哺乳动物毛色形成机制与影响因素

哺乳动物拥有丰富多彩的毛色,对于多种多样的动物毛色,影响其形成的可能原因较多,遗传物质与环境的相互作用不可忽视。本文针对调控黑色素细胞形成及褐黑色素、真黑色素合成的相关基因,分析了哺乳动物毛色形成的可能机制,并对研究不同毛色动物的同种动物遗传差异的方法进行了讨论。     

虎毛色多样性的遗传演化

虎是世界上最大的猫科动物,也是豹属(虎、狮、豹、美洲豹、雪豹)中唯一具条纹而不是斑点的物种。虎以黄底黑纹的野生型标志性毛皮为世人所熟知,此外,有白虎、金虎、雪虎、黑虎等具毛色多态型,其遗传起源及科学和保育价值则长期存在疑问和争议。最近10年基因组学技术的发展,定位了Slc45a2、Corin、Taqpep等参与和调控色素通路并导致虎毛色变异的基因,揭示了其对物种生存和适应的潜在影响。虎毛色多样性遗传机制的揭示,为虎的保护及圈养繁殖提供了科学佐证,也为通过非模式生物研究动物适应性演化进行了积极探索。     

蚂蚁入侵适应性进化及其机制

入侵种被传至一个新的区域后,在面对当地某些生态因子的胁迫时如何发生适应性变化,是入侵生物学研究的一个重要课题。这方面信息对评价物种的入侵性、制订防控策略具有重要指导意义。入侵性蚂蚁作为无脊椎陆生动物中入侵最成功、危害最严重的一类,其生物学、生态学已得到大量研究,许多报道表明它们在定殖和扩张过程中会发生适应性变化。基于30多年的文献资料,从蚁群社会结构、超级蚁群形成能力、个体大小、觅食行为、种间竞争、天敌防御、适应低温能力、生态位转变等多个角度进行了全面总结,并针对这些方面适应性变化的机制,从表型可塑性、适应性进化、自身遗传学基础、与共生微生物的互利关系等角度进行了剖析。提出了今后有待重点研究的几个问题。将有助于深化对蚂蚁成功入侵机制的认识,为推进我国红火蚁(Solenopsis invicta Buren)、小火蚁(Wasmannia auropunctata Roger)等入侵性蚂蚁的研究与治理提供参考。     

马毛色遗传机理研究进展

动物毛色是人类正向选择产生的表型之一,在遗传与进化过程中扮演着重要角色。其中马的毛色丰富多变,单从表型无法准确判别其属于哪种毛色,造成马品种登记时毛色性状记录不准确,因此研究马毛色形成机理在育种工作中具有重要意义。随着基因组学及测序技术的日益成熟,马毛色形成遗传机理的研究不断深入,并发现不同毛色性状与特定疾病之间的相关性。本文从遗传学的角度对马的毛色进行归类,对与其形成的相关基因、作用机理及应用等研究进展进行了综述,以期为马毛色形成机理的系统性研究和马匹选育提供借鉴和参考。     

滩羊裘皮毛色调控基因的研究进展

滩羊是中国裘皮来源的珍稀地方绵羊品种,以所产二毛裘皮而著称,二毛裘皮在国内外毛皮市场上均享有较高的声誉。毛色是宁夏滩羊重要的经济性状,滩羊多为体躯白色,头部有黑褐斑,个别个体黑头或体躯黑杂色,少数纯白。毛色与体内黑色素的数量、种类和分布等情况有关。掌握调控滩羊毛色基因的作用机制,可以有效控制其毛色性状。本文从滩羊的裘皮特性、毛色形成机理、毛色相关基因(MC1R基因、Agouti基因、TYR基因、MITF基因和KIT基因)的功能及选择信号检测等方面进行了综述。     

南极鱼类多样性和适应性进化研究进展

南极地区是地球上唯一未被人类活动大量影响的地区, 其极端寒冷的环境为南极生物的进化提供了“温床”。过去三千万年间, 南极鱼亚目鱼类在南极海洋逐渐变冷的过程中快速进化, 从一个温暖海域的底栖祖先分化成南极海域最为多样化的鱼类类群。由于其在南极圈内和南极圈外的各种温度区间都有分布, 因而成为研究鱼类适应性进化和耐寒机制的良好生物模型。本文综述了有关南极海域鱼类区系组成与物种多样性现状, 南极鱼亚目鱼类适应低温的一系列特化的生物学性状及其关键的遗传进化机制。现有研究表明: 南极鱼类在几千万年零度以下低温环境的进化中发生了大量基因的大规模扩增和基因表达的改变, 如铁调素、卵壳蛋白和逆转座子等118个基因发生了显著的扩增。另外, 有些从南极鱼中获得的抗寒基因已经用于提高动植物低温抗性的研究并取得了良好的效果。在今后的几年中, 将会有多个南极鱼物种的全基因组得到破译, 在低温适应相关基因的功能和进化方面的研究也会更加深入, 这些研究将深入揭示低温压力下基因组的进化规律以及鱼类低温适应的分子机制。     

