山茶属植物ITS的多态性——一个广泛逃离一致性进化的实例

利用位于45S rDNA内转录间隔区（ITS）的3对SSR引物, 对山茶属（Camellia L.）的40个物种进行PCR扩增, 检测3个SSR位点的多态性, 研究物种倍性与多态性之间的关系。实验结果显示, 37个种（占92.5%）的ITS片段存在个体内长度多态性, 在这些种类的个体内至少有2–6类ITS拷贝, 表明山茶属植物的ITS片段存在广泛的非一致性进化; ITS序列上存在易于滑动的SSR位点, 并且其基因组中有较多位于不同染色体上的rDNA位点, 这很可能是山茶属植物ITS片段存在广泛多态性的原因。然而, 研究中没有发现多倍体种类ITS片段的多态性显著高于二倍体种类。山茶属植物ITS片段的多态性提示该属植物的rDNA可能存在更为复杂的进化模式, 在利用ITS片段解决该属植物的系统分类问题时应更为谨慎。     

用超微细胞化学定位技术揭示ATP酶在紫茎泽兰高温适应性中的作用

【背景】外来人侵植物紫茎泽兰自然演化出耐高温种群,其适应机制与各种生理代谢有关。【方法】本文从超微细胞化学水平,对紫茎泽兰抗高温种群、敏感种群ATP酶活性定位,明确其在高温适应性中的作用,试图阐明该草的生态适应机制。【结果】正常情况下,紫茎泽兰ATP酶主要定位于细胞壁及细胞间隙周围的细胞壁表面;经40℃高温处理后,在不同的处理时间下,抗性、敏感种群之间ATP酶的活性表现出明显差异,其中以处理12h时差异最大,具体表现为抗高温种群的ATP酶活性明显高于敏感种群,ATP酶的定位点除细胞壁外,在细胞膜上也呈现大量的分布,而敏感种群在处理12h时的酶活性明显降低,只在细胞壁上有零星的分布。处理24h时,敏感种群叶片已完全萎蔫,细胞结构毁坏,细胞膜破损;而抗高温种群叶片仍然完好,细胞膜上仍有ATP酶分布。【结论与意义】经40℃高温处理后,紫茎泽兰抗高温种群ATP酶活性明显高于敏感种群,初步认为紫茎泽兰对高温的适应性与ATP酶活性相关。本研究为进一步阐明与紫茎泽兰适应性相关的入侵机理提供了资料。     

《科学》：有益突变间存负性异位显性现象

近日来自美国休斯顿大学的进化生物学家Timothy Cooper及同事在菌群进化研究中发现有益突变间存在着负性异位显性现象。这一研究结果有将助于促使科学家们更深入地了解生物进化机制。这一研究结果在线发表在6月3日的著名国际期刊《科学》（Science）杂志上。     

买麻藤科植物研究进展

买麻藤科植物是裸子植物中唯一的藤本植物,具有重要的理论研究和应用开发价值.全世界仅1属约40种,中国发现9种,分布于亚洲、非洲和南美洲的热带和亚热带地区;在理论研究方面,该科系统进化位置特殊,形态结构、化学成分和分子水平上的研究存在很大争议,仍没有解决其在裸子植物与被子植物间所处的进化位置;在应用研究方面,该科既是传统中药又富含芪类、生物碱和黄酮等活性成分,而且果实和叶片可食用;然而,在引种、驯化及培育方面研究薄弱,阻碍了该科资源的开发和利用.本文从资源分布、理论与应用研究以及开发利用等方面综述了买麻藤科植物研究进展,将为今后国内深入开展该科植物的相关研究奠定基础.     

Coevolution study of mitochondria respiratory chain proteins: toward the understanding of protein--protein interaction

Coevolution can be seen as the interdependency between evolutionary histories. In the context of protein evolution, functional correlation proteins are ever-present coordinated evolutionary characters without disruption of organismal integrity. As to complex system, there are two forms of protein-protein interactions in vivo, which refer to inter-complex interaction and intra-complex interaction. In this paper, we studied the difference of coevolution characters between inter-complex interaction and intra-complex interaction using "Mirror tree" method on the respiratory chain (RC) proteins. We divided the correlation coefficients of every pairwise RC proteins into two groups corresponding to the binary protein-protein interaction in intra-complex and the binary protein-protein interaction in inter-complex, respectively. A dramatical discrepancy is detected between the coevolution characters of the two sets of protein interactions (Wilcoxon test, p-value = 4.4 x 10-6). Our finding reveals some critical information on coevolutionary study and assists the mechanical investigation of protein-protein interaction.Furthermore, the results also provide some unique clue for supramolecular organization of protein complexes in the mitochondrial inner membrane. More detailed binding sites map and genome information of nuclear encoded RC proteins will be extraordinary valuable for the further mitochondria dynamics study.     

