家养动物驯化起源的研究方法与进展

驯化动物伴随了人类上万年的进化历程。在驯化过程中, 家养动物表型和行为特征发生巨大改变, 并与人类生产生活的进步相适应。研究动物驯化问题对于了解遗传多样性及适应性进化, 解析复杂性状的遗传机制等具有重要的意义, 成为生物学领域的重点研究内容之一。本文专注于动物驯化的初始阶段, 首先介绍了驯化起源的时间与地点、驯化途径和驱动因、驯化后的扩散和品种选育; 其次从驯化对象的角度着重介绍了考古学、分子和群体遗传学两方面的家养动物驯化起源的研究策略、优势与不足, 以及未来的发展方向; 最后, 我们综合多方面的证据, 介绍了在中国驯化的家猪(Sus domesticus)和家鸡(Gallus gallus domesticus)以及其他主要家养动物考古和分子水平上驯化起源的研究进展。本文整合多种证据为家养动物驯化起源的研究提供了相对完整的视角和新的思路。     

家马的起源历史与品种驯化特征

在家犬(Canis lupus familiaris)、牛(Bos taurus)、猪(Sus scrofa domesticus)、绵羊(Ovis aries)、山羊(Capra hircus)等家养动物之后,家马(Equus caballus)才被人类成功驯化。虽然驯化历史很短,但其对人类社会文明发展变革的影响却最大。家马出色的负重移动能力使人类社会由固定的农耕模式向移动分享模式过渡,使历史发展进入了快车道,因此其起源驯化历史一直备受关注。然而由于家马直系同源野生种早已灭绝,加之现代品种化培育引起遗传多样性骤减,使得相关研究长期争议不断。随着测序技术的不断发展和古代样品的逐步丰富,目前对家马起源驯化过程、群体遗传结构等方面的研究越来越深入。本文从核基因、mtDNA、Y染色体、古DNA等不同层面综述了家马起源与驯化历史方面的研究进展,从品种分化状况、群体演化特征等方面讨论了现代家马品种的群体遗传结构,最后总结了马匹毛色、速度、体型等重要表型性状的遗传基础,以期为今后家马的起源驯化研究、种质资源保护与开发、品种优化方向、现代马业发展等方面提供参考。     

活性污泥中菌群多样性及其功能调控研究进展

活性污泥是污水处理厂生物处理工艺的功能主体,活性污泥中菌群的种类、数量及活性是提高污水处理能力与效果的重要基础。本文综述了活性污泥处理工艺中的主要功能细菌(絮凝菌、脱氮菌、除磷菌等)生物群落的多样性与生态特征,并对目前主流的菌群鉴定方式进行总结,最后从运行条件、定向驯化及生物强化3个方面对菌群调控进行论述,以期为活性污泥法污水处理工艺提供一些理论指导。     

封面图片说明

正诸葛菜,民间俗称"二月兰",为十字花科(Brassicaceae)诸葛菜属(Orychophragmus Bunge)植物,其花蓝紫色、淡红色或白色,因在花卉、油料、蔬菜和饲料等方面的潜在应用开发价值而受到人们的广泛关注。诸葛菜属植物的系统位置、属内种及变种的分类学地位虽一直存在争议,但在组织培养技术、抗逆性、营养价值、驯化栽培、与近缘属     

数字植物园

数字化植物园是对内实现物种高效管理支撑、对外实现资源高效共享对接的重要手段,也是数字化时代背景下植物园日常基础工作之一。如今,数字化植物园项目已经逐渐成为各大植物园优先发展的方向性项目。植物园引种驯化基础数据库管理系统构建科研人员对中国科学院植物     

