两栖动物在水体污染生物监测中作为指示生物的研究概况

简单介绍了两栖动物作为指示生物在环境监测中的优越性及其研究历史和现状,同时也概述了我国学者在这方面的研究,总结了污染水体中部分蝌蚪的形态行为特征,并且提出了利用两栖动物的形态和行为模式建立水体污染生物监测仪器的可能性,为生物监测提供了科学依据。     

鲸类二次水生生境适应Epac1和Epac2基因的分子进化

心率即心脏跳动的速度,不仅反映了心脏的功能,还与寿命的长短及能量代谢有关。与大多数陆生哺乳动物相比,鲸类心率显著降低。降低的心率有助于鲸类寿命的延长及能量的高效利用,便于其适应极端的海洋环境,而这一适应的分子机制尚不清楚。鉴于此,本研究采用基于最大似然法的枝模型、枝位点模型结合蛋白质功能差异分析等方法,对控制心率的环状腺苷酸结合蛋白（Epac1 和Epac2）基因进行适应性探究。分析结果表明,Epac1在长寿鲸类即须鲸类和抹香鲸（Physeter macrocephalus）组合进化支中检测到加速进化过程,且枝位点模型在须鲸类祖先支中检测到的强烈的正选择位点均位于功能重要的催化区;另外,该蛋白质在鲸类中还发生了显著的功能修饰（θ=0.5296 ± 0.1300;P<0.001）。对Epac2进行相同的分析发现,该基因在寿命长达200年之久的弓头鲸（Balaena mysticetus）中检测到的正选择位点同样位于功能重要的催化区。上述结果提示Epac1和Epac2在鲸类中均产生了适应性进化,这一方面可能有助于鲸类心率降低,另一方面也可能与其较长的寿命及高效的能量利用有关。     

鲸类次生性水生生活的分子适应机制

鲸类是哺乳动物进化中一个独特的类群,其祖先从陆地重返海洋的过程中,产生了形态、解剖、生理和生化等方面的一系列进化改变,是研究生物对环境适应分子机制的理想模型.本文简要概述了近年来鲸类次生水生适应的进化遗传学机制研究,包括体型改变、渗透调节、免疫防御、食性转变、感觉系统、低氧耐受等方面.随着组学技术的发展与应用,通过生物信息学分析挖掘基因组学中潜在的适应性进化区域和位点,进而利用细胞与动物模型对其功能效应进行实验验证,为今后全面、系统和深入地揭示鲸类次生性水生适应的分子机制提供了可能.     

阿特拉津溶液中仙姑弹琴蛙(Rana daunchina)蝌蚪抗氧化酶系活性的变化

本文研究了阿特拉津 5mg/l、 10mg/l、 15mg/l、 2 0mg/l溶液中经 16d处理和 10mg/l、 2 0mg/l、 30mg/l溶液中经 96d处理后仙姑弹琴蛙 (Ranadaunchina)蝌蚪体内超氧化物歧化酶SOD、过氧化氢酶CAT、谷胱甘肽过氧化物酶GSH Px的活性。受试 16d ,阿特拉津处理组SOD活性分别是空白对照 72 0 6 5 5 8u/μg·ml的0 177、 0 316、 0 4 6 7、 0 36 2倍 ;96d ,分别为空白对照 5 2 2 6 0 4 1u/μg·mL的 0 92 8、 0 4 4 0、 0 4 83倍。表明阿特拉津抑制蝌蚪SOD活性。 16d ,阿特拉津 15、 2 0mg/l组CAT活性分别为空白对照的 0 36 9、 0 183倍 ;96d处理 ,阿特拉津 2 0、 30mg/l组蝌蚪CAT活性分别为空白对照组的 0 76 87、 0 72 2倍 ;阿特拉津 2 0、 30mg/l处理96d ,GSH Px活性为空白对照组的 0 0 83、 0 2 2 5倍。表明高浓度阿特拉津抑制CAT、GSH Px活性。     

