分子钟及其存在的问题

有关分子钟的理论是目前分子进化研究中的热点问题之一。虽然分子钟假说自提出之后对其合理性的怀疑一直存在 ,但目前分子钟在分子系统发育关系重建中有着越来越广泛而深入的应用 ;为了帮助人们消除对分子钟的误解及了解应用中可能存在的问题 ,本文简述了分子钟的概念、对分子钟假说合理性的挑战、引起分子异速进化的原因、如何建立正确的分子钟以及如何在系统关系重建时合理地应用这个概念的一些简要原则     

后生动物起源时间的分子钟研究

后生动物是起源于“寒武纪大爆发”还是经历了一个相对较长的前寒武时期一直是动物进化史上的不同解之谜。综述近年来出现的很多利分子数据推测后生动物起源时间的分子钟研究,并就研究中存在的无脊椎动物与脊劝物之的进化速率的校正、进化速率恒定基因的判断等问题进行讨论。     

海绵微生物生物活性物质的研究进展

海绵独特的摄食、滤食系统使其体内体表富集了大量的微生物,这些微生物能够产生多种结构新颖的生物活性物质,对海绵微生物的研究正在成为开发海洋药物资源的重要内容之一。本文概述了近十年来对海绵微生物生物活性物质的化学成分和生物活性的研究进展。     

分子钟假说的基本原理及在古生物等学科中的应用

研究各个生物类群的起源时间是生物学、古生物学、地质学的重要研究范畴,然而由于化石记录的不完整性,仅仅通过化石无法准确地提供生物各门类的起源时间,更无法真实地反映各门类直接的演化关系,长期以来科学家们都希望能够找到新的突破口。分子钟假说可以在缺乏化石证据的条件下通过分子数据和统计学方法推算各类群间的分歧时间。文中将对分子钟假说的发展历程、基本原理、研究方法及存在的主要问题进行介绍,并就近期利用分子钟的若干研究示例进行分析,以期能对整个分子钟有个更为全面的论述。     

海绵的分类、演化及其地质意义

本文简述了海绵动物的基本特征,比较了硅质海绵与钙质海绵在骨针及骨骼结构上的不同,认为骨针性质与硬体骨骼结构是海绵分类的主要依据。据此把海绵动物划分为普通海绵纲(Class Demospongea)、六射海绵纲(Class Hexactinellida)、钙质海绵纲(Class Calcispongiae)、异射海绵纲(Class Heteractinida)和硬骨海绵纲(Class Sclerospongiae),并进一步讨论了不同类别海绵在地史时期的分布及演化。提出海绵除可作为判别环境的标志外,还是重要的造礁生物。地史时期由海绵形成的成礁期有3次,它们与不同类型碳酸盐岩隆的生成及油气的聚集有密切关系。     

海绵及其共附生微生物的活性物质与化学防御

海绵及其共附生微生物具有多种化学防御途径,具体表现在能够抵御潜在病原微生物、抗鱼类捕食、阻止污浊生物和降解表面活性剂等方面,这可能与海绵及其共附生微生物产生的活性物质有关。本文对海绵及其共附生微生物的化学防御进行讨论,希望对相关机制的揭示有所帮助。     

遗传等距离现象:分子钟和中性理论的误读及其近半世纪后的重新解谜

1963年,Margoliash在比对不同物种细胞色素C序列后,发现了出乎意料的遗传等距离结果,这与几乎同时间Zuckerkandl和Pauling的血红蛋白发现是同一现实的不同反映.一个就事论事的分子钟假说因而被提出,并长期被某些学者认为是真实的自然现象,导致Kimura提出中性理论来解释分子钟.多年的研究发现了无数矛盾,分子钟仅有有限的局部存在.但被忽略的是,分子钟的瓦解自然使遗传等距离成为未解之谜.近年来,本实验室偶然重新发现了这一至今还几乎无人知晓、并未被充分重视的现象.通过整合现有理论的正确内容,并引入最大遗传变异极限这一原创概念,提出了一个更全面的遗传进化学说,重新解读了遗传等距离及其他主要进化现象.该假说将改写物种亲缘关系树及群体遗传学,并解决一些现有理论给不出线索的生物医学难题.     

