奥陶纪苔藓动物的多样性演变——兼论苔藓动物的起源

苔藓动物是一类多为海生、滤食性的群体生物。奥陶纪是苔藓动物发生、演化辐射和灭绝的重要时期,也是苔虫礁形成的最早时期。已知最老的化石苔藓动物发现于中国特马豆克晚期。构成苔藓动物基本分类框架的狭唇纲(包括变口目、隐口目、泡孔目和管孔目)和宽唇纲(包括窗孔目和栉口目)也都是在奥陶纪时期逐步形成的,其中,变口目出现于特马豆克期Tr2时间段,在弗洛期和大坪期,多样性较低,但从达瑞威尔期开始,经桑比期至凯迪期,多样性不断增高,并出现辐射。隐口目(特别是"双叶类隐口目苔虫")也经历了与变口目相类似的发展过程,但它首次出现的时间要相对略迟于变口目。这两个目在整个奥陶纪苔藓动物群中一直占据主导地位。泡孔目、管孔目和窗孔目,先后首次出现在弗洛期Fl2时间段、大坪期Dp1和Dp2时间段,但它们在整个奥陶纪期间一直处于低多样性态势。至于栉口目,它首次出现的时间可能更迟,在凯迪期Ka4时间段,犹如昙花一现。苔藓动物的演化在接近奥陶纪末时呈两幕式灭绝,一次发生在凯迪期Ka2时间段(可能相当于塔凯和安斯蒂的"拉夫塞伊灭绝"),另一次发生在赫南特期Hi2时间段(可能相当于塔凯和安斯蒂的"赫南特灭绝")。分子生物学和形态学证据表明,苔藓动物属原口动物,而不是以前长期认为的后口动物,或介于原口动物和后口动物之间的过渡类型;而且,苔藓动物与腕足动物、帚形动物之间没有直接的亲缘关系。苔藓动物可能起源于一种叫原内肛动物的生物,它们的目一级分类单元之间的系统发育关系目前尚未形成共识,本文绘制的谱系图还有待于化石记录的不断补充和分子生物学研究的逐步介入以使其日趋完善。     

阿维链霉菌Streptomyces avermitilis碱性脂肪酶LpsA2的表达和酶学性质分析

【目的】本研究将推测的阿维链霉菌(Streptomyces avermitilis)脂肪酶基因lpsA2在大肠杆菌(Escherichia coli)中进行异源表达及系统的酶学性质分析。【方法】提取阿维链霉菌基因组,设计特异性引物,PCR扩增脂肪酶基因lpsA2,使其在大肠杆菌中异源表达,利用6个组氨酸标签纯化脂肪酶LpsA2,并进行酶学性质分析;对LpsA2进行序列比对和进化分析。【结果】氨基酸序列比对显示LpsA2具有脂肪酶典型的由Ser、His和Asp构成的活性部位,即Ser130-Asp221-His25,其中Ser位于保守的五肽结构(Gly128-His129-Ser130-Gln131-Gly132)中;分子系统学分析显示,LpsA2是脂肪酶第一家族亚家族成员(Subfamily I.7);实验测得纯化的重组脂肪酶LpsA2的最适反应pH为8.0,最适反应温度为50℃;最适底物为对硝基苯酚豆蔻酸酯;在10℃-50℃范围内该酶的激活自由能为6.3 kcal/mol;1 mmol/L Co2+、Hg2+、Zn2+可使酶活性提高至250%以上;15%的二甲基甲酰胺和二甲基亚砜使酶活分别提高至110.7%和138%;0.1%和1%的Span-20可使酶活性分别提高至352.7%和189.7%。【结论】本研究对推测的来源于S.avermitilis的脂肪酶基因lpsA2进行了异源表达和酶学功能鉴定,不仅为脂肪酶的研究积累了更多数据,也为具有优良性能的脂肪酶生物工程菌的筛选奠定了基础,更为其在食品加工、药物合成等工业生产中的应用提供了依据。     

