DNA 序列在蕨类分子系统学研究中的应用

在分子系统学研究中, 目的基因或者基因片段的选择是最关键的一步, 由于进化速率的差异, 不同的DNA序列适用于不同分类阶元的系统发育研究。本文综述了目前蕨类分子系统发育研究中常用的DNA序列分析, 它们分别来自叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组, 着重阐明叶绿体基因在蕨类分子系统学研究中的应用。本文还简要介绍了分子系统学研究中常见的问题及解决方法(如内类群和外类群的选择, 适宜DNA片段的选择策略), 总结了目前蕨类植物分子系统学研究所取得的进展和研究现状, 展望了当今国际蕨类分子系统学的研究趋势。     

DNA序列在蕨类分子系统学研究中的应用

在分子系统学研究中,目的基因或者基因片段的选择是最关键的一步,由于进化速率的差异,不同的DNA序列适用于不同分类阶元的系统发育研究.本文综述了目前蕨类分子系统发育研究中常用的DNA序列分析,它们分别来自叶绿体基因组、核基因组和线粒体基因组,着重阐明叶绿体基因在蕨类分子系统学研究中的应用.本文还简要介绍了分子系统学研究中常见的问题及解决方法(如内类群和外类群的选择.适宜DNA片段的选择策略),总结了目前蕨类植物分子系统学研究所取得的进展和研究现状,展望了当今国际蕨类分子系统学的研究趋势.     

蚕类昆虫线粒体DNA研究及其在起源与进化研究中的应用

线粒体DNA(mtDNA)属母系遗传,进化速率较核基因快且基因组结构相对简单,已作为理想的分子标记广泛应用于昆虫群体遗传学及分子系统学等研究。本文对蚕类昆虫线粒体DNA在分子水平上的最新研究进展进行了较详细的阐述,重点介绍了蚕类昆虫线粒体基因组的组成及特征、mtDNA克隆与多态性及在蚕类昆虫分子系统学研究中的应用等。     

叶绿体基因组变异性的植物系统学意义(综述)

CHLOROPLASTDNAVARIATIONINTHESTUDYOFPHYLOGENETICSWangTingSuYingjuan(SchoolofLifeSciences,ZhangshanUniversity,Guangzhou510275)ZhangLi(SouthChinaInstituteofBotany,AcademiaSinica,Guangzhou510650)现代分子生物学技术的不断进步和革新极大地提高了人们分析和比较大片段DNA分子的能力。这种趋势对系统学研究所产生的影响之一,就是近年来通过比较DNA性状来探讨系统发育问题业已发展成为一门专门的学科—分子系统学。在植物分子系统学领域,目前采用的分子数据主要来自两个方面：一是叶绿体基因组,…     

分子生物学手段在植物系统与进化研究中的应用

在植物系统与进化研究中,为了揭示真实本质,必须从分子水平进行研究。植物分子系统学的研究包括两大方面,一是蛋白质与酶,二是核酸。酶电泳是分子水平上研究植物分子遗传学最经济有效的方法,可以有效地揭示自然居群中遗传结构、基因流动、变化系统、选择作用和系统发育等问题。植物核酸系统学的研究倍受青睐,因为核酸分子是最基本的进化单元,几乎不受主观因素影响。相关的核酸分析技术主要有：DNA杂交、DNA限制酶谱分析、RFLP分析、DNA指纹图技术、RAPD分析和核酸序列分析。在植物系统学和进化研究中,结合各方面的生物学证据,才能显示植物分子系统学的独特优势。     

植物分子系统学近五年的研究进展概况

本文综述了与分子系统学发展密切相关的4个因素：1.分子生物学方法的不断改进;2.基因组的全序列测定;3.用于分子系统学研究的基因种类不断增加,对这些基因进化规律的认识不断深入;4.化石DNA的研究。本文还阐述了核基因及叶绿体基因在系统学研究中的应用,例举了rbcL、matk、18s rDNA和ITS序列分析在植物系统发育研究中取得的重要成果,同时提出了分子系统学研究中应注意的一些问题。     

鞘翅目昆虫线粒体基因组研究进展

鞘翅目（Coleoptera）是世界上最具多样性的类群,具有很高的生态和形态多样性,这些多样性吸引了很多进化生物学家和分类学家的关注。随着分子生物学的发展,分子生物学技术广泛应用于鞘翅目系统学的研究,但随着研究的深入,简单的分子片段已经不能满足研究的需求,需要发掘更新的分子标记。近年来,线粒体全基因组已经成为鞘翅目分子系统学研究中很重要的分子标记之一,并广泛地应用于鞘翅目昆虫各个阶元的研究中。本文就鞘翅目线粒体全基因组的概况、研究进展及存在问题进行了总结和讨论。目前,鞘翅目线粒体基因组的研究主要包括物种线粒体基因组组成与结构、分子系统学和分子进化等方面。线粒体基因组在解决系统发育和进化方面表现出了很多的优越性,然而也存在着一些缺点,如序列难获得、基因类型单一、各基因进化速率不同、应用较局限等。     

