进化感悟

生命是什么?从生物学的角度来说,生命是生物体所表现的自身繁殖、生长发育、新陈代谢、遗传变异以及对刺激产生反应等的复合现象,即生命是一个物质系统。但如果上升到更高的层面,我觉得生命是一种燃烧着的活力,是一个从生到死、再生再死的过程,并且能通过遗传的方式将这种活力和过程延伸下去。这种"延伸"不仅能对上一辈的生物体发挥着承接作用,而且能对后一代的生物体发挥着引导作用,故生物能够在遗传过程中得到不断的进化和发展。本文将从四个角度阐述生物的遗传和进化特性。     

陕西省遗传学会召开“二大”及学术讨论会

1984年12月6 a到9 F1,陕西省遗传学会举行了第二次代表大会暨学术讨论会。大会总结了第一次代表 大会五年来的工作。会上交流论文96篇,研究对象多种多样,内容广泛,有分子遗传、细胞遗传、体细胞杂交、 辐射遗传以及染色体工程等;一些课题研究已由细胞、亚细胞水平深人到分子水平。研究手段也有了提高,电子 计算机等新技术开始运用于遗传学研究。     

转基因动物的基础与应用研究

转基因动物研究的基础：１．经典遗传学：揭示了遗传基因的染色体几何位点与生物表型性状的形式对应关系。生物个体体现为物种内全套基因不同等位基因的组合。２．分子遗传学：阐明了基因到性状是核酸到蛋白的信息流调控过程,即操作结构模型和中心法则的研究范畴。３．结构遗传学：基因组结构（遗传语法）、功能（发育调控）与演变（物种进化）过程构成物种进化与发育自组织的结构遗传学基础。进化是基因组的信息化增长结构化分层、     

多位点DNA指纹技术在保加利亚普通田鼠中的应用探讨

DNA指纹是一种重要的现代分子遗传学标记技术（Jeffreys et al．,1985）,它所揭示的是生物体大量的、无遗传编码信息的、具有高度多态性的卫星DNA（Chen,1996）。这些DNA序列往往占据了生物体基因组总量的80％以上,由于它不编码蛋白基因,在系统发育过程中,通常不被自然选择和人工选择,使得生物变异积累形成个体基因组间的巨大差异。因此,DNA指纹受到生物学家的青睐,以用于生物个体和群体的基因组分析（Burke and Bruford,1987;Buitmap et al．,1991;Weising et al．,1995）。     

脊椎动物线粒体DNA的进化遗传学

近年来,在分子进化遗传学研究中又产生出一个新的生长点,这就是线粒体DNA(mtDNA)的进化遗传学研究。因为mtDNA结构简单,与拥有4×10~8到4×10~(11)个碱基对的多细胞动物的核基因组相比,比其最小者小25000倍;在不同物种间,mtDNA上的基因成分相对稳定,很少受到序列重排的影响;另一方面,mtDNA又具有广泛的种内和种间多态性,且为母性遗传,在亲缘关系相近的物种间其进化速度比核基因快,因而它为从分子水平上研究种群遗传学和进化遗传学提供了理想的研究对象。     

上皮细胞转分化及其表观遗传学调控

上皮细胞转分化现象及其与疾病发生发展的关系,近年已成为细胞生物学、免疫学等多学科关注的聚焦点。转分化作为细胞分化发育的基本生物学现象,存在于机体诸多生理病理过程,也受表观遗传学的调控。相对于经典遗传学而言,表观遗传学作为一门新兴学科,其为生物体的基因表达调控及遗传现象提供了新的理论阐释。现知,DNA甲基化、组蛋白修饰及非编码RNA等均可导致上皮细胞基因发生表观遗传改变,与上皮细胞转分化的发生发展密切相关,并在该过程中发挥重要的调控作用。进一步阐明细胞转分化的分子基础及其表观遗传学调控机制,将有助于认识生命现象基本过程,并可为炎症性疾病、自身免疫病、器官纤维化,以及肿瘤发生与转移等机制的研究与防治,提供新的思路和应对策略。对上皮细胞转分化与表观遗传学调控关系作一简述。     

