植物减数分裂染色体配对与染色体组分析的研究进展

简要介绍了植物减数分裂染色体配对研究。综述了减数分裂染色体配对研究在鉴定异源易位系、确定多倍体物种类型、分析物种间亲缘关系和物种的染色体组来源及探讨杂种不育的细胞遗传学机制等诸多方面的应用进展。分析了影响染色体配对的主要因素, 如配对控制体系、遗传背景和外界环境条件等,并展望了染色体配对研究与其他技术结合在染色体组分析中的应用前景。     

减数分裂染色体的行为及其分子基础

减数分裂是有性生殖生物配子产生的必需过程.在细胞进入减数分裂前,其染色体复制1次,但启动分裂后,细胞进行二次分裂,从而产生染色体数目减半的配子.减数分裂Ⅰ前期同源染色体的配对、联会、重组以及减数分裂Ⅰ后期同源染色体的分离是减数分裂的基本特征,而这些减数分裂特异事件的按时、依序发生则有赖于减数分裂Ⅰ前期程序性D N A双链断裂(D S B)的产生和以同源染色体为模板进行的同源重组修复.本文将对减数分裂特别是减数分裂Ⅰ前期染色体的行为进行简要综述,并就其分子基础和机制进行分析讨论.     

植物减数分裂染色体配对与染色体组分析的研究进展

简要介绍了植物减数分裂染色体配对研究.综述了减数分裂染色体配对研究在鉴定异源易位系、确定多倍体物种类型、分析物种间亲缘关系和物种的染色体组来源及探讨杂种不育的细胞遗传学机制等诸多方面的应用进展.分析了影响染色体配对的主要因素,如配对控制体系、遗传背景和外界环境条件等,并展望了染色体配对研究与其他技术结合在染色体组分析中的应用前景.     

2种短翅型蝗虫减数分裂比较研究

减数分裂是生物有性繁殖过程中产生配子的一种特殊分裂方式,其过程中染色体行为在一定程度上反映物种的产生、分化和演变。对2种云南分布的短翅型蝗虫减数分裂中染色体行为特征进行研究,结果显示:两者减数分裂各个时期的特征基本一致,但双线期、终变期存在显著差异,二齿龙川蝗同源染色体联会配对较曲尾龙川蝗更为复杂。     

高等植物减数分裂的突变基因

精密有序的减数分裂是一个高度协调的生理、生化和遗传过程,受到许多基因的严格调节和控制。从而保证了物种的稳定性和连续性,保持了物种在生存斗争中不断进化的能力。一般称调节、控制减数分裂过程的基因为减数分裂基因。目前,对减数分裂基因的研究,已成为细胞遗传学的一个重要领域, 减数分裂基因结构或功能的任何改变,都可能引起减数分裂的变化。Gowen[19]等(1922)最先分离和描述了果蝇的不联会突变基因C(3)G。六十多年来,减数分裂突变基因的报道越来越多了。在大约130个高等植物种中,有关联会突变基因的报道就有100种类型。(Gottschalk[13]等,1980a、b;Koduru等1981;Kaul等1985)。研究表明,从前减数分裂的有丝分裂直到减数分裂后子细胞重新开始有丝分裂,整个过程的各种行为部可能受到突变基因的影响。     

植物减数分裂中的染色体配对、联会和重组研究进展

减数分裂是有性生殖的关键步骤,而染色体配对、联会和重组又是减数分裂的重要环节,也是减数分裂研究的热点之一。近些年来,借助于先进的分子生物学和细胞学技术,通过大量突变体的筛选,在植物减数分裂中染色体的配对、联会和重组研究取得了长足的进展。文章就目前克隆的植物减数分裂中染色体配对、联会和重组相关的基因及功能研究进行了总结,并进一步对其分子机制进行了探讨。     

