稻族的系统发育及其研究进展

稻族Oryzeae是禾本科Poaceae中包含多种经济植物的重要类群, 现有大约12个属, 广布全球的热带和温带地区。由于其重要的经济价值和在理论研究上的代表性, 稻属Oryza及其近缘属的研究受到了广泛关注。虽然形态学和初步的分子证据表明稻族是一个单系类群, 但稻族内各属的分类处理和属间系统发育关系以及稻族的起源、地理分布式样和机制等方面仍存在许多悬而未决的问题。本文简要回顾了稻族系统学研究的历史, 包括稻族的建立及其在禾本科中的系统位置、稻族的族下划分、稻族各属的界定及其系统发育关系。目前已有的研究结果表明: 稻族是单系类群, 可分为两个主要分支, 相当于传统的两个亚族(Zizaniinae和Oryzinae), 但稻族单性花小穗是多次起源的, 不宜作为划分亚族的依据; 一些单型属(Hydrochloa、Porteresia和Prosphytochloa)的建立得不到分子证据的支持; 根据分子钟原理估计稻族两个主要分支(亚族)的分歧时间在大约2000万年前, 而稻属和近缘属假稻属Leersia的分歧时间为1400万年; 稻属内主要类群的分歧时间在900万年前左右。此外, 本文还对稻族的生物地理学问题进行了初步探讨, 对稻族系统发育和进化研究中存在的问题及未来研究方向进行了讨论。     

玉米蚜线粒体基因组测序及蚜族系统发育分析

为探究玉米蚜(Rhopalosiphum maidis)线粒体基因组结构特征及蚜族(Aphidini)的系统发育关系,本研究利用高通量测序技术测定了玉米蚜线粒体基因组全序列。选择已知的蚜族18个物种线粒体基因组作为内群,选择长管蚜族(Macrosiphini)2个物种线粒体基因组作为外群,利用最大似然法(maximum likelihood method)和贝叶斯法(Bayesian inference method)重建蚜族的系统发育关系。玉米蚜的线粒体基因组全长为15 096 bp,呈环状,包括13个蛋白质编码基因(protein-coding genes)、 22个tRNA基因和2个rRNA基因,还有一段非编码控制区。13个蛋白质编码基因的起始密码子全为ATN; 3个蛋白质编码基因cox1、nad4和nad5具有不完整的终止密码子T或TA,其余10个蛋白质编码基因为完整的终止密码子TAA或TAG。本研究利用线粒体基因组数据重建了蚜族的系统发育关系,最大似然法和贝叶斯法构建的蚜族的系统发育关系是基本一致的。其中,色蚜属(Melanaphis)、桃粉蚜属(Hyalopterus)、蚜...     

辣根属和豆瓣菜属(十字花科)系统位置的分子证据

对十字花科葶苈族的辣根属、南芥族的豆瓣菜属及相关属种植物的叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列进行了测定分析。结果表明,辣根属植物与南芥族的山芥属、蔊菜属、豆瓣菜属、碎米荠属在系统发育树中聚成一支,与葶苈族的模式属葶苈属植物相隔较远,结合形态特征,本研究认为辣根属应从葶苈族移出,其系统位置应靠近山芥属、蔊菜属、豆瓣菜属、碎米荠属植物;此外,系统发育树中,豆瓣菜属植物并入碎米荠属中,表明二者具有更近的亲缘关系,本研究结果不支持《中国植物志》第33卷对辣根属和豆瓣菜属的系统位置的处理。     

核基因在鸟类分子系统发育学研究中的应用

核基因作为一种新的遗传标记,近年来被广泛应用于鸟类分子系统发育研究中.核基因与线粒体基因位于不同的遗传载体上,因此被引入到系统发育学研究中为物种树的重建提供独立的证据.常用的外显子标记为重组激活基因1(RAG-1),重组激活基因2(RAG-2),癌基因c-myc,原癌基因c-mos,它们由于缓慢的进化速率而被用于鸟类高级分类阶元的系统学研究中.常用的内含子标记是β纤维蛋白原基因内含子7(β-fibrinogen intron7,β-fibint7),肌红蛋白基因内含子Ⅱ(myoglobin intionⅡ).内含子标记通常与线粒体序列联合使用,形成具有互补系统发育信号的数据集,应用于各种分类阶元的系统学研究中.     

红景天线粒体nad7基因内含子2序列测定及其系统发育意义

开展濒危藏药红景天的分子生物学研究, 可以为红景天遗传资源鉴定与保护提供指导。利用线粒体中nad7基因的保守序列设计的引物, 对分布于四川的大花红景天、长鞭红景天和吉林的高山红景天等9份材料进行PCR分析, 发现在所有的红景天材料中均获得约800 bp的扩增产物。进一步对扩增片段进行序列测定, 结果表明该片段除具有53 bp的外显子区外, 其内含子长度均为738 bp, 有9个核苷酸变异位点。将测定序列进行比对和聚类分析表明, 红景天线粒体nad7内含子2序列被单独聚类。而且测定的红景天的nad7 内含子 2序列, 其长度均小于其他高等植物的同源序列, 体现了红景天属植物的该基因区域的特异性, 可能与特殊的生态环境有关。     

