基于线粒体ND2基因的直翅目部分种类分子系统发育分析

测定了39种直翅目昆虫线粒体ND2基因全长序列,联合GenBank中41种直翅目昆虫的ND2基因序列,探讨ND2基因在解决直翅目系统发育分析上的功效,为建立直翅目的主要类群之间稳定的系统发育关系提供更多的数据。研究结果表明,直翅目昆虫的ND2基因序列全长为996～1 029 bp,平均长度为1 020 bp,A+T含量平均为73%。用贝叶斯法(Bayesian,BI)、最简约法(maximum parsimony,MP)和最大似然法(maximum likelihood,ML)构建系统树,SH检验显示,RAxML法构建的ML树似然值最大,与PAUP*的ML法构建的ML树差异显著,而与贝叶斯树和简约树没有明显差异。所有系统树都显示直翅目为单系群;而蝗亚目的剑角蝗科、网翅蝗科、槌角蝗科和斑腿蝗科均不是单系群,锥头蝗科与瘤锥蝗科亲缘关系较近,这与Otte分类系统一致。螽亚目基本由两大分支构成,一支是蝼蛄总科和蟋蟀总科聚集而成,且具有很高的置信度;另一大分支由螽斯总科独自构成。     

基于线粒体COI基因全序列的直翅目部分类群系统发育关系分析

该研究基于直翅目56种昆虫的COI基因全序列构建了该目部分类群间的系统发育关系,同时也分析了COI基因编码的氨基酸序列构建直翅目系统发育关系的可靠性。将COI序列按照密码子一、二、三位点划分,分别计算PBS(partioned Bremer support)值,评估蛋白质编码基因密码子不同位点的系统发生信号强度。分析结果支持螽亚目和蝗亚目的单系性;剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,科间的遗传距离在0.107~0.153之间变化,与其他科相比遗传距离较小,符合将这5科合并为一科(即蝗科)的分类系统,瘤锥蝗科和锥头蝗科归为锥头蝗总科,癞蝗科单独成为一科,这也与Otte(1997)系统的划分一致。根据PBS值的大小推断密码子第三、第一位点对系统树分支的贡献比第二位点大,并且较长的序列含有较多的信息位点。研究也证实将各物种COI基因之间的遗传距离作为直翅目划分科级阶元的工具是可行的。     

直翅目昆虫线粒体基因组特征及系统发育研究

目前GenBank数据库共收录167种直翅目昆虫全线粒体基因组序列,涉及蝗亚目9个总科22个科99个物种,螽亚目7个总科12个科68个物种。在此基础上,该文分析了直翅目昆虫线粒体基因组的基本特征,概述了线粒体全基因组在直翅目昆虫系统发育研究上的应用;同时基于线粒体全基因组序列重建了直翅目昆虫的系统发育关系。主要结果如下:(1)直翅目昆虫存在8种线粒体基因组排列类型,其中trnK-trnD重排现象仅发生在蝗总科中,trnN-trnS-trnE重排现象仅发生在蟋蟀总科中,trnM-trnI-(-trnQ)重排现象仅发生在拟叶蟲亚科中;(2)直翅目昆虫全线粒体基因组的碱基组成具有明显的AT偏向性;(3)不同的蛋白质编码基因在直翅目昆虫中的进化速率不同;(4)支持直翅目以及螽亚目和蝗亚目的单系性;(5)不支持沙螽总科单系性;(6)支持蝗亚目各总科阶元的单系性,且各总科间的系统发育关系为:(蚤蝼总科+(蚱总科+(?蜢总科+(蜢总科+(长角蝗总科+(牛蝗总科+叶翅蝗总科)+(锥头蝗总科+蝗总科))))))。     

基于18S rDNA的蝗总科分子系统发育关系研究及分类系统探讨

将自测的我国直翅目蝗总科7科7种和从GenBank中下载的17种直翅目昆虫的18S rDNA序列片段进行了同源性比较,用似然比检验的方法对序列比对结果进行了碱基替代模型的选择,以蚱总科的Paratettix cucullatus和蜢总科的Stiphra robusta作外群,用NJ、MP、ML和贝叶斯法构建了分子系统树。在获得的1 849 bp的序列中,有205个变异位点,74个简约信息位点; A、T、C和G的碱基平均含量分别为23.9%、24.3%、23.8%和28.0%,碱基组成基本上无偏异。分子系统树表明：所研究的内群聚为4支,锥头蝗科、瘤锥蝗科、斑腿蝗科、网翅蝗科、槌角蝗科和剑角蝗科都不是单系。建议将蝗总科分为4科,即锥头蝗科、大腹蝗科、癞蝗科和蝗科。     

基于线粒体ND2基因的中国斑翅蝗科部分种类分子系统学研究（直翅目：蝗总科）

本文的目的是通过对斑翅蝗科部分种类的线粒体ND2基因进行分析,重建斑翅蝗科昆虫的系统发育关系,并探讨分子系统发育关系和传统分类结果的异同。扩增并测定了我国斑翅蝗科10属16种蝗虫的线粒体ND2全基因1 023 bp的序列,对序列的碱基组成、转换颠换、系统发育信号等进行了分析。并基于ND2全基因序列数据,分别采用邻接法（NJ）、最简约法（MP）、最大似然法（ML）和贝叶斯法重建了10属16种蝗虫的系统发育关系。结果表明：斑翅蝗科蝗虫ND2全基因A+T含量平均为74.6%;痂蝗亚科和异痂蝗亚科没能得到区分,建议合并为一个亚科;而斑翅蝗亚科和飞蝗亚科的分类地位还存在争议。     

