小麦A基因组测序与进化研究进展

小麦是世界上广泛种植的主要粮食作物,养活了全世界35%以上的人口。获取高质量的基因组图谱对于推动小麦基础理论和遗传育种研究至关重要。然而,庞大而复杂的基因组一度使小麦基因组测序被认为是"不可能完成的任务"。随着高通量测序和组装技术的成熟,近年来多个小麦基因组序列图谱陆续发布,序列组装质量日臻完善。仅最近两年就公布了5个不同倍性的小麦参考基因组序列,包括两个二倍体祖先种乌拉尔图小麦(Triticum urartu,AA)和粗山羊草(Aegilops tauschii,DD)、野生和栽培四倍体二粒小麦(T.turgidum ssp.dicoccoides, BBAA)和六倍体普通小麦(T. aestivum, BBAADD)。其中,作为多倍体小麦A亚基因组供体的乌拉尔图小麦基因组测序和分析是由中国科学院遗传与发育生物学研究所牵头完成。本文主要对小麦A基因组的结构解析和进化分析等方面的研究进展进行了综述,以期为相关领域的科研人员提供参考信息,促进小麦的基础和应用研究。     

小麦A，B和D基因组同源DNA序列在进化过程中的演变研究

选取已定位的大麦1H染色体的STS标记NWG913为引物,在普通小麦（Tritium aestivum L.）及其4个可能的起源种乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum.L)栽培二粒小麦（T.dicoccum S.）、方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)上特异性扩增。扩增产物克隆测序后对其进行序列分析,由序列差异的程度来确定这几个物种之间的亲缘关系。实验结果表明,普通小麦（Tritium aestivum L.)的A基因组此段序列与乌拉尔图小麦（T.urartu T.)、栽培一粒小麦（T.monococcum L.)、栽培二粒小麦（T.dicoccum S.)A基因组此段序列完全相同;普通小麦的D基因组此段序列与方穗山羊草（Ae.squarrosa L.)也完全相同;普通小麦的B基因组此段序列和栽培二粒小麦B基因组此段序列有0．61％的差异。研究结果一方面对现有的普通小麦A、B、D基因组起源和进化理论给予了分子水平上的证明,同时也揭示了同一物种不同的基因组化进化速度存在差异。     

普通小麦相关研究进展在遗传学理论教学中的应用

普通小麦(T.aestivum L.)又称异源六倍体小麦,其基因组是由来自3个不同二倍体祖先且亲缘关系较近的基因组(A、B和D)构成。普通小麦的进化历程一直是遗传学教学中阐述物种形成和染色体数目变异机制的经典案例。近年来,伴随着科学技术的快速发展和应用,普通小麦的相关研究在细胞学水平、分子水平、基因组水平均取得了重大突破和进展。本文对普通小麦最新研究成果进行了梳理和总结,将相关前沿科学内容与遗传学各章节的理论教学相结合,并应用于遗传学的理论教学中。这不仅是对经典遗传学教材内容的补充和发展,同时也能够让学生认识到遗传学是一门不断发展的自然科学,在提高学生学习兴趣的同时,实现对遗传学基本内容和前沿科学动态的系统学习。     

转基因动物的基础与应用研究

转基因动物研究的基础：１．经典遗传学：揭示了遗传基因的染色体几何位点与生物表型性状的形式对应关系。生物个体体现为物种内全套基因不同等位基因的组合。２．分子遗传学：阐明了基因到性状是核酸到蛋白的信息流调控过程,即操作结构模型和中心法则的研究范畴。３．结构遗传学：基因组结构（遗传语法）、功能（发育调控）与演变（物种进化）过程构成物种进化与发育自组织的结构遗传学基础。进化是基因组的信息化增长结构化分层、     

高血压易感基因的分子进化

利用家系连锁分析、候选基因法及全基因组关联研究均未能有效发现普通人群的高血压易感基因或位点。遗传学研究表明, 人类许多疾病易感性的形成与走出非洲时的环境适应性进化密切相关, 这为高血压遗传学研究提供了新思路。文章系统综述了高血压易感基因分子进化研究的理论基础和最新进展, 介绍了本研究小组运用分子进化思路在中国汉族人群高血压遗传学研究中的发现, 对未来的研究方向进行了展望, 以期为高血压和其他疾病的遗传学研究提供参考。     

