叶绿体基因组结构研究新进展

众所周知,叶绿体是重要的光能转换、光合作用细胞器,它能将光能转换成化学能、生物能,用于固定空气中的二氧化碳,合成各种有机物。以前我们对叶绿体的遗传控制、进化历史及其与核基因的关系都了解不多,关键的问题就是不了解叶绿体的基因组。最近,两组日本科学家分别测定了两种叶绿体基因组的完整DNA序列,这一工作无疑是叶绿体生物学的重大进展。所测出的DNA完整序列,对于全     

水稻叶绿体DNA的分离与鉴定

象其他高等植物一样,水稻细胞的核、叶绿体和线粒体中含有它的各种遗传信息.可过去大多水稻遗传方面的工作研究的是核基因组,而较少研究叶绿体基因组.叶绿体是重要的能量转换细胞器,是进行光合作用的场所.它不但含有光合作用所需的全部成分,而且具有能表达它们的遗传信息.近年来分子生物学     

叶绿体和线粒体的内共生起源学说

细胞是几乎所有生物的基本构造单位,它是由为数甚多的细胞器和细胞基质所组成。任何细胞的活动,都明显地涉及到细胞器之间复杂的相互作用。阐明这种相互作用的细节无疑是现代生物学研究的主要任务之一,细胞器与细胞整体是什么关系?本文从一个侧面介绍了细胞中两类重要的细胞器叶绿体和线粒体的内共生起源学说。作者对这个学说的内容和主要根据作了较全面的叙述。由于文章较长,本刊将分两期登完。     

黄瓜线粒体线形类质粒pC4的核酸序列和性质

津研四号黄瓜线粒体中除了主环DNA外，还有4种类质粒（pC1,pC2,pC3,pC4)。电子显微镜观察结果表明pC4为线形类质粒。将pC4克隆至E.coli JM109中，对pC4进行序列测定和分析。pC4全长370bp，是已知的植物线粒体类质粒中最短的，pC4富含AT，有多个正向和反向重复序列，其两端为35bp的正向重复序列。pC4中的ORF都较短，不足以编码有功能的蛋白。对pC4进行同源性检测，发现pC4与线粒体主DNA和叶绿体DNA缺乏同源性，而与核DNA有同源性。在其他没有线粒体类质粒的黄瓜品种核基因组中也存在pC4的同源序列，pC4与黄瓜不同品种核基因组的杂交带型有一定差别。     

稻属AA型物种叶绿体基因组的适应性进化

稻属AA型物种包含栽培稻和与其最近缘的野生稻物种,是稻属植物中一个重要的类群.为了探究稻属AA型物种叶绿体基因组的适应性进化,以AA型稻属物种中已经公布的6个叶绿体基因组为对象,利用PAML和Selecton对叶绿体基因进行适应性进化的分析.研究发现,4个基因(matK,ccsA,psbB和rpoC2)经历了正选择作用,并对基因的正选择位点进行了定位,初步分析了正选择位点的变异特点,探讨了正选择位点与蛋白质结构保守性的关系.本研究为深入了解稻属的叶绿体基因及其适应性进化提供了重要参考.     

低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础

哺乳动物配子发生过程中双亲特异性甲基化印迹导致父母双方的基因组在发育中的不等性和互补性, 使父母双方的基因组对正常发育都是必需的. 因此, 基因组印迹是胚胎发育过程中基因组整体水平上基因表达调控至关重要的第一步, 也是哺乳动物两性生殖的表观遗传基础. 但基因组印迹在脊椎动物中的进化起源、形成并维持稳定的表观遗传修饰分子机制都还完全不清楚. 在动物界, 由于至今未在非哺乳动物中发现内源印迹基因, 基因组印迹被认为可能是胎生哺乳动物单独进化出来的. 为探索基因组印迹的进化起源, 本文研究了哺乳动物印迹基因在低等脊椎动物的同源基因中是否存在双亲特异性差异甲基化区域. 通过用重亚硫酸氢盐测序的方法, 对金鱼Igf2基因的CpG岛在精子、卵子、不同发育阶段胚胎以及成体不同组织中的甲基化情况进行分析, 结果表明, 与哺乳动物Igf2基因一样, 金鱼Igf2基因内部也存在差异甲基化区域, 该区域在卵子中没有甲基化, 在精子中被高度甲基化; 但与哺乳动物印迹基因不同, 金鱼的双亲特异性甲基化差异不能在胚胎发育过程中保持稳定, 可能是脊椎动物进化早期的一种初级的基因组印迹. 这些结果说明, 低等脊椎动物中存在基因组印迹进化的基础, 基因组印迹不是哺乳动物单独进化产生的     

