中国山羊mtDNA D-loop遗传多样性及其起源研究

采用DNA测序技术分析了中国9个山羊品种（板角山羊、成都麻羊、贵州黑山羊、贵州白山羊、黔北麻羊、马头山羊、陕南白山羊、黄淮山羊和雷州山羊）共计128个个体的mtDNA D-loop全序列。结果表明：山羊mtDNA D-loop全序列长度为1212-1213bp,检测到102个变异位点,约占分析位点总数的8．42％,可变位点中转换占99个,颠换2个,1个转换/颠换共存;界定了92种单倍型,有78种为各品种独享单倍型,另外14种为群体内或群体间共享单倍型。9个山羊品种单倍型多样度为0．9333-1．0000,核苷酸多样度为0．7062％-1．8265％,表明中国山羊品种遗传多样性丰富。根据92种mtDNA单倍型构建了中国山羊的NJ分子系统树,聚类表明,中国山羊mtDNA D-loop序列单倍型分为支系A和支系B两大类。支系A包括75种单倍型,代表95个样本,占总数的74．22％;支系B包括17种单倍型,代表33个样本,占总数的25．78％,说明中国山羊存在支系A和支系B两大母系起源。对中国山羊mtDNA D-loop的支系A和支系B进行核苷酸不配对分布曲线分析和Fu的Fs中性检验,分析表明,支系A的分布曲线呈单峰形,Fs值为-24．6491,P值为0．0000,显著偏离中性,表明山羊支系A曾经历群体扩张;支系B呈近似双峰分布,Fs值为-3．3947,P值为0．0980,中性检验差异不显著,表明山羊支系B没有经历群体扩张,群体大小保持相对稳定。山羊支系B可能起源于中国。     

我国部分黄牛品种线粒体D-loop区遗传多样性与起源分化

为了解我国地方黄牛品种线粒体DNA的遗传变异情况, 文章测定了16个地方黄牛品种206个个体线粒体D-loop区的全序列, 共检测到101个变异位点; 99种单倍型, 其中73种是普通牛单倍型, 26种是瘤牛单倍型; 平均核苷酸差异为22.6920, 单倍型多样度为0.9320, 核苷酸多样度为0.0227, 表明我国黄牛品种遗传多样性非常丰富。构建的NJ进化树显示16个品种来源于两大母系: 普通牛和瘤牛; 构建的Network图表明73种普通牛单倍型可以分为3大单倍型群; 26种瘤牛单倍型分为5种单倍型群, 推测我国瘤牛在迁移过程中, 至少经历了4次群体扩张事件。通过分析比较地方黄牛品种与内罗门牛共有的 H3单倍型, 发现其中只有16%的序列与内罗门牛的H3单倍型非常相似, 其余84%的序列均发生了鸟嘌呤变异, 推测这些变异很可能是我国瘤牛固有的变异。     

华东地区地方鸡品种mtDNA控制区遗传多样性

为了探明我国华东地区地方鸡品种的遗传多样性和群体遗传结构,追溯其母系起源和进化过程,利用PCR技术扩增了11个地方鸡品种的线粒体DNA(mtDNA)控制区(D-loop)序列,并结合NCBI数据库中已发表的红色原鸡(Gallus gallus)D-loop区全序列,分析了它们的遗传多样性与亲缘关系,构建了11个品种与红色原鸡系统发生邻接树。结果表明:11个地方品种mtDNA D-loop区全长为1,231或1,232 bp,其中1,231 bp的序列有196条,1,232 bp的序列有123条,经过比对发现,两者在859 bp处存在单碱基缺失。11个地方品种319个个体共计检测到变异位点37个,总体单倍型多样度核苷酸多样度和平均核苷酸差异分别为0.901±0.009、0.00573±0.000001和6.833。按照鸡mtDNA单倍型分类通用标准,共包含35种单倍型,可以分为A、B、C和E共4个分支(单倍型群),分别包括11、10、9和5个单倍型。中介网络图中11个鸡品种也很明显地分成了4个支系,分别含有100、118、47和54条序列。系统发育树分为4个大枝,海南亚种(G.gallus jabouillei)自成一枝;C单倍型群与4个亚种的红色原鸡聚为一枝;E单倍型群与2个亚种红色原鸡聚为一枝;A和B单倍型群只与滇南亚种(G.gallus spadiceus)聚为一枝。11个品种中,除了狼山和丝羽乌骨鸡2个标准化品种外,都有很高的遗传多样性,可开发选择潜力很大。没有发现线粒体品种特异性DNA序列。华东地区地方品种至少有4个母系起源,部分品种可能受到了欧美高产品系的渗入。     

