哺乳动物原始生殖细胞体内特化和体外培养

原始生殖细胞(primordial germ cells, PGCs)是胚胎中最先出现的生殖细胞。PGCs来源于上胚层,最早出现在后肠,随后向生殖嵴迁移。这一过程伴随一系列复杂的分子调控机制,以及DNA甲基化重编程和组蛋白修饰等表观遗传过程。PGCs经过不断的分裂、发育及分化,最终形成配子。为了更好地研究PGCs发育与分化的调控和表观遗传过程,体外培养的研究变得越来越重要。本文以小鼠和人为例,介绍了哺乳动物PGCs的特化过程、PGCs特化过程中的表观遗传过程和PGCs的体外培养研究进展。     

PR结构域蛋白质与原始生殖细胞特化

原始生殖细胞特化在精子和卵子生成过程中发挥着重要的作用,而PR结构域蛋白质(PR-domain protein,PRDM)家族部分成员参与了该过程。PRDM1可抑制体细胞程序化过程中基因的表达,而PRDM1和PRDM14共同参与了潜在的全能性细胞的重新获取和基因组范围内表观遗传学重编程。这三个过程都是原始生殖细胞特化所必需的。此外,原始生殖细胞特化还需要一些其他因素如骨形态发生蛋白4(bone morphogenetic protein4,Bmp4)和RNA结合蛋白Lin28,这些因素通过影响PRDM发挥生理作用。对原始生殖细胞特化的理解有利于生殖细胞发育和相关问题的研究。     

用RAPD技术对特化等级裂腹鱼类亲缘关系的探讨

为确定特化等级裂腹鱼类的遗传分化关系 ,对 7种 2 2个裂腹鱼个体进行随机扩增多态DNA(RAPD)研究。从所使用的 40个随机引物中 ,选择了 37个扩增带谱清晰的引物进行分析。根据构建的分子系统树显示 ,特化等级裂腹鱼类划分为 3个属级分类单元较为合适 ,这与采用形态学特征进行系统分析所得出的结论一致。在 2 2个个体之间遗传距离矩阵中 ,最大的遗传距离指数达到了 90 38% ,此外 ,还有较多的遗传距离指数也在 6 0 %～ 90 %之间。通过分析 ,认为用RAPD标记技术来分析属级或属级以上分类单元的亲缘关系 ,具有一定的适用性。对于一些遗传差异较大的类群 (如裂腹鱼类 ) ,应用属级或属级以上分类单元的亲缘关系 ,很可能会出现个体之间遗传距离接近或达到 10 0 %的情况 ,从而无法探讨其相互之间的亲缘关系。     

水中活宝石——金鱼

金鱼以绚丽的色彩、婀娜的身姿闻名于世。金鱼有红、白、黑、蓝、紫、黄等多种颜色及色彩组合,有狮头、蝶尾、水泡、绒球等多种器官特化产生的特殊形态,有丰满圆润的躯体、飘逸潇洒的尾鳍,它们的泳姿雍容优雅或憨态笨拙,看着它们安静悠闲的样子,人们很容易联想到丹青水墨画,为何?写意呀!     

启动子荧光素酶报告系统检测低浓度过氧化氢激活神经肽PACAP特异受体PAC1-R启动子的作用

垂体腺苷酸环化酶激活多肽（pituitary adenylate cyclase activating polypeptide,PACAP）特异受体PAC1-R (PACAP receptor 1)是神经系统疾病药物开发的重要靶点。为了研究其表达的生物学机制,本研究克隆了PAC1-R基因转录起始位点上游从-2 500到+26的2 526 bp启动子片段,构建PAC1-R启动子驱动的荧光素酶基因报告载体pGL3-PAC1-Rp,并确证PAC1-R启动子荧光素酶报告系统在小鼠脑神经瘤细胞Neuro-2a和人神经母细胞瘤细胞SH-SY5Y中工作正常。运用此PAC1-R启动子荧光素酶报告系统,首次发现低浓度过氧化氢（hydrogen peroxide,H2O2）有效激活PAC1-R启动子,此作用可被转录因子特化蛋白1（specificity protein 1,SP1）抑制剂光神霉素A（mithramycin A）所抑制,提示SP1参与介导H2O2对PAC1-R启动子的激活作用。生物信息学分析显示,PAC1-R启动子含有多个SP1结合位点。PAC1-R启动子的荧光素酶报告系统的构建为深入探索PAC1-R高表达的作用与机制奠定了基础,低浓度H2O2对PAC1-R启动子激活作用的发现有助于深入诠释低浓度活性氧的生理学作用。     

