食肉目哺乳动物的系统发育学研究概述

追溯生物界不同生物类型的起源及进化关系,即重建生物类群的系统发育树是进化生物学领域中一个十分重要的内容。食肉目哺乳动物位于食物链顶端,很多成员不仅在我国野生动物保护工作中占有重要地位,而且还是研究动物适应性进化遗传机制的重要模式生物。因而,食肉目物种作为物种资源中的一个重要类群,其系统发育学一直是国内外研究的热门课题。构建可靠的食肉目分子系统树,无疑将具有重要的进化理论意义和保护生物学价值。鉴于目前食肉目各科间系统发育关系仍然处于“广泛争论”的状态,本文将针对食肉目科水平上的系统发育学研究进展,包括来自于形态学特征、细胞学及分子生物学方面的证据,做简要概述,并提出目前研究中存在的问题。这对今后食肉目系统发育方面的进一步研究工作具有指导意义,并为以该类群作为模式生物开展适应性进化研究奠定基础。     

分子生物学技术在双翅目实蝇科昆虫系统发育研究中的应用

分子生物学技术如同工酶电泳、RFLP、RAPD、核酸序列分析、微卫星DNA和探针杂交等,在实蝇科昆虫系统发育研究中具有重要作用。利用这些技术对实蝇种群进行系统发育研究,揭示其亲缘及进化关系,从生命本质上寻找实蝇种群间的内在联系。文章综述上述几种分子生物学技术在实蝇科昆虫核酸结构、种内和种间的亲缘及进化关系等方面的研究进展,分析在应用中存在的问题,展望这些分子生物学技术在实蝇科昆虫系统发育中的应用前景。     

兼性厌氧纤维素菌的分离与系统发育分析*

从四川卧龙中国保护大熊猫研究中心提供的野外放归大熊猫“祥祥”的粪样中,分离到一株产纤维素酶的兼性厌氧菌株。该菌株经初步生理生化鉴定为肠杆菌科沙雷氏菌(Serratia),命名为Serratia JF-1116。用PCR技术扩增了该菌的16S rDNA全序列,并对其进行了克隆和测序,对该序列在GenBank中的BLAST结果表明,所有与该序列高度同源的序列均为肠杆菌科的16S rDNA基因序列,选取同源性高的菌株的16S rDNA基因序列进行系统发育分析,菌株与3株Serr     

蝽类昆虫在地球生命中的主干种演化历程

以支系和进化主干的视角看待某一类群的系统发育地位更有利于将前进进化与分支进化的认识相结合.关于蝽类昆虫在生命树中的支系位置,近年来积累的证据已经在对于若干节点的认识上有了新的观点.随着现生类群生命树的构建以及化石类群与现生类群系统发育关系的整合,每个支系所经过的系统发育历程将逐渐变得清晰,并对相关的个体发育研究具有一定参考价值.本文致力于将近10年来的各种主流意见更迭完整地体现在对于蝽类昆虫支系地位的认识上.     

青海一株蚕豆根瘤菌的鉴定及抗旱性评价

【目的】研究青海干旱地区蚕豆根瘤菌的遗传多样性,获得与蚕豆品种共生匹配且具有耐旱性的根瘤菌株,促进蚕豆耐旱根瘤菌在青海干旱地区生产中的应用。【方法】以分离自青海干旱地区一株菌株QHCD22为材料,利用细菌形态学、生理生化指标鉴定、Biolog细菌鉴定系统、16S rRNA基因序列分析、全基因组分析等进行菌种鉴定和系统发育分析,进一步通过PEG6000模拟干旱胁迫、盆栽回接干旱胁迫处理及旱作田间接种验证试验对该菌株的耐旱性进行综合评价。【结果】QHCD22菌株属快生型根瘤菌属(Rhizobium),Rhizobium indicum种。随着PEG6000模拟干旱胁迫程度的加剧,在−0.6 mPa这一更低渗透势时菌株存活数量增高,浊度由61.48%上升到69.42%,表现出较强的耐旱性。盆栽试验表明,接种根瘤菌处理(NA)的株高、植株鲜干比、根瘤数、根瘤鲜重、叶绿素含量(SPAD)、叶片相对含水量(RWC)、脯氨酸含量(PRO)、超氧化物歧化酶活性(SOD)、根系活力(TCC)均高于不接种根瘤菌处理(NN),并且在正常供水条件下,NA处理的各指标也均高于NN处理。旱作田间验证试验表明接种该菌株显著提高固氮酶活性,青海13号蚕豆根瘤固氮酶活性由不接种的42.07 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到221.78 C₂H₄ nmol/(g·h),青蚕14号蚕豆由40.60 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到109.78 C₂H₄ nmol/(g·h),马牙蚕豆由33.41 C₂H₄ nmol/(g·h)显著增加到643.15 C₂H₄ nmol/(g·h)。接种根瘤菌对于增加产量具有促进作用,其中青蚕14号的增产效果显著,增产幅度达32.3%。【结论】QHCD22菌株可能为快生型根瘤菌属的一个种Rhizobium indicum,具有一定的耐旱性,研究表明接种根瘤菌可以提高蚕豆的耐旱性,尤其对干旱敏感型蚕豆品种增产效果显著,具有潜在的应用前景。     

