几类“无线粒体”原生动物进化地位的探讨

以贾第虫、毛滴虫、内变形虫和微孢子虫等为代表的几类寄生原生动物曾因为“无线粒体”, 再加上其他一些似乎介于原核和真核细胞之间的原始特点和分子系统树中它们往往处在真核生物的最基部等证据, 而被有些人认为是目前已知的一类最原始的真核生物类群——Archezoa, 其进化地位应该是处在真核细胞通过“内共生”产生线粒体之前的极早阶段. 这一观点一度被部分学者认为对探讨真核细胞(生物)的起源、进化极为重要, 是进化生物学上的重要突破. 然而, 近年来不断有研究对此提出质疑. 我们首先扩增、测序并鉴定了蓝氏贾第虫、阴道毛滴虫和痢疾内变形虫的DNA拓扑异构酶Ⅱ序列, 再结合GenBank数据库中已有的脑炎微孢子虫和其他一系列处在不同进化地位的真核生物的相应序列数据, 用多种方法构建出分子系统树, 对这些“无线粒体”原生动物的进化地位进行了探讨. 结果表明, 由于DNA拓扑异构酶Ⅱ的特点和可以克服“长枝吸引”等以往分子系统分析中的不足, 所构建的系统树不仅能有效地反映出已普遍接受的真核生物各主要类群的系统关系, 而且显示出这些“无线粒体”原生动物不同于以前系统树所推测的进化地位: 它们并非是最早分支出来的真核生物, 而是在具有线粒体的生物如动基体类或菌虫类等之后才分化的、分别属于不同进化地位的类群. 结合近来在它们中发现了类似线粒体细胞器的证据, 我们认为这些“无线粒体”的原生动物虽然其中有些种类(如以贾第虫为代表的双滴虫类)进化地位很低等, 但总体上并非过去所认为的那么极端原始, 它们应该是线粒体产生之后因适应长期的无氧条件下的内寄生生活方式才分别分化出来的多源发生的不同生物类群.     

用于灵芝属10个物种快速鉴定的DNA条形码筛选与验证

灵芝栽培品种常出现同名异物或同物异名的现象,依赖于灵芝的形态学特征鉴定物种的传统分类方法不足以鉴定物种的种间和种内差异。为开发简便而准确的分子水平灵芝属物种鉴定方法,以常用于种属鉴定的核糖体内转录间隔区（ITS）、微管蛋白基因（β-tubulin）片段、大亚基核糖体DNA(LSU)片段和基因编码RNA聚合酶Ⅱ第二大亚基（RPB2）片段4个DNA条形码,对灵芝属10个物种的44份菌株进行PCR扩增和测序,比较4个条形码的扩增成功率和变异率,根据种内、种间遗传距离差异分析筛选特异性的DNA条形码间隔（DBG）,并利用单独及联合条形码构建系统发育树验证筛选的DBG鉴定灵芝属物种的准确性。研究结果表明：β-tubulin和LSU片段的PCR扩增成功率均达100%,ITS和RPB2片段分别为95.35%和90.91%;对比ITS和LSU片段,β-tubulin和RPB2片段的种内最大遗传距离分别小于各自的种间最小遗传距离,存在明显的DBG,有利于准确对物种进行种间鉴定;利用ITS、β-tubulin和RPB2片段分别构建的系统发育树均能使灵芝属10个物种的所有个体聚为1个单系分支,而LSU片段不...     

