古代DNA 技术及其在家养动物驯化历史研究中的应用

家养动物始终伴随着人类文明的发生、发展, 其起源和驯化历史一直备受关注. 而在其 近万年的演化历史中, 家养和野生群体间可能发生基因互渗及替代, 因此基于现代物种DNA 信息进行的历史推断可能存在偏差. 近年来, 古代生物遗骸中的DNA (古代DNA)获取技术日 益成熟, 为这类研究开辟了新的途径. 本文总结了近年来古代DNA 技术研究进展, 点评了古 代生物遗骸DNA 的获取和鉴别方法、古代DNA 提取、扩增及测序技术的革新. 最后, 本文综 述了古代DNA 技术在猪、马、羊、狗等主要家养动物驯化历史研究中的应用进展, 为该技术 的进一步发展及应用提供有益的参考.     

青藏高原牦牛驯化的考古学与遗传学研究进展及展望

家牦牛在史前人类定居青藏高原的过程中起到了巨大作用,但牦牛的驯化过程仍存在诸多未解决的科学问题.本文梳理了牦牛驯化的考古学和遗传学研究进展,展望了开展牦牛驯化与人类定居青藏高原过程研究的未来方向.家牦牛最早的考古学证据来自距今3750年前的青藏高原南部拉萨河谷,但现代遗传学研究显示,牦牛的驯化可追溯至全新世中期,驯化地点最有可能位于西藏东南部的昌都地区,其种群数量增长与人类大规模长年定居青藏高原高海拔地区的历史高度相关,且黄牛的基因渗入对牦牛的驯化过程产生了深刻影响.基于现有研究进展,本文建议:(1)针对青藏高原考古遗址开展系统性的动物考古学研究;(2)应用ZooMS和古DNA技术筛选和鉴定牦牛骨骼遗存,结合古环境DNA进行遗传学研究,追溯牦牛驯化的时间和地点;(3)开展野牦牛与黄牛的杂交驯化模式研究,理解牦牛驯化及其扩散对史前人类在青藏高原生存和发展的促进作用.     

河姆渡古稻DNA提取及其序列分析

水稻(Oryza sativa)最初在长江中下游地区被驯化,在中国境内已发现大量稻作遗址.目前稻作史研究均是根据形态如小穗轴等来进行驯化进程分析,至今尚无利用序列数据进行分析的报道.本研究对来自3个考古遗址(浙江田螺山遗址、江西新干战国粮仓和浙江湖州毗山遗址唐代文化层,年代分别为7000,2400和1200BP)稻作遗存进行了DNA提取,PCR克隆测定了4个基因组片段.序列分析表明,每个遗址均发现2个以上的水稻基因型,表明当时的种质尚处于混杂状态.与来自亚洲栽培稻以及野生稻的比较分析,发现至少一个古稻基因型在栽培稻中可能已丢失,同时本研究稻作遗存可能为粳稻类型,或当时可能尚处于籼粳稻混种或籼粳分化不明显状态,但粳稻类型占优势.本研究结果表明水稻在驯化过程中发生了显著的基因型分化.在田螺山遗址稻作遗存中还发现与无患子目、蒺藜目和十字花目植物高度同源的序列,这与遗址发现大量楝树遗存以及南方常见田间杂草芥类等植物遗存相吻合.     

利用8个基因的DNA序列探讨南洋杉科的系统发育关系和起源时间

南洋杉科是最原始的松杉纲类群之一, 其系统发育关系与起源(分支)时间研究具有极为重要的意义. 利用自行测定和GenBank中获得的核核糖体18S和26S, 叶绿体16S, rbcL, matK和rps4以及线粒体coxⅠ和atp1等8个基因的DNA序列, 构建了南洋杉科的分子系统树, 确定该科属间系统发育关系应为((瓦勒迈杉属, 贝壳杉属), 南洋杉属). 以瓦勒迈杉属和南洋杉属Araucaria族和Eutacta族的化石记录作为时间标定, 估计南洋杉科的起源在(308 ± 53)百万年前, 即该科在石炭纪晚期起源, 而非以往认为的三叠纪. 用相同基因组合还估计出南洋杉属起源于(246 ± 47) 百万年前, 贝壳杉属起源于(61 ± 15)百万年前. 对不同基因所构建的系统树进行统计分析并对它们所估计的起源时间进行比较表明, 叶绿体matK和rps4基因较为适合南洋杉科的系统发育与起源时间估计研究.     

家养动物起源研究的遗传学方法及其应用

家养动物的起源与进化一直是考古学家和遗传学家们共同关注的热点问题. 本文从基本原理、前提假设、取样策略、遗传标记选择、分析方法选择、结果的可靠性等方面对家养动物起源研究的遗传学方法及其应用进行了概述和评论. 认为不同国家多个实验室的联合, 以及现代样本和古DNA标本、多方面遗传信息、不同数据分析方法的综合使用, 并结合考古学、生态学等多学科的知识, 将有望进一步阐明家养动物的起源问题, 从而全面推动其他相关研究如人工选择作用的遗传机制等的开展.     

