利用TrnL-F序列探讨苎麻属植物的系统发育关系

目的:探讨苎麻属植物的系统发育关系。方法:对10个种和8个变种苎麻属植物的TrnL-F序列进行PCR扩增和T/A克隆产物序列测定;选取雾水葛属的植物作为参考外类群,同样也测定其TrnL-F全序列;根据TrnL-F区碱基序列的差异计算种间的遗传距离,采用UPGMA法进行系统发育分析并得到系统发育树。结果:野线麻、福州苎麻、赤麻、悬铃叶苎麻、序叶苎麻、白面苎麻、束序苎麻、密球苎麻、疏毛水苎麻、圆叶水苎麻、灰绿水苎麻和糙叶水苎麻聚成一支;帚序苎麻、黔桂苎麻、苎麻、微绿苎麻、贴毛苎麻和青叶苎麻聚为另一支;雾水葛单独聚成一类,与苎麻属的其他种在一级分支中即分开,与其他种的亲缘关系较远。结论:帚序苎麻组和苎麻组植物具有较近的亲缘关系。     

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。     

蝽科部分昆虫细胞色素b基因序列及其系统发育关系的探讨

以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因作为分子标记,对蝽科蝽亚科3种、益蝽亚科2种、荔蝽亚科1种、盾蝽亚科2种昆虫进行序列测定,获得Cyt b基因432bp的序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为31．3％、12．4％、37．6％和18．7％,A T平均含量为68．9％,明显高于G C含量(30．1％);密码子第三位点A T含量更高达82．7％。属和种间序列变异大,碱基替换多发生在第三位点。以筛豆龟蝽(Megacopta cribraria)为外群构建系统发育树,结合形态特征与序列变异率,赞同将盾蝽亚科、荔蝽亚科从蝽科划分出来并提升为科的观点,它们之间的系统关系为：盾蝽科与荔蝽科形成姊妹群,较蝽科发育得早;蝽科作为一个单系群,是蝽总科中最为进化的类群。     

基于rbcL序列试论鸢尾属部分物种间的系统发育关系

选用叶绿体rbcL基因对鸢尾属植物的分类和系统发育进行了分析。以雄黄兰为外类群,对21份鸢尾属材料和GenBank下载的共49条序列采用最大简约法构建系统进化树,探讨了鸢尾属的分类系统。针对有争议的物种,聚类结果表明：马蔺与白花马蔺关系较远;扁竹兰和蝴蝶花亲缘关系较扇形鸢尾近;细锐果鸢尾和锐果鸢尾亲缘关系近,大锐果鸢尾较之远;四川鸢尾和薄叶鸢尾聚类近;西伯利亚鸢尾系内物种间聚类复杂,亲缘关系不清楚。     

基于线粒体细胞色素b基因序列的虹雉属鸟类的系统发育关系

通过雉科虹雉属(Lophophorus)、角雉属(Tragopan)、勺鸡属(Pucrasia)和血雉属(Ithaginis)7种鸟类的细胞色素b(cyt b)基因序列比较,构建的虹雉属及其近缘属的分子系统树表明：①3种虹雉构成一个单系群(monophyletic group),虹雉属与角雉属、勺鸡属构成一个单系群;②虹雉属内分为白尾梢虹雉,以及棕尾虹雉和绿尾虹雉两个演化枝。综合分子系统学、地理分布格局和形态学的证据,推测虹雉属鸟类起源于中国的横断山脉,其中繁衍生活在原地的一枝演化为白尾梢虹雉;另一枝则分别进入喜马拉雅山区(西)和中国西南部(东),向西的演化为棕尾虹雉,向东的则为绿尾虹雉。     

基于ITS序列探讨忍冬属的系统发育关系

以七子花(Heptacodium miconioides)为外类群,运用MEGA软件对20种忍冬属植物进行系统发育分析,采用邻接法(NJ)和最大简约法(MP)构建系统发育树,从分子系统学角度探讨忍冬属下的亲缘关系.结果表明:(1)在NJ和MP系统树中,没有形成系统树的基部分支,忍冬亚属(Subg.Chamaecerasus)和轮花亚属(Subg.Lonicera)没有形成姐妹群关系.(2)在各系统树中,囊管组内的各种没有聚为一支,故认为对囊管组的划分应进一步探讨.(3)忍冬属ITS区(ITS1+ITS2)的信息位点达到11.0%,信息位点比较丰富,证明ITS序列可以为解决忍冬属植物的系统发育问题提供较强的证据.     

