哺乳动物毛色调控机制及其适应性进化研究进展

哺乳动物类群呈现出的丰富毛色是引人注目的一种生物现象,是研究和理解哺乳动物适应性进化的理想模型之一。哺乳动物的毛色多态在躲避天敌、捕食、求偶及抵御紫外线等方面都具有重要作用。哺乳动物毛发的色素化过程由体内黑色素的数量、质量和分布状况所决定。黑色素的形成过程复杂,包括黑素细胞的分化、成熟,黑素体等细胞器的形态发生及黑色素在黑素细胞中的合成代谢和转运等过程;而在细胞色素化的每个阶段/时相都伴随着一些重要功能基因的参与,并通过基因之间的相互作用形成了黑色素生物代谢的复杂调控网络,进而形成不同的毛色有助于哺乳动物适应不同生存环境。对哺乳动物不同毛色形成机制的探究一直以来都是遗传学及进化生物学的重要研究领域和聚焦热点。本文综述了哺乳动物毛色色素化过程的主要分子机制以及毛色适应性进化的遗传基础,以期为哺乳动物毛色多态及其适应性进化的分子机制研究提供参考。     

等位基因杂合子现象及其在系统发育学分析中的研究概述

系统发育研究已是澄清所有进化历史问题的必由之路。选择合适的分子标记以及最大限度地挖掘和利用其所包含的系统发育信息是构建可靠的系统发育树的关键。等位基因杂合子(Intra-individual allele heterozygotes, IIAHs)是核基因内含子作为系统发育研究中的分子标记时常常出现的现象。如何挖掘并利用其中所包含的系统发育信息成为近年来系统发育学的研究热点。文章从此现象的产生、杂合子的分离以及现有的研究方法3个方面详尽概述, 阐述了IIAHs及其在系统发育分析中的最新研究进展。     

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。     

光间受体视黄类物质结合蛋白（IRBP）的研究概况

光间受体视黄类物质结合蛋白 (ＩＲＢＰ)是一种仅在脊椎动物视网膜的光间受体基质 (ＩＰＭ)中发现 ,并由光受体细胞合成并分泌的较大的单亚基糖酯类蛋白 .由于它能够结合各种异构形式和化学形式的视黄类物质和脂酸 ,因而在视循环中作为转移视黄类物质和脂酸的主要运输工具 ,同时也具有保护视黄类物质免于降解和减少视黄类物质潜在的细胞毒性等作用 .除了上述功能外 ,ＩＲＢＰ在调控视黄类物质定位、新陈代谢以及各方面活性等方面也都有不同的特异性功能 ,因而是一种重要的蛋白质成分 .目前对此蛋白质基因结构的研究表明 ,ＩＲＢＰ基因是不包…     

翼手目(蝙蝠)适应性进化分子机制的研究进展

作为哺乳动物第二大目的翼手目(Chiroptera;俗称蝙蝠)在飞行能力、回声定位与听觉系统、食性、冬眠、免疫防御等诸多方面表现出显著而独特的适应性进化,是研究生物对环境适应性进化分子机制的热点模型之一。文章综述了翼手目适应性进化分子机制的研究进展,特别是近年来在基因组水平上开展的相关研究,显示出更为复杂的分子进化模式和功能分化。随着越来越多的翼手目物种基因组数据的产生,将有望揭示新的进化机制,并为后续的功能实验奠定基础,促进人们对翼手目这一类群的认识和了解,同时也为系统认识动物适应性进化分子机制做出贡献。     

核糖核酸酶基因超家族分子进化

核糖核酸酶基因(Ribonuclease A,RNASE A)超家族是进化生物学中研究新基因起源及新功能演变的重要模式系统之一。RNASE A超家族中的很多成员表现出基因复制的进化模式,而且在适应性(正)选择的驱动下,发生了功能分化。文章综述了RNASE A超家族成员在不同动物类群中进化模式的研究进展,包括近年来越来越多在基因组水平上开展的相关研究,显示该基因超家族可能具有比人们以往认识的更为复杂的基因进化模式。随着越来越多动物基因组数据的产生,对更多动物代表类群进行RNASE A超家族研究,将有望揭示新的进化机制和功能分化,为系统认识动物适应进化的遗传机制奠定基础。     

