分子细胞遗传学及其在动物遗传育种中的应用

分子细胞遗传学的建立和发展是与细胞遗传学和分子遗传学密切相关的,是细胞遗传学的微观深入和分子遗传学的宏观发展。其在动物遗传育种中的广泛应用主要表现在基因定位和构建基因图谱、分子标记及标记辅助选择、杂种优质预测以及物种起源、分类和进化等几个方面的研究中。     

自然杂交对植物物种生存进化的影响

自然杂交是一个常见现象,人类活动正加速自然杂交的发生,人类干扰导致的非自然的杂交过程对物种的生存、进化产生许多负面影响,本文根据文献对近年来自然杂交方面的研究进行了综述。自然杂交不仅影响着物种的生存、进化,也对物种的保护问题带来许多理论上与实践上的挑战。杂交与遗传渗入有利于提高物种的遗传多样性,为物种的进化提供原材料。遗传渗入有利于增加物种的适应性变异,甚至导致新的生态型、新物种的产生。但另一方面当小种群与大种群发生杂交时,小种群很易受遗传同化的影响而灭绝。自然杂交对生物学物种概念提出了挑战,自然杂交往往模糊种间边界,形成分类学及系统发育研究中的困难类群。自然杂交能通过强化种间生殖隔离机制来促进类群间的进化趋异,也能导致种间生殖隔离机制的崩溃,引起物种的融合而降低生物多样性。文章认为在当前生物入侵、物种灭绝加速的情况下,人们需要关注在什么条件下隔离机制被打破导致杂交的发生、遗传渗入形成机制以及如何采取有效措施防止杂交及遗传渗入对物种遗传多样性的影响。     

进化算法及进化理论初探

从进化法则和遗传学的角度出发,讨论了进化算法的生物学原理,找到了其充分的生物学依据,参照自然选择机制,提出了进化算法中的随机选择和竞争性选择机制,最后,总结了进化算法的特点,对其存在问题和发展方向作了综述。     

海洋生物资源的新内涵及其研究与利用

本文从海洋生物资源的角度把海洋生态环境中的动植物和微生物分为群体资源．遗传资源和产物资源。海洋群体资源是海洋生命系统的主体构成成分,是海洋养殖和捕捞等典型渔业以及海洋生物学的主要内容;海洋遗传资源是海洋生命系统的重要构成成分,是探索生命起源、生物进化、发现物种的重要领域;海洋产物资源是现代海洋生物资源利用领域的直接对象,在新化合物和新材料的发现和人类疑难病症的治疗上将发挥越来越主要的作用。     

分子生物学在轮虫进化研究中的应用

<正>上世纪80年代以来,分子生物学研究飞速发展,对传统的生物学研究领域产生了深远的影响。与此同时,一批分子进化和群体遗传分析方法与技术涌现。分子生物学技术在轮虫适应性进化研究中得到广泛应用。生物进化是指生物种群多样性和适应性的变化,或是一个群体长期遗传组成上的变化。它的核心是适应进化机制和选择作用,其中,适应进化是生物在分支发展过程中,局部结构和功能发生了变化,以适应特殊的环境。轮虫是一类微小的多细胞生物,广泛分布于淡水、海水和内陆盐水水体中,是水域生态     

系统发育史的重建

不同的物种是怎样进化形成不同的形态 ,这仍是现代进化生物学中研究的主要课题。近年来 ,对这一问题的研究已集中在由于进化时间的不同而导致进化机制变化的模型上 ,并在解开机体发育期间控制形态表现的分子机理方面取得了惊人的进展。值得注意的是 :形态的表型和一些调节基因的突变大致反映了物种间所表现的差异。通过分析生物的系统发育 ,重新构建系统发育史 ,可以阐明控制发育过程和进化发育的相关时间的遗传网络的分子进化机制。与系统发育进化有关的信息影印在组成它们的基因片段上。存在于这些发育位点的信息可以使人们追踪到发育调节…     

人类群体遗传结构的双标图模型及其应用

提出了分析人类群体遗传结构的PPG双标图模型的基本原理及其应用。PPG双标图根据人类群体遗传学的基本原理,利用矩阵奇异值分解技术,将多维基因频率矩阵近似为一个能够用双标图表示的二维矩阵,从而实现了人类群体遗传结构的图形化和可视化直观分析。它与聚类分析、主成分分析、对应分析等传统多元统计分析方法相比,具有明显的优越性。PPG双标图通过其几何性质,反映了其丰富的群体遗传学含义;更重要的是,在基因频率矩阵前2项奇异值的累计贡献率足够大的前提下,利用双标图,以辅助线为补充,可以实现人类群体遗传结构的可视化直观定量分析:①比较各群体之间的遗传距离,划分群体类型;②比较各基因的变异性大小;③分析各基因之间的相关性;④比较某基因对各亚群体遗传结构的相对贡献;⑤比较任意2个亚群体遗传结构的差异;⑥分析任意2个基因的差异及其对各亚群体变异性的贡献;⑦分析群体与基因的交互作用及其对群体亚分的贡献。因此,PPG双标图值得在人类群体遗传结构分析中推广应用,但PPG双标图也存在一定的局限性。     

