中国脊椎动物生存现状研究

正《中国脊椎动物红色名录》编研过程中汇集了全国200多位专家的智慧,覆盖了中国除海洋鱼类外的全部4,357种脊椎动物,是迄今为止评估对象最广、信息最全、参与专家人数最多的一次中国脊椎动物生存状况评估。《生物多样性》本期的7篇文章论述了中国内陆鱼类(曹亮等,2016)、两栖类(江建平等,2016)、爬行动物(蔡波等,2016)、鸟类(张雁云等,2016)和哺乳动物(蒋志刚等,2016b)红色名     

基因组演化的一个自然通信系统模型

正分子生物学的中心法则描述了生命现象中遗传信息的流动过程~([1]).但是,这种"遗传信息"与物理学和信息与编码理论中的"信息"~([2])意义颇为不同.虽然物理学家很早就认为生命是一个从环境中吸收负熵的过程~([3]),而负熵就是信息~([2]).但是迄今为止还没有一个成型的、物理的模型从信息传输的角度来描述生命进化的过程.另一方面,在生物学的研究中,研究者通常倾向于关注生物性状的变异及其在时间中的进化,而很少考虑性状与时间本身之间的联系.换而言之,进化生物学对性状变化的理解完全是牛顿的经典力学     

中国早期脊椎动物研究与主要进展

早期脊椎动物主要是指古生代中期(包括志留纪和泥盆纪)生活在水中的无颌及有颌的鱼类,主要类群包括无颌类、盾皮鱼类(包括胴甲鱼类、节甲鱼类与瓣甲鱼类等)、棘鱼类、软骨鱼类以及硬骨鱼类。在地质历史上,志留纪和泥盆纪是脊椎动物发展过程中的一个十分重要的时期。在生物的演化史上,泥盆纪常被称为“鱼类时代”;目前,全球志留纪鱼类化石的大量发现,已使我们能够将“鱼类时代”推前至志留纪。     

多倍体经济贝类的育种研究现状

海水经济贝类在海水养殖中占有重要的地位,开展贝类育种、育苗对提高重要经济贝类的产量和质量意义重大。多倍体育种作为贝类育种的方法之一,研究者希望通过这种方法,诱导出个体大、生长快、肉质好的三倍体贝类,以提高群体生长速度,改善经济性状,增强养殖生物的抗逆性。对多倍体贝类的亲贝培育、育种原理、诱导方法、检测技术,以及生物学性状作了综述,最后探讨了多倍体研究中存在的主要问题。     

蚜虫基因组及功能基因组研究进展

蚜虫作为刺吸式昆虫和植物病毒的传播者,已经成为严重威胁农业生产发展的重要害虫之一。近几年随着分子生物学的发展,尤其是基因组测序技术的进步,蚜虫基因组学和功能基因组学取得了重大突破,使我们对蚜虫特殊的生物学特征有了深层次的认识。本文就蚜虫与内共生菌关系、表型可塑性、发育和生殖、系统进化、解毒酶基因家族以及唾液腺方面在基因组和功能基因组水平上的研究进展进行了综述。     

基因组重排技术应用及进展

基因组重排技术结合了传统诱变技术和细胞融合技术,是一项对整个微生物基因组重排的新型育种技术。基因组重排技术通过多亲本原生质体递归融合,可以使工程菌快速获得多样复杂优良表型,并且无须了解其基因组学、代谢组学等具体背景。介绍了基因组重排技术的过程及应用,展现了基因组重排技术的优点,并给出了基因组重排技术的发展在未来的应用情景。     