干扰对动物传播森林植物种子有效性影响的研究进展

干扰在森林生态系统中普遍存在,并影响森林的更新和演替.动物传播种子是种子更新的必经阶段,其对森林干扰的响应在一定程度上能够预测未来的森林群落组成和结构变化,对于明确森林演替方向具有重要意义.本文论述了森林干扰对动物传播种子有效性(包括动物传播种子的数量和质量)影响研究的生态学意义,全面揭示了自然干扰(火干扰、林窗干扰等)和人为干扰(生境破碎化、狩猎、采伐等)对动物传播种子数量、传播距离以及传播后幼苗更新影响的研究进展,指出干扰通过影响动物种群动态,进而造成动物传播种子数量发生了改变,动物传播种子的距离对干扰的响应基本表现出轻微负相关;干扰对传播后幼苗更新的影响结果因干扰类型的不同而复杂多变,干扰迹地环境因子的变化也影响着传播后的种子萌发和幼苗更新.干扰对动物传播种子有效性影响研究中存在的问题,主要表现为火干扰迹地恢复过程、增益性的干扰(如抚育、间伐、林窗)等对种子传播有效性影响研究的匮乏,以及忽略了温带森林内的干扰对动物传播种子的影响等.今后,应开展干扰对种子传播有效性的长期研究;对于干扰多发地带的森林,应高度重视增益性干扰影响动物传播植物种子的研究.     

青藏高原东部地区田鼠物种的分子鉴定

以线粒体细胞色素b基因序列（Cyt b）为分子标记,结合系统发育分析（最大似然法和贝叶斯法）和遗传距离统计（JC遗传距离模型）等方法,分析青藏高原东部地区田鼠类动物的物种组成和地理分布特征。从16个样点共采集到189个田鼠样品,成功获得所有个体的Cyt b全序列,长度为1 143 bp,共检测到248个变异位点和65个单倍型。系统发育分析显示,最大似然树和贝叶斯树的结构基本一致,将65个单倍型分为三组（G1-G3）,分别与已知的柴达木根田鼠（Microtus limnophilus）、青海松田鼠（Neodon fuscus）和高原松田鼠（N. irene）聚为单系群,支持率都为100%。遗传距离统计显示,G1、G2、G3组内两两单倍型之间的遗传距离范围分别为0.09%~3.04%、0.09%~0.70%、0.18%~1.95%;同时,G1与柴达木根田鼠参考序列之间、G2与青海松田鼠参考序列之间、G3与高原松田鼠参考序列之间遗传距离范围分别为0.61%-2.49%、0.53%-0.97%、1.77%-2.22%。结合系统发育和遗传距离分析结果,本研究中采集到的田鼠个体可以鉴定为3个物种：柴达木根田鼠（n = 135）、青海松田鼠（n = 30）和高原松田鼠（n = 24）。其中,柴达木根田鼠分布最广（10个地点）,青海松田鼠（4个地点）和高原松田鼠（3个地点）的分布区则相对狭小;3种动物在分布区上重叠度很小,仅河南县同时发现有柴达木根田鼠和青海松田鼠分布。研究表明,青藏高原东部地区至少有3种田鼠分布,种间遗传界限清晰,空间分布具有一定规律性。研究结果为了解青藏高原东部地区田鼠类动物的物种分布提供可靠的基础资料,同时,为这一地区的田鼠类动物的分子鉴定方法提供参考。     

耻垢分枝杆菌宿主整合因子(IHF)对DNA拓扑结构的影响

结核分枝杆菌(Mycobaterium tuberculosis)是结核病的病原菌,每年导致数百万人死亡.对于分枝杆菌基本生物学特性的研究有助于新的药物及治疗手段的研发.耻垢分枝杆菌(M.smegmatis)是分枝杆菌属中的一种非致病菌,与结核分枝杆菌亲缘关系较近,是实验室常用的研究分枝杆菌的模式菌种.分枝杆菌主要编码三种染色质蛋白,类组蛋白HU、Lsr2和宿主整合因子IHF.为研究IHF在染色体包装中的作用,我们在大肠杆菌中表达、纯化了耻垢分枝杆菌IHF蛋白(MsIHF),并对其影响DNA拓扑结构的性质进行了系统分析.体外研究的结果表明,MsIHF以同二聚体的形式存在,其对负超螺旋DNA具有一定的结合偏好性,同时,该蛋白可以有效地固定DNA负超螺旋.进一步的研究表明,MsIHF可以调控拓扑异构酶的活性.MsIHF的结合明显地抑制拓扑异构酶Ⅰ的松弛活性,而与此相反,该蛋白可以轻微地促进旋转酶引入DNA负超螺旋的能力.以上结果提示,MsIHF可能通过调控拓扑异构酶的活性影响染色体DNA的结构,进而调控其包装.     