蜘蛛分子系统学研究进展

蜘蛛是地球上最古老和物种最丰富的生物类群之一,有化石记录最早可追溯至泥盆纪(距今约三亿八百万年).对蜘蛛的系统学研究长期以传统的形态分类为主,随着分子生物学技术的发展,蜘蛛分子系统学研究也取得了长足进展:部分类群依据分子数据或分子结合形态的系统发育关系得以解决,并建立了相应的系统发育树; 所选择的分子标记除来自于线粒体DNA外(如:COI、12S rDNA和16S rDNA等)还有核DNA(如:18S rDNA、28S rDNA和Hitone 3等); 最新的分析方法和分析软件也得到运用.这些工作为蜘蛛的生命之树研究奠定了重要基础.本文对蜘蛛分子系统学研究所涉及到的问题进行了分析讨论,以期为蜘蛛分子系统学的深入开展提供基础资料.     

鱼类线粒体DNA及其研究进展

鱼类是脊椎动物中最原始而在种属数量上又最占优势的类群,其起源复杂,分布广泛,拥有丰富的遗传多样性。鱼类线粒体DNA(mitochondrial DNA,mtDNA)同其他脊椎动物的mtRNA一样,呈共价闭合环状,是细胞核外具自主复制、转录和翻译能力的遗传因子。与核DNA相比,鱼类mtDNA具有分子较小、结构简单、进化速度快、遗传相对独立性和母系遗传等特点,是一个相对独立的复制单位。由于鱼类线粒体DNA具有上述特点,以mtDNA作为分子标记,探讨鱼类的群体遗传结构与系统演化,已成为鱼类分子群体遗传学和系统学研究中的热点。综述了鱼类mtDNA的结构特征、进化和多态性检测方法及其在鱼类分子群体遗传学和鱼类系统学研究中的应用。     

DNA分析与基因组序列和植物系统学研究

从DNA杂交、RFLP分析、DNA的限制酶图谱分析等方面描述DNA分析技术在植物学研究中的应用,讨论了DNA分析技术与植物系统学的关系及分子数据的分析方法。并以高等植物为对象,从核DNA、叶绿体DNA和线粒体DNA三方面对植物分子系统学进行了论述。     

苔藓植物分子系统学研究概况

结合同工酶分析技术及随机扩增多态性DNA（RAPD）、限制性片段长度多态性（RFLP）和DNA序列测序3种分子生物学技术,对苔藓植物的分子系统学研究概况进行了介绍,并指出了在苔藓植物分子系统学研究中存在的一些问题。     

Contribution of genosystematics to current concepts of phylogeny and classification of bryophytes

This paper is a survey of the current state of molecular studies on bryophyte phylogeny. Molecular data have greatly contributed to developing a phylogeny and classification of bryophytes. The previous traditional systems of classification based on morphological data are being significantly revised. New data of the authors are presented on phylogeny of Hypnales pleurocarpous mosses inferred from nucleotide sequence data of the nuclear DNA internal transcribed spacers ITS1-2 and the trnL-F region of the chloroplast genome.     

苔藓植物遗传多样性研究现状

苔藓植物具有丰富的遗传多样性 ,本文分别从形态学、细胞学、生化水平和分子水平阐述其遗传多样性的研究现状。     

<Emphasis Type="Italic">Germin-like protein</Emphasis> gene family of a moss, <Emphasis Type="Italic">Physcomitrella patens</Emphasis>, phylogenetically falls into two characteristic new clades

We identified 77 EST clones encoding germin-like proteins (GLPs) from a moss, Physcomitrella patens in a database search. These Physcomitrella GLPs (PpGLPs) were separated into seven groups based on DNA sequence homology. Phylogenetic analysis showed that these groups were divided into two novel clades clearly distinguishable from higher plant germins and GLPs, named bryophyte subfamilies 1 and 2. PpGLPs belonging to bryophyte subfamilies 1 lacked two cysteines at the conserved positions observed in higher plant germins or GLPs. PpGLPs belonging to bryophyte subfamily 2 contained two cysteines as observed in higher plant germins and GLPs. In bryophyte subfamily 1, 12 amino acids, in which one of two cysteines is included, were deleted between boxes A and B. Further, we determined the genomic structure of all of seven PpGLP genes. The sequences of PpGLPs of bryophyte subfamily 1 contained one or two introns, whereas those of bryophyte subfamily 2 contained no introns. Other GLPs from bryophytes, a liverwort GLP from Marchantia polymorpha, and two moss GLPs from Barbula unguiculata and Ceratodon purpureus also fell into bryophyte subfamily 1 and bryophyte subfamily 2, respectively. No higher plant germins and GLPs were grouped into the bryophyte subfamilies 1 and 2 by our analysis. Moreover, we revealed that PpGLP6 had manganese-containing extracellular superoxide dismutase activity. These results indicated that bryophyte possess characteristic GLPs, which phylogenetically are clearly distinguishable from higher plant GLPs.     

