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.     

中国部分地方黄牛品种线粒体D-loop区的遗传变异与进化分析

测定了13个黄牛品种125个个体的线粒体D-loop区段的全序列,包括12个中国地方黄牛品种的123个个体和德国黄牛2个个体,并进行了分析。结果显示,共检测到93个变异位点,57个单倍型,平均核苷酸差异(average number ofnucleotide differences,k)为22.708,核苷酸多样度(nucleotide diversity,π)为0.0251±0.00479,单倍型多样度(haplotypediversity,Hd)为0.888±0.026,表明我国黄牛品种遗传多样性非常丰富。构建的Neighbor-Joining进化树显示这13个品种主要分成两大类型:普通牛和瘤牛;新发现的特殊类型Ⅲ只有一个西藏阿沛甲咂牛的个体,它与牦牛D-loop序列最相近,证明西藏地区的黄牛与牦牛之间存在基因渗入现象。普通牛和瘤牛在日喀则驼峰牛中占的比例分别是64.3%和35.7%,在阿沛甲咂牛中占的比例分别是50.0%和50.0%,证明了西藏的黄牛也有瘤牛类型。云南牛品种的单倍型非常丰富证明了云南在中国黄牛起源上的重要地位;在27个中国黄牛品种中(本研究11个品种以及GenBank上的16个品种)找到了中国瘤牛的核心单倍型i1,并且对它进行了讨论。同时证明了西藏瘤牛独立于中国瘤牛核心类群的特殊性。     

牛科动物HSL基因序列分析及其分子进化研究

在对牛科中4种动物即牦牛、瘤牛、普通牛和水牛HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行测定的基础上,与Gen-Bank中其他物种相应基因核苷酸序列、氨基酸序列进行了比对分析,并构建了牦牛与其他物种间分子系统进化树。结果表明:牦牛与普通牛、瘤牛、水牛、猪、人、小鼠、大鼠7个物种HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列间保守性较高,同源性大小依次为99.8%、99.6%、97.4%、90.6%、88.4%、83.5%、82.3%。相应氨基酸序列间保守性更高,同源性分别为100%、100%、98.2%、94.0%、92.2%、89.8%、89.8%。牦牛与各物种该基因部分核苷酸序列间碱基变异类型主要表现为碱基转换和颠换,无碱基插入和缺失发生,碱基转换的频率高于颠换的频率;在核苷酸水平上的多数碱基替换都是同义替换;序列间单碱基变异位点大多出现在同一位点,多发生在密码子第3位,其次是第1位,最少发生在第2位,符合分子进化的中性学说。HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列进行多序列对位排列构建的各物种间分子系统进化树结果表明,普通牛和瘤牛首先聚为一类,再分别与牦牛、水牛、猪、人聚类,最后与大鼠、小鼠聚为一类。该聚类结果与动物学上的分类结果一致,表明HSL基因外显子Ⅰ部分核苷酸序列适合于构建物种间分子系统进化树。研究表明,牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离大小相近,牦牛和水牛间的遗传距离与普通牛、瘤牛和水牛间的遗传距离大小相当。牦牛、普通牛和瘤牛3个物种间的遗传距离远小于它们各自与水牛这一物种的遗传距离,它们三者之间的亲缘关系也相对于它们各自与水牛间的亲缘关系都较近,故将牦牛、普通牛和瘤牛划分在同一个属——牛属(Bos)更为合理。     

基于Cyt b基因序列分析的松毛虫种群遗传结构研究

为了揭示松毛虫种群的遗传结构,采用DNA序列测定的方法测定了松毛虫不同种群的线粒体细胞色素b (Cyt b)基因的部分序列,并利用分子生物学软件分析其核苷酸组成、转换和颠换、氨基酸组成、遗传距离及亲缘关系。结果显示:在获得的Cyt b 基因387bp的序列中碱基A,T,C,G平均含量分别为40.1%、33.5%、9.5%、16.9%,A+T含量明显高于G+C含量表现出强烈的A、T偏向性,密码子第3位点的A+T含量高达86.5%,这种偏向性在种群间无明显差异。碱基替换主要发生在密码子第三位,转换大于颠换,且种群内替换高于种群间。该序列片段中共有39个核甘酸位点发生变异,遗传距离为0.000-0.100,显示出较小的遗传变异。蛋白质氨基酸由除谷氨酸以外的19种氨基酸组成。聚类分析结果表明马尾松毛虫和油松毛虫亚种遗传距离较近,种群间的遗传分化与生态环境有关。     

中国荷斯坦牛和鲁西黄牛mtDNAD-loop序列多态性分析

为了从母系遗传角度深入阐明中国荷斯坦牛和鲁西黄牛的群体遗传多样性以及起源进化,本研究采用PCR测序法测定了9头中国荷斯坦牛和11头鲁西黄牛的线粒体DNA D-loop区的部分序列,并经剪切后进行生物信息学软件分析.结果表明,20个个体D-loop区共711 bp,共检测到19种单倍型和50个多态位点.核苷酸多样性(Pi)为0.021 33±0.004 54,单倍型多样性(Hd)为0.994±0.019,平均核苷酸差异数(k)为15.146 20.构建的NJ网络进化树共分为两大支系,其中部分鲁西黄牛与瘤牛聚为一支,而中国荷斯坦牛和部分鲁西黄牛与普通黄牛聚为一支.说明中国荷斯坦牛和鲁西黄牛群体遗传多样性均较高;鲁西黄牛同时含有瘤牛和普通黄牛的血统,而中国荷斯坦牛只含有普通黄牛的血统.     