利用微卫星和线粒体标记分析北京鸭的起源与驯化

北京鸭是我国最著名的家鸭品种. 为分析北京鸭的起源与驯化, 本实验采集了包括北京鸭在内的6个中国地方鸭种共190只个体, 及来自辽宁省的14只野生绿头鸭(Anas platyrhynchos)血样. 利用15个微卫星标记对这6个家鸭品种的186只个体进行遗传关系分析. 并对其中88只家鸭个体及14只野鸭个体线粒体的DNA控制区(mtDNA D-loop)的部分序列进行了扩增和测序. 利用微卫星标记计算出的遗传距离(D_S)及FST分析结果表明, 北京鸭与其他中国地方鸭种的遗传分化程度较高. 聚类结果显示巢湖鸭、高邮鸭、绍兴鸭和金定鸭聚为一类, 建昌鸭、北京鸭聚为另一类. 线粒体DNA D-loop区序列分析结果表明, 虽然北京鸭群体含有所有鸭种所共有的单倍型H01, 但北京鸭的单倍型与其他家鸭仍有较大差异, 北京鸭群体具有12个独特的家鸭单倍型, 其中H02, H04, H08及H22等4个单倍型比较相近并形成单倍群A, 且H02和H22单倍型与中国绿头野鸭共有, 说明北京鸭起源于绿头鸭, 其驯化过程也基本独立于其他家鸭品种.     

基于叶绿体SSR单倍型分析普通杏演化关系

为了研究普通杏的起源和不同品种群间的演化关系,以梅为组外对照,利用9对叶绿体SSR引物检测了来自不同品种群或野生类型的58份普通杏种质资源单倍型变化,并对单倍型网络演化进行了分析。共检测到22个等位基因,组成15个单倍型。普通杏以单倍型H01、H02和H03为优势单倍型,出现的频率分别为41.38%、17.24%和15.52%。除华南品种群外,其他品种群的栽培杏均以优势单倍型为主;西北地区的普通杏仅有单倍型H01、H02和H03,而新疆伊犁河谷的野生普通杏仅有2种单倍型H01和H02。同时,在东北品种群、华南品种群和西南地方品种中检测的单倍型数目均多于主栽产区。进一步对这些单倍型进行系统进化分析和网络图分析,发现所有单倍型可分为以H02为中心和以H01、H03为中心的2支,单倍型H01、H02位于网络图的中心。普通杏的叶绿体基因组进化较为保守,仅在较少部位产生了序列变异。在普通杏扩散过程中,边缘地区的种质资源不仅在基因组上存在着较多的基因渗透现象,而且其本身的基因组序列也产生了较多的适应性变异。     

基于mtCOII基因对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群的遗传结构分析

亚洲玉米螟Ostrinia furnacalis (Guenée)是我国重要农业害虫.为了全面揭示亚洲玉米螟遗传分化以及山东省亚洲玉米螟不同种群的遗传结构,对山东省越冬代亚洲玉米螟不同种群mtCOⅡ基因序列与来自GenBank的相关序列进行了遗传结构分析,并建立了鉴别不同遗传支系的PCR-RFLP方法.基于对340条mtCOⅡ序列的分析结果表明:所有样本共获得62个单倍型,其中单倍型17(H17)广泛分布于各种群之间,有6个单倍体型为山东种群所特有;亚洲玉米螟分化为2个遗传支系(支系Ⅰ与支系Ⅱ);2个遗传支系均在山东省发现,但以支系Ⅰ为主;亚洲玉米螟各单倍体型散布于山东省各地理种群中,缺乏明显的地理分布格局.山东亚洲玉米螟总体的单倍体型多样性指数Hd为0.695,种群内单倍型多样性指数在0.333-0.889之间;总体的核酸多样性指数π为0.00424,种群内核酸多样性指数在0.00061-0.00809之间.总群体的固定系数Fst为0.79421.AMOVA分析结果表明山东亚洲玉米螟的遗传分化主要来自于2个支系之间(79.42％).构建的亚洲玉米螟2个支系鉴别方法为其生物学与生态学的进一步研究奠定了基础.     

中国17个黄牛品种mtDNA变异特征与多态性分析

中国黄牛品种资源丰富,尚有28个地方固有品种.为了进一步深入了解这些宝贵遗传资源,本研究通过mtDNA变异特征与多态性分析揭示这些来自中国不同地域地方黄牛的母系起源与分子系统学特征.在17个品种84个体的mtDNA D-loop全序列中,一共检测到了102个核苷酸替代突变位.由此定义的53个单倍型被类聚为2个明显的单倍群：普通牛和瘤牛.mtDNA D-loop全序列变异的第一个特征是转换发生的频率远高于颠换;第二个特征是缺失与替代突变共存;第三个特征是缺失突变率比较高.所有D-loop全序列的核苷酸多样性和单倍型多样性分别为0.026 78±0.000 50和0.919±0.027.普通牛D-loop单倍型在北方牛种群中占有优势(80%～100%),而瘤牛单倍型在南方牛种群中占有优势(42.9%～100%),2种不同单倍型在中原牛种群中的分布也存在差异.2种不同单倍型在中国不同地域17个黄牛品种中的差异性分布揭示出了瘤牛mtDNA基因在中国黄牛中自南而北、由高到低的流动模式,这种基因流动模式的形成可能是由历史事件、地理隔离以及气候环境差异等造成的.     