基于线粒体16S rDNA序列探讨蛱蝶科(鳞翅目, 蝶亚目)主要分类群的系统发生关系

本文测定了蛱蝶科7亚科27种蛱蝶和斑蝶科2种蝴蝶的线粒体16S rRNA基因部分序列,并从GenBank中下载了6种蛱蝶的同源序列。以斑蝶科的幻紫斑蝶和绢斑蝶作外群,通过遗传分析软件对这些序列进行了比较分析,用邻接法和贝叶斯法重建了蛱蝶科的系统发育树,探讨了蛱蝶科主要类群间的系统发育关系。序列分析的结果显示:经比对处理后获得494bp长度序列,其中有可变位点206个,简约信息位点145个;A T平均含量78.4%,C G平均含量为21.6%,具A、T偏倚性。分子系统树显示:蛱蝶亚科并非单系群;蛱蝶族中眼蛱蝶属应移入斑蛱蝶族;闪蛱蝶和蛱蝶亚科与蛱蝶亚科具有较近的系统关系;结果支持豹蛱蝶和釉蛱蝶合为一亚科即釉蛱蝶亚科;支持将秀蛱蝶和蛱蝶亚科从线蛱蝶亚科中分离出来。     

蜘蛛大壶状腺丝蛋白基因的克隆和原核表达

以悦目金蛛(Argiope amoena)丝腺SMARTRACEcDNA文库为模板进行RT-PCR,克隆了1条大壶状腺丝蛋白(major ampullate spidroin,MaSp)基因cDNA序列。该条cDNA序列编码的氨基酸序列可区分为两部分(1)富含丙氨酸的片段和富含甘氨酸的片段相间排列构成的重复氨基酸序列区,并且富含甘氨酸的片段中有脯氨酸分布;(2)约100个氨基酸残基组成的C末端非重复氨基酸序列区。把MaSp基因cDNA序列亚克隆到质粒pET28b( )中,构建原核表达质粒pET28b( )-MaSp,表达质粒转化大肠杆菌BL21(DE3),用IPTG诱导表达。SDS-PAGE、氨基酸组成测定和N末端氨基酸序列测定的结果表明,表达产物为重组MaSp,表达量约为40mg/L。还对C末端非重复氨基酸序列对重组MaSp在水媒介中溶解性的影响进行了探讨。     

污染对拟寡水螅形态损伤的扫描电镜观察

运用扫描电镜技术对不同浓度梯度的Pb²⁺和Cd²⁺重金属离子处理下的拟寡水螅（Hydra pseudoligactis）形态学变化进行了观察。结果表明：水螅形态变化主要表现为与Pb²⁺和Cd²⁺浓度、水螅世代数目以及离子种类的相关性。与空白对照相比,处理组在Cd²⁺≥0.04 mg·L^-1,Pb²⁺≥0.25 mg·L^-1浓度下时,随着培养世代数目的增加,水螅体表逐渐发生一些不可逆的变化,皮层腐蚀,结构裂解;体壁胚层结构模糊,组织松散,刺丝囊肿胀裸露甚至破裂;上皮肌肉细胞、间细胞、刺细胞等数目减少并变形。同时,Cd²⁺处理组对其形态学的损伤和致畸作用均明显强于相对应世代数的Pb²⁺处理组。     

Cd2+和Pb2+污染对拟寡水螅形态损伤的扫描电镜观察

运用扫描电镜技术对不同浓度梯度的Pb2 和Cd2 重金属离子处理下的拟寡水螅(Hydrapseudoligactis)形态学变化进行了观察。结果表明:水螅形态变化主要表现为与Pb2 和Cd2 浓度、水螅世代数目以及离子种类的相关性。与空白对照相比,处理组在Cd2 ≥0.04mg.L-1,Pb2 ≥0.25mg.L-1浓度下时,随着培养世代数目的增加,水螅体表逐渐发生一些不可逆的变化,皮层腐蚀,结构裂解;体壁胚层结构模糊,组织松散,刺丝囊肿胀裸露甚至破裂;上皮肌肉细胞、间细胞、刺细胞等数目减少并变形。同时,Cd2 处理组对其形态学的损伤和致畸作用均明显强于相对应世代数的Pb2 处理组。     