脊椎动物FoxO基因亚族的进化

本研究以脊椎动物FoxO作为研究对象,选取NCBI上公布的多个FoxO基因编码蛋白的核苷酸序列,重点分析Fox O蛋白质结构和功能的相似性与差异性,重建FoxO基因的系统发育树并进行选择压力分析,对FoxO基因亚族的起源和进化进行研究分析。结果显示:脊椎动物FoxO蛋白间Forhead结构域十分保守但核定位信号区结构差异较明显,尤其是FoxO6蛋白,并且多个磷酸化位点在哺乳动物FoxO6中缺失,削弱核输出信号,但在斑马鱼和原鸡的FoxO6中未缺失这些位点,推测其胞质定位调控作用仍十分重要。FoxO3中多个磷酸化位点可能与寿命延长作用相关。系统发育树表明FoxO1是FoxO基因的祖先基因,不同FoxO基因进化速率不同。选择压力分析结果显示FoxO基因过程每个位点经历不同的选择压,并且获得25个正选择位点,这些正选择位点可能对FoxO不同基因的形成和新功能的产生中具有十分重要的作用。     

热带亚热带26种蕨类植物的吸收根解剖特征

植物吸收根的生理功能是从土壤中吸收水分和营养物质, 研究其解剖结构有助于揭示植物的环境适应策略。热带亚热带地区蕨类植物丰富, 生态和经济价值较高, 但目前对这一重要植物类群的吸收根解剖特征的研究仍然缺乏。该研究测定了分布在热带亚热带地区4种典型森林的共26种蕨类植物吸收根的解剖特征, 分析它们的种间差异, 结合系统发育与全球自然分布区的气候因子解释根系性状的变异。同时, 通过收集亚热带木本被子植物和温带蕨类植物相关的已发表数据, 比较不同类群的根系性状相关关系的差异。结果表明: (1)这些蕨类植物吸收根特征的种间差异显著, 8个根系性状的种间变异系数范围为20.61%-41.75%。(2)除皮层厚度外根系性状无显著的系统发育信号, 说明性状变异受系统发育的影响较小; 气候因子显著影响根系特征, 根直径和皮层厚度随着最干月(季)降水量减少而增大。(3)随着吸收根直径的减小, 亚热带木本被子植物趋于具有更低的皮层厚度/中柱直径比值, 而蕨类植物则相反; 与温带蕨类相比, 该研究中蕨类植物具有更大的根直径、皮层厚度和管胞直径。该研究有助于提高对热带亚热带蕨类植物根系生理生态适应性的认识。     

新疆粉衣科地衣分类学研究

该研究以采自新疆的100余份粉衣科地衣标本为研究材料,通过形态解剖学、地衣化学以及分子生物学的方法鉴定出6个种和1个变种,分别为中央黑瘤衣 (Buellia centralis)、丽黑瘤衣 (B. elegans)、蒙古黑瘤衣 (B. mongolica)、鳞饼衣(Dimelaena oreina)、鳞饼衣白磷变种(D. oreina var. exalbescens)、海登氏多瘤胞 (Diplotomma hedinii)和绿色四孢黑瘤衣(Tetramelas chloroleucus),其中丽黑瘤衣、蒙古黑瘤衣和绿色四孢黑瘤衣为新疆新增粉衣科地衣新记录,至此新疆粉衣科地衣共有6属13种1变种;并提供了新疆粉衣科地衣的分种检索表、物种描述、系统发育分析以及形态解剖结构照片。     