亚洲栽培稻主要驯化性状研究进展

水稻是研究谷类作物驯化的良好材料, 其中种子落粒性消失、休眠性减弱和株型上的变化是水稻驯化过程中的3个关键事件, 造就了高产、发芽整齐及可密植的现代水稻。落粒性丧失一直被认为是野生稻驯化形态学上的最直接证据, 而控制落粒的主要基因Sh4和qSH1分别暗示不同的水稻驯化历史。种子休眠性的减弱适应了现代农业生产上同步发芽的需求, Sdr4、qSD7-1和qSD12基因是目前已知的调控种子休眠性的3个关键位点。野生稻匍匐生长等特点与其长期所在的易变生境有关, 而栽培稻的直立生长形态则适应了农业上密植生产的需要, 受PROG1等基因控制。野生稻的异交特性促进了驯化基因在群体间传播, 而自花授粉则使驯化基因得以稳定遗传, 从而加快人工选择的累积。目前的水稻驯化研究侧重于单基因或一些中性标记, 而对控制驯化性状的网络化通路的进化研究却相对缺乏。随着功能基因组研究的深入, 驯化性状的分子机理将会被全面揭示, 而基于此的网络化通路研究必将更加真实地反应水稻驯化过程。文章综述了水稻关键驯化性状分子机理的研究进展, 为驯化基因网络的研究提供参考, 也为水稻分子设计改良提供新的思路。     

寄生于蒙古黄榆上的粗毛纤孔菌生物学特性及驯化栽培

为了研究不同温度、初始pH、碳源和氮源在固体培养条件下对粗毛纤孔菌菌丝生长的影响,对以上4个因素进行单因素试验,从中选出3个最优的水平进行正交试验。结果表明,粗毛纤孔菌的最适生长温度为30℃;最适初始pH为6.5;最适碳源为木糖;最适氮源为酵母浸粉。在玉米、高粱和小麦3种基质中,对原种培养基进行了筛选,实验结果表明高粱和玉米在接种后的第1天和第2天开始萌发,且可更好地促进粗毛纤孔菌菌丝的生长。对粗毛纤孔菌栽培料的3种配方进行了筛选,实验结果表明配方：木屑78%、稻壳2%、玉米粉17%、蔗糖1%、石灰1%、石膏1%、含水量60%-62%的比例为栽培种培养料可使粗毛纤孔菌菌丝在接种28d后长满菌袋,且生长旺盛,可较快地培育出子实体。     

非洲加纳籽生物学特性及其化学成分(综述)

现代植物化学研究发现,非洲加纳籽的主要化学成分为5-羟基色氨酸;现代药理研究表明,该植物具有抗抑郁、抑制肥胖和抗氧化等各种药理活性。本文系统介绍非洲加纳籽的生物学特性及化学成分与药理药效的国内外研究进展,为其引种驯化与深度开发提供理论依据。     

高浓度有机质驯化活性污泥对比产生氢率的影响

利用驯化的活性污泥降解蔗糖制取氢气,设计了间歇浓度梯度驯化方案,驯化后不同来源活性污泥的糖代谢速率和产氢速率均有显著提高,使初始含糖量为76～84g/L(实际约6 6kgCOD/m3 ·d)培养液的比产氢率超过了含糖4 0g/L的低浓度培养液的比产氢率而无抑制现象。其中啤酒厂厌氧活性污泥、啤酒厂排污处污泥及南京城市排水沟污泥的蔗糖消耗率均达到85 %以上;比产氢率分别达2 2 4、2 35和2 14molH2 /mol蔗糖。揭示了高浓度有机质的活性污泥间歇浓度梯度驯化过程中糖代谢速率和产氢能力的演变规律,其适用于相当多的驯化活性活泥降解高浓度有机废液,以提高单位产氢能力。     

古DNA及其在生物系统与进化研究中的应用

古DNA是指从已经死亡的古代生物的遗体和遗迹中得到的DNA.本文回顾了近20年古DNA研究所经历的3个阶段,从早期参与研究的科学家较少并主要利用克隆技术,到后来由于PCR技术的出现以及提取化石DNA技术的成熟从而出现大量有关古DNA的报道;近几年由于发现不少问题,并引起激烈的争论,科学家们因此而开始考虑古DNA的真实性问题,并且提出了开展古DNA研究的严格标准.本文还讨论了古DNA在人类起源、系统发育重建、动植物驯化及考古研究中的重要意义以及现状,表明古DNA的研究给某些原先的观点如人类的非洲起源说提供了重要证据,也对某些观点提出了挑战;古DNA研究还提供了某些已经灭绝生物的形态学和分子资料,为从序列上确定古代材料的系统位置并有效地补充仅用现代DNA建立起来的谱系提供了来自古生物的依据.在动植物驯化及考古方面,古DNA证据也为科学家提供了许多有价值的信息.最后,本文还对古DNA研究的应用前景进行了展望.