中立学说和分子进化研究——现代进化学说的前沿动向

进化综合学说曾君临天下在本世纪ZO年代以后，在现代遗传学理论基础上，群体遗传学家、实验进化遗传学家、古生物学家、系统分类学家、生态遗传学家相继携同努力，论证了突变、杂交、隔离，尤其是自然选择在生物进化过程中的重要作用，从而形成了进化的综合学说。由于这个学说格外强调自然选择的作用，故一些学者又称它为新达尔文主义。以果蝇为主要研究材料的实验进化遗传学的代表学者丁．杜布赞斯基于1937年发表了他的著名著作《遗传学与物种起源》，标志着综合学说的成熟（综合学说这个名称是英国进化论大家上赫青黎于1942年提倡的）。…     

微卫星标记在Ⅱ型糖尿病基因定位上的应用

微卫星是以几个碱基(一般为1～6个)为重复单位组成的简单的串联重复序列,遍布真核生物基因组中,具有丰度高、多态性高、共显性标记、选择中性、可自动检测等优点,已经成为人类遗传学研究中被广泛应用的分子遗传标记.Ⅱ型糖尿病是糖尿病中最普遍的一种形式,它以胰岛素抗性活动紊乱为特征.该病与遗传因素、肥胖以及缺少运动行为等生活方式相关.为有效阻止或至少延缓疾病的进程,对Ⅱ型糖尿病的基因定位研究是必要的.微卫星DNA标记技术在动物亲缘关系的鉴定、特定基因定位、群体遗传结构的分析、物种的进化和系统发生以及遗传基因连锁图谱的构建等方面已得到了广泛的应用.因此,就微卫星DNA遗传标记在Ⅱ型糖尿病基因定位上应用的原理、方法等方面进行综述.     

基于5’锚定PCR法和磁珠富集法的西藏沙棘多态性SSR引物开发

简单序列重复(SSR)是共显性遗传标记,可有效地反映个体遗传信息和亲缘关系,在杂交检测、物种鉴定及种群遗传学研究等方面应用广泛.作为重要的经济植物,西藏沙棘是青藏高原植物生态适应与进化研究的极佳材料,但目前还缺乏对其种质资源和遗传结构的了解.利用5’锚定PCR方法和磁珠富集法开发西藏沙棘的SSR引物.共得到13个种内多态性的SSR位点,分别有2~4个等位基因,观测杂合度(HO)从0.00到0.74不等,预期杂合度(HE)从0.04到0.54不等.两种方法所得到的引物可用于西藏沙棘的种质资源鉴定、遗传结构研究等多个方面.     

中国鲌亚科鱼类遗传多样性研究进展

鲌亚科鱼类在我国有较广泛的分布,但有关其种群遗传学研究的报道相对较少.本文从鲌亚科鱼类在我国的地理分布、遗传多样性研究现状等方面进行综述,重点阐述鲌亚科鱼类种群遗传多样性、种群遗传结构、种群间系统发育关系、群体历史动态和谱系地理格局等方面的研究进展,并概括遗传多样性研究在鲌亚科鱼类分子育种、种质鉴定等方面的应用.以期进一步促进我国鲌亚科鱼类遗传多样性的研究,提高其种质资源的保护和评估,加快优良种质的培育,实现鲌亚科鱼类资源的合理开发和可持续利用.     

Positive Darwinian selection in human population: A review

This paper reviews a large number of genes under positive Darwinian selection in modern human populations, such as brain development genes, immunity genes, reproductive related genes, percep- tion receptors. The research on the evolutionary property of these genes will provide important insight into human evolution and disease mechanisms. With the increase of population genetics and com- parative genomics data, more and more evidences indicate that positive Darwinian selection plays an indispensable role in the origin and evolution of human beings. This paper will also summarize the methods to detect positive selection, analyze the interference factors faced and make suggestions for further research on positive selection.     

Evolution of genes and genomes on the Drosophila phylogeny

Comparative analysis of multiple genomes in a phylogenetic framework dramatically improves the precision and sensitivity of evolutionary inference, producing more robust results than single-genome analyses can provide. The genomes of 12 Drosophila species, ten of which are presented here for the first time (sechellia, simulans, yakuba, erecta, ananassae, persimilis, willistoni, mojavensis, virilis and grimshawi), illustrate how rates and patterns of sequence divergence across taxa can illuminate evolutionary processes on a genomic scale. These genome sequences augment the formidable genetic tools that have made Drosophila melanogaster a pre-eminent model for animal genetics, and will further catalyse fundamental research on mechanisms of development, cell biology, genetics, disease, neurobiology, behaviour, physiology and evolution. Despite remarkable similarities among these Drosophila species, we identified many putatively non-neutral changes in protein-coding genes, non-coding RNA genes, and cis-regulatory regions. These may prove to underlie differences in the ecology and behaviour of these diverse species.     