基于18S rRNA基因序列的直翅目主要类群系统发育关系研究

基于78种直翅目昆虫的18S rRNA基因全序列构建了直翅目各主要类群间的系统发育关系。本研究的结果支持直翅目的单系性,但不支持蝗亚目和螽亚目各自的单系性;直翅目下除蜢总科和蝗总科外各总科的划分多数与Otte系统相一致;蜢总科的单系性得不到支持;蝗总科的剑角蝗科、斑腿蝗科、斑翅蝗科、网翅蝗科和槌角蝗科5科均不是单系群,各物种间的遗传距离差异不大,应合并为一科,即蝗科;本研究支持将Otte系统中蚱总科和螽蟖总科下各亚科级阶元提升为科级阶元;18S rRNA基因全序列可以作为划分科级阶元的工具,当位于同一分支上互成姐妹群的类群间的遗传距离超过1%时,这几个类群属于不同的科;但由于其在进化上的保守性,18S rRNA基因只能用于纲目等高级阶元间关系的研究,而由其获得的总科以下阶元间的关系并不可靠。     

基于Cyt b基因的网翅蝗科系统发生重建

研究测定了蝗总科25种蝗虫的线粒体Cyt b部分序列,并从GenBank中下载了19种蝗亚目昆虫的Cyt b基因相应序列片段。本文目的是要建立网翅蝗科的系统发育关系并说明网翅蝗科在蝗总科中的分类地位。以瘤锥蝗科的云南蝗Yunnanites coriacea和长额橄蝗Tagasta marginella作为外群,用MP法和贝叶斯法重建系统发生树。比对后的序列长度是384 bp,包括167个简约信息位点。A T平均含量为70.7%,C G 平均含量29.3%。分子系统树表明:网翅蝗科并不是一个单系群。网翅蝗亚科和竹蝗亚科并非单系群。现存的雏蝗属并非单系群,应该是多系群。分子系统学研究结果和传统的基于形态特征的网翅蝗科分类体系有很大的不同。     

利用线粒体16S rRNA基因全序列分析直翅目主要类群的系统发生关系

为了构建稳健的直翅目主要类群间的系统发生关系并探讨16S rRNA基因序列在构建直翅目昆虫不同分类阶元系统发生关系时的可行性、功效以及性能,文章测定了直翅目4总科9科18种昆虫的16S rRNA基因全序列,联合已知该基因全序列的其他40种昆虫,构建了直翅目主要类群之间的系统发生关系,并分析了16SrRNA基因全序列的系统发生性能和功效。结果表明,直翅目昆虫的16S rRNA基因全长平均为1 310 bp;除生活方式特化的蚤蝼总科和蝼蛄总科的地位无法确定外,直翅目其他主要类群系统发生关系比较稳定;蝗总科下除了斑翅蝗科和槌角蝗科外,剑角蝗科、斑腿蝗科、网翅蝗科都不是单系群,且用不同的方法构建的系统发生树中聚类情况完全一致,各科间遗传距离差异不大,建议将其合为一科;锥头蝗科、瘤锥蝗科和癞蝗科间的遗传距离差异也不大;在构建系统发生树时,16S rRNA基因环区的信息量要比茎区的大;16S rRNA基因可以构建可靠的直翅目属与种水平和目与亚目高级阶元的系统发生关系,但对科和总科阶元缺乏足够的分辨力。     

中国瘤锥蝗科和锥头蝗科的支序系统学研究

通过比较中国分布的瘤锥蝗科Chrotogonidae和锥头蝗科Pyrgomorphidae10属蝗虫的形态学性状,选择了22个性状对10属蝗虫的系统发育关系进行支序系统学分析。结果表明：从支序图来看这10个属的关系相互交织在一起,不能区别为两个科。笔者建议在蝗虫分类系统中,把锥头蝗科和瘤锥蝗科合在一起作为一个科比较妥当。     

蝗总科部分种类Cyt b基因序列及系统进化研究

蝗总科8个科10个种的线粒体DNA细胞色素b(Cyt b）基因部分序列被测定分析,比较同源性,计算核苷酸使用频率并构建NJ分子系统树。在获得的432bp的序列中,A T约占70.4%,其中177个核苷酸位点存在变异（约占41.0%）,DNA一级序列数据显示,该8科蝗虫间DNA序列变异丰富。用日本蚱作外群构建的NJ树表明：瘤锥蝗科较为原始,而癞蝗科与槌角蝗科关系较近,为比较进化的类群,蝗总科8科的起源关系为：瘤锥蝗科→班翅蝗科和锥头蝗科→斑腿蝗科→剑角蝗科→网翅蝗科→槌角蝗科和癞蝗科,上述研究结果与传统形态分类学结论不完全一致,并就此进行了讨论。     

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