海绵共附生微生物的研究新进展

海绵是最原始的一类后生动物,已被作为海洋活性化合物的重要来源之一,其独特的孔状结构使其成为许多海洋微生物的优良宿主。近年来国内对海绵及其共附生微生物的研究主要集中在它们产生的活性物质方面,但对海绵共附生微生物的分布、多样性及其对宿主海绵作用的研究鲜有报道,就国内外研究进展进行了综述。     

微生物系统发育多样性及其保护生物学意义

近年来,分子系统发育分析方法,特别是rBNA基因同源性分析方法,在微生物多样性的研究中发挥着越来越重要的作用．它克服了传统的微生物分离培养方法的限制,极大地促进了人们对微生物多样性的理解．在遗传信息同源性分析基础上得出的微生物系统发育多样性为多样性的保护提供了新的视点．它不但可以作为微生物多样性评价的手段,而且为多样性保护中优先秩序的确定提供了依据．同时也为生物多样性保护确定了目标,即最大程度地保护系统发育关系中所包含的信息．本文对微生物系统发育多样性的特点及其保护生物学意义进行了简要评述．     

主流分子钟定年方法的原理、误差来源和使用建议

近年来, 分子钟定年方法(molecular dating methods)得以广泛运用, 为宏观进化研究尤其是生物多样性及其格局形成历史的相关研究提供了不可或缺且十分详尽的进化时间框架。贝叶斯方法(Bayesian methods)和马尔可夫链蒙特卡罗方法 (Markov chain Monte Carlo)可容纳多维度、多类型的数据和参数设置, 因此以BEAST、PAML-MCMCTree等软件为代表的贝叶斯节点标记法(Bayesian node-dating methods)逐渐成为分子钟定年方法中最为广泛使用的类型。贝叶斯框架的优势之一在于其可以利用复杂模型考虑各种不确定性因素, 但是该类方法中各类模型和参数的设置都可能引入误差, 从而影响进化分化时间估算的可靠性。本文介绍了贝叶斯分子钟定年方法的原理和主要类型, 并以贝叶斯节点标记法为例, 重点讨论了分子钟模型、化石标记的选择与放置、采样频率及化石标记点年龄先验分布等因素对节点定年的影响; 提供了贝叶斯时间树构建软件的使用建议、节点年龄的讨论原则和不同模型下时间树的比较方法, 针对常见的引起节点年龄潜在高估和低估风险的情况作了分析并给出了合理化建议。我们认为, 合理整合多种贝叶斯方法和模型得出的结果并从中择优, 能够提高定年结果的可靠性; 研究人员应对时间树构建结果与其参数设置的关系开展讨论, 从而为其他学者提供参考; 化石记录的更新与分子钟定年方法的改进应同步不断跟进。     

繁茂膜海绵细胞内微生物多样性的研究

采用海绵组织离散、细胞分离的方法,对繁茂膜海绵细胞进行纯化、胞内微生物DNA提取,构建了繁茂膜海绵细胞内微生物的16SrDNA克隆,对其遗传多样性进行了分析,发现海绵细胞内微生物16SrDNA序列主要归类于紫硫细菌门(Proteobacteria)中的α-亚门、γ-亚门和浮霉菌门(Planctomycetes)等类群。与研磨直接提取海绵组织DNA所得海绵组织中总微生物多样性相比,海绵细胞内存在丰富的浮霉菌(23%),说明浮霉菌主要存在于海绵细胞胞内。     

测糖微生物传感器的研究

由酵母菌(Saccharomyces cerevisiae)和氧电极组成的微生物传惑器用于蔗糖等低分子糖的测定。响应动力学过程分析表明,动态测定法比稳态测定法优越。对醪液中蔗糖浓度铡定,响应时间小于Imin,线性范围0-100mg／L,相对误差为±4％,平均回收率为97％。乙醇和精氨酸对测定有较大干扰,22种氨基酸混合液对测定干扰不明显。传感器经连续使用一个月,500次测定,活力仍稳定,无线性漂移现象。该微生物传感器对低分子糖类的响应选择性顺序为：果糖>麦芽糖>葡萄糖>蔗糖,在以上述糖作为唯一生长碳源培养微生物时,可采用本方法测定其含量。     