鱼类线粒体基因组研究进展

线粒体基因组(mitochondrial genome DNA,mtDNA)具有严格的母系遗传且能进行自我复制,并且在世代传递过程中不易发生重组、进化速率较快等优点.因此mtDNA广泛应用于系统进化、种群遗传、适应性进化等领域中.本文对鱼类mtDNA研究做了详细阐述,系统总结了近年来鱼类mtDNA结构与特征、线粒体的起源与演化、种群遗传、适应性进化、鱼类条形码物种识别等研究进展,以期对相关研究有一定参考价值.     

The cost of inbreeding in Arabidopsis

Population geneticists have long sought to estimate the distribution of selection intensities among genes of diverse function across the genome. Only recently have DNA sequencing and analytical techniques converged to make this possible. Important advances have come from comparing genetic variation within species (polymorphism) with fixed differences between species (divergence). These approaches have been used to examine individual genes for evidence of selection. Here we use the fact that the time since species divergence allows combination of data across genes. In a comparison of amino-acid replacements among species of the mustard weed Arabidopsis with those among species of the fruitfly Drosophila, we find evidence for predominantly beneficial gene substitutions in Drosophila but predominantly detrimental substitutions in Arabidopsis. We attribute this difference to the Arabidopsis mating system of partial self-fertilization, which corroborates a prediction of population genetics theory that species with a high frequency of inbreeding are less efficient in eliminating deleterious mutations owing to their reduced effective population size.     

Demographic study of a wild house sparrow population by DNA fingerprinting

Over the past twenty years, several techniques from biochemical and molecular genetics, such as enzyme electrophoresis and isoelectric focusing, have been widely and successfully applied to the study of population differentiation and evolution. However, they have been less applicable to demographic problems such as assigning parentage to individuals within a population. This stems from a general weakness of data derived from enzyme loci: allele frequencies at polymorphic loci are sufficiently skewed that the majority of individuals are of one or two genotypes. Many enzyme systems can only be examined post mortem, so that the loci are of little use if the animals are to be studied in the wild. The search for new and more sensitive techniques for detecting genetic variation has continued, and recently a major discovery has come from molecular biology. Jeffreys et al. have reported the detection of a type of hypervariable 'minisatellite' DNA that is extraordinarily polymorphic in human populations. We have applied their technique to several bird species and particularly to a population of house sparrows (Passer domesticus) near Nottingham. We report here that one of the human minisatellite clones is a suitable probe for sparrow DNA and that it reveals variation as extensive as that found in man. These results suggest that analysis of minisatellite DNA will be a powerful tool in the study of demographic population genetics.     

贵州彝族白族8项群体遗传学性状的特征

目的:探讨贵州彝族、白族群体部分遗传性状出现率分布及其特征间的相关关系.方法:采用群体遗传学公认的方法,调查了879人(彝族472人、白族407 人)8对群体遗传学性状,使用SPSS 13.0统计软件包进行民族间、性别间以及两两特征间相关性的统计学处理.结果:贵州彝族翻舌、卷舌、唇厚、下颏类型、利手、拇指类型、中指毛、小指弯曲8对遗传性状显性出现率分别为56.8%、8.3%、11.7%、58.1%、86.2%、39.0%、56.4%、53.0%;白族则分别为62.4%、8.8%、15.0%、50.9%、91.2%、44.5%、60.4%、49.6%.结论:①贵州彝族、白族群体在下颏类型和利手2对性状间存在显著性差异(P<0.05).②彝族卷舌男女间存在显著性差异,白族拇指类型男女间存在显著性差异(P<0.05).③8项群体遗传学特征间相关性较小.     

果蝇新品系开发与种质资源保存

摘要: 黑腹果蝇( Drosophila melanogaster) 是当今生物医学研究领域最重要的模式生物之一。良好的饲养、高效的转基因构建和规范化的品系保存是顺利开展果蝇实验的三大基石。清华大学果蝇中心作为国内最大的果蝇资源平台,积累了丰富的果蝇操作和维护经验。本文综合介绍了清华大学果蝇中心在日常饲养、品系开发和种质保存等方面建立的标准化操作体系,旨在为广大科研同仁提供经验参考,加快我国在以果蝇为模式生物研究生物医学重大问题等领域的研究进程。     

植物雄性不育机制探究

本文从环境和遗传两个方面探究了植物雄性不育机制 ,首先阐述了营养、温度、光周期及绒毡层发育状况等因素对植物雄性不育的影响 ,并在基因水平上详细概述了细胞核雄性不育和细胞质雄性不育的分子机制 .最后简要介绍了利用基因工程构建植物雄性不育株系的方法 ,显示出植物遗传育种工作的广阔前景 .