抑制植物减数分裂重组的分子机理

减数分裂重组不仅保证了真核生物有性生殖过程中染色体数量的稳定,还通过父母亲本间遗传物质的互换在后代中产生遗传变异。因此,减数分裂重组是遗传多样性形成的重要途径,也是生物多样性和物种进化的主要动力。在绝大多数真核生物中,不管染色体数目的多少或基因组的大小,减数分裂重组的形成都受到严格的调控,但抑制减数分裂重组的分子机理目前仍不清楚。近年来,通过正向遗传学筛选鉴定出多个减数分裂重组抑制基因,揭示了抑制基因的功能和调控途径。本文基于拟南芥中减数分裂重组抑制基因的研究现状,综述了植物减数分裂重组抑制基因研究取得的突破性进展,并结合基因功能与其调控网络阐述了抑制植物减数分裂重组的分子机理。     

八种纤毛虫减数分裂基因的分子进化研究

减数分裂是真核生物适应性进化的重要机制,以8种纤毛虫作为实验对象,通过生物信息学方法对其14个减数分裂基因进行了鉴定及分子进化研究。结果表明:(1)不同的纤毛虫种类存在一些特异性的减数分裂基因的丢失与复制现象;(2)减数分裂相关基因在纤毛虫中很保守;(3)纤毛虫减数分裂重要的同源重组过程是在真核生物中不常见的Ⅱ型。本研究表明,纤毛虫减数分裂可能代表了真核生物较原始的减数分裂方式,在进化的过程中很保守,为研究真核生物减数分裂起源与进化提供了重要线索。     

在雌不发生交换的鳞翅目类昆虫中使用F2群体作图显隐性分子标记连锁图谱的极大似然(ML)法

在鳞坡目昆虫中,雌性个体的减数分裂细胞不发生遗传重组。这类物种的杂效Ｆ２群体中杂合子基因型的与一般物种中雌雄个体的减数分裂细胞都发生遗传重组的Ｆ２群体杂合子表型不同,由于这个原因,作用这类物种的遗传连锁图谱通常中使用回交群体。但是,用回效群体傻所得的图谱是不完整的,因为图谱上所有的标记都是百轮回亲本提供的,因此 不会超过杂交Ｆ２各体的一半。另外,目前还没有任何方法和软件可以用杂效Ｆ２群体来作图鳞翅     

染色体黏合蛋白功能的多样性

染色体黏合是细胞分裂过程中由一环状蛋白复合物黏合素(cohesin)将染色体单体聚合在一起的细胞生物学过程,确保了染色体在后期的精确分离.除了黏合素,还有许多辅助因子共同参与组成染色体黏合蛋白家族,在染色体黏合的建立、维持及解离过程中发挥重要功能.此外,该家族蛋白还参与调控DNA损伤修复、基因表达以及染色质高级结构形成等事件.虽然染色体黏合蛋白的功能和调控机制在有丝分裂中得到了比较深入的研究,但其在减数分裂,特别是第一次减数分裂中的作用及机制还不完全明确.本文对染色体黏合蛋白在各种生物学事件中的功能进行了概述,尤其阐释了它们在生殖细胞减数分裂中的非经典作用,并探讨了该领域未来的发展方向.     

减数分裂型黏连蛋白RAD21L的作用机制

减数分裂是在有性生殖过程中高度专业化的真核细胞分裂。在减数分裂过程中,DNA复制一次,细胞连续分裂两次,子细胞染色体数目减半。在减数第一次分裂过程中为确保同源染色体正确分离,必须通过同源染色体配对、联会及重组等减数分裂特异性染色体运动。如果其中任一运动发生异常会导致先天性疾病或不孕不育症。因此,了解这些减数分裂型染色体的运动机制极为重要。该综述重点探讨了减数分裂型黏连蛋白RAD21L的特殊作用及其在哺乳动物减数分裂过程中对染色体运动的调控机制。     

减数分裂与有性生殖

减数分裂是有性生殖现象中最关键的细胞行为。现有的观察资料提示最初的减数分裂可能类似于二倍体细胞转化为单倍体细胞的某种较简单活动（一步减数分裂）;原始单细胞前性生物可有单倍体、二倍体、四倍体等类型,以原始减数分裂形式相互转化。在特殊情况下,某些物种的单倍体细胞丧失了增殖能力但具有了与类似细胞融合并恢复增殖的特性,从而形成某些原始配子,并演化出了有性生殖现象;两性的性差异可能主要基于形成有性生殖时两个     