群体遗传学研究中STR数据的统计方法应用

STR作为遗传多态性较高的标记, 被广泛地运用于群体遗传学的研究。对于STR分型产生的基因型频率及等位基因频率数据, 文章总结了各种参数指标的计算及分析方法。其中参数指标包括杂合度、多态信息量、连锁不平衡系数、近交系数、遗传距离以及固定指数等; 分析方法包括主成分分析、系统发生树、分子方差分析、R矩阵、地理信息系统以及空间自相关分析。通过这些参数指标及分析方法的使用, 可以既直观又科学地揭示群体遗传结构、群体间遗传分化以及人类起源与进化等群体遗传学中研究的关键问题。     

植物病原物的群体遗传学

品种单一化、生产密集型和一年多茬的现代农业特点导致病原物呈现出进化速度加快、致病力增强及流行风险增大趋势。深入研究病原物群体遗传学对认识病害的流行、有效选育和使用抗性品种乃至控制病害具有重要意义。文章阐述了植物病原物群体遗传学的研究目标和内容、突变、基因迁移、基因重组、随机遗传漂变和自然选择5大遗传机制在植物病原物进化过程中的作用,以及目前植物病原物群体遗传学研究的现状。     

植物病原物的群体遗传学

品种单一化、生产密集型和一年多茬的现代农业特点导致病原物呈现出进化速度加快、致病力增强及流行风险增大趋势。深入研究病原物群体遗传学对认识病害的流行、有效选育和使用抗性品种乃至控制病害具有重要意义。文章阐述了植物病原物群体遗传学的研究目标和内容、突变、基因迁移、基因重组、随机遗传漂变和自然选择5大遗传机制在植物病原物进化过程中的作用, 以及目前植物病原物群体遗传学研究的现状。     

分子系统学研究进展

分子系统学 ( molecular systematics)是近 30年发展起来的一门综合性前沿学科 ,它在分子水平上对生物进行遗传多样性、分类、系统发育和进化等方面的研究 ,其研究结果对于保护生物多样性 (尤其是遗传多样性 ) ,揭示生物进化历程及机理具有十分重要的意义。1　分子系统学的定义及发展简史分子系统学是通过检测生物大分子包含的遗传信息 ,定量描述、分析这些信息在分类、系统发育和进化上的意义 ,从而在分子水平上解释生物的多样性、系统发育及进化规律的一门学科。它以分子生物学、系统学、遗传学、分类学和进化论为理论基础 ,以分子生物学…     

Wnt信号通路对细胞增殖的调控

Wnt信号通路是一种在进化上高度保守的信号通路,在机体细胞的生长、发育以及代谢平衡等过程中发挥重要作用。细胞增殖是生物体生长、发育和遗传的基础。许多研究发现,Wnt信号通路中关键分子的变化会促进或抑制细胞增殖。现综述Wnt信号通路的组成、调控机理以及Wnt信号通路对细胞增殖的调控,并讨论基于Wnt信号通路影响细胞增殖的理论开发治疗癌症药物的可能性。     

异源四倍体鲫鲤群体遗传多样性的RAPD分析

湖南师范大学和湘阴县东湖渔场合作,经过10多年的研究,获得了两性可育的异源四倍体鲫鲤群体1—7,目前已经繁殖到了F14。异源四倍体鲫鲤具有4套染色体(4n=200),它们的遗传多样性水平怎么样?这是关系到异源四倍体鲫鲤这一新的种质资源能否生存和进化的问题,有必要从分子水平进行深入的研究。随机扩增多态DNA(Random Am-plified Polymorphic DNA,RAPD)是建立在PCR基础之上的一种DNA分子标记技术8,具有简便、快速、实验成本低等特点,因此被广泛应用于物种的遗传多样性分析、亲缘关系的探讨和系统进化等方面的研究9—15。本研究采用RAPD技术,检测了异源四倍体鲫鲤群体的遗传多样性水平,以期为异源四倍体鲫鲤的人工繁殖、种群复壮以及种质资源保护提供DNA水平上的依据。