基于全基因组比较的SARS冠状病毒种系进化分析

SARS(severe acute respiratory syndrome)冠状病毒已被世界卫生组织确认为SARS传染病的病原体, 它的全基因组测序工作分别由中国、加拿大、美国等国的研究小组完成. 然而它的起源仍是一个谜. 为了探寻SARS冠状病毒的来源, 基于FDOD(function of degree of disagreement)方法, 对12个SARS冠状病毒分离株和12种以往发现的冠状病毒进行了全基因组比较, 构造出种系进化无根树. 结果表明, 这两类病毒(分别由12个SARS冠状病毒分离株和12种以往发现的冠状病毒构成)虽然都来自冠状病毒属, 但它们位于两个不同的进化分支上. 冠状病毒属中的3个组被准确地重构. 根据得到的结果, 推测SARS冠状病毒更类似于第一组中的冠状病毒. 根据种系进化树的拓扑结构和各SARS冠状病毒分离株与造成香港Metropole饭店疫情的SARS冠状病毒株之间的联系, 推测各SARS冠状病毒分离株分别位于进化树上两个大的分支, 这为SARS的流行病学研究提供了辅助信息.     

脊椎动物线粒体全基因组中的超级保守序列与进化

近年来, 超级保守序列及小RNA研究受到了高度重视, 它们在后基因组时代正起着越来越重要的作用. 通过对540多兆数据的比较分析, 在352种脊椎动物线粒体全基因组中发现了4段独有的超级保守序列, 它们的长度为22~30 bp. 令人惊讶的是, 它们清楚地反映了某些生物种属的不同分类与可能的进化关系, 并且这些发现可以帮助澄清鸟类与爬行类间的进化关系, 推测线粒体并不是低等动物基因组中的一个简单拷贝.     

真细菌型的细胞分裂位点决定因子CrMinD基因在衣藻中从叶绿体到核的成功转移

MinD蛋白是一种普遍存在的ATP酶, 在真细菌、古细菌以及植物叶绿体的分裂过程中发挥着关键的作用. 在已研究过的4种绿藻(Mesostigma viride, Nephroselmis olivacea, Chlorella vulgaris, Prototheca wicker-hamii)中, MinD基因均由叶绿体基因组编码. 但在拟南芥中, MinD基因由核基因组编码, 其蛋白定位于叶绿体并参与叶绿体分裂的调控, 说明在高等陆生植物中, MinD基因已经转移到核基因组. 然而, 对于在质体进化过程中MinD基因从叶绿体转移至核的机制还不清楚. 我们从单细胞绿藻(Chlamydomonas reinhardtii, 衣藻)中鉴定了一个核编码的MinD同源物CrMinD, 其在野生型大肠杆菌(E. coli)中的过表达会抑制细胞的分裂并导致丝状细胞的形成, 表明植物MinD蛋白在进化上的保守性. CrMinD-egfp在烟草和拟南芥中的瞬时表达确认了CrMinD蛋白在调节叶绿体分裂中的作用. 在已公布的所有陆生植物质体基因组序列中, 没有发现MinD的同源物, 说明MinD基因从质体转移至核这一事件在进化出陆生植物以前就已经发生了.     