TAC方案联合西黄丸对Ⅲ期乳腺癌患者P53, HER-2及TOPⅡ水平的影响

目的:研究TAC方案联合西黄丸对Ⅲ期乳腺癌患者P53、HER-2、TOPⅡ影响。方法:回顾性分析2014年3月至2016年2月在本院进行治疗的ⅡI期乳腺癌患者78例,根据治疗方法分为对照组和观察组。对照组患者采用TAC方案治疗,观察组患者采用TAC方案联合西黄丸治疗。评价两组患者的临床疗效、治疗前和治疗后P53基因(P53)、人表皮生长因子受体-2(HER-2)、拓扑异构酶Ⅱ(TOP-Ⅱ)表达情况,以及雌激素水平。结果:观察组总有效率显著高于对照组(P0.05)。观察组和对照组的P53水平比较无显著性差异(P0.05)。观察组HER-2、TOP Ⅱ阳性表达率显著低于对照组(P0.05)。治疗后,观察组促黄体生成素(LH)、促卵泡生成素(FSH)水平显著高于对照组(P0.05),血清雌酮(E1)、雌二醇(E2)水平显著低于对照组(P0.05)。结论:TAC方案联合西黄丸治疗ⅡI期乳腺癌可有效改善患者雌激素水平,降低HER-2及TOPⅡ阳性表达率,值得推广应用。     

原钙粘蛋白基因簇调控区域中成簇的CTCF结合位点分析

哺乳动物中原钙粘蛋白(Protocadherin, Pcdh)基因簇包含50多个串联排列的基因,这些基因形成3个紧密相连的基因簇(Pcdhα、Pcdhβ和Pcdhγ),所编码的原钙粘蛋白质群在神经元多样性(Neuronal diversity)和单细胞特异性(Single cell identity)以及神经突触信号转导中发挥重要作用。前期的工作已证实转录因子CTCF(CCCTC-binding factor)与CTCF结合位点(CTCF-binding site, CBS)的方向性结合能够决定增强子和启动子环化的方向以及其远距离交互作用的特异性,并进一步在Pcdh基因座(Locus)形成两个(Pcdhα和Pcdhγ)染色质拓扑结构域(CTCF/cohesin- mediated chromatin domain, CCD),而且染色质拓扑结构域对于控制基因表达调控至关重要。本文通过生物信息学方法对比人类和小鼠序列,发现Pcdhβγ染色质拓扑结构域调控区域中的DNase I超敏位点(DNase I hypersensitive sites, HSs)较为保守。染色质免疫沉淀及大规模测序实验(Chromatin immunoprecipitation and massive parallel sequencing, ChIP-Seq)揭示CBS位点在Pcdhβγ调控区域中成簇分布并且具有相同的方向。凝胶电泳迁移实验(Electrophoresis mobility shift assay, EMSA)确定Pcdhβγ调控区域内具体的42 bp CBS位点并且发现一个CTCF峰包含两个CBS位点。在全基因组范围内,运用计算生物学方法分析CTCF和增强子、启动子等调控元件的关系,发现CBS位点在调控元件附近有较多分布,推测CTCF通过介导增强子和启动子的特异性交互作用,在细胞核三维基因组内形成活性转录枢纽调控基因精准表达。     