我国沿海棱鳀属鱼类的物种鉴定与系统发育

利用DNA条形码技术对中国沿海分布的6种棱鳀属(Thryssa)鱼类样品进行了物种鉴定, 并每种取5尾用于探讨该属系统发育关系。结果显示: 棱鳀属鱼类的主要形态鉴别特征为上颌骨伸达位置和第一鳃耙的下鳃耙数量。在525 bp的目的片段上有175个变异位点, 其中简约信息位点172个, 单一信息位点3个, 无插入缺失现象, 转换数为182, 颠换数为57。A+T含量明显高于G+C含量, 并且表现出明显的反G偏倚。结合GenBank中相关的同源序列进行比较发现, 所有序列明显分为10个组群, 表明已提交的棱鳀属鱼类COI基因序列中仍存在一定的问题。从各组群间的遗传距离和氨基酸遗传差异水平可以看出, 10个组群应为不同的有效种, 但是否存在隐存种还有待于进一步确定。从NJ树上可以看出, 长颌棱鳀(T. setirostris)是最先分化出的物种, 保持着最原始的特征, 而中颌棱鳀(T. mystax)与黄吻棱鳀(T. vitrirostris)聚类到一起, 二者间存在共享单倍型。棱鳀属鱼类最早分化于中新世早期。在今后的研究中仍需要结合更多的分子标记对中颌棱鳀和黄吻棱鳀的分类地位作进一步的探讨。     

基于多个叶绿体基因序列片段重建广义苋科系统发育关系

苋科(Amaranthaceae sensu lato)是石竹目(Caryophyllales)第二大科, 目前被普遍接受的苋科为其广义概念, 含狭义苋科(Amaranthaceae sensu stricto)和藜科(Chenopodiaceae)。然而到目前为止, 藜科是否应作为独立的科还存在争议。此外, 广义苋科内部各亚科之间的系统关系也尚未厘清。对广义苋科所有13个亚科代表类群进行取样(共59种), 基于8个叶绿体序列片段重建其系统发育关系, 并结合分子钟估算, 对该科及其主要分支的起源与分化时间进行推测。结果表明, 广义苋科与狭义苋科都是很好的单系, 但藜科并非单系, 因此不支持藜科在科级水平的地位, 支持广义苋科的观点。除了多节草亚科(Polycnemoideae)之外, 其它亚科的系统位置均得到很好的分辨。分子钟估算结果表明, 广义苋科于白垩纪晚期约69.9 Ma分化出该科的2个主要分支, 且该科在白垩纪-古近纪边界附近时期(约66.0 Ma)可能发生过快速辐射分化事件。     

基于Cytb基因序列探讨蝽亚科11种昆虫的系统发育关系

对蝽亚科6属11种昆虫线粒体DNA细胞色素b基因部分序列进行PCR扩增和序列测定。比较其同源性,统计密码子使用频率并应用生物学软件构建分子系统树。在获得的432bp序列中,碱基T,C,A和G的平均含量分别是38．1,18．2,31．9和11．8％,表现出强烈的AT偏向性;就每个氨基酸密码子来看,第3位点的A＋T含量较高,达到85．5％。该序列片段中共有162个核甘酸位点发生变异（约占37．5％）,种间序列差异范围为0．9％～19．4％,平均为16．6％,变异较大。以筛豆龟蝽Megaeopta cribraria为外群,通过多种方法构建的系统发育树拓扑结构一致,这6属11种昆虫大致形成4个分支：珀蝽属、碧蝽属、菜蝽属3属的关系最接近,形成一个分支;真蝽属的3种聚为1支,与第1支形成姊妹群;曼蝽属的2种形成1支;麻皮蝽位于系统树的基部,为分化较早的1支,是蝽亚科中较为原始的类群。     