东北地区部分大型藓类植物遗传多样性的RAPD研究

采用RAPD标记构建了东北地区20种大型藓类植物的系统关系。从200个随机引物中筛选出清晰且多态性高的7个引物,共产生了82条DNA片段,其中79条谱带具有遗传多态性,约占96.34%,平均每个引物扩增的DNA片段数为11.71条。采用NTSYS-pc数据分析软件,计算Nei氏相似性系数,建立了UPGMA聚类图。结果表明：以遗传相似性系数0.27为界限划分,可将20种苔藓植物分为二大类,即泥炭藓类和真藓类。以遗传相似性系数0.42为界限划分,可将20种苔藓植物划分为四大类群,即泥炭藓类、顶蒴单齿亚类、顶蒴双齿亚类和侧蒴双齿类。从整个聚类图可以看出,泥炭藓类是较原始的类群,而金发藓类是较进化的类群,这一结果和大多数苔藓植物经典分类系统相同。     

部分苔藓植物rbcL基因PCR—RFLP分析

运用ＲＦＬＰ方法对苔藓类６个科９种植物叶绿体ｒｂｃＬ基因的ＰＣＲ产物进行酶切分析,根据样本我态性片段,采用单联法对它们的遗传距离进行聚类分析,构建树状分支图,以此对苔藓植物的系统发育及其系统位置进行了初步探讨。     

Bryophyte DNA sequences from faeces of an arctic herbivore, barnacle goose (Branta leucopsis)

We tested DNA extraction methods and PCR conditions for the amplification of bryophyte DNA from barnacle goose (Branta leucopsis) faeces collected from Spitsbergen (Svalbard). Both the Qiagen stool kit and a silica-based extraction method received sufficient DNA from fresh and older droppings, as indicated by successful amplification of the plastid psbA-trnH spacer. Standard Taq polymerase outperformed two hot start polymerases. Sequencing of cloned PCR products revealed at least ten moss and two angiosperm sequences. This first example of identifying bryophyte DNA from faeces will allow analysing moss diets of arctic herbivores with a DNA barcoding approach.     

昆虫卵黄蛋白分子进化的研究进展

卵黄原蛋白（Vg）、卵黄多肽（YP）和小卵黄蛋白（minor YP）是昆虫三类主要的卵黄蛋白,它们之间的同源性一直是研究的重点。本文根据已经解析的Vg,YP和minor YP的氨基酸序列,采用序列比对和系统树分析的方法,并结合国内外对三者同源性研究的基础,对其进化关系进行了分析。结果表明,Vg,YP和minor YP是三类具有不同进化祖先的卵黄蛋白,它们的氨基酸序列相似性较低。Vg在系统进化过程中最为保守,与人类的血清载脂蛋白B(ApoB)具有较高的同源性;YP与脊椎动物的肝脂酶和胰脂酶具有较高的同源性;而minor YP与脊椎动物胃脂肪酶和舌脂肪酶具有较高的同源性。同时,对三者的分子特性做了简单的介绍。     

植物激素在苔藓生长发育与逆境响应过程中的作用机制研究进展

植物激素是由植物自身代谢产生的一类从产生部位移动到作用部位发挥调控功能的微量小分子有机物质,在植物生长发育、响应环境胁迫过程中起到关键作用.苔藓植物作为早期登陆的非维管植物,处于陆生植物进化早期的阶段,具有许多不同于维管植物的形态和生理特征.大部分苔藓中普遍存在8种主要的植物激素及其衍生物(包括ABA、JA、ET、SA...     

Comparison of fungal communities associated with spruce seedling roots and bryophyte carpets on logs in an old-growth subalpine coniferous forest in Japan

Fungal communities associated with plant tissues were compared between two bryophyte species dominating decaying logs (Scapania bolanderi and Pleurozium schreberi), and roots of spruce seedlings growing on the bryophytes and in the ground soil, to evaluate the contribution of fungal communities to seedling regeneration. Using high-throughput DNA sequencing, a total of 1233 fungal operational taxonomic units (OTUs) were detected. Saprotrophic Ascomycota were dominant in bryophytes, whereas ectomycorrhizal (ECM) Basidiomycota were dominant in spruce roots. Fungal communities were significantly different between the two bryophyte species. In addition, fungal communities of spruce seedlings were significantly affected by the substrates on which they were growing. Some ECM fungi were detected from both of the bryophytes and the spruce seedlings growing on them; however, the dominant OTU identities differed between the two bryophyte systems. The possible effects of functional differences between dominant fungal OTUs on spruce seedling regeneration are discussed.