复杂的正选择压力驱动不同细胞嗜性HIV-1的进化

对HIV-1细胞嗜性的研究是理解HIV-1传播和发病机制的关键.通过对HIV-1B和C亚型的R5和X4型病毒的全基因组进行适应性进化分析,发现R5和X4病毒经历了不同的进化方式,并且不同的HIV-1基因受到不同的正选择压力,意味着复杂的自然选择压力驱动HIV-1的进化.分析HIV-1Gp120超变区上的正选择位点,发现相对于其他超变区,更多的正选择位点发生在B亚型X4病毒的V3区,B亚型R5病毒的V2区以及C亚型X4病毒的V1和V4区域.因为这些区域通常影响和决定HIV-1的细胞嗜性,更多的正选择发生在这些特定的超变区意味着作用于Gp120上的选择压力与Gp120的受体识别和结合功能有关.值得注意的是,无论是B和C亚型还是R5和X4型病毒,显著更多的正选择位点发生在Gp120的C3区域（33.3%～55.6%,P〈0.05）,意味着C3区对HIV-1的生存和适应比先前认识的更为重要.另外,在R5和X4病毒的env基因中,约有一半的正选择位点是相同的,尤其是Gp41上的第96,113和281位正选择位点均出现在所分析的4种病毒类型中.这些共同的正选择位点不仅意味着对病毒生存和适应的重要性,也意味着R5和X4存在交叉免疫源性位点的可能性,这对于AIDS疫苗的发展具有重要意义.     

Structural features and molecular evolution of Bowman-Birk protease inhibitors and their potential application

The Bowman-Birk inhibitors (BBIs) are well-studied serine protease inhibitors that are abundant in dicotyledonous and monocotyledonous plants. BBIs from dicots usually have a molecular weight of 8k and are double-headed with two reactive sites, whereas those from monocots can be divided into two classes, one approximately 8 kDa in size with one reactive site (another reactive site was lost) and the other approximately 16 kDa in size with two reactive sites. The reactive site is located at unique exposed surfaces formed by a disulfide-linked β-sheet loop that is highly conserved, rigid and mostly composed of nine residues. The structural features and molecular evolution of inhibitors are described, focusing on the conserved disulfide bridges. The sunflower trypsin inhibitor-1 (SFTI-1), with 14 amino acid residues, is a recently discovered bicyclic inhibitor, and is the most small and potent naturally occurring Bowman-Birk inhibitor.Recently, BBIs have become a hot topic because of their potential applications. BBIs are now used for defense against pathogens and insects in transgenic plants, which has advantages over using toxic and polluting insecticides. BBIs could also be applied in the prevention of cancer, Dengue fever, and inflammatory and allergic disorders, because of their inhibitory activity with respect to the serine proteases that play apivotal role in the development and pathogenesis of these diseases. The canonical nine-residue loop of BBIs/STH-1 provides an ideal template for drug design of specific inhibitors to target their respective proteases.     

被视为恐龙的鸟

尽管于 2 0世纪 2 0年代在亚洲地表层首次发现长有羽毛的恐龙和著名的“龙骨突位点” ,关于鸟类起源的争论仍没有休止。来自化石的证据表明 ,鸟类在进化分支上应归于兽脚类的特殊分支。本文主要阐明完好无损的化石揭示的鸟和非鸟类恐龙的亲密关系和鸟类羽毛及鸟类出现以前的羽毛的起源证据 ,分析体型缩小对飞行进化的重要意义及从新的角度论述鸟类如何飞上了天     

史氏鲟两种促性腺激素β亚基cDNA克隆及序列进化分析

从史氏鲟(Acipenserschrenkii)脑垂体中提取总RNA,利用GeneRacerTM技术,分别克隆得到促性腺激素Ⅰ(GTHⅠ)和Ⅱ(GTHⅡ)的β亚基cDNA全长。史氏鲟GTHⅠ-β亚基cDNA全长为1088bp,开放阅读框为384bp,编码128个氨基酸(Genbank序列登录号为:AY575920);GTHⅡ-β亚基cDNA全长为616bp,开放阅读框为408bp,编码136个氨基酸(Genbank序列登录号为:AY575921)。与其他脊椎动物进行了两种基因的氨基酸序列同源性比较表明:史氏鲟GTHⅠ-β与西伯利亚鲟相似性最高,为99·1%;与硬骨鱼类中鲈形目相似性最低,为34·5%。GTHⅡ-β与西伯利亚鲟相似性为98·3%,与其他硬骨鱼类除鲈形目外都超过60%,与鸟类的相似性最低,为42·8%。两个基因成熟肽构建的MP树显示:GTHⅠ与FSH的β亚基和GTHⅡ与LH的β亚基构成两个明显的聚类。用Mega2软件计算了所比对物种间开放读码框的核苷酸遗传距离并构建了NJ树和MP树,两个基因β亚基的NJ系统树和MP系统树拓扑结构相似,鲟鱼与真骨鱼类分别聚类,共同形成硬骨鱼纲聚类,与传统分类学一致。成熟肽相似性、遗传距离和系统树分支长度显示GTHⅠ-β亚基在真骨鱼类进化速率显著快于其他脊椎动物,而LH-β亚基在羊膜动物中进化比其他脊椎动物快。暗示这两种糖蛋白基因的进化伴随物种进化而显示其功能[动物学报52(2):362-375,2006]。     

不同经度地区北草蜥的喜好体温和热耐受性

在外温动物热生理特征的进化理论中,“静态”和“易变”是两个持续争论的对立观点。热生理学特征的种内变异是检验此类假设的最有力证据。本研究比较了不同经度地区北草蜥的热环境和热生理特征,以检验“静态”和“易变”假设。东部沿海地区(宁德)的环境温度高于内陆地区(贵阳),与之相适应,沿海地区北草蜥的喜好体温也高于内陆地区。然而,两地区蜥蜴的上临界温度和下临界温度无显著差异。尽管这些热生理学特征的种群间变异趋势并不一致,但是喜好温度随环境温度变化而改变的结果符合“易变”假设的预测。此外,本研究表明蜥蜴的喜好体温存在沿经度方向的地理变异。