塔克拉玛干沙漠南缘三种防护林植物根系构型及其生态适应策略

采用全根挖掘法挖取塔克拉玛干沙漠南缘3种主要防护林植物种——多枝柽柳(Tamarix ramosissima)、梭梭(Haloxylon ammodendron)和新疆杨(Populus albavar. pyramidalis)成年植株根系, 测定并分析了根系构型及其拓扑结构。结果表明: 1)多枝柽柳和梭梭的根系趋向于鱼尾状分支结构, 新疆杨根系为叉状分支结构, 根系分支结构的差异使其资源获取能力和对环境的适应能力有所差异; 2)三种植物最小的根系平均连接长度为33.67 cm, 多枝柽柳和梭梭的根系连接长度大于新疆杨, 增加连接长度对植物在资源贫瘠的沙质土壤环境的生存有利; 3)新疆杨的根系分支率显著高于多枝柽柳和梭梭, 但其对干旱的适应性不如多枝柽柳和梭梭。4)三种植物根系分支均遵循Leonardo da Vinci法则, 且不受根系直径的约束。三种防护林植物在水、养资源获取与土壤空间拓展方面具有差异性, 表明在相似的极端干旱环境中3种植物采取了不同的生态适应策略。     

人为干扰对黑腹滨鹬觅食行为的影响

2003年11月至2004年3月,采用目标动物取样法和人为干扰实验法,于浙江省乐清湾滩涂进行人类活动对黑腹滨鹬(Calidrisalpina)觅食行为影响的研究。取样观察结果表明,在每天沿海堤可观察黑腹滨鹬持续觅食的1h里,96.6%的黑腹滨鹬在35m或更小的距离上通过奔跑或惊飞对人类的活动作出反应;黑腹滨鹬花费90%(人类较多的盐盆滩涂为85%,较少的乐成滩涂为94%)的时间觅食,10%的时间用于避免人类的干扰;人数、人类活动类型对觅食时间具有显著影响,人数、人离黑腹滨鹬的距离、人类活动类型对黑腹滨鹬移动的距离、移动的次数以及黑腹滨鹬对人类靠近的反应均具有显著效应。人为干扰最小接近距离实验结果表明,黑腹滨鹬对人类反应的距离在3～30m;干扰人数为1人时的最小接近距离显著大于2人;人类行走和奔跑的两种活动类型对黑腹滨鹬的最小接近距离没有显著影响。本研究验证了滨鸟觅食区内的人为活动严重影响黑腹滨鹬觅食行为的假设。     

长白山阔叶红松(Pinus koraiensis)林种子雨组成及其季节动态

为了解阔叶红松(Pinus koraiensis)林的种子雨组成及其在时间和空间上的动态变化,在长白山阔叶红松林25 hm2样地内,设置了150个种子收集器,收集掉落于种子收集器中的果实、种子等.所有收集到的样品分别鉴定其种类并分为成熟种实、未成熟种实、花序和果实或种子碎片及其附属物4类,计算各类别的数量,而后分别烘干秤重.从2005年6月到2006年11月,共收集到隶属11科12属20种的种实及其生殖器官残体.累计收集到121291粒种实,其中成熟种实23147粒,仅占所有种实总个体数的19.1%.种实数最多的树种是紫椴(Tilia amurensis)和水曲柳(Fraxinus mandshurica),两个树种种实的个体数占总个体数的90%.对2006年5月～11月种子雨季节动态的分析发现:种实在7月中旬至10月下旬数量极大,但主要由未成熟种实组成;在10月中旬出现成熟种实散落高峰,但未成熟种实仍占一定的比例.按每个收集器收集到的成熟种实数统计,成熟种实数量在100～200之间的收集器数量最多.按每个收集器收集到的树种数统计,收集器中最多收到的树种数为7,树种数为3和4的收集器个数最多.对6个主要树种成熟种实所在收集器的空间分布进行分析发现,紫椴和水曲柳的成熟种实在整个样地都有分布,春榆(Ulmus japonica)、糠椴(T. mandshurica)、色木槭(Acer mono)和假色槭(A. pseudo-sieboldianum)则只在样地的局部区域收集到成熟种实.成熟种实的空间分布与母树的空间分布大都表现出明显的相关性,表明这些树种的成熟种实并没有扩散到离母树较远的距离.