唐家河自然保护区大熊猫的家庭网络: 当代基因流评估

利用福尔马林固定的粪便材料、寡核苷酸指纹技术以及SRY基因的性别判定技术, 构建了唐家河自然保护区大熊猫的家庭网络图, 同时对当代基因流(个体迁移)进行了评估. 从124份粪便样品中, 鉴定出37只大熊猫(22只雌性和15只雄性). 通过分析这些个体的家庭关系, 获得如下主要结果: (ⅰ) 一级亲戚间的遗传相似性为50%~90%, 无关个体间的相似性高达77%, 说明唐家河自然保护区的大熊猫整体具有很高的遗传相似性; (ⅱ) 鉴定了15对已繁殖过的大熊猫, 发现其中5对是高度近亲繁殖, 提示唐家河自然保护区的大熊猫近亲繁殖现象较为严重; (ⅲ) 发现4对繁殖大熊猫和5个子代呈远距离迁移, 表明保护区内的栖息地是整体相连的; (ⅳ) 有4对全胞兄妹(均为雌雄对)的扩散距离很近, 且彼此交配繁殖了高度近交的子代, 反映了长距离迁移对于避免近亲繁殖是非常重要的; (ⅴ) 共有17只成年大熊猫为短或中等距离扩散, 并在景观上被分为3个群组, 提示有必要进一步开展栖息地的质量调查, 查明保护区内是否存在着某种因素, 阻碍了大熊猫的远距离迁移扩散, 从而导致近亲繁殖, 威胁大熊猫的生存.     

发情期大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)交互模态信号通讯

对于集群繁殖的独栖型动物而言,使用能够传播较长距离的通讯信号,例如声音或者气味,对动物的配偶选择及其同步发情等具有重要作用.近期对大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)发情期发出的咩叫声(bleat)和鸟叫声(chirp)的研究结果发现,在该物种的社群生活中,其使用听觉通讯的方式及其变化比以往人们想象的要复杂许多.然而,过去利用这些声音信号进行的回放实验研究仅记录了有限时间内的几种行为,因而有关这些声音信号对接受者的行为尤其是通讯行为的影响了解甚少.本文的实验通过录音回放方法,给圈养成年大熊猫播放发情期异性同伴的咩叫声,然后观察并记录声音接受者的行为反应.结果发现,在听到发情期异性大熊猫的咩叫声时,处于发情期的雌雄大熊猫的嗅味标记行为频率均显著增加(雄性:P=0.001,df=7;雌性:P=0.01,df=9),而咩叫频率并无显著改变(雄性:P=0.300,df=7;雌性:P=0.293,df=9).这是首次在大熊猫中发现交互模态信号通讯现象,即借助化学通讯信号,做出对异性声音信号刺激的行为反应.该研究结果揭示了大熊猫中声音信号与化学信号的关系,并显示上述两种方式的信号在维持大熊猫社群关系中可...     

蛱蝶科亚科间的分歧时间估计

基于自行测定的以及GenBank收录的线粒体COI基因和核EF-1α基因序列, 应用最大似然法、贝叶斯推断法及马尔可夫链蒙特卡罗方法探讨了世界蝶类最大科——蛱蝶科亚科间的系统发育关系, 并对该科分子系统发育树各分支间的进化速率进行了差异显著性检验. 结合眼蝶亚科、蛱蝶亚科和苾蛱蝶亚科的化石资料, 获得了蛱蝶科所有12个亚科间首次分歧时间的平均估计值, 为44.2~87.1 Ma. 研究结果有助于人们深入了解该科的起源与进化以及估计蝶类和其他复杂类群的分歧时间.     

