节肢动物头区起源和演化机制分析

帽天山页岩动物群研究表明节肢动物头区化过程包括复合型头区形成和口后附肢特异化两个独立事件。其中复合型头区形成经历了原头、原复合头和真复合头3个演化阶段。节肢动物原头只有口前两个相互独立的体节,后来通过躯干体节向前端归并形成具有3个或3个以上口后头区体节的复合型头区;但头区腹部口后附肢特异化事件显然滞后于背部体节的愈合,头区口后附肢形态特异化事件是在复合型头区形成之后,节肢动物所面临的又一个漫长的演化过程。文中尝试结合发育生物学研究进展分析节肢动物头区化过程的分子机制。认为原躯干前端体节发育机制的改变和Hox基因的头／躯干分区表达导致节肢动物复合型头区的发生;而头区口后特异性附肢出现与Hox基因表达区域及其功能的体节特异化事件有关。     

大豆5个花叶病毒株系抗性基因的定位

以科丰 1号×南农 1138 2为亲本构建的RIL群体NJRIKY为材料 ,对群体进行了 5个SMV株系 (Sa、Sc 8、Sc 9、N1 、N3)的抗病性鉴定。结果表明 :大豆对 5个SMV株系的抗性均受一对显性基因控制。用Mapmaker 3 0进行连锁分析 ,发现Rsa与Rn1、Rn3和Rsc9均连锁 ,距离分别为 2 1 4cM、2 3 5cM和 35 3cM ;Rsc8只和Rn1连锁 ,距离为 35 8cM ;Rn1和Rn3之间的遗传距离最近 ,为 10 2cM。多点分析结果表明 :5个抗病基因的排列顺序和遗传距离为Rsc8 35 8cM Rn1 10 3cM Rn3 2 1 5cM Rsa 35 8cM Rsc9。根据RFLP、SSR标记分析结果构建了一套大豆遗传图谱 ,该图谱包含 2 2个连锁群、2 5 6个标记 ,总遗传距离为 30 5 0 9cM。将 5个抗病基因定位于N8 D1b W连锁群 ,有 3个RFLP标记和Rn1、Rn3都连锁 ,分别为A6 91T、K4 77I、LC5T。它们与Rn1、Rn3的距离分别为 15 0 4cM、17 82cM、15 37cM和 16 14cM、17 82cM、16 5 8cM。     

寒武纪大附肢节肢动物的起源和进化机制分析

在节肢动物早期演化阶段 ,前附肢的演化是提高动物感觉和捕食能力的重要事件。化石和发育生物学实验结果表明节肢动物前附肢 (即口前附肢 )的原型为短棒形触角 ,在此基础上分别演化为长鞭形触角和腿肢形大附肢 ;大附肢与螯肢形态相似 ,为同源构造 ,因此寒武纪大附肢类群可能是现生螯肢类的干支类群。文中结合发育生物学研究进展分析节肢动物演化早期大附肢产生可能的分子进化机制。认为腿肢形大附肢的发生可能与Hox基因或其它未知发育调控因子参与触角或者附肢原型的发育有关 ,从而改变原有前附肢发育中Dll基因、dac基因和hth基因间特异的相互作用 ,导致前附肢获得腿肢特异性发育程序。     

早期节肢动物化石对演化发育生物学的启示

基于特定遗传机制而发生的生物演化过程是生命本质所在,是一个能引起争论和激励思维的研究领域。我国帽天山页岩动物群保存的“中间环节”化石不仅为揭示节肢动物和脊椎动物等重大生物类群起源和早期演化之谜提供可供追溯的实证,而且可能成为探索基因调控机制演化与形态发生的模型动物。生物发育调控基因及其调控机制的变化是导致形态变异的根本原因。因此新的研究领域——演化发育生物学的产生使地质学和生物学联合研究动物起源和演化机制以及某些调控基因的起源和演化成为可能。本研究依据古生物学新的化石发现和研究成果,其中包括最新提出的关于节肢动物头、眼柄、前附肢的原型及其演化模式,分析其对演化发育生物学的影响和启示,并尝试为发育生物学提出新的前瞻性研究课题。因此,早期节肢动物化石的研究不仅将古生物学、演化生物学和发育生物学研究融为一体,而且为发育生物学基因层面研究和古生物学演化层面研究的融合找到切入点。