一粒小麦抗白粉病和条锈病基因的分析

一粒小麦是普通小麦抗性改良的宝贵资源.本研究对24份一粒小麦分别进行了白粉病和条锈病混合菌种苗期接种鉴定,进一步分别用一套白粉病菌菌株(15个)对2份乌拉尔图小麦和条锈病菌小种(21个)对1份栽培一粒小麦进行接种鉴定,其中乌拉尔图小麦UR206能抵抗所有供试白粉菌菌株,UR204除对白粉菌菌株E11感病外,对其余菌株表现抗性;栽培一粒小麦MO205对不同条锈菌小种表现出不同的抗性反应,研究表明乌拉尔图小麦UR206、UR204和栽培一粒小麦MO205分别含有与已知抗白粉病和抗条锈病基因不同的新基因.对乌拉尔图小麦UR204、UR206和栽培一粒小麦MO205分别进行抗白粉和条锈病基因的遗传分析,结果表明乌拉尔图小麦UR204和UR206分别含有一对显性抗白粉病基因,栽培一粒小麦MO205含有两对独立遗传的显性抗条锈病基因.     

脊椎动物线粒体DNA的进化遗传学

近年来,在分子进化遗传学研究中又产生出一个新的生长点,这就是线粒体DNA(mtDNA)的进化遗传学研究。因为mtDNA结构简单,与拥有4×10~8到4×10~(11)个碱基对的多细胞动物的核基因组相比,比其最小者小25000倍;在不同物种间,mtDNA上的基因成分相对稳定,很少受到序列重排的影响;另一方面,mtDNA又具有广泛的种内和种间多态性,且为母性遗传,在亲缘关系相近的物种间其进化速度比核基因快,因而它为从分子水平上研究种群遗传学和进化遗传学提供了理想的研究对象。     

哺乳动物基因组印记的研究进展

基因组印记是由亲本来源不同而导致等位基因表达差异的一种遗传现象。基因组印记产生的原因及过程是现代遗传学的一个热点问题。哺乳动物的许多基因组印记特征都使其成为后基因组时代的一个热点生物学问题。进化的基因组印记在哺乳动物生殖、发育中起到了特定的作用。综述了基因组印记的特点、印记基因的印记机理、基因印记与克隆动物的发育、印记基因与疾病的研究进展。     

稻属植物的基因组进化

水稻所在的稻属(Oryza)共有24个左右的物种。由于野生稻含有大量的优良农艺性状基因, 在水稻遗传学研究中日益受到重视。随着国际稻属基因组计划的开展, 越来越多的稻属基因组序列被测定, 稻属成为进行比较、功能和进化基因组学研究的模式系统。近期开展的一系列研究对稻属不同基因组区段以及全基因组序列的比较分析, 揭示了稻属在基因组大小、基因移动、多倍体进化、常染色质到异染色质的转化以及着丝粒区域的进化等方面的分子机制。转座子的活性以及转座子因非均等重组或非法重组而造成的删除, 对稻属基因组的扩增和收缩具有重要作用。DNA双链断裂修复介导的基因移动, 特别是非同源末端连接, 是稻属基因组非共线性基因形成的主要来源。稻属基因组从常染色质到异染色质的转换过程, 伴随着转座子的大量扩增、基因片段的区段性和串联重复以及从基因组其他位置不断捕获异染色质基因。对稻属不同物种间基因拷贝数、特异基因和重要农艺性状基因的进化等研究, 可揭示稻属不同物种间表型和适应性差异的分子基础, 将加速水稻的育种和改良。     

植物进化发育生物学的形成与研究进展

植物进化发育生物学是最近十几年来才兴起的一门学科, 它是进化发育生物学的主要分支之一。进化发育生物学的产生经历了进化生物学与胚胎学、遗传学和发育生物学的三次大的综合, 其历史可追溯到19世纪初冯.贝尔所创立的比较胚胎学。相关研究曾沉寂了近一个世纪, 直到20世纪80年代早期, 动物中homeobox基因被发现, 90年代初花发育的 ABC模型被提出, 加之对发育相关基因研究的不断深入, 才使基因型与表型联系了起来, 进而促进了进化发育生物学的飞速发展。目前进化发育生物学已成为21世纪生命科学领域的研究热点之一。本文详细阐述了进化发育生物学产生和发展的历程, 综述了最近十几年来植物进化发育生物学的主要研究进展。文中重点介绍了与植物发育密切相关的MADS-box基因在植物各大类群中的研究现状, 讨论了植物进化发育生物学领域的研究成果对花被演化、花对称性以及叶的进化等重要问题的启示。     