叶绿体基因组的组成和表达

叶绿体,同线粒体一样,也有自己的与核DNA不同的DNA,有自己的DNA复制、DNA转录成RNA和信使RNA((?)RNA)转译成蛋白质的系统。早在1909年对非孟德尔式突变型所作观察的基础上,已经假定叶绿体中遗传信息的存在,但叶绿体DNA的存在仅在25年前才被首次证实。     

几类低等生物的核纤层与核纤层的起源进化研究

综合分析了本实验室多年来在几类具有重要进化地位的低等单位真核生物上进行的核纤层结构与成分的研究结果，并结合发育生物学等方面的资料，认为核纤层结构在真核细胞起源进化的初期即已起源形成，它的起源形成是“原核”进化成“真核”的重要前提条件之一；核纤层蛋白的起源分化过程应该是：首先起源产生Ｂ型蛋白，在此基础上分化出Ａ型蛋白，最后形成了现存高等真核细胞的核纤层蛋白家族。     

技术进步类型的测度方法及其实际应用

本文根据英国著名经济学家、诺贝尔经济学奖获得者希克斯（ＪｏｈｎＨｉｃｋｓ）对技术进步类型划分的定义，讨论了技术进步类型的测度方法和现实意义，设计出一套实际测定技术进步类型的方法，对四川农业生产技术进步类型进行了实际测度，并提出相应的技术、经济政策措施。     

N体散射振幅中的Bound state pole效应

核反应的机制是复杂的。当能量较高时,核子在整个反应(或弹性散射,下同)过程中往往仅经历有限次数的碰撞,因而在理论处理上可以Watson展开作为出发点,并已取得相当的成功。当能量较低时,在整个反应过程中,核子间有充分的能动量交换,因而更形错综复杂。近年来的一些实验表明,即使在弹性散射的情况下,当提高测量精确度时,低能截面亦呈现出     

气候突变及其研究进展

科学家们正在不断地揭示各种尺度的气候突变的事实，分析突变的性质，并进而了解各种尺度气候突挛规律及其形成的机制，将会对气候有重要意义，本文主要就气候突变的现象，理论及其研究有进展作一概略的评述。     

植物雄性不育的遗传机制探讨

本文评述了雄性不育性的遗传分类、细胞质育性因子、核质互作方式、环境调控、遗传操作等方面的研究进展，提出了解释雄性不育产生的双基因模型假说，认为控制雄性育性表达有二类核基因，一类是控制小孢子发生过程的基因（花粉发育结构基因），另一类是调控花纷发育结构基因表达条件的基因（调节基因），这二类基因任一发生突变均将产生遗传的雄性不育，细胞质（内环境）和生境（外环境）通过调控调节基因的表达成其产物，使得花纷发育结构基因表达所需条件不能满足而导致雄性不育．     

从低等单细胞真核生物的核骨架看核骨架的起源进化

从起源进化的角度综合分析了国内外有关几类低等单细胞真核生物核骨架的研究资料，认为核骨架结构的起源发生在真核起源的早期，具它的形成可能是原核进化真核的前提条件之一。     

离子液体在核燃料后处理中的应用

核燃料后处理是核燃料循环的核心,对于核环境安全和核能的可持续发展意义重大.离子液体作为"新一代绿色溶剂"在核燃料后处理中具有广阔的潜在应用前景.离子液体可以替代易挥发的有机溶剂用于水法后处理萃取分离放射性核素,也可以替代强腐蚀性的高温熔盐用于干法后处理电解回收金属离子.本文在作者工作基础上总结了近年来离子液体用于核燃料水法和干法后处理的基础研究成果,归纳和分析了其中的关键科学问题.此外,由于核燃料后处理涉及强辐射应用环境,离子液体的辐射稳定性是其实际应用的前提和关键,因此本文还综述了国内外有关离子液体辐射效应的研究进展,评估了离子液体用于核燃料后处理的辐射化学可行性.最后,基于当前的研究现状和研究水平展望了离子液体在核燃料后处理应用方面的研究前景.     

太阳中微子亏损与催化核聚变

由实际测量太阳中微子亏损，引出太阳可能就没产生这么多中微子，并通过催化核聚变提出反质子催化核聚变的设想。由此对太阳的能源机制引出了新想法，这对天体物理学（恒星演化及宇宙演化等）是个标新立异的想法