基于叶绿体DNA atpB-rbcL区序列探讨石蒜属种间系统发育关系

摘要：为了探讨石蒜属（Lycoris Herb.）的种间系统发育关系,对石蒜属95个材料包括15种、4变种及2个人工杂种的叶绿体 DNA atpB-rbcL间隔区进行了测序,结合花部形态和核型特征,探讨了石蒜属种间系统关系及其可能的杂交起源,结果表明：在系统发育树上亲缘关系近的材料聚在一起,其中矮小石蒜（L. radiata var. pumila）和换锦花（L. sprengeri）与2个人工杂交种（Hybrid 1、Hybrid 2）、麦秆石蒜（L. straminea）、江苏石蒜（L. houdyshelii）、短蕊石蒜（L. caldwellii）和乳白石蒜（L. albiflora）具有密切的亲缘关系。atpB-rbcL序列揭示的石蒜属种间关系与染色体核型的分类结果部分一致,主要表现在具有近端部着丝粒(A)染色体的种与具有中部(M)和端部(T)着丝粒染色体的种各成一支,与形态和染色体分类结果一致;不同之处在于具有中部、端部和近端部着丝粒染色体的种分散在两个主要分支内,进一步验证了具有中部、端部和近端部3种着丝粒类型染色体组的石蒜如麦秆石蒜、江苏石蒜、短蕊石蒜和乳白石蒜等是杂交起源的假设,结合2个人工杂交种分析,揭示了短蕊石蒜和乳白石蒜的近端部着丝粒染色体来源于换锦花;麦秆石蒜和江苏石蒜近端部着丝粒染色体来源于矮小石蒜。     

云南野生稻叶茎根组织结构特性的比较研究

采用徒手切片法对云南3种野生稻和栽培稻的叶片、茎秆及根的组织结构进行比较研究,以明确野生稻的内部结构,为进一步揭示其结构与云南野生稻的生长势旺盛、营养吸收能力强、抗某些病虫害能力强的关系奠定基础。结果表明,(1)云南野生稻与栽培稻叶片主脉、茎秆及根的组织结构差异显著,其中景洪疣粒野生稻、景洪药用野生稻与栽培稻的差异最明显。(2)在叶主脉结构中,景洪疣粒野生稻无气腔结构,维管束数量少、面积小;景洪药用野生稻、3个普通野生稻材料存在多个维管束和气腔结构,维管束、束内导管直径及气腔面积较栽培稻大,而栽培稻中的气腔均为2个。(3)在茎秆结构方面,景洪疣粒野生稻茎秆最小,维管束数量最少,其茎壁内的维管束排列方式与栽培稻不同;景洪药用野生稻和普通野生稻茎秆及茎壁较栽培稻粗厚,维管束数量也较栽培稻多,普通野生稻的茎壁中有通气组织。(4)在根的组织结构中,3种野生稻的导管数量较多,导管直径及中柱面积较栽培稻大,外皮层出现了具有凯氏带功能的凯氏点等。     

侧耳属主要种类ITS序列分析

对侧耳属16个种的38个菌株进行了ITS序列测定,统计分析种内和种间序列趋异度。结果表明,16个种的ITS序列种内趋异度很小,为0-0.007,其中Pleurotus djamor不同地理来源的3个菌株的趋异度为0.007。在16个种的种间ITS序列趋异度中,P.rattenburyi和P.djamor之间趋异度最大,为0.282;P.ostreatus和P.cornucopiae之间的趋异度最小,为0.003。利用ITS序列能够对侧耳属的大多种类进行有效鉴定。ITS序列差异2%-3%作为伞菌中种的鉴定临界值在侧耳属中并不合适。而对于P.ostreatus和P.cornucopiae的准确鉴定,仍需开发新的分类鉴定标记。以香菇为外群,用贝叶斯法构建的侧耳属系统发育树表明,系统发育树的部分节点十分可靠,后验概率值为0.96-1.0。     

基因逻辑网络研究进展

海量生物数据的涌现,使得通过数据分析和理论方法探索生物机理成为理论生物学研究的重要途径．特别是对于基因的复杂的功能系统,建立基因网络这种理论方法的意义更为突出．Bowers在蛋白质相互作用的分析中引入了高阶逻辑关系,从而建立了系统发生谱数据的逻辑分析（LAPP）的系统方法．LAPP和通常建立模型的方法不同,它给出了一个从复杂网络的元素（或部件）的表达数据出发,通过逻辑分析,找到元素之间逻辑关联性的建模方法．这种方法能够从蛋白质表达谱数据出发,利用信息熵的算法发现两种蛋白质对一种蛋白质的联合作用,对于发现蛋白质之间新的作用机理有重要意义．由于涉及功能的基因组通常是一个大的群体构成的系统,因此LAPP方法也是一个生成复杂的基因逻辑网络的方法．基因逻辑网络的建立,方便实现通过逻辑调控进行基因调控的目的．这种方法可以应用在很多方面,如物种进化、肿瘤诊疗等等．系统阐述并分析了LAPP方法,并指出其在方法和应用方面的新进展以及评述．     