食肉目猫科物种的系统发育学研究概述

猫科动物(Felidae)是食肉目中肉食性最强的一科,其中许多成员是人们最熟悉、最引人注目的动物,也是各地的顶级食肉动物。目前37个现存猫科物种中有36个已经被列为濒危和稀有对象。食肉目猫科物种的进化历史是一个快速辐射和较近时期发生的物种形成事件,使得猫科物种之间系统发育关系的重建非常困难,一直处于广泛争论的状态。构建可靠的猫科系统发育关系,具有重要的进化理论意义和保护生物学价值。文章对猫科物种的系统发育学研究进展,包括来自于形态学特征、细胞学和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。以期对今后猫科物种的系统发育方面的进一步研究工作具有指导意义,并为该类群的生物多样性资源保护提供科学依据。     

系统发育研究中“长枝吸引”现象概述

系统发育研究(phylogeny)不仅有助于重建地球所有生物体的进化历史, 而且还可以揭示进化生物学领域中的一些基本问题。清晰了解各生物物种进化历程及不同物种之间的进化关系, 是进一步研究和探索生物学其他学科的基础。但是现今广泛应用的所有系统发育分析方法都存在一定的局限性, 在一定程度上不能有效消除各种误差, 从而不能客观地处理和分析数据, 也就不能成功重建生物进化历程, 真实反映物种进化关系。系统发育研究中, “长枝吸引” (Long-branch Attraction, LBA)假象是最为困扰研究者的问题。文章从“长枝吸引”问题的产生原由、检测方法以及消除策略等多个方面进行详尽概述, 并通过列举典型实例, 阐述了解决“长枝吸引”问题的途径。     

单分子实时测序技术的原理与应用

单分子DNA测序技术是近10年发展起来的新一代测序技术,也称为第三代测序技术,包括单分子实时测序、真正单分子测序、单分子纳米孔测序等技术。文章介绍了单分子实时(Single-molecule real-time,SMRT)测序技术的基本原理、性能以及应用。与Sanger测序法和下一代测序技术相比,SMRT测序具有超长读长、测序周期短、无需模板扩增和直接检测表观修饰位点等特点,为研究人员提供了新选择。同时,SMRT测序的低准确率备受争议(约85%),其中约93%的错误是插入缺失,因此,其数据应用于基因组组装前需先对数据进行纠错处理。目前,SMRT测序在小型基因组从头测序和完整组装中已有良好应用,并且已经或将在表观遗传学、转录组学、大型基因组组装等领域发挥其优势,促进基因组学的研究。     

人乳铁蛋白基因克隆及细胞表达研究

通过PCR法直接克隆了2.366kb的人乳铁蛋白基因cDNA序列及800bp的山羊β乳球蛋白基因5′ 端调控序列,并连接到表达载体pLNCX中。利用脂质体包裹含人乳铁蛋白基因cDNA的重组质粒pLNCXHLF,并导入到小鼠乳腺癌细胞株MA∕782中,G418及PCR筛选获得阳性单克隆细胞,增殖后,转染细胞利用海藻酸钠固定化包埋培养,经激素诱导,培养液上清通过Western印记检测证明,转染细胞表达并分泌出人乳铁蛋白,分子质量为34kDa;ELISA法测出,每升培养基(含105个细胞)重组蛋白最高表达量为65mg;抗菌实验表明,所获得的重组人乳铁蛋白具有抑制大肠杆菌生长的作用,而且比人乳铁蛋白标准品作用更强。 Abstract:In this paper,we directly cloned 2.366Kb cDNA sequence of human lactoferrin gene and 800bp 5′flank regulatory sequence of β/lactoglobulin gene from goat by PCR,then connected them with the expression vector pLNCX.The recombinant plasmid pLNCXHLF containing human lactoferrin gene cDNA was transfected into mice mammary tumor cell line MA/782 after liposome transinfection.Positive single clone cells were selected with G418 and by PCR.After proliferating,the transfected cells immobilized and cultured in soldium alginate were induced by hormone.The result of Western blotting analysis on cultured cell supernatant shows that transfected cells can express the exogenic gene and secrete hLF protein,whose MW is 34 KD.The highest amount detected by ELISA reached 65mg/l medium/105 cells.The result of antibacterial experiment indicates that the recombinant hLF protein has the effect of inhibiting E.coli proliferation;moreover,its activity is superior to the commercial available hLF′s.