猪线粒体DNA多态性与中国地方猪种起源分化的关系

用24种限制性内切酶分析了我国21个具代表性地方猪品种、1个引进品种和2个来自中国和越南的野生近缘种mtDNA的RFLP。结果表明:在74个个体中检出的32种限制性态型可归结成7种单倍型,其间的差异主要来源于少数几个限制性位点的点突变;地方猪种4种单倍型间的平均遗传距离为0.143％,遗传多态程度(π值)仅为0.007％,说明遗传多样性非常贫乏,提示中国地方猪种可能起源于一个野猪亚种。     

二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据简

棱果沙棘为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘同倍化自然杂交形成的。本文利用母系遗传的cpDNA trnS-G序列检测青海祁连棱果沙棘及其亲本中国沙棘和肋果沙棘同域分布的两个地区（拱北湾、八宝河滩）共93个个体的遗传关系。结果表明棱果沙棘及其亲本在拱北湾和八宝河滩分别有12个和7个单倍型,两地区的棱果沙棘都与其亲本共享单倍型,其中拱北湾棱果沙棘共36个个体中有28个与中国沙棘共享3个单倍型(H2,H4,H5),有2个个体与肋果沙棘共享单倍型(H11),八宝河滩的棱果沙棘共10个个体中有7个与中国沙棘共享一个单倍型(H4),3个与肋果沙棘共享单倍型(H7)。应用最大简约法（MP）分别对两地区的棱果沙棘及其亲本trnS-G序列构建的系统发育树中棱果沙棘的大部分个体都与中国沙棘聚在一起,另外,棱果沙棘4种特有单倍型(H3、H7、H8、H9)的6个个体在系统树上也与中国沙棘聚为一支。以上结果进一步证明了二倍体自然杂交种棱果沙棘为双向杂交起源,但其主要母本来源应为中国沙棘。     

二倍体杂交种棱果沙棘双向杂交起源及其母本主要来源于中国沙棘的分子证据

棱果沙棘为同域分布的中国沙棘和肋果沙棘同倍化自然杂交形成的。本文利用母系遗传的cpDNA trnS-G序列检测青海祁连棱果沙棘及其亲本中国沙棘和肋果沙棘同域分布的两个地区(拱北湾、八宝河滩)共93个个体的遗传关系。结果表明棱果沙棘及其亲本在拱北湾和八宝河滩分别有12个和7个单倍型,两地区的棱果沙棘都与其亲本共享单倍型,其中拱北湾棱果沙棘共36个个体中有28个与中国沙棘共享3个单倍型(H2,H4,H5),有2个个体与肋果沙棘共享单倍型(H11),八宝河滩的棱果沙棘共10个个体中有7个与中国沙棘共享一个单倍型(H4),3个与肋果沙棘共享单倍型(H7)。应用最大简约法(MP)分别对两地区的棱果沙棘及其亲本trnS-G序列构建的系统发育树中棱果沙棘的大部分个体都与中国沙棘聚在一起,另外,棱果沙棘4种特有单倍型(H3、H7、H8、H9)的6个个体在系统树上也与中国沙棘聚为一支。以上结果进一步证明了二倍体自然杂交种棱果沙棘为双向杂交起源,但其主要母本来源应为中国沙棘。     

Investigation of the mechanism of temperature sensitivity of the electroreceptors of ampullae of lorenzini

In experiments on Black Sea skates (Raja clavata), the potential of the receptor epithelium of the ampullae of Lorenzini and spike activity of single nerve fibers connected to them were investigated during electrical and temperature stimulation. Usually the potential within the canal was between 0 and –2 mV, and the input resistance of the ampulla 250–400 k. Heating of the region of the receptor epithelium was accompanied by a negative wave of potential, an increase in input resistance, and inhibition of spike activity. With worsening of the animal's condition the transepithelial potential became positive (up to +10 mV) but the input resistance of the ampulla during stimulation with a positive current was nonlinear in some cases: a regenerative spike of positive polarity appeared in the channel. During heating, the spike response was sometimes reversed in sign. It is suggested that fluctuations of the transepithelial potential and spike responses to temperature stimulation reflect changes in the potential difference on the basal membrane of the receptor cells, which is described by a relationship of the Nernst's or Goldman's equation type.I. P. Pavlov Institute of Physiology, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. I. M. Sechenov, Institute of Evolutionary Physiology and Biochemistry, Academy of Sciences of the USSR, Leningrad. Pacific Institute of Oceanology, Far Eastern Scientific Center, Academy of Sciences of the USSR, Vladivostok. Translated from Neirofiziologiya, Vol. 12, No. 1, pp. 67–74, January–February, 1980.     

Principles of organization and evolution of systems of regulation of functions

Evolution of living organisms is closely connected with evolution of structure of the system of regulations and its mechanisms. The functional ground of regulations is chemical signalization. As early as in unicellular organisms there is a set of signal mechanisms providing their life activity and orientation in space and time. Subsequent evolution of ways of chemical signalization followed the way of development of delivery pathways of chemical signal and development of mechanisms of its regulation. The mechanism of chemical regulation of the signal interaction is discussed by the example of the specialized system of transduction of signal from neuron to neuron, of effect of hormone on the epithelial cell and modulation of this effect. These mechanisms are considered as the most important ways of the fine and precise adaptation of chemical signalization underlying functioning of physiological systems and organs of the living organism