基于线粒体COⅠ和Cytb基因序列研究粉蝶科七属间的系统发生关系

【目的】为了探讨粉蝶科Pieridae 7属的系统进化关系。【方法】基于线粒体COⅠ(609 bp)和Cytb(393 bp)基因部分序列,以眼蝶科的2个物种为外类群,运用UPGMA和ME法重建分子系统树。【结果】联合基因构建的分子系统树显示:外群牧女珍眼蝶Coenonympha amaryllis(Cramer)和阿芬眼蝶Aphantopus hyperantu(Linnaeus)构成一独立支系,可以作为外群;云粉蝶属和粉蝶属姊妹关系构成一分支,亲缘关系较近;襟粉蝶属与钩粉蝶属形成姐妹关系,亲缘关系较近。【结论】成功重建了粉蝶科7属的系统进化关系。     

Heads or tails: a simple reliability check for multiple sequence alignments

The question of multiple sequence alignment quality has received much attention from developers of alignment methods. Less forthcoming, however, are practical measures for addressing alignment quality issues in real life settings. Here, we present a simple methodology to help identify and quantify the uncertainties in multiple sequence alignments and their effects on subsequent analyses. The proposed methodology is based upon the a priori expectation that sequence alignment results should be independent of the orientation of the input sequences. Thus, for totally unambiguous cases, reversing residue order prior to alignment should yield an exact reversed alignment of that obtained by using the unreversed sequences. Such "ideal" alignments, however, are the exception in real life settings, and the two alignments, which we term the heads and tails alignments, are usually different to a greater or lesser degree. The degree of agreement or discrepancy between these two alignments may be used to assess the reliability of the sequence alignment. Furthermore, any alignment dependent sequence analysis protocol can be carried out separately for each of the two alignments, and the two sets of results may be compared with each other, providing us with valuable information regarding the robustness of the whole analytical process. The heads-or-tails (HoT) methodology can be easily implemented for any choice of alignment method and for any subsequent analytical protocol. We demonstrate the utility of HoT for phylogenetic reconstruction for the case of 130 sequences belonging to the chemoreceptor superfamily in Drosophila melanogaster, and by analysis of the BaliBASE alignment database. Surprisingly, Neighbor-Joining methods of phylogenetic reconstruction turned out to be less affected by alignment errors than maximum likelihood and Bayesian methods.     

中国野生稻资源及其抗虫性

野生稻在中国有3种：普通野生稻（Oryza rufipogon Griff.),药用野生稻（O.officinalis Watt.et Watt)和疣粒野生稻（O.meyeriana Baill)。主要分布在热带亚热带的江河流域。多项研究表明,野生稻对多种害虫有较强的抗性,利用野生稻的优良特性采用杂交技术选育出新的抗虫品种,或从野生稻中提取抗虫物质对野生稻的利用和环境保护有重要意义。     

药用野生稻转育后代一个抗白叶枯病新基因的定位

从药用野生稻渗入后代选育的水稻株系B5表现为高抗褐飞虱、白背飞虱和白叶枯病。对B5与籼稻品种明恢63杂交组合的187个重组自交系(RILs)进行了抗白叶枯病接种鉴定,采用分离集团分析法(Bulked Segregant Analysis,BSA),在第1染色体上筛选到与水稻抗白叶枯病基因相连锁RFLP分子标记。利用RILs抗病性表现型鉴定资料和构建的分子标记连锁图谱,将抗白叶枯病基因定位在第1染色体短臂的C904和R596之间,这两个分子标记间遗传距离为1．3cM。该基因对RILs群体抗病性变异的贡献率为52．96％,是一效应值较大的主效基因。这一抗白叶枯病基因不同于已报道的抗白叶枯病基因的位点,因此将其命名为Xa29(t)。     

Analysis of collinear regions of Oryza AA and CC genomes

Comparative analyses of genome structure and sequence of closely related species have yielded insights into the evolution and function of plant genomes. A total of 103,844 BAC end sequences delegated -73.8 Mb of O. officinalis that belongs to the CC genome type of the rice genus Oryza were obtained and compared with the genome sequences office cultivar, O. sativa ssp.japonica cv. Nipponbare. We found that more than 45% of O. officinalis genome consists of repeat sequences, which is higher than that of Nipponbare cultivar. To further investigate the evolutionary divergence of AA and CC genomes, two BAC-contigs of O. officinalis were compared with the collinear genomic regions of Nipponbare. Of 57 genes predicted in the AA genome orthologous regions, 39 had orthologs in the regions of the CC genome. Alignment of the orthologous regions indicated that the CC genome has undergone expansion in both genic and intergenic regions through primarily retroelement insertion. Particularly, the density of RNA transposable elements was 17.95% and 1.78% in O. officinalis and O. sativa, respectively. This explains why the orthologous region is about 100 kb longer in the CC genome in comparison to the AA genome.