文章从GenBank下载得到27种鲟形目鱼类线粒体全基因组序列,以多鳍鱼为外类群,构建鲟形目鱼类分子系统树.以此为基础,采用系统发育比较方法(Phylogenetic comparative methods,PCMs)分析鲟形目鱼类的12个形态、生态特征的宏进化格局,重建祖先特征状态,分析特征的系统发育限制性,以及特征之间的相关性.结果表明,有8个特征(生活习性、身体大小、背鳍条数、臀鳍条数、背鳍后骨板数、臀鳍后骨板数、鳃耙数和卵径)的演化受到系统发育限制,说明这些特征的演化与系统发育相关,受到强烈的自然选择作用;另外有4个特征(食性、雌性初次性成熟年龄、雄性初次性成熟年龄和产卵间隔时间)的演化不受系统发育的限制,而表现为对环境的适应.祖先状态重建分析显示,鲟形目鱼类许多特征的演化格局表现为:祖先种呈现中间状态,然后分别向变大或变小两个方向演化,例如身体大小、背鳍条数、臀鳍条数和初次性成熟年龄等.在适应策略上表现为一些基础形态特征不容易发生变化,如鳃耙数和卵径等;但食性、性成熟年龄、卵径和产卵间隔时间这些生态习性特征容易发生变化,从而适应不同的环境.文章的研究结果可为理解鲟形目鱼类宏进化机制和进行物种保护提供信息.

植物古基因组学是基因组学一个新兴分支,从现存物种中重建其祖先基因组,推断在古历史中导致形成现存物种的进化或物种形成事件.高通量测序技术的不断革新使测序读长更长、更准确,加快了植物参考基因组序列的组装进程,为古基因组学研究提供了大批量可靠的现存物种的基因组序列资源.全基因组复制(whole-genome duplication,WGD)亦称古多倍化,使植物基因组快速重组,丢失大量基因,增加结构变异,对植物进化极其重要.本文综述了植物基因组测序与组装研究进展、植物古基因组学的原理、植物基因组WGD事件以及植物祖先基因组进化场景,并对未来植物古基因组学研究进行了展望.

哀牢山、无量山与苍山是云南省地理二级阶梯生物多样性研究的关键地区之一,但鲜有蚯蚓物种记录.为完善云南省蚯蚓多样性、系统发育与演化研究,本研究对哀牢山国家级自然保护区、无量山国家级自然保护区和苍山洱海国家级自然保护区展开蚯蚓物种野外调查、形态分类、分子系统发育与扩散分析.研究共获得蚯蚓物种3科8属27种,其中巨蚓科(Megascolecidae) 21种,正蚓科(Lumbricidae)4种,链胃蚓科(Moniligastridae)2种,鉴定了3个新物种——无量山远盲蚓(Amynthas wuliangmontis sp.nov.)、景东远盲蚓(Amynthasjingdongensis sp.nov.)和湖畔远盲蚓(Amynthas lacustris sp.nov.).我们提取并测定样本的线粒体CO Ⅰ、CO Ⅱ、12S rRNA、16S rRNA和ND1基因序列,该地区物种间上述5基因联合序列的平均遗传距离为19.6％±0.5％,种群阶元遗传距离范围为0～2.7％;其次,构建最大似然系统发育树和贝叶斯系统发育树,阐述了该地区蚯蚓物种的系统发育关系,再次验证了远盲蚓属与腔蚓属均不为单系群的观点;最后,依据祖先分布区域重建结果,并结合之前研究,推测该地区巨蚓科蚯蚓物种的主要扩散趋势为由南至北扩散——自哀劳山、无量山向苍山方向扩散.

该研究基于叶绿体16S rRNA基因序列,构建绿色裸藻类的系统发育树,并对绿色裸藻类植物8个形态性状进行祖先重建分析,以明确绿色裸藻类植物的系统演化关系,为研究该类植物的起源提供理论依据.结果表明:(1)贝叶斯法构建的绿色裸藻类系统发育树显示,双鞭藻属与拟双鞭藻属互为姐妹群,扁裸藻属、鳞孑L藻属和盘裸藻属亲缘关系较近,而囊裸藻属和陀螺藻属亲缘关系较近,裸藻属、隐裸藻属、柄裸藻属和旋形藻属亲缘关系较近,表明裸藻属不是一个单系类群.(2)基于形态性状的祖先重建结果显示,绿色裸藻类相对原始的7个性状包括:表质柔软易变形,出现螺旋形线纹,细胞后端渐尖或尖尾刺状,无囊壳,叶绿体为片状、盾状或大盘状,具无鞘蛋白核,副淀粉粒为小颗粒状且数量不定,而鞭毛长度不能推断可能的祖先状态.(3)综合8种性状祖先重建结果发现,裸藻属和眼裸藻属植物具有所有原始性状,可能是最先出现的绿色裸藻类的祖先.