脓肿分枝杆菌MBT结构鉴定与比较演化分析

【背景】作为临床最常见的非结核条件致病分枝杆菌,脓肿分枝杆菌(Mycobacteroides abscessus)因其天然、多耐药等特性成为目前临床治疗的一大挑战。作为分枝杆菌限制性营养元素——铁摄取的关键系统,分枝杆菌素(mycobactin,MBT)、羧基分枝杆菌素(carboxymycobactin,cMBT)与病原分枝杆菌的毒力、耐药等密切相关。【目的】丰富分枝杆菌MBT、cMBT结构数据,探究MBT在致病分枝杆菌起源过程中的演化规律。【方法】在MALDI-TOF-MS与FT-MS/MS解析脓肿MBT、cMBT结构的基础上,进一步开展其活性分析与生物合成基因簇比较基因组分析。【结果】虽然脓肿分枝杆菌MBT、cMBT母核修饰模式与海洋分枝杆菌最相似,R1、R2、R3、R5等位置的修饰完全相同,而且脂肪酸链均位于R4位置;但脂肪酸链长度不同[C10-17 (MBT)、C4-8 (cMBT)],为新结构。Fe-cMBT不仅以浓度依赖方式促进脓肿分枝杆菌生长,而且利用效率显著高于FeCl₃,相关结果表明MBT-cMBT是脓肿分枝杆菌高效获取铁元素的关键系统。与MBT结构结果一致,mbt-1基因簇共线性分析及mbt-1、mbt-2系统发育分析结果均表明脓肿分枝杆菌与海洋分枝杆菌(M.marinum)亲缘关系最近,而非结核分枝杆菌(M.tuberculosis)或耻垢分枝杆菌(M.smegmatis) (基于16S rRNA基因序列分析)。进一步分析发现,M.marinum、M.tuberculosis、M.bovis等病原分枝杆菌脂肪酸链长度变化范围仅4 C,而M.abscessus、M.fortuitum、M.avium和M.smegmatis等条件致病与非致病菌的脂肪酸链长度变化范围为7-11 C,暗示MBT同系物脂肪酸链长度变化范围与分枝杆菌不同生活方式、环境之间可能存在关联。【结论】作为获取铁元素的关键系统,具有独特结构的脓肿分枝杆菌MBT-cMBT在致病、耐药等方面的作用及起源、演化规律值得深入研究。     

红角辉蝽和紫翅果蝽线粒体完整基因组测序及蝽亚科系统发育分析(半翅目: 蝽科)(英文)

【目的】本研究对红角辉蝽Carbula crassiventris和紫翅果蝽Carpocoris purpureipennis完整线粒体基因组测序,以探究蝽亚科(Pentatominae)线粒体基因组特征并重建其系统发育关系。【方法】使用Illumina MiSeq测序平台测定红角辉蝽和紫翅果蝽线粒体基因组全序列,并进行组装和注释。基于这2个种和其他30个蝽亚科分类单元线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的第1和2位密码子以及2个rRNA基因的核苷酸序列,利用贝叶斯和最大似然法重建蝽亚科系统发育树。【结果】红角辉蝽和紫翅果蝽的线粒体基因组全长分别为15 824 和16 575 bp, 包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个控制区。蝽亚科内线粒体基因组基因排列顺序保守且没有发现基因重排。此外,蝽亚科内的碱基组成、密码子使用和RNA结构均较为保守; 控制区重复序列拥有不同的长度、类型和拷贝数。基于贝叶斯法和最大似然法重建的系统发育树显示二星蝽族(Eysarcorini)、果蝽族(Carpocorini)、稻绿蝽族(Nezarini)和Antestiini构成一个稳定分枝。【结论】系统发育分析支持辉蝽属Carbula应属于二星蝽族,而果蝽属Carpocoris、斑须蝽属Dolycoris和珠蝽属Rubiconia同属于果蝽族。