天然三倍体鲫鱼突变体萍乡肉红鲫线粒体细胞色素b基因序列分析

用细胞色素b(Cyt b)基因特异性引物,对萍乡肉红鲫(Carassius auratus var.pingxiangnensis)的线粒体Cyl b基因进行PCR扩增和双向测序.在12个个体中均得到序列一致的Cyt b基因全序列,长度为1 140 bp.其A、T、G、C含量分别为28.2%(321)、28.8%(328)、14.8%(170)和28.2%(321),A+T含量(57%)明显高于G+C含量(43%).与其他水生动物相同基因片段碱基含量相似.该基因中密码子第1位核苷酸中4种碱基组成较为均衡;第2位核苷酸中T的使用率较高,为41.8%,G的使用率较低,为13.2%;密码子第3位A的使用率较高,为39.7%,而G的使用率较低,仅为6.3%.BLAST结果显示,萍乡肉红鲫与其他鲫鱼类的Cyt b基因具有较高的同源性,其中与银鲫(C.a.gibelio)的相似性为93%,与普通鲫鱼(C.carassius)的相似性为98%.邻接法构建的分子系统进化树表明,萍乡肉红鲫与普通鲫鱼亲缘关系最近.     

中国缘蝽科部分种类细胞色素b基因序列及系统进化研究

以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因作为分子标记,首次对缘蝽科4亚科14种昆虫进行序列测定,获得Cyt b基因412 bp的序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为34.2%、11.4%、35.7 %和18.7 %,A T平均含量为69.9 %,明显高于G C含量(30.1 %).密码子第3位点的A T含量高达82.8%,亚科间序列变异大,有193个核苷酸位点发生变异,碱基替换多发生于第3位点.以筛豆龟蝽为外群构建系统发育树,表明在亚科级关系上,姬缘蝽亚科最原始,蛛缘蝽亚科次之,巨缘蝽亚科和缘蝽亚科亲缘关系较近,为较进化种类.     

中国地方黄牛的Y染色体遗传多样性及其进化起源

中国黄牛的进化起源与遗传多样性一直是国内外动物遗传学家感兴趣的课题之一.本文主要从Y染色体的形态多样性和Y染色体特异性微卫星标记遗传多态性两个方面对中国地方黄牛的遗传多样性和进化起源进行了综述.中国地方黄牛Y染色体具有中着丝粒、亚中着丝粒和近端着丝粒3种类型,这说明中国地方黄牛起源于普通牛和瘤牛.利用Y染色体特异性微卫星标记对中国地方黄牛Y染色体单倍型分布特征及Y染色体基因流模式的分析表明,北方种群中普通牛单倍型频率最高,瘤牛单倍型在南方种群中占优势;在中国不同地域,瘤牛Y染色体单倍型频率呈现自南而北、自东而西逐渐降低的趋势,这再次证实了中国黄牛主要来源于普通牛和瘤牛,这可能是这两类牛群在长期的历史进化过程中,分别从东南方向和西北方向进入我国,并在中原地区汇合的结果.本文为中国地方黄牛品种资源保护和杂交育种工作提供了参考依据.     

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。     

从细胞色素b基因全序列探讨大额牛的分子系统发生

大额牛是一种半野生半家养的珍稀牛种, 有关其起源和系统地位一直存在争议。通过PCR扩增、测序等步骤共获得了11头大额牛细胞色素b(Cyt b)基因全序列(1 140 bp)。应用分析软件, 对大额牛11条Cyt b序列进行了分析, 并结合GenBank中牛属动物6个近缘种的同源序列, 以亚洲水牛(Bubalus bubalis)为外群, 分别采用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建了牛属动物分子系统发育树。序列分析结果表明, 11条大额牛Cyt b序列1 140位点中, 共发现95个变异位点(占分析位点总数的8.33 %), 定义了6种单倍型, 表明大额牛群体的Cyt b基因遗传多态性比较丰富。构建的NJ和MP分子系统树均显示, 大额牛研究群体明显分为3支, 第1支与普通牛(Bos taurus)相聚, 第2支与瘤牛(Bos indicus)相聚, 第3支与印度野牛(Bos gaurus)相聚。系统发育分析表明, 大额牛很可能是印度野牛的家养型或驯化种, 我国大额牛群体可能曾受到其他牛种血缘的入侵。     

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