化学感觉——外信息素

这是一篇综合外信息素的研究近况的文章,它比较全面介绍人的嗅觉、动物对气味的感受与化学物质的关系,进而对化学通讯理论进行扼要说明。是一篇材料比较丰富的综合性文章。对于研究生物信息素和化学通讯的人来说,不失为一篇好的参考文章,或许可以从中得到启发和帮助。     

动物化学通讯及其功能与机制*

化学通讯在动物的社群行为中占有重要地位,它对于维系社会等级,传递发情信息,个体识别、亲缘识别等具有重要作用。自第一种外激素被发现,迄今已经整整50年,有关化学通讯功能及其机制的研究也取得了很大的进展,并呈现出一些新的特点。本文回顾了化学通讯的研究进展,对外激素的化学组成和释放、其感受机制、功能和生理及遗传调节等进行了总结,并对未来的研究趋势和热点问题进行了讨论。     

哺乳动物犁鼻器信息素感知及犁鼻器系统特异基因的分子进化研究进展

生物对外界环境中化学物质信号的识别和感知对其生存有着极其重要的意义. 大多数哺乳动物具有两条嗅觉通路, 主要嗅觉系统(MOS)用来感受普通嗅觉信号, 而犁鼻器系统(VNS)则从异常灵敏的程度来识别小范围内特异性的化学感应信号-信息素(pheromone). 信息素是一类在同种内个体间传递的物质, 可引发群体内与个体交流和生殖相关的一系列生理和行为变化. 本文综述了对哺乳动物犁鼻器信息素感知及犁鼻器系统特异(VNS-specific)基因的分子进化研究进展, 这些基因包括信息素受体家族V1R和V2R以及离子通道TRPC2, 为进一步深入研究哺乳动物信息素感知的分子机制奠定基础.     

细菌如何帮助鬣狗交流

有关哺乳动物和细菌之间互动方式的研究,引发了动物行为研究领域的变革。为了相互交流,鬣狗会把一些糊状分泌物涂抹在草地上,这类分泌物来自于鬣狗尾巴下面拳头大小的腺体。尝到这些遗留物的其他鬣狗可以从中嗅出大量的信息,包括它的性别、地位、交配意愿等等。一项新的研究表明,鬣狗本身并不产生这些气味,这些气味实际上是由鬣狗气味腺中的细菌产生的。随着气味腺中菌群的变化和发展,飘荡的体味成分也随之发生变化——该研究的第一作者、密歇根州立大学的生态学家凯文·泰斯如是说。＂这是一个非常重要的研究,     

温带荒漠区不同灌溉条件下的胡杨、俄罗斯杨水势变化分析

测定植物水势被认为是现代灌水制度中确定何时灌水的直接途径. 以中亚准噶尔盆地两种防护林物种——胡杨和俄罗斯杨为研究对象, 探讨不同灌溉条件下胡杨和俄罗斯杨的叶、茎水势(ψ_?和ψ_s)变化以及土壤水势(ψ_soil)变化对胡杨和俄罗斯杨水势(ψ)的影响. 研究结果表明: (1) 随着灌溉量的增加, 胡杨和俄罗斯杨受旱胁迫的强度逐渐减弱, 相同灌溉量下俄罗斯杨受旱胁迫的强度比胡杨弱. (2) 环境越干旱, 俄罗斯杨对干旱反映的敏感程度越弱, 胡杨则越强, 反之亦然. (3) 胡杨群落地下60 cm处土壤水势比地下30和90 cm处土壤水势对灌溉量的变化响应强烈, 俄罗斯杨群落较浅层土壤水势比较深层土壤水势对灌溉量的变化响应强烈. (4) 在土壤水分较充足的情况下, 植物黎明前茎水势可作为反映土壤水势的合理指标. (5) 对胡杨和俄罗斯杨防护林分别实施多量少灌和少灌多次的策略, 能满足胡杨和俄罗斯杨对水分的需求.     

从棉铃虫和烟青虫的种间杂交理解生物学物种概念

以棉铃虫和烟青虫种间杂交作为一个案例, 讨论了生物学物种概念. 根据Dobzhansky对生殖隔离机制的分类, 棉铃虫和烟青虫之间存在合子前隔离和合子后隔离, 表现为两性间化学通讯系统有差异, 生殖器不匹配, 以及杂种性别缺失和部分不育. 棉铃虫和烟青虫种间杂交的研究结果为生物学物种概念的合理性提供了依据. 此外, 还简要探讨了种间杂交在物种形成中的作用.     