热泉微生物化石的识别研究及其科学意义

现代海底热液喷口以及许多陆地热泉周围生活着密集的生物群落。热液生态系统的初级生产者嗜热细菌和古细菌(Archaea),其初级能量来源是由地球深部上升喷出流体提供的化学能。围绕现代热泉微生物及其与地史时期热泉微生物化石的对比研究表明,它们具有相似结构特征。研究微生物成矿机制和微生物化石化作用,以及沉积物中由生物化学作用产生的生物标志,不仅有助于探讨海底热液活动的规律性和成矿机制,也可以为鉴别古老岩石和地外矿物中生命现象提供更多更详细的鉴定标志,对于理解生命起源和地外生命都有重要的理论意义。     

黄海繁茂膜海绵中微生物多样性的研究

构建了中国黄海繁茂膜海绵中细菌16S rDNA克隆,对其遗传多样性进行了分析,发现海绵中相关细菌16S rDNA基因主要归类于紫硫细菌门(Proteobacteria)中的α-亚门、γ-亚门,和放线菌门(Actinobacteria)等类群。所获得的16S rDNA序列与GenBank中的已知序列差异较大,反映出该海绵存在尚未发现的微生物新信息。     

以早期寒武纪辐射为例研究在松弛的分子钟模型下进化速度估计的精确性

选择理由：进化速度的估计对于系统发生，分子进化的研究非常重要，但准确地估计物种的进化速度又是非常困难的。关注这方面的研究对于从事相关领域的研究者就很重要了。     

可培养海绵共附生微生物的PKS基因筛选

利用PCR技术对21株分离自我国南海澳大利亚厚皮海绵的放线菌及9株分离自贪婪倔海绵的芽孢杆菌进行了聚酮合酶(PKS)基因筛选。从芽孢杆菌C89中获得了一条669bp片段,BLAST比对结果表明该基因对应的氨基酸序列和枯草芽孢杆菌I型聚酮合成酶基因(PKS)KS域的相似性达96%。通过系统发育分析推测芽孢杆菌C89PKS基因属于trans-AT型。首次证明了贪婪倔海绵共附生微生物中存在PKS基因,这为海绵活性物质的微生物来源假说提供了证据;同时也为可以产生聚酮类化合物的微生物筛选以及聚酮类化合物的发酵制备奠定了基础。     

实验动物的微生物质量标准及其在生物医学科研工作中的意义

实验动物在通常条件下生活在微生物的环境中,当动物从母体的无菌的子宫中产出后,立即被周围的微生物所污染。其中有的微生物能从体内排除,而有的则能长期栖居在动物体内,构成共生或寄生的生物学状态。动物的胃肠道内居留着亿万细菌。这些细菌对宿主的生理代谢,组织形态,对疾病的抵抗力,对药物的效应,对致癌物的相互作用等等,都产生重大影响,因此严重干扰动物实验的结果,所以必须把动物体内外的微生物调查清楚,并研究排除和控制这些微生物是极为重要的工作.     

流行性出血热血清特异性IgM和IgG的检测及其临床的意义

应用反向间接ELISA IgM检测法和IFAT,对39例EHF病人的265份系列血清标本分别作EHF特异性IgM和IgG的检测。结果表明:重型EHF病人的IgM滴度明显高于轻、中两型;而IgG在三型之间的差异无显著性;两例IgM阴性的病人IgG亦为阳性;IgM在少尿期下降比IgG明显;在第2、3病日就能分别检测出IgM和IgG。作者认为,IgG不仅同样可以作为早期诊断的指标,而且可能较IgM更为全面;IgM与病情轻重关系密切;在疾病过程中检测IgM似可作为病情判断的特征之一,这一结果还间接地支持了免疫复合物致病说。