[目的]分析蜜蜂属Apis的系统发育关系,并在此基础上探讨蜜蜂属舞蹈方向、舞蹈声音、营巢环境、巢脾结构的祖先状态和演变过程.[方法]PCR扩增并测定中国分布的蜜蜂属内东方蜜蜂A.cerana、西方蜜蜂A.mellifera、大蜜蜂A.dorsata、黑大蜜蜂A laboriosa、小蜜蜂A.florea和黑小蜜蜂A.andreniformis的线粒体COⅠ基因序列,并从NCBI数据库中下载分布于其他国家或地区的上述6种蜜蜂以及绿努蜂A.nulunsis、苏拉威西蜂A.nigrocinta、沙巴蜂A.koschevnikovi、炳式大蜜蜂A.dorsata binghami的CO Ⅰ同源序列.分别利用最大简约法(MP)、最大似然法(ML)和贝叶斯分析(BI)依据这些序列数据构建蜜蜂属系统发育关系.对蜜蜂属上述种的舞蹈语言和筑巢行为进行编码并作为性状特征标记到系统发育树中,利用简约法对祖先状态进行追溯.[结果]系统发育分析结果表明,蜜蜂属可划分为3大类群,即穴居蜜蜂类群(东方蜜蜂、西方蜜蜂、苏拉威西蜂、绿努蜂、沙巴蜂)、大蜜蜂类群(大蜜蜂、黑大蜜蜂)和小蜜蜂类群(小蜜蜂、黑小蜜蜂);小蜜蜂类群更加接近于祖型,大蜜蜂类群和穴居蜜蜂类群是两支单系;炳式大蜜蜂是独立于大蜜蜂和黑大蜜蜂的蜂种,且与黑大蜜蜂的亲缘关系更近.祖先状态重建结果显示:蜜蜂属祖先在露天环境下筑造垂直的单脾,且在传播食物或巢址信息时跳水平方向的无声摆尾舞,有嗡嗡声的舞蹈及筑造复脾是后来形成的.[结论]CO Ⅰ基因可作为分子标记用于分析蜜蜂属的舞蹈和筑巢行为的祖先状态及进化过程;蜜蜂筑造复脾、跳有嗡嗡声的舞蹈是后期的适应性进化行为.

漆酚是漆树科植物独有的化学成分,具有良好的抗氧化、抗肿瘤、抗病毒等生物活性,极具药物和工业生产开发价值.该研究通过对国内外有关漆树科各类群有关漆酚数据的搜集和整理,开展漆树科漆酚的多样性与分布情况的综合统计;同时在利用核基因ETS和叶绿体基因rps16和trnL-F重建漆树科系统发育树的基础上,探讨漆酚在漆树科及各属间的起源和演化关系.结果表明:(1)漆树科漆酚具有较高的多样性,在其苯环和-R链上都有很大的变异.(2)发现漆酚仅存在于Anacardioideae亚科中,是该亚科的一个重要界定特征.(3)基于漆酚苯环结构和-R链特征的祖先性状重建分析表明,漆树科的漆酚是由邻苯二酚向间苯二酚演化,而漆酚-R链的十五烃(烯)基则是向十七烃(烯)基平行演化.

[目的]分析中国冰清绢蝶Parnassius glacialis遗传多样性和遗传分化情况及其系统发生关系,推测其起源及分歧时间,并探讨其历史生物地理分布格局的成因.[方法]以2008-2016年采集于中国13个地区的冰清绢蝶的325头及绢蝶属其他11个种的11头个体样品,对其线粒体基因组的AT富集区(控制区)序列进行PCR扩增和序列测定,采用MEGA 6.0,Dna SP 5.1和Arlequin 3.5等软件分析其遗传多样性和遗传分化情况;以其他近缘绢蝶种类作为外类群,采用PhyML3.0,MrBayes 3.2和BEAST V1.8.3等软件重建冰清绢蝶的系统发生树,并利用宽松分子钟和校准方法推测中国冰清绢蝶的起源和分歧时间;同时结合现今冰清绢蝶的地理分布特点和第四纪以来的地球环境事件,分析其扩散路径,探讨其历史生物地理分布格局及成因.[结果]冰清绢蝶AT富集区序列长度介于487 ～495 bp之间,平均为491 bp,其长度的差异主要体现在Poly (T)或Poly(A)的数目差异,A+T平均含量为95.76％.供试冰清绢蝶13个地理居群325头个体中,共检测出基于线粒体基因组AT富集区序列的239个单倍型,单倍型多样性删为0.9971;核苷酸多态性指数π值为0.02948,Theta (per site) Eta值为0.06594.系统发生分析和分子定年显示,冰清绢蝶和白绢蝶P.stubbendorfii为近缘姊妹种,二者在距今7.52百万年(Ma)的中新世晚期开始分化.冰清绢蝶的祖先可能起源于我国西南地区(现今横断山脉-喜马拉雅附近的青藏高原东北缘)距今1.53Ma的更新世时期,先由起源地先期扩散到达小陇山、秦岭一带;后来,由于第四纪的冰期-间冰期轮回事件和扩散路径的不同而分化出2大支系,但两个支系之间存在少量的单倍型相互混杂现象;随后,2大支系继续向低海拔、低纬度地区扩散,即通过伏牛山脉向东北方向扩散到嵩山、泰山、昆嵛山一带,经大别山系向东南方向扩散到琅琊山、紫金山和天目山一带.[结论]中国13个居群的冰清绢蝶没有形成明显的地理分化格局,其遗传变异主要来自居群内部,居群间的遗传分化现象尚不明显;冰清绢蝶起源于更新世时期的较高海拔地区,由于第四纪的冰期-间冰期轮回事件以及扩散路径的不同而形成2大支系并向中国东部和南部低海拔和低纬度地区扩散.