进化之根：地球生命的起源

大量的文字如泉涌一般从查尔斯·达尔文（Charles Darwin）的笔下流淌出来。他的著作涵盖范围广泛，从附着船底的甲壳动物到兰花，从地质学到动物驯化。同时，他把自己沉思默想的东西都写在了笔记上，此外还有随意写下的几千封信，写的是对自然的观察和推测。然而，在达尔文浩如烟海的文字记述中，只有很少一部分触及到生物学中最大的问题之一：生命是如何开始的。     

侏罗纪的花化石与被子植物起源

理解被子植物的历史对于人们了解现代被子植物之间的关系十分重要。以前欧美古植物学家认为,被子植物的历史不 会早于白垩纪,使得被子植物看起来似乎是在白垩纪早期突然爆发的。但是分子钟和系统分析显示,被子植物应当早在三 叠纪,至少在侏罗纪就已经出现了,但是问题的关键是相应化石证据的缺失。因此侏罗纪的花化石成为解决两个学派之间 争斗的关键证据。本文简要地介绍了产出于中国辽西同一地层的、侏罗纪的三个被子植物属种及其特征,确认了被子植物 在侏罗纪的存在,提出了新的被子植物雌蕊同源性理论,并为下一步植物系统学的发展打下了坚实的基础。     

DNA测试发现了在意大利的古代东亚人

最近,科学家在挖掘一个位于南部意大利Vagnari地区古代罗马人的墓地时,有一个惊奇的发现。他们通过对墓地中一具骨骼的线粒体DNA的研究,发现他具有东亚的血统。     

从RNA走向DNA——细胞基因组的发生与形成

基因和基因组的发现为研究物种的进化提供了物质基础,物种进化的本质是细胞基冈组的进化,以此可完美地阐明达尔文的进化论,但细胞基因组本身是如何发生与形成的.目前尚未阐明,甚至有的科学家还认为生命最初是一堆有机分子偶然聚集在一起形成的.     

利用磁镊研究促旋酶与DNA的结合

促旋酶(gyrase)在原核生物的生命活动中扮演着重要的角色,它是已知拓扑异构酶中,唯一能够向DNA引入负超螺旋的酶.本文中,我们利用磁镊(magnetic tweezers)对促旋酶和DNA的相互作用进行了单分子实时观测.实验发现,在不加入ATP时,促旋酶能够同时与两段DNA(G片段和T片段)结合,但这种结合较弱,施加0.7pN的外力就能逐渐破坏两者的结合;但加入高浓度的诺氟沙星后,促旋酶与DNA的结合明显增强,甚至能够抗衡5.9pN的外力.促旋酶还会影响超螺旋的几何尺度:不加入促旋酶时,DNA超螺旋的几何尺度由DNA所受拉力决定,而加入促旋酶后,超螺旋DNA几何尺度变小,并且主要由DNA与促旋酶的相互作用而不再是所受拉力所决定.而且促旋酶与正负超螺旋的结合能力不同,它更容易与正超螺旋结合.同时,发现促旋酶从DNA上解离的时间符合双指数分布.我们提出的模型能够很好地解释这个分布,并与他人提出的模型的结果进行了比较.     

万家寨引黄工程节能运行问题的探讨

文章从引黄工程调度、控制运行的多个环节分析了节能、降耗的具体办法,并给出了部分计算数据,从一个侧面探索工程低成本运营的方法,从而使工程更好地服务于经济建设。     

论山西龙门黄河特大桥栈桥施工

介绍了山西龙门黄河特大桥栈桥的施工,对钢管桩精确定位和垂度控制进行了说明,介绍了预防冰凌的措施和方法,对黄河中下游桥梁施工具有很好的借鉴作用。     

珠江三角洲古今海蚀地形的高度差异及影响因素

海岸平台之所以能指示海面的高度, 是因为海面在岩石海岸上长时间作用的结果. 位于现代珠江三角洲平原上的古海蚀平台远高于珠江口内外现代海岸的现代海蚀平台, 但普遍认为其高度仍在现代海岸动力范围之内, 并且被作为判断全新世地壳升降或海面变化的依据. 从海岸地貌学、海岸动力学、岩体力学等几个方面对造成珠江三角洲古今海蚀地形高度差异的各种因素的影响程度进行了研究. 理论计算表明: 古今珠江三角洲河口湾内平均高潮高度的差异最大不超过0.3 m; 在广东海岸的波浪条件下, 因波浪差异或海岸岩石强度差异造成的海蚀平台之间的高度差异均不足0.3 m. 但野外实测数据显示, 珠江三角洲古今海蚀平台高度差异在1 m以上, 因此上述因素不是形成古今海蚀地形高度差异的主要原因. 而多年潮汐统计数据则显示,广东各地海岸高于3 m(珠江基面)的风暴潮至少要50 年才有1 次, 几十年一遇的特大高潮和出现频率极低的特大波浪没有足够的时间塑造相应的高海蚀平台和海蚀穴. 因此, 珠江三角洲古海蚀遗迹的高度已超出现代海面的动力作用范围, 更不是风暴潮波浪作用的结果, 只能是构造抬升或海平面下降的结果, 但如何准确地鉴别构造的作用, 还原海面下降幅度, 则需要更进一步的研究.     