Recent advances in the study of Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus replication and pathogenesis

It has now been over twenty years since a novel herpesviral genome was identified in Kaposi's sarcoma biopsies. Since then, the cumulative research effort by molecular biologists, virologists, clinicians, and epidemiologists alike has led to the extensive characterization of this tumor virus, Kaposi's sarcoma-associated herpesvirus(KSHV; also known as human herpesvirus 8(HHV-8)), and its associated diseases. Here we review the current knowledge of KSHV biology and pathogenesis, with a particular emphasis on new and exciting advances in the field of epigenetics. We also discuss the development and practicality of various cell culture and animal model systems to study KSHV replication and pathogenesis.     

The structure, reproduction and taxonomy of Vidalia and Osmundaria (Rhodophyta, Rhodomelaceae)

Comprises species occurring mostly in subtidal habitats in tropical, subtropical and warm-temperate areas of the world. An analysis of the type species, V. spiralis (Sonder) Lamouroux ex J. Agardh, a species from Australia, establishes basic characters for distinguishing species in the genus. These characters are (1) branching patterns of thalli, (2) flat blades that may be spiralled on their axis, (3) width of the blade, (4) primary or secondary derivation of sterile and fertile branchlets and (5) position of sterile and fertile branchlets on the thalli. Application of the latter two characters provides an important basic method for separation of species into three major groups. Osmundaria , a genus known only in southern Australia, was studied in relation to Vidalia , and its separation from the Vidalia assemblage is not accepted. Species of Vidalia therefore are transferred to the older genus name, Osmundaria. Two new species, Osmundaria papenfussii and Osmundaria oliveae are described from Natal. Confusion in the usage of the epithet, Vidalia fimbriala Brown ex Turner has been clarified, and Vidalia gregaria Falkenberg, described as an epiphyte on Osmundaria pro/ifera Lamouroux, is revealed to be young branches of the host, Osmundaria prolifera.     

New or rare chromosome counts in Artemisia L. (Asteraceae, Anthemideae) and related genera from Kazakhstan

Fifteen chromosome counts of six Artemisia taxa and one species of each of the genera Brachanthemum, Hippolytia, Kaschgaria, Lepidolopsis and Turaniphytum are reported from Kazakhstan. Three of them are new reports, two are not consistent with previous counts and the remainder are confirmations of very scarce (one to four) earlier records. All the populations studied have the same basic chromosome number, x = 9, with ploidy levels ranging from 2x to 6x. Some correlations between ploidy level, morphological characters and distribution are noted.     

肝癌中HBV和HCV基因和抗原的分布及意义

采用原位分子杂交方法检测HCV RNA及HBV X基因;采用免疫组织化学方法研究HCV核心抗原,非结构区C33c抗原及HBxAg在肝细胞肝癌中的定位及分布.结果表明(1)HCV RNA、HBV X基因在肝细胞肝癌组织检出率分别为40%(55/136)和82%(112/136).HCV RNA定位于癌细胞的胞浆内,阳性细胞呈散在、灶状及弥漫分布三种形式;HBV X基因在肝癌细胞中的分布呈胞浆型、核型及核浆型,阳性细胞也呈上述三种分布形式;(2)HCV C33c抗原、核心抗原在肝细胞肝癌中的阳性率为81%(133/164)及86%(141/164).C33c抗原定位于癌细胞及肝细胞的胞浆内;核心抗原既定位于癌细胞核中,又可定位于胞浆中.C33c抗原阳性细胞以灶状分布为主;而核心抗原阳性细     

Selection with two alleles and complete dominance

For a plant selection model with frequency-independent viabilities, fertilities and selfing rates, it is shown that apart from global fixation, for certain parameter combinations a protected polymorphism and facultative fixation (either allele may become fixed according to initial frequencies) may both occur. Facultative fixation requires different selling rates for the dominant and recessive type. Protection of the polymorphism requires resource allocation for male and female function. In this connection the problem of purely genetically caused population extinction is discussed.
For general frequency dependence and regular segregation, the chances for establishment of a completely recessive gene are compared to those of a completely dominant gene. It is proven that the process of establishment of the recessive gene, despite a fitness advantage, may be considerably endangered by drift effects if random mating prevails. The recessive gene may reach the same effectivity in establishment as a dominant gene, only if the recessive homozygote mates exclusively with its own type during the period of establishment.