信息素影响人类行为吗?

信息素是动物进行社会交流的重要媒介,它是否同样影响着人类的行为尚无定论.人类所具有的高度适应性的社会行为模式、驳杂多变的外分泌物、以及部分退化的嗅觉解剖结构,使得对人类信息素的行为效应、物质组成以至神经机制的探索充满了希望与挑战.现有的证据提示人体的气味在多个方面表现出类似信息素的效应,包括触发固有行为、调节内分泌水平、传递社会信息、诱发情绪起伏甚至认知变化等等.其中,两种类固醇物质雄甾二烯酮和雌甾四烯被视为"准人类性信息素",二者依据接收者的性别和性取向而选择性地传递性信息、调节情绪与注意,并对下丘脑产生特异性激活.这些发现深化了对人类化学信号与人际交流的认识,也为进一步的研究提供了铺垫.     

化学名称的由来和涵义

本文摘录自作者所著的《化学是什么》一书，该书由北京大学出版社出版。介绍中文“化学”一词是谁首先使用及其含义;介绍化学是从三个方面研究化学物质的科学: 一是物质的组成和结构,二是物质的合成制备,三是阐明和控制化学反应的过程。介绍化学出现的许多分支学科。     

珠江水体悬浮物的表观年龄与流域侵蚀

以1998, 2000, 2005年所取的珠江水体悬浮物为研究对象, 对其碳同位素组成(¹⁴C, ¹³C)及表观年龄(下文简称年龄)进行了测算和研究. 结果表明, 珠江水体悬浮物颗粒有机碳(POC)是以现代碳为主并含有少量“老碳”的混合体; 其年龄介于540~2050 a BP之间, 其中西江、北江悬浮物POC年龄相对较老, 东江悬浮物POC年龄构成较为离散——既有较年轻的样品, 又有较年老的样品, 但以年轻的为主. 悬浮物POCδ¹³C和Δ¹⁴C间呈类似正相关关系, 这一关系实质上反映了流域土壤和母岩有机质在悬浮物中的构成, 是流域内15~30 cm以下剖面土壤有机碳同位素组成在河流悬浮物中的体现, 反映了河流有机质的土壤来源深度; 而流域内表层的土壤有机质因处于不稳定状态, 进入河流后很快就被分解掉, 难以表现出来. 珠江流域中, 土壤侵蚀以西江流域较重, 东江流域较轻.     

一种四倍体鲤科鱼Sox基因的克隆和序列分析

为了研究重要功能基因在多倍体基因组中的演化情况, 通过分子克隆的方法从四倍体大鳞结鱼(Tor douronensis)中获得13条Sox基因序列, 分别为SoxB, SoxC和SoxE组成员. 对大鳞结鱼Sox基因系统进化分析的结果支持鱼类特异的基因组重复的假说, 同时表明, 基因Sox19可能为真骨鱼特有的Sox基因家族成员. 序列分析显示, 与其他物种相比大鳞结鱼中Sox基因的碱基替代, 绝大多数为同义替代. 结果表明, 所得到的Sox基因序列均受到净化选择, 同时由多倍化所造成的重复基因对Sox4a, Sox9a和Sox9b受到相同的净化选择压力. 根据基因Sox9a和Sox9b重复基因对间内含子序列长度和相似性的差异推测大鳞结鱼可能为异源四倍体.     