重金属胁迫下的细菌适应性进化研究进展

细菌进化的本质是碱基突变、基因重排或水平基因转移,在适应性进化过程中,主要受生物和非生物因素的影响,其中重金属胁迫也是细菌适应性进化的主要因素之一。重金属胁迫促使细菌适应性地强化与金属输入和转化有关的代谢途径,而过量的金属则诱导金属积累和外排过程。在重金属胁迫下,基于重金属抗性(HMR)基因和酶蛋白的适应,细菌抗性机制亦发生适应性进化,整理和总结了包括隔离机制适应、金属调控蛋白调控机制适应及酶解毒机制适应方面的研究。目前,重金属离子已对环境造成严重污染,威胁人类健康和生态系统的稳定,因此,阐明重金属胁迫下的细菌适应性进化,不仅丰富了细菌进化研究的内容,而且为在复杂环境条件下实现重金属离子污染的微生物的修复提供了理论基础。     

重金属胁迫下的细菌适应性进化研究进展

细菌进化的本质是碱基突变、基因重排或水平基因转移,在适应性进化过程中,主要受生物和非生物因素的影响,其中重金属胁迫也是细菌适应性进化的主要因素之一.重金属胁迫促使细菌适应性地强化与金属输入和转化有关的代谢途径,而过量的金属则诱导金属积累和外排过程.在重金属胁迫下,基于重金属抗性(HMR)基因和酶蛋白的适应,细菌抗性机制...     

国家自然科学基金委重大项目“禾本科植物的适应性辐射及其进化机制”结题综述

国家自然科学基金委重大项目"禾本科植物的适应性辐射及其进化机制"利用比较形态学、分子系统学、进化发育生物学、古生物学等多方面证据,通过多学科交叉的方法探讨了禾本科植物中出现的适应性辐射现象及其机制,在禾本科的系统发育关系以及适应性辐射的基本式样、生物和非生物环境因素在物种适应和分化以及物种快速形成中的作用、基因组大小及其结构变异以及突变、重复和调控模式变化对适应性辐射过程中关键性状(功能)的影响等方面取得了重要进展,在人才培养、国际合作和实验体系建立等方面极具特点。该项目的顺利完成为更好地阐明植物多样性形成的原因与机理奠定了良好的基础。     

Coat color determination by miR-137 mediated down-regulation of microphthalmia-associated transcription factor in a mouse model

Coat color is a key economic trait in wool-producing species. Color development and pigmentation are controlled by complex mechanisms in animals. Here, we report the first production of an altered coat color by overexpression of miR-137 in transgenic mice. Transgenic mice overexpressing miR-137 developed a range of coat color changes from dark black to light color. Molecular analyses of the transgenic mice showed decreased expression of the major target gene termed MITF and its downstream genes, including TYR, TYRP1, and TYRP2. We also showed that melanogenesis altered by miR-137 is distinct from that affected by UV radiation in transgenic mice. Our study provides the first mouse model for the study of coat color controlled by miRNAs in animals and may have important applications in wool production.     

MiR-137 affects melanin synthesis in mouse melanocyte by repressing the expression of c-Kit and Tyrp2 in SCF/c-Kit signaling pathway

Previously, we created miR-137 overexpressing transgenic mice that produced lighten color phenotypes including gray mice phenotype. However, the miR-137 functional role in coat color regulation is still not well understood. In this study, the quantity of melanin granule and the relative expression of TYRP2 in gray miR-137 overexpression transgenic mouse skin were significantly lower than that in C57BL/6J black mouse skin. The mRNA and protein expression level of c-Kit and c-Kit downstream gene Tyrp2 in miR-137 expression plasmid-transfected melanocytes were significantly down-regulated comparing with that of the control melanocytes. In melanocytes, miR-137 overexpression could decrease the enhanced expression of c-Kit and Tyrp2 and the increased melanin production caused by UV treatment. The target relationship of miR-137 and c-Kit was identified by luciferase assay. The results suggest that miR-137 could inhibit melanogenesis in mouse skin melanocytes by repressing the expression of c-Kit and Tyrp2 in SCF/c-Kit signaling pathway.     

Mitochondrial genomes reveal the global phylogeography and dispersal routes of the migratory locust

The migratory locust, Locusta migratoria, is the most widely distributed grasshopper species in the world. However, its global genetic structure and phylogeographic relationships have not been investigated. In this study, we explored the worldwide genetic structure and phylogeography of the locust populations based on the sequence information of 65 complete mitochondrial genomes and three mitochondrial genes of 263 individuals from 53 sampling sites. Although this locust can migrate over long distances, our results revealed high genetic differentiation among the geographic populations. The populations can be divided into two different lineages: the Northern lineage, which includes individuals from the temperate regions of the Eurasian continent, and the Southern lineage, which includes individuals from Africa, southern Europe, the Arabian region, India, southern China, South‐east Asia and Australia. An analysis of population genetic diversity indicated that the locust species originated from Africa. Ancestral populations likely separated into Northern and Southern lineages 895 000 years ago by vicariance events associated with Pleistocene glaciations. These two lineages evolved in allopatry and occupied their current distributions in the world via distinct southern and northern dispersal routes. Genetic differences, caused by the long‐term independent diversification of the two lineages, along with other factors, such as geographic barriers and temperature limitations, may play important roles in maintaining the present phylogeographic patterns. Our phylogeographic evidence challenged the long‐held view of multiple subspecies in the locust species and tentatively divided it into two subspecies, L. m. migratoria and L. m. migratorioides.     

猪显性白毛调控基因（KIT）的研究

猪的白毛色性状由显性基因KIT决定。本文从KIT基因的定位、突变分析、分子基础和作用机制等方面综述了对该基因的研究现状,叙述了KIT基因的研究意义。Abstract：The dominant coat color in pigs is controlled by KIT gene.The current status of KIT gene is expressed in location、mutation、molecular basis and mechanism.Significance of KIT gene is also discussed in this paper.