凤蝶亚科(凤蝶科,鳞翅目)16S rRNA基因的分子系统发生分析

对15种凤蝶亚科蝶类线粒体16S rRNA基因部分序列进行了测定,并结合GenBank中其它相关类群的序列,采用邻接法(NJ)、最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯法构建凤蝶亚科的分子系统树,探讨该亚科各类群间的系统发生关系.结果表明,燕凤蝶族构成凤蝶亚科蝶类系统树基部的一个独立分支;燕凤蝶族和裳凤蝶族为单系发生,且裳凤蝶族聚在凤蝶族内部;喙凤蝶族的单系性尚不能确定.综合分子系统学、形态学及寄主植物等相关证据,推测斑凤蝶类为凤蝶族中早期分化的一支;较之裳凤蝶类,斑凤蝶类可能更早从二者最近的共同祖先中分化出来.     

铜、铅、镉、锌、汞和银离子复合污染对水螅的急性毒性效应

以水螅(Hydrasp)为例,通过单因子静态急性毒性试验方法和等毒性溶液法,分别研究Hg2 、Cu2 、Cd2 、Ag 、Zn2 和Pb2 对其单一和复合毒性效应。单一实验结果表明,它们对水螅毒性大小顺序为Hg2 >Cu2 >Cd2 >Ag >Zn2 >Pb2 。复合毒性实验表明,Zn2 与Cu2 、Hg2 、Pb2 、Ag ;Pb2 与Cu2 ;Hg2 与Ag ;Pb2 与Ag 这些组合对水螅联合急性毒性总体上表现出拮抗作用,Cd2 与Cu2 、Hg2 、Pb2 、Ag 组合总体上则是协同作用,Zn2 与Cd2 、Pb2与Hg2 、Cu2 与Hg2 ,Ag 在不同的浓度水平组合下明显表现出不同的毒性效应。     

大肠杆菌苹果酸合酶A的酶学和生理功能研究

苹果酸合酶是乙醛酸循环的关键酶之一。E.coli中苹果酸合酶A(malate synthase A,MSA)由aceB基因编码。根据E.coli基因组序列设计引物,利用PCR技术扩增aceB基因,并将其克隆入pET-29b(+),构建了重组表达质粒pET-MSA。经IPTG诱导,MSA在E.coliRosetta(DE3)中获得高效表达。纯化的MSA蛋白的分子量大小约为60 kDa,最适反应pH值和最适温度分别是pH值8.0、30℃。纯化的蛋白质在Mg2+存在时才能发挥最大的活性,其对乙酰辅酶A的Km和Vmax分别是8.07μM和3.6μM/min。此外构建了MSA和苹果酸合酶G(MSG)基因敲除菌株MG::ΔaceB和MG::ΔaceBΔglcB。研究发现缺少MSA的E.coli突变菌株在乙酸中的生长速率要比野生型菌株慢很多,表明MSA对大肠杆菌在乙酸中的生长起着重要作用。MSG虽然能部分补偿MSA的作用,但是包含MSA的乙醛酸旁路是更有效的乙醛酸代谢途径。     

园蛛总科网型不同的蜘蛛间分子系统发生关系的初步探讨

为初步探讨园蛛总科内网型不同的蜘蛛间分子系统发生关系,测定了9种蜘蛛核18S rRNA基因的部分序列。联合GenBank中的2种蜘蛛18S rRNA基因序列数据,用NJ法、MP法和ML法重建分子系统树,结果表明：（1）织圆网的园蛛科和肖蛸科蜘蛛在园蛛总科中不是姊妹群;（2）不织圆网的球蛛科和皿蛛科也不是单系发生,证实了皿蛛片网和球蛛网独立起源的观点;（3）皿蛛科蜘蛛的分子系统发生地位与肖蛸科较近、而与园蛛科较远,这表明皿蛛科和园蛛科问雄性触肢结构的相似性很可能是类似而不是同源相似。