生物进化与特化

作者试图把生物的适应性变化区分成生物的进化和特化两种不同的概念,进化即生物逐渐演变,向前发展的过程;特化是指生物的水平发展的物种形成过程,即生物多样性的形成过程,这种区分可以避免许多不必要的争论,把这个新的概念体系和以往人们对生物进化研究的理论相结合。并用该方法重新解释以往人们的研究发现,可以看出生物发展的历史就是生物进化和特化交替进行的历史,以此可解释许多不同理论之间的矛盾。     

Hox基因与昆虫翅的特化

自从1978年E.B. Lewis描述了著名的果蝇双胸突变体（bithorax）以来,大量的比较发育遗传学研究为我们揭示了形态进化的遗传基础,从而使形态进化研究进入了一个新的时代。同时,Hox基因的研究也成为这一领域的焦点。本文综述了昆虫翅的起源及其特化类群翅的发育遗传学研究的最新进展。一般认为,原始的有翅昆虫胸腹部多附肢（包括翅）; 之后不同的体节受到了不同Hox的抑制,形成两对翅以及前后翅的分化; Ubx的不同表达导致了前后翅的分化,并且Ubx负责识别后翅。我们选择翅特化最为显著的3个类群——鞘翅目（T2鞘翅）、双翅目（T3平衡棒）和捻翅目（T2平衡棒）,结合Hox的表达情况讨论了翅的特化机理。目前已知双翅目和鞘翅目的翅的控制模式存在巨大差异,两种模式的比较研究对于理解翅的形态进化具有重要的意义。但是对捻翅目昆虫的研究则很少。     

传粉网络的研究进展:网络的结构和动态

植物与传粉者之间相互作用,构成了复杂的传粉网络。近年来,社会网络分析技术的发展使得复杂生态网络的研究成为可能。从群落水平上研究植物与传粉者之间的互惠关系,为理解群落的结构和动态以及花部特征的演化提供了全新的视角。传粉网络的嵌套结构说明自然界的传粉服务存在冗余,而且是相对泛化的物种主导了传粉。在多年或者多季度的传粉网络中,虽然有很高的物种替换率,但是其网络结构仍然保持相对稳定,说明传粉网络对干扰有很强的抗性。尽管有关网络结构和动态的研究逐渐增多,但传粉网络维持的机制仍不清楚。网络结构可以部分由花部特征与传粉者的匹配来解释,也受到系统发生的制约,影响因素还包括群落构建的时间和物种多样性,以及物种在群落中的位置。开展大尺度群落动态的研究,为探索不同时间尺度、不同物种多样性水平上的传粉网络的生态学意义提供了条件。但已有的研究仍存在不足,比如基于访问观察的网络无法准确衡量传粉者的访问效率和植物间的花粉流动,以及结果受到调查精度区域研究不平衡的制约等。目前的研究只深入到传粉者携带花粉构成成分的水平,传粉者访问植物的网络不能代表植物的整个传粉过程。因此,研究应当更多地深入到物种之间关系对有性生殖的切实影响上。     

资源异质性环境中三种葡匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化

研究了3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜（Potentilla reptans L.var.sericophylla Franch.)、鹅绒委陵菜（P.anserina L.)和金戴戴（Halerpestes ruthenica (Jacq.)Qvcz.)对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策。当生长于高照低养分条件下分株（HL分株）与生长于低光照高养分条件下分株（LH分株）之间的匍匐茎连接时,3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统（HL分株＋LH分株）的生物量均得到显提高,同时,HL分株根冠比显增加,而HL分株根冠比显下降。这表明,当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时,3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化。克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取,从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响。     

资源异质性环境中三种匍匐茎草本植物克隆内资源共享和分株功能特化(英文)

研究了 3种来自中国北方林下、草地和碱化草甸匍匐茎型克隆草本植物绢毛匍匐委陵菜 (PotentillareptansL .var.sericophyllaFranch .)、鹅绒委陵菜 (P .anserinaL .)和金戴戴 (Halerpestesruthenica (Jacq .)Qvcz .)对由高光照低养分斑块和低光照高养分斑块组成的资源交互斑块性生境的适应性对策。当生长于高光照低养分条件下分株(HL分株 )与生长于低光照高养分条件下分株 (LH分株 )之间的匍匐茎连接时 ,3种克隆植物HL分株、LH分株以及整个分株对系统 (HL分株 LH分株 )的生物量均得到显著提高。同时 ,LH分株根冠比显著增加 ,而HL分株根冠比显著下降。这表明 ,当互连分株置于由低光照高养分斑块和高光照低养分斑块组成的异质性环境中时 ,3种植物克隆分株均发生了环境诱导的功能特化。克隆内资源共享以及克隆内不同分株的功能特化有利于整个分株系统对局部丰富资源的获取 ,从而能够缓解资源交互斑块性生境对克隆植物的不利影响