中华蜜蜂化学感受蛋白cDNA克隆、定位及其表达

化学感受蛋白被认为是化学通讯中广泛存在于感觉器官中的一种小分子蛋白. 在中国本土蜜蜂中华蜜蜂Apis cerana cerana工蜂的触角中, 克隆并鉴定了一种化学感受蛋白, 命名为Ac-ASP3. Ac-ASP3全长cDNA由2个外显子组成, 可读框长393 bp, 编码130个氨基酸. 序列分析表明, 其具有保守的4个半胱氨酸, 并在N端具有19个氨基酸的信号肽. 另外, Ac-ASP3与其同一家族基因意大利蜜蜂Apis mellifera的Am-ASP3具有较高的相似性, 而与其他物种相似性较低. 免疫定位结果显示, Ac-ASP3仅特异性地表达于机械感器, 如毛形感器B和锥形感器中; 而在嗅觉感器, 如板形感器中几乎无分布. 实时定量PCR结果表明, Ac-ASP3高丰度表达于翅和足中, 而在触角中表达量却相对较低. 在时间表达上, Ac-ASP3在蛹期及成虫第1~6日龄阶段大量表达, 这一时期中华蜜蜂正处于幼年期, 并在蜂巢进行日常清洁和哺育幼虫等活动. 以上结果表明, Ac-ASP3是具有种群特异性的, 不参与搜寻蜜粉源等嗅觉活动, 但可能参与蜂巢内个体信息识别以及触角的机械运动.     

人格与脑内神经化学物质: 一项磁共振氢谱的初步研究

为了探讨人格特征的生理基础, 利用无损伤的磁共振氢谱(proton maganetic resonance spectros-copy, ¹H MRS)技术考察了内、外倾正常个体脑内4种神经化学物质(Cho, mI, α-Glx与NAA)的浓度在前扣带回的差异. 结果发现, 内倾者在前扣带回的3种神经化学物质的水平(Cho, α-Glx与mI)显著高于外倾者. 这一结果给出了前扣带回与人格特质有关的新证据, 并在一定程度上支持了Eysenck关于内倾者的唤醒水平高于外倾者的假设, 同时也为人格的心理生物理论提供了神经化学方面的依据.     

扬子克拉通及华北克拉通大陆岩石圈地幔碳同位素组成及其差异: 金刚石碳同位素原位测试证据

金刚石碳同位素组成和对比是了解克拉通大陆岩石圈地幔物质组成及其演化的窗口. 本文用二次离子质谱(SIMS)方法对产于华北克拉通(山东蒙阴和辽宁瓦房店)和扬子克拉通(湖南沅水流域)的11颗金刚石不同生长层的碳同位素组成进行了123个点高精度原位(in-situ)测试. 结果显示, 华北克拉通和扬子克拉通金刚石碳同位素组成存在一定差异; 华北克拉通金刚石早期生长“核心”碳同位素δ¹³C组成平均为-3.0‰(VPDB), 分布范围为-6.0‰~-2.0‰, 与全球橄榄岩型金刚石一致; 扬子克拉通金刚石早期“核心”δ¹³C平均为-7.4‰, 分布范围为-8.6‰~-3.0‰, 和榴辉岩型金刚石特点一致; 3个产地单颗金刚石不同生长层碳同位素变化不具有一致性, 与是否含包裹体无关, 但与金刚石是否存在溶蚀间断明显有关, 证实金刚石生长过程地幔流体碳同位素组成不均一, 碳储库(介质)不均一性对金刚石生长过程碳同位素变化的影响较分馏作用更为明显; 与此同时, 现有的测试结果显示, 华北和扬子克拉通金刚石中心-边缘生长层碳同位素变化与氮含量之间缺乏相关性, 反映我国两个克拉通金刚石生长过程中地幔流体碳和氮元素之间存在复杂的交换、地球化学环境可能相对开放. 上述结果暗示, 金刚石形成时扬子克拉通和华北克拉通地幔交代流体碳的组成及来源存在差异.     