基因组时代线粒体基因组拼装策略及软件应用现状

随着测序技术的不断发展,越来越多物种的全基因组数据被测定和广泛应用。在二代基因组数据爆发式增长的同时,除了核基因组数据,线粒体基因组数据也非常重要。高通量测序的全基因组序列中除了核基因组序列也包括线粒体基因组序列,如何从海量的全基因组数据中提取和拼装线粒体基因组序列并加以应用成为线粒体基因组在分子生物学、遗传学和医学等方面的研究方向之一。基于此,从全基因组数据中提取线粒体基因组序列的策略及相关的软件不断发展。根据从全基因组数据中锚定线粒体reads的方式和后续拼装策略的不同,可以分为有参考序列拼装方法和从头拼装方法,不同拼装策略及软件也表现出各自的优势和局限性。本文总结并比较了当前从全基因组数据中获得线粒体基因组数据的策略和软件应用,并对使用者在使用不同策略和相关软件方面给予建议,以期为线粒体基因组在生命科学的相关研究中提供方法上的参考。     

全基因组关联研究现状

在过去的5年中, 全基因组关联研究(Genome-wide association study, GWAS)方法已被证明是研究复杂疾病和性状遗传易感变异的一种有效手段。目前, 各国科学家在多种复杂疾病和性状中开展了大量的GWAS, 对肿瘤、糖尿病、心脏病、神经精神疾病、自身免疫及免疫相关疾病等复杂疾病以及一些常见性状(如身高、体重、血脂、色素等)的遗传易感基因研究取得了重大成果。截止到2010年9月11日, 运用GWAS开展了对近200种复杂疾病/性状的研究, 发现了3 000多个疾病相关的遗传变异。文章就GWAS的发展及其在复杂疾病/性状中的应用做一综述。     

机器学习方法在植物基因组信息预测中的研究现状

随着高通量测序技术的飞速发展,植物基因组学研究目前已经积累了海量多组学数据。因此如何开发和改进相关处理软件工具,从而有效利用这些海量数据发掘有用的生物学信息,成为当下亟需解决的重要科学问题。其中机器学习方法凭借其显著的预测、分类、数据挖掘和集成能力,在此领域受到广泛关注。本文系统综述了不同类型机器学习方法的基本原理和流程,以及这些方法在植物基因组功能预测中的研究进展,重点总结了机器学习模型在植物分子相互作用预测、重要功能位点预测、功能注释、作物育种等方面的应用成果,并展望了该领域未来的发展方向和应用前景。本文有助于植物研究者快速了解和应用机器学习方法,从而推进植物遗传相关机制的研究和作物性状改良。     

《自然》：脊椎动物大脑起源研究获进展

芝加哥大学的研究人员在《自然》（Nature）杂志上报告称他们在橡子蠕虫（acorn wirm）发现了一些调控脊椎动物大脑发育的遗传进程。     

斑马鱼—发育生物学研究的最佳脊椎动物模型

从八十年代初开始的、通过突变体分离早期胚胎发育基因的研究,揭示了无脊椎动物果蝇形态发生的分子机制,成为1995年诺贝尔生理或医学奖的主要内容,同时也标着发育生物学已经成为生物学的带头学科。该成果的取得得益于果蝇具备发育生物学研究模型的特点,即可同时进行胚胎学和发育遗传学研究。在脊动物发育生物学研究方面,由于缺少适当的研究模型,有关早期胚胎发育基因表达调鬼斧神工的研究始终未获突破性进展。包括小鼠、鸡、爪蟾等在一些脊椎动物都只适用于胚胎学或者遗传学某一学科的研究,均不是理想的发育生物学研究模型。一种小型的鲤科鱼－斑马鱼,逐渐成为发育生物学研究的最佳脊椎运动模型。它光周期产卵、卵大,胚胎在体外发育,胚胎发育速度快,早期胚胎完全透明,这些特点使它成为很好的脊椎动物胚胎学研究模型;同时,它个体小,产卵量大,产卵周期短,单倍体、雌核发育二倍体的制作和突变体的获得均较容易,精子可以冷冻保存,所有这些特点又使斑马鱼非常适合于发育遗传学研究。本文将详细论述斑马鱼作为脊椎动物发育生物学研究模型的特点,以及作为模型动物正在进行的有关工作。     