减数分裂的机制及其研究进展

减数分裂是有性生殖过程中的关键步骤,近年来,借助于先进的分子生物学技术,通过对一些模式生物的研究,在减数分裂染色体相互作用、周期调控等方面取得了重要的研究成果,进一步形成了对其分子机制的某些认识⒚为此,对减数分裂的机制及其研究进展进行了综述⒚     

人类卵母细胞减数分裂的生理和病理机制

正常的卵子发生是人类成功繁育后代的关键步骤。女性胚胎发育时期,原始生殖细胞从有丝分裂转变为减数分裂,经过同源染色体配对和重组后,减数分裂被阻滞在减数第一次分裂前期的双线期。卵泡内卵母细胞的减数分裂阻滞的维持主要归因于胞质中高浓度的环磷酸腺苷。在月经周期中,卵泡刺激素和黄体生成素促进某些卵母细胞恢复减数分裂,完成排卵过程。卵母细胞减数分裂过程中发生任何缺陷都可能影响卵子发生,进而影响受精和胚胎发育过程。辅助生殖、高通量测序和分子生物学技术的快速发展,为人类认识减数分裂背后的精确分子机制以及卵母细胞成熟缺陷疾病的发病机制与诊疗提供新的思路和手段。本文主要介绍了近年来发现的调控卵子发生的生理和病理机制,涉及同源重组、减数分裂阻滞与恢复、母源mRNA降解、翻译后调节、透明带组装等过程,旨在增进相关领域研究人员对卵母细胞减数分裂的了解,并为进一步机制研究和疾病治疗提供理论基础。     

2种辉蝽的精巢和染色体研究(半翅目:蝽科)

通过探讨中国蝽科Pentatomidae辉蝽属Carbula的红角辉蝽Carbula crassiventris(Dallas,1849)和北方辉蝽C.putoni(Jakovlev,1876)的精巢形态和染色体的核型及减数分裂行为,为蝽科昆虫的细胞分类学提供新资料。采用显微形态解剖法和染色体制片法对其精巢和染色体进行观察。结果表明:2种精巢的位置、外被颜色、形状及精巢叶的数目都一致;染色体组成均为2n(♂)=14(12A+XY),具有X-Y性别决定机制。在减数分裂过程中,常染色体前减数分裂,性染色体后减数分裂且无交叉;在中期-Ⅱ,常染色体排列成环状而性染色体在环中央形成假二价体。但是,2个物种在弥散期常染色体的去固缩程度,终变期常染色体双交叉的个数及中期-Ⅰ常染色体和性染色体的排列方式都各不相同。本文证实了蝽科昆虫的减数分裂行为在不同属间、种间可不相同,而且具有一定的属、种间特异性;同时为精巢在蝽类昆虫分类中的作用提供新的资料。     

cAMP/PKA诱导卵母细胞减数分裂停滞的机制

大多数物种的卵母细胞在减数分裂前都要经历长时间停滞,其中cAMP对卵母细胞减数分裂停滞具有重要作用,本研究关注c AMP对卵母细胞减数分裂的影响及其机制。本研究通过将卵母细胞与cAMP预孵育,再用胰岛素刺激研究胰岛素诱导的卵母细胞成熟的影响,接着本研究通过显微注射和Zeiss 100TV显微镜分析cAMP对PKA在卵母细胞中定位的影响,并且本研究用Western blotting的方法研究cAMP/PKA对mos蛋白的表达和MAPK蛋白磷酸化的影响。结果显示,本研究通过亲和层析得到了高纯度的PKA蛋白,且cAMP/PKA能够抑制卵母细胞的成熟,而PKA的热稳定抑制剂PKI能够解除PKA对卵母细胞减数分裂的抑制,cAMP/PKA也能够影响mos的积累以及MAPK的磷酸化。cAMP能够影响PKA在卵母细胞中的定位,cAMP/PKA能够通过影响mos积累抑制卵母细胞的减数分裂,这可能与cAMP能够抑制MAPK磷酸化有关。     