中华白海豚3 个MHC 基因座位遗传变异的初步分析

主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC) 基因是由一组紧密连锁的基因组成,是哺乳动物免疫系统中最重要的组成部分。本文选择3 个MHC 基因座位的第二外元,即:MHC-I 类基因和II 类基因的DRA 和DQB 座位,初步调查濒危物种中华白海豚的遗传变异。共鉴定了2 个DRA、2 个DQB 和7 MHC-I等位基因。DRA 座位遗传变异非常低,而DQB 和MHC-I 座位具有相对较高水平的遗传变异。并且,在DQB 和MHC-I 基因座位的假定的抗原结合位点(Antigen binding sites,ABS),非同义替代明显大于同义替代,提示平衡选择(Balancing selection)维持这两个座位的多态性,而在DRA 座位上,并没有检测到平衡选择。系统发生分析表明中华白海豚的MHC 等位基因没有聚在一起,而是和其他的物种聚在一起,符合MHC 跨种进化(Transspecies evolution)的模式。     

中国兽类遗传与进化研究进展与展望

中国兽类物种丰富,且具有150个特有种。本文综述了60年来中国兽类遗传与进化的研究进展,内容涵盖系统发育关系重建、遗传多样性评估、种群遗传结构、适应性进化以及趋同进化的分子机制。本文重点概述了食肉目（大、小熊猫）、有蹄类、翼手目、灵长目、小型兽类以及海兽类等重要类群的研究进展,为中国兽类的物种保护提供了重要资料。另外,本文还对中国兽类遗传与进化研究未来的研究方向提出几点建议,包括运用各种组学技术、筛选新型遗传标记和候选基因（调控序列）、结合表观遗传学并借助进化发育生物学研究方法,以期全面深入地理解中国兽类分类地位、起源以及特异表型产生和独特适应的发育遗传学机制等,进而实现“天人合一”保护生物学的新理念和新愿景。     

鲸类低氧耐受的分子机制初探:基于HIF1α和TSC1基因的生物信息学分析

鲸类（Cetacea）具有超强潜水能力,长时间潜水造成的体内低氧是其适应完全水生生活面临的挑战之一。为了克服体内低氧环境,鲸类产生了一系列低氧耐受相关的解剖和生理等方面的适应特征,然而这一适应的分子机制仍不清楚。本研究选择在细胞感知和适应内环境氧分压变化的过程中发挥重要作用的低氧诱导因子（Hypoxia-inducible factor 1α,HIF1α）和低氧环境下抑制能量代谢的结节性复合物1（Tuberous sclerosis complex 1,TSC1）基因为候选基因,选择压力检测发现鲸类TSC1基因的6个正选择位点至少被两种最大似然法（Maximum Likelihood,ML）检测到,且通过与陆生哺乳动物同源序列比较分析,鲸类鉴定出7个特异的氨基酸突变。这些正选择和特异突变位点有30.77%（4/13）发生了激进氨基酸性质改变,且正选择位点位于重要结构域附近。正选择信号主要集中在鲸类内部各支系中,提示鲸类为了适应低氧环境,这两个基因可能发生了功能改变,以保护细胞免受低氧损伤。我们在低氧耐受不同类群间共检测到66个平行/趋同进化位点,为低氧耐受不同类群的趋同的低氧适应提供了分子证据。     