基因组编辑动物的研究现状

正20世纪是生命科学迅猛发展的时代,在众多生命科学领域中,"基因转移"的关键核心技术,给人类的生活带来了许多便利。随着转基因技术的不断发展,在农学和医学等众多生命科学领域展现出广阔的应用前景和不可估量的价值。按照发展历程来说,转基因动物研发可大致分为传统转基因和基因组编辑两个阶段。中外动物转基因技术发展史1974年,美国科学家研制出了世界首例转基因小鼠,拉开了转基因动物创制的帷幕。而动物转基因技术真正成为全球范围内的研究热     

脊椎动物古病理学研究现状及其中国中生代化石记录

中国长江流域沿岸的洞穴和裂隙堆积物中常含有属种丰富的更新世哺乳动物群, 其中小哺乳动物化石由于标本数量多且演化速率快, 因此在第四纪生物地层对比方面具有重要的作用。本文系统研究了产自长江下游南岸的安徽繁昌癞痢山东裂隙的鼠科化石, 包括: Apodemus cf. A. asianicus、Micromys minutus、Chiropodomys cf. C. primitivus、Vandeleuria sp.、Niviventer cf. N. preconfucianus、Leopoldamys sp.、Berylmys cf. B. bowersi 和 Rattus sp., 共计 8 属 8 种, 其中绝灭种和现生种的比例分别为 37.5%和 25%。依据化石属种的形态差异和演化水平, 东裂隙鼠科动物群的性质比安徽繁昌人字洞和重庆巫山龙骨坡都要明显进步, 比湖北建始龙骨洞的鼠科组合也显得稍进步, 兼具早—中更新世的特点, 但更偏向早更新世, 其地质时代很可能为早更新世晚期。此外, 本文还初步建立了长江流域早更新世鼠科动物群的层序, 从早到晚依次为: 安徽繁昌人字洞(距今约 220–256 万年)和重庆巫山龙骨坡(距今约 220–250 万年)—湖北建始龙骨洞(距今约 120–160 万年)—安徽繁昌癞痢山东裂隙(估计距今约 78–120 万年)。     

脊椎动物头部及脑动脉的显示方法及标本制作

全面了解不同脊椎动物的脑动脉系统,对于从形态和功能相适应的角度理解脊椎动物在进化过程中脑的结构和功能发生的演变有极其重要的意义,完整地显示脑动脉系统在生物学教学、科研等方面亦有重要的应用价值。为此根据我们的工作体验,介绍几种显示脊椎动物头部及脑动脉系统的方法及标本制作技术。     

全基因组关联研究中的交互作用研究现状

利用高密度单核苷酸多态(Single nucleotide polymorphism,SNP)标记在全基因组范围内检测影响复杂疾病/性状的染色体区段或基因,已经成为目前遗传学领域新的突破点之一。在全基因组关联研究(Genome-wide association study,GWAS)取得大量成果之后,研究者们对在全基因范围内研究交互作用产生了极大的热情。近几年,对交互作用的研究,无论是在方法的研发、实际的应用以及统计学上的交互向生物学上的交互转化,还是在信息组学的整合,都呈现快速发展的趋势。已有很多策略和方法被尝试用于进行全基因组交互作用分析,这些研究推动了对复杂疾病/性状遗传机制的进一步认识。基于目前全基因组交互分析所采用的各类数据处理方法的理论与算法的异同,文章拟对目前使用较为广泛的回归类方法、机器学习方法、贝叶斯模型法、SNP筛选类方法和基于并行程序的方法等5类方法加以评述,着重介绍了这些方法的算法原理、计算效率以及差别之处,以期能够为相关领域的研究者提供参考。     