物种丰富度垂直分布格局及影响机制

物种丰富度分布格局是一定地域内物种丰富度沿三维空间的立体分布,包括物种丰富度在经度、纬度和垂直梯度(海拔高度和海水深度)三个维度上的空间分异。近年来物种多样性的垂直分布格局与机制研究得到了生物地理学家和生态学家的重视。物种丰富度的垂直分布格局存在多种类型,但随海拔增加而物种数减少的单调递减模型和中海拔物种丰富度最高的单峰模型较为常见。目前在机制研究中验证较多的是气候稳定性、生物因子(种间相互作用)、能量、生境异质性、干扰、进化时间、物种分化速率、面积、中域效应(mid-domain effect)、生态位保守性(niche conservatism)等假说和机制。物种丰富度的分布格局是多方面因素综合作用的结果;由于地理、地形、气候、地质演化历史、物种库和进化历史、物种分化速率、干扰等差异,在不同地区存在着特别的物种丰富度空间分布格局和机制;处于同一地区的不同类群的物种也因进化扩散历史和生态适应能力不同而呈现多样化的分布格局。因此,对不同地区和类群的物种丰富度格局和机制进行研究应具体分析后才能得到可信结论。     

种间杂种染色体配对所揭示的披碱草属植物StY基因组分化及其进化意义

在同倍体(homoploid)植物杂交-分化的物种形成(speciation)过程中,杂交后代与亲本之间的有效生殖隔离是新物种形成的关键。杂种与亲本在时间、空间、生态环境和基因水平上的隔离,保证了杂种后代的分化和稳定,并逐渐形成新物种。为了研究披碱草属(Elymus)含StY基因组四倍体物种的系统演化关系,本文对来自亚洲不同地理分布区的26种披碱草属植物进行了大规模的种间杂交和杂种F1减数分裂染色体配对行为的分析。结果表明各物种之间有不同程度的杂交亲合力,杂交结实率在各杂交组合之间有较大的变异(在4．8％-100％之间);但各物种之间的杂种F1完全不育。证明各物种之间形成了明显的生殖隔离。种间杂种F1减数分裂中期-I染色体配对分析的结果进一步表明,StY基因组随各披碱草属物种地理分布的不同而有不同程度的分化。来自同一分布区(如东亚或西亚分布区之内)物种的StY基因组分化程度较低,但来自不同分布区(如东亚和西亚)物种之间相同的StY基因组具有显著的分化。表明地理隔离对含StY基因组物种的分化起到了十分重要的作用。通过对种间和种内杂种F1的减数分裂异常现象和染色体配对频率变化规律的分析,作者认为细胞学水平的变化,如基因组同源性的分化和染色体结构的变异等都在杂种后代与亲本之间产生生殖隔离并逐渐形成新物种的进化过程中起到了积极的作用。     

哺乳动物精子发生中减数分裂的起始

生殖细胞的发生、增殖和分化是生命科学领域研究的重要课题之一. 生殖是所有动物赖以生存的基础,精子发生是完成繁殖所必须经历的过程,其最终目的是源源不断地产生单倍体精子.精子发生过程本身是一个复杂特殊的细胞增殖与分化过程,其中减数分裂是精子发生最重要的步骤,但关于减数分裂如何精确起始的分子机制仍知之甚少.已有报道发现,维甲酸（RA）调控Stra8可能是哺乳动物减数分裂起始的机制之一,Nanos2、Boule对RA-Stra8通路具有重要的调控作用. 本文对哺乳动物精子发生中减数分裂起始的相关研究进展进行综述.     

嗜热四膜虫减数分裂研究进展

减数分裂是真核生物有性生殖过程的关键步骤,染色体的行为变化贯穿整个减数分裂的过程。近些年来,借助先进的分子生物学技术和细胞学实验手段,通过对突变细胞株的筛选和评价,单细胞真核模式生物原生动物嗜热四膜虫(Tetrahymena thermophila)减数分裂方面的研究取得了长足的进展。本文主要介绍嗜热四膜虫减数分裂的过程,以及在此过程中伴随染色体行为变化的相关基因的功能,从而为进一步探讨嗜热四膜虫减数分裂的分子机制提供有效信息。