珠江三角洲古今海蚀地形的高度差异及影响因素

海岸平台之所以能指示海面的高度,是因为海面在岩石海岸上长时间作用的结果.位于现代珠江三角洲平原上的古海蚀平台远高于珠江口内外现代海岸的现代海蚀平台,但普遍认为其高度仍在现代海岸动力范围之内,并且被作为判断全新世地壳升降或海面变化的依据.从海岸地貌学、海岸动力学、岩体力学等几个方面对造成珠江三角洲古今海蚀地形高度差异的各种因素的影响程度进行了研究.理论计算表明:古今珠江三角洲河口湾内平均高潮高度的差异最大不超过0.3m;在广东海岸的波浪条件下,因波浪差异或海岸岩石强度差异造成的海蚀平台之间的高度差异均不足0.3m.但野外实测数据显示,珠江三角洲古今海蚀平台高度差异在1m以上,因此上述因素不是形成古今海蚀地形高度差异的主要原因.而多年潮汐统计数据则显示,广东各地海岸高于3m(珠江基面)的风暴潮至少要50年才有1次,几十年一遇的特大高潮和出现频率极低的特大波浪没有足够的时间塑造相应的高海蚀平台和海蚀穴.因此,珠江三角洲古海蚀遗迹的高度已超出现代海面的动力作用范围,更不是风暴潮波浪作用的结果,只能是构造抬升或海平面下降的结果,但如何准确地鉴别构造的作用,还原海面下降幅度,则需要更进一步的研究.     

试论沿黄公路建设对运城市建立和谐社会的促进作用和影响

在建设和谐社会总任务的要求下，在推进社会主义新农村建设任务的大局下，笔者对运城市沿黄公路的开工建设及其对运城市建设和谐社会的作用和影响进行了研究。     

气候变化对黄河径流以及源区生态和冻土环境的影响

本文综述了关于黄河源区和上游地区气候变化及其对黄河径流影响的研究及其他有关研究,并进一步讨论了气候变化对黄河源区和上游径流以及源区生态和环境的影响。研究表明:从20世纪90年代初起黄河源区和上游年径流量锐减,它严重影响了黄河中、下游年径流量,并引起黄河下游在20世纪90年代断流天数的增加;并且还指出,黄河上游和源区从20世纪90年代初到新世纪初降水的减少可能是导致黄河源区和上游径流锐减的主要原因,而黄河源区降水强度的减弱对于黄河源区径流在20世纪90年代的锐减也有一定影响;此外,本文还表明了从20世纪80～90年代到新世纪初黄河源区气温的明显上升并没有导致此区域蒸发量的太大变化,它对径流变化影响不大,但对此地区植被和冻土退化有重要影响。     

氯化铝和聚合氯化铝(PAC)在黄河水中的混凝效果与残留铝含量及组分

研究了初始pH和投加量对AlCl₃和聚合氯化铝(PAC)在黄河水混凝过程中混凝效果的影响, 并对出水中的残留铝进行了分离试验. 结果表明, PAC 对黄河水混凝效果更好, 且在碱性条件下对初始pH 改变较少. 在投加量为15 mg/L、溶液初始pH 为6.0 时, AlCl₃ 和PAC 对黄河水中浊度、UV₂₅₄ 和溶解性有机碳(DOC)去除率较高. 2 种混凝剂在黄河水处理中最佳投加量是15 mg/L, 最佳初始pH是6.0; 出水中有机物大部分是亲水性的, 增加投加量以及中性和偏碱性条件利于去除疏水性有机物; PAC 中的铝不易残留余铝率较低, 2 种混凝剂中的铝在投加量11~15 mg/L、初始pH 为8.0 左右残留较少. 混凝出水中残留铝中大部分是总溶解性铝, 总溶解性铝中溶解性有机铝成分最大, 溶解性单体铝主要以无机单体铝为主. 在投加量10~15 mg/L,初始pH 为7.0~8.5 下可有效控制残留铝含量. PAC 混凝出水溶解性有机铝含量较高, 其他几种组分残留铝较低, 且能有效降低毒性较大的溶解性铝和溶解性单体铝的含量.