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。     

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…     

昆虫非遗传多型性研究进展

非遗传多型性是指同一基因型或同一基因组通过外界环境诱导可产生两种或者多种不连续表型的现象。该现象在昆虫中已有报道,如变态、季节性非遗传多型、社会性昆虫的等级制等。昆虫通过非遗传多型性做出应答,通过表型改变来适应环境并利用周围环境物质以达到躲避天敌从而进行生存繁衍的目的。因此,非遗传多型性是昆虫种类繁多、数量庞大的主要因素之一。近几十年来,非遗传多型性日益受到广泛关注,从最初对现象的描述,到诱导该现象产生的可能因素的实验验证,至目前大数据时代下利用二代测序技术、基因敲除和RNA干扰等技术揭示其分子机制。本文对近年来非遗传多型性在昆虫中的研究进展进行了总结,并对未来的趋势进行了展望。     

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。     

金丝猴属物种高海拔适应遗传机制

正金丝猴属(Rhinopithecus)属于灵长目、猴科、疣猴亚科,是亚洲疣猴亚科中特化程度最高的一个类群。金丝猴属包括5个近缘物种:滇金丝猴(R.bieti)、怒江金丝猴(R.strykeri)、川金丝猴(R.roxellana)、黔金丝猴(R.brelichia)和越南金丝猴(R.avunculus)。所有物种均被列为红色物种名录濒危物种。除了重要保护生物学价值,金丝猴属物种还发展出以树叶为食的特化食性,而且占据了从低海拔到高海拔的生境类型(800~4500 m)。黔金丝猴和越南金丝猴     

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。     

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。     

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。