鲸类视觉退化分子机制的研究：基于GNAT2和CNGB3基因的进化分析

鲸类是一类次生性的水生哺乳动物,其陆生祖先大约53-56Ma从陆地返回海洋。为了适应水下的弱光环境,鲸类的光感受器以视杆细胞为主,视锥细胞功能大多退化,缺乏辨别颜色的能力,然而鲸类视觉退化的分子机制尚不清楚。本文选择在视锥细胞中表达且对光传导级联反应起重要作用的GNAT2和CNGB3基因,通过PCR扩增、测序以及在数据库中下载已有的基因序列,共获得8个鲸类代表性物种的同源序列。MEGA6.0软件比对发现侏儒抹香鲸和抹香鲸的GNAT2基因分别在148位和1012位插入了1个碱基 A,而抹香鲸的CNGB3分别在554位和1407位有1个碱基的缺失,导致提前终止密码子出现;另外,小须鲸CNGB3基因在1525-1527位出现了提前终止密码子,提示鲸类的这两个基因可能为假基因。通过I-TASSER在线预测GNAT2和CNGB3蛋白的三维结构,发现出现移码突变终止密码子的位置均位于这两个基因的重要功能域。另外,运用PAML软件的Branch model分析表明发生假基因的鲸类物种GNAT2和CNGB3基因出现选择压力放松,且假基因化可能是一个近期事件。侏儒抹香鲸、抹香鲸以及小须鲸的GNAT2和CNGB3基因出现假基因可能与其深潜习性以及完全的水生生境导致其色觉功能丢失相关。此外,Free-ratio model分析发现其他鲸类的ω值接近于1,说明GNAT2和CNGB3基因出现了选择压力放松,这可能是长期适应水生生境视觉退化的结果。     

鲸类二次水生生境适应Epac1和Epac2基因的分子进化

心率即心脏跳动的速度,不仅反映了心脏的功能,还与寿命的长短及能量代谢有关。与大多数陆生哺乳动物相比,鲸类心率显著降低。降低的心率有助于鲸类寿命的延长及能量的高效利用,便于其适应极端的海洋环境,而这一适应的分子机制尚不清楚。鉴于此,本研究采用基于最大似然法的枝模型、枝位点模型结合蛋白质功能差异分析等方法,对控制心率的环状腺苷酸结合蛋白（Epac1 amp 2）基因进行适应性探究。分析结果表明,Epac1在长寿鲸类即须鲸类和抹香鲸（Physeter macrocephalus）组合进化支中检测到加速进化过程,且枝位点模型在须鲸类祖先支中检测到的强烈的正选择位点均位于功能重要的催化区;另外,该蛋白质在鲸类中还发生了显著的功能修饰（θ=0.5296 ± 0.1300;Plt;0.001）。对Epac2进行相同的分析发现,该基因在寿命长达200年之久的弓头鲸（Balaena mysticetus）中检测到的正选择位点同样位于功能重要的催化区。上述结果提示Epac1amp2在鲸类中均产生了适应性进化,这一方面可能有助于鲸类心率降低,另一方面也可能与其较长的寿命及高效的能量利用有关。     

鲸类视觉退化分子机制的研究：基于GNAT2和CNGB3基因的进化分析

鲸类是一类次生性的水生哺乳动物,其陆生祖先大约53-56Ma从陆地返回海洋。为了适应水下的弱光环境,鲸类的光感受器以视杆细胞为主,视锥细胞功能大多退化,缺乏辨别颜色的能力,然而鲸类视觉退化的分子机制尚不清楚。本文选择在视锥细胞中表达且对光传导级联反应起重要作用的GNAT2和CNGB3基因,通过PCR扩增、测序以及在数据库中下载已有的基因序列,共获得8个鲸类代表性物种的同源序列。MEGA6.0软件比对发现侏儒抹香鲸和抹香鲸的GNAT2基因分别在148位和1012位插入了1个碱基 A,而抹香鲸的CNGB3分别在554位和1407位有1个碱基的缺失,导致提前终止密码子出现;另外,小须鲸CNGB3基因在1525-1527位出现了提前终止密码子,提示鲸类的这两个基因可能为假基因。通过I-TASSER在线预测GNAT2和CNGB3蛋白的三维结构,发现出现移码突变终止密码子的位置均位于这两个基因的重要功能域。另外,运用PAML软件的Branch model分析表明发生假基因的鲸类物种GNAT2和CNGB3基因出现选择压力放松,且假基因化可能是一个近期事件。侏儒抹香鲸、抹香鲸以及小须鲸的GNAT2和CNGB3基因出现假基因可能与其深潜习性以及完全的水生生境导致其色觉功能丢失相关。此外,Free-ratio model分析发现其他鲸类的ω值接近于1,说明GNAT2和CNGB3基因出现了选择压力放松,这可能是长期适应水生生境视觉退化的结果。