全基因组关联研究通路分析方法现状

全基因组关联研究(genome-wide association study, GWAS)自2005年首次发表以来已不断增进人们对疾病遗传机制的认识,结合系统生物学并改进统计分析方法是对GWAS数据进行深度挖掘的重要途径。通路分析(pathway analysis)将GWAS所检测的遗传变异根据一定的生物学含义组合为集合进行分析,有利于发现对疾病单独效应小却在通路中相互关联的遗传变异,更有利于进行生物学解释。当前通路分析在GWAS数据上已有较为广泛的应用并取得初步成果。与此同时,通路分析的统计方法仍在不断发展。本文旨在介绍现有直接以SNP为对象的GWAS通路分析算法,根据方法中是否采用核函数分为非核算法和核算法两大类,其中非核算法主要包括基因功能富集分析(gene set enrichment analysis, GSEA)和分层贝叶斯优取(hierarchical Bayes prioritization, HBP),核算法包括线性核(linear kernel, LIN)、状态认证核(identity-by-status kernel, IBS)和尺度不变核(powered exponential kernel)。通过介绍这些方法的计算原理和优缺点,以期为新算法的构建提供更好的思路,为GWAS领域研究方法的选择提供参考。     

基于Web的基因组浏览器研究现状

测序技术的发展促使人类基因组测序成本急剧降低,测序速度迅速增加,对这些数据的分析和可视化已成为生命科学领域最重要的课题之一.基因组浏览器技术在基因序列分析,遗传密码解读,复杂疾病研究等方面具有重要意义.本文综述了9种主要的基因组浏览器技术,并从可视化内容、可视化形式、软件系统架构等角度分析了它们的特点.最后,探讨了基因组浏览器发展所面临的挑战.     

基于SLAF-seq技术的动物基因组应用及进展

近年来随着测序技术的迅速发展,简化基因组中的SLAF-seq是一种既经济又高效的、且在全基因组范围内挖掘SNP位点的测序技术。该技术已广泛应用于群体进化分析、遗传图谱的构建和QTL定位等大样本群体研究。该文综合国内外文献介绍SLAF-seq技术在动物基因组研究方面的应用,分析SLAF-seq技术在动物学中的发展方向并做出展望,以期为动物的遗传学和物种保护等相关研究开启一扇新的大门。     

麦冬基因组DNA提取方法研究

为了从富含多糖、多酚的顽拗植物麦冬中分离出高质量基因组DNA,分别建立了改良CTAB法和改良SDS法。通过使用核分离液和CTAB/NaCl溶液、提取液中加入0.35倍体积无水乙醇等最大限度地除去杂质。将两种方法提取的8种麦冬DNA与两种离心柱式试剂盒提取的DNA在纯度、产率等方面进行对比,并进行双酶切和SRAP分析。麦冬类植物SRAP反应体系的建立尚属首次。结果表明,改良CTAB法和改良SDS法均能从8种麦冬叶片中提取到高质量的基因组DNA,改良CTAB法提取纯度更高,提取幼叶DNA纯度可以与离心柱式试剂盒媲美,能够满足多种分子生物学试验要求。在后续试验中,用改良CTAB法从20多种沿阶草族植物中提取到了高纯度DNA。该方法通用性好,提取的DNA纯度高,对其他顽拗类植物基因组DNA的提取具有借鉴意义。     

禾本科系统学与演化研究的进展

：综合近年来禾本科不同分支学科的研究进展,对当前禾本科研究的4个热点进行讨论：1．禾本科内不同阶元系统的种系发育研究方法,有传统的、实验的、历史的、分支的4种分析方法;2．性系统的演化,涉及自交亲和繁育方式的优势、偏离正常性比的发育模式、性别决定的分子生物学基础3个方面;3．花序演化的形态学、遗传学、发育形态学研究;4．禾本科的起源时间。总的看来,不同性状的数据比较和不同研究方法的综合已构成现代禾本科系统学研究的必然趋势,建立一个反映植物系统发育历史的分类是禾本科系统学研究的最终目标。