水稻包穗突变体esp2 的遗传分析与基因精细定位

水稻的包穗现象主要是由倒一节间缩短造成的. 阐明包穗形成的分子机制, 对解决水稻不育系的包穗问题, 创造水稻新种质具有重要意义. 我们在籼稻品种明恢86 的组织培养后代中获得了1 个包穗突变体, 命名为esp2(enclosed shorter panicle 2), 其穗部被剑叶叶鞘完全包裹, 倒一节间几乎完全退化, 而其余各节间长度则没有明显改变. 遗传分析表明, esp2 受一对隐性基因控制, 能稳定遗传且不受遗传背景的影响. 显然, ESP2 是控制水稻倒一节间发育的一个关键基因. 利用esp2 与粳稻品种秀水13 杂交的F₂ 群体以及SSR 和InDel 标记, 将ESP2 精细定位在1 号染色体短臂末端一个14 kb 的区域内. 根据水稻基因组序列的注释, 该区域内只存在1 个完整的基因, 亦即一个假定的磷脂酰丝氨酸合成酶(putative phosphatidylserine synthase)基因. 对野生型和突变体的测序分析结果表明, 该基因内部插入了一个5287 bp 的反转座子序列. 因此, 我们将该基因作为ESP2 的候选基因. 本研究结果为ESP2 基因的克隆和功能分析奠定了基础.     

岭南粤东北地区晚第四纪红土与棕黄色沉积物的古气候转变记录

通过对南岭以南的粤东北地区河流沿岸晚第四纪地质调查, 并主要以对临江地层剖面为代表的红土与棕黄色粉砂的时代、主氧化物——SiO₂, Al₂O₃, TOFE(Fe₂O₃+FeO)和CIA值反映的古环境的研究结果认为, 该地主要分布于一级阶地的红土属末次间冰期(距今132~73 ka)湿热的类似于现代热带北缘季风气候环境背景下形成的网纹红土; 上覆棕黄色粉砂层主要是末次冰期(距今73~11 ka)暖温带季风气候环境的堆积, 其中的风成砂——LJ3层位代表了其时气候恶化的极端时期. 这一看法与前人对岭南及其以东的大量的古生物指示的古生态的研究结果颇为吻合. 由此表明, 粤东北甚至整个岭南地区从末次间冰期到末次冰期、从红土为嗣后的棕黄色粉砂沉积替代(甚至从大熊猫-剑齿象动物群演替为澎湖动物群), 生物气候带确实经历了一场大规模的急剧的古地理环境变迁, 这一研究可为全球变化影响下的中国低纬区域万年尺度的环境响应提供一个重要的地质学实证.     

中国和美国大豆疫霉群体遗传结构的RAPD比较分析

为探究中国和美国大豆疫霉的遗传关系, 采用随机扩增DNA多态性(RAPD)的方法, 对来自中国黑龙江省、福建省和美国的3个大豆疫霉地理群体的遗传多样性进行了分析. 通过使用21个RAPD引物对供试的111株大豆疫霉菌株进行扩增, 共得到223个RAPD标记, 其中多态性标记为199个, 占89.23%. 遗传变异分析表明, 美国群体具有更高的遗传变异度; Nei’s遗传相似性和主成分分析均显示, 中国福建群体与美国群体间的遗传相似性最高, 而福建群体与黑龙江群体间遗传相似性最低; 聚类分析显示, 供试菌株在88%的相似性水平上可被区分为7个聚类, 且美国群体分布于更多的聚类组中; Shannon-Wiener多样性指数也表明美国群体的遗传多样性最为丰富. 综合分析表明, 本研究的结果不支持关于美国的大豆疫霉可能来源于中国的推测.     

基于嗅觉模型的电子鼻仿生信息处理技术研究进展

受生物嗅觉原理的启发, 将现代传感技术、电子技术和模式识别技术等紧密结合研制成的新颖仿生检测仪器——电子鼻已经在许多领域引起了广泛重视. 生物嗅觉基础研究的成果与计算神经科学交融, 又进一步丰富了人工嗅觉理论, 促进了电子鼻的发展. 文中综述和比较了生物嗅觉与人工嗅觉的信息处理原理, 概述了几种嗅觉模型在电子鼻仿生信息处理中的应用现状, 并结合作者的研究工作, 着重介绍了一种混沌嗅觉神经网络及其学习规则和时空动力学特性应用于电子鼻的研究进展和前景展望. 将生物嗅觉的各种现象、机理融入到电子鼻信息处理技术中, 不仅增强了电子鼻的仿生概念, 而且在气味识别中能更接近生物嗅觉的优良性能, 但是也面临许多问题有待技术界和理论界协力解决.