基于种皮形态和叶绿体trnL-F对菘蓝属（十字花科）的系统学位置研究

利用种皮微形态观察与叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列测定分析相结合,对十字花科菘蓝属植物及其相关属种的系统学关系进行了探讨.研究结果表明原属独行菜族的菘蓝属植物,其种皮特征与原属鸟头荠族的舟果荠属植物相似,同属一类型.而与独行菜族的模式属独行菜属植物、大蒜芥族的模式属大蒜芥属植物以及鸟头荠族的模式属鸟头荠属植物种皮微形态差异显著;在基于叶绿体DNA的trnL内含子和trnL-F基因间隔区序列所构建的系统发育树中,菘蓝属植物与舟果荠属植物距离最近,而与独行菜属、大蒜芥属、鸟头荠属植物具有一定的间隔,结合形态特征,本研究认为,菘蓝属与舟果荠属植物具有较近的亲缘关系,而不是同族的独行菜属植物.     

trnK基因5′端内含子区序列在榆科(广义)系统发育研究中的应用

本文测定了广义榆科 Ulmaceae s．l．及其近缘类群的trn K基因5′端内含子区序列。在尝试利用该内含子区进行榆科系统发育研究的同时,探讨了其在植物系统学研究中的应用前景。利用PAUP软件进行的系统发育分析仅得到1棵最简约树。该简约树的树长为665步,其一致性指数(CI)和保持性指数(RI)分别为0.7714和0.7965。分析结果表明：广义榆科为多系群;狭义榆科Ulmaceae s．str．为荨麻目rticales其他类群的姊妹群;大麻科Cannabacea嵌在朴科Celtidacea中,即朴科为一并系群;系统位置有争议的2个属——白颜树属Gironniera和糙叶树属 Aphananthe与朴科类群聚为一支。本研究还表明trnK基因5′端内含子区序列分析在植物较低分类等级(如近缘属间,属下种间)的系统发育研究中具有很好的应用前景。     

红角辉蝽和紫翅果蝽线粒体完整基因组测序及蝽亚科系统发育分析(半翅目: 蝽科)(英文)

【目的】本研究对红角辉蝽Carbula crassiventris和紫翅果蝽Carpocoris purpureipennis完整线粒体基因组测序,以探究蝽亚科(Pentatominae)线粒体基因组特征并重建其系统发育关系。【方法】使用Illumina MiSeq测序平台测定红角辉蝽和紫翅果蝽线粒体基因组全序列,并进行组装和注释。基于这2个种和其他30个蝽亚科分类单元线粒体基因组的13个蛋白质编码基因的第1和2位密码子以及2个rRNA基因的核苷酸序列,利用贝叶斯和最大似然法重建蝽亚科系统发育树。【结果】红角辉蝽和紫翅果蝽的线粒体基因组全长分别为15 824 和16 575 bp, 包含13个蛋白质编码基因、2个rRNA基因、22个tRNA基因和1个控制区。蝽亚科内线粒体基因组基因排列顺序保守且没有发现基因重排。此外,蝽亚科内的碱基组成、密码子使用和RNA结构均较为保守; 控制区重复序列拥有不同的长度、类型和拷贝数。基于贝叶斯法和最大似然法重建的系统发育树显示二星蝽族(Eysarcorini)、果蝽族(Carpocorini)、稻绿蝽族(Nezarini)和Antestiini构成一个稳定分枝。【结论】系统发育分析支持辉蝽属Carbula应属于二星蝽族,而果蝽属Carpocoris、斑须蝽属Dolycoris和珠蝽属Rubiconia同属于果蝽族。     

梅花草属叶绿体基因组进化分析

叶绿体基因组序列变异和基因组成等特征可有效反映植物类群间的系统发育和进化关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对梅花草属（Parnassia）及其近缘属5种植物的叶绿体基因组进行测序和组装,同时基于已发表的近缘种叶绿体基因组信息,对梅花草属叶绿体基因组结构特征、序列遗传变异和蛋白编码基因密码子偏好性比对分析。结果显示：梅花草属叶绿体基因组整体结构较为保守,均为四分体结构;梅花草多个基因出现假基因化,而本属其他物种叶绿体基因组成一致,均编码115个基因;与近缘属物种相比,本属所有物种均丢失rpl16基因的内含子;蛋白质编码基因的非同义/同义替代率比值较低,叶绿体基因可能经历纯化选择作用;密码子偏好性聚类结果与蛋白编码序列重建的系统发育关系结果一致。本研究表明选择压力可能在梅花草属叶绿体基因组蛋白编码基因进化过程中发挥作用,有助于进一步理解梅花草属植物的进化和适应机制。     

基于叶绿体DNA trnL内含子序列数据的檀香目科间系统发育关系的研究

应用叶绿体DNAtrnL内含子序列分析檀香目科间的系统发育关系。取样研究的檀香目个体的trnL内含子序列长度在科间呈现较大差异(从291bp到587bp)。最大简约性分析产生的严格一致树与以前已发表的基于其它基因的檀香目的分子系统学研究结果大体一致。香芙木属(铁青树科)是最早分支出的类群：桑寄生科、槲寄生科分别表现为单系类群,檀香科为并系;桑寄生科和槲寄生科并不具密切亲缘关系,槲寄生科从檀香科内衍生出来。本研究表明,具相对高的核苷酸替换率的叶绿体DNAtrnL内含子序列可为高等级类群系统发育关系的研究提供更多的信息位点。     

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