本研究以脊椎动物FoxO作为研究对象,选取NCBI上公布的多个FoxO基因编码蛋白的核苷酸序列,重点分析FoxO蛋白质结构和功能的相似性与差异性,重建FoxO基因的系统发育树并进行选择压力分析,对FoxO基因亚族的起源和进化进行研究分析.结果 显示:脊椎动物FoxO蛋白间Forhead结构域十分保守但核定位信号区结构差异较明显,尤其是FoxO6蛋白,并且多个磷酸化位点在哺乳动物FoxO6中缺失,削弱核输出信号,但在斑马鱼和原鸡的FoxO6中未缺失这些位点,推测其胞质定位调控作用仍十分重要.FoxO3中多个磷酸化位点可能与寿命延长作用相关.系统发育树表明Fox O1是FoxO基因的祖先基因,不同FoxO基因进化速率不同.选择压力分析结果显示FoxO基因过程每个位点经历不同的选择压,并且获得25个正选择位点,这些正选择位点可能对FoxO不同基因的形成和新功能的产生中具有十分重要的作用.

蕨类植物孢子表面的纹饰形态复杂多样,在分类学和古生物学研究中具有重要意义,目前探索祖先性状演化常用形态学与系统发育学结合的方法.本文选取一回羽叶铁线蕨类植物为材料,用扫描电子显微镜观察其孢子形态,用5个叶绿体基因序列构建系统树,用最大似然法和最大简约法来分析孢子性状的演化.结果 表明:一回羽叶铁线蕨类的孢子纹饰有5种类型,即光滑、粗糙、颗粒、疣状及瘤状;这一类群的祖先孢子纹饰有很大的可能是瘤状纹饰;疣状纹饰可能是由瘤状纹饰演化而来;孢子纹饰由简单向复杂演化,越进化的物种其孢子纹饰越复杂.

爬行动物鳞片的微结构是对环境的一种适应.本研究运用扫描电子显微镜观察了北草蜥(Takydromus septentrionalis)、脆蛇蜥(Dopasia harti)和王锦蛇(Elaphe carinata)头部、背部和腹部鳞片的微皮纹结构及感受器特征.结果 表明,3个物种的微皮纹和感受器存在种间差异.北草蜥和王锦蛇背部及腹部微皮纹均为狭长带状,脆蛇蜥为不规则多边形.北草蜥和王锦蛇颔片上有感受器,北草蜥无.脆蛇蜥腹部微皮纹上无小齿状凸起,北草蜥和王锦蛇有,与北草蜥相比王锦蛇的小齿状凸起更宽更长.王锦蛇的眼部微皮纹为向上竖起的脊,而其他部位的鳞片为具有小齿状凸起的狭长带状结构.本研究共收集整理17科99种的背鳞微皮纹数据和8科25种的感受器数据,对微皮纹特征和感受器形态进行祖先重建发现,狭长带状背鳞微皮纹主要存在于蜥蜴科(Lacertidae)、游蛇科(Colubridae)和石龙子科(Scincidae)中,而鬣蜥科(Agamidae)、蛇蜥科(Anguidae)、蟒蛇科(Boidae)以及蝰蛇科(Viperidae)的大多为多边形;较原始的感受器形态为无感觉毛的透镜状,这一结构在有鳞目动物进化中发生多次演化.本研究发现蛇蜥的鳞片表面微结构更接近于蛇类动物.因此,有鳞类动物鳞片微皮纹特征和皮肤感受器的形态是对其所处环境多重压力的优化选择.