红盲高原鳅(Triplophysa erythraea Liu&Huang,2019)是2019年发表的一种真洞穴鱼类,具有重要的洞穴生物学和进化生物学研究意义以及物种保护价值.2021年7月,在湖南省湘西土家族苗族自治州花垣县大龙洞采集到2尾样本.通过高通量测序技术对其中1尾的线粒体DNA序列进行分析,该线粒体DNA呈双链闭合环状结构,全长为16 585 bp,共含有37个基因,其中包括13个蛋白编码基因、22个tRNA基因和2个rRNA基因,以及两段非编码区,即L链复制起始区OL和H链复制起始区OH,碱基组成为 A(31.2％)、G(15.8％)、C(26.0％)、T(27.0％),A+T 的含量为 58.2％.基于蛋白编码基因使用最大似然法和贝叶斯法构建高原鳅属系统进化树,确定了红盲高原鳅在进化树上的位置.本研究为高原鳅属鱼类的进化研究以及物种保护工作提供了基础数据.

2023年6月,在贵州省黔东南苗族侗族自治州榕江县采集到两头蛇属(Calamaria)物种1号雄性个体,标本具有以下形态学特征:背鳞13-13-13行,光滑;尾末端背鳞数为5行;上唇鳞4枚,下唇鳞5枚;眶前鳞1枚,眶后鳞1枚;颔片2对,后颔片间接触广泛;腹鳞158枚,尾下鳞20对.生活时头、体背面褐色,具5条细的黑褐色纵线纹,最外侧两行背鳞橙红色,体、尾腹面均匀橙红色.榕江县采集的标本与井冈两头蛇(C jinggangensis)原始描述中提供的形态学鉴定依据相符.线粒体Cyt b基因序列分析显示,本次采集的标本与已知井冈两头蛇样本的遗传距离约为0.85％.综合形态特征比较和系统发育分析,鉴定此次采集的两头蛇属标本为井冈两头蛇,为贵州省爬行动物分布新记录种.

为明确红胸黑翅萤(Luciola kagiana Matsumura,1928)(Coleoptera:Lampyridae)的线粒体基因组结构及熠萤亚科的分子系统发育关系,本研究对红胸黑翅萤的线粒体基因进行了测序、组装、注释和特征分析.结果表明,红胸黑翅萤的线粒体基因组全长为16 317 bp,包含了13个蛋白编码基因(proteincoding genes,PCGs)、22个tRNA基因、2个rRNA基因和一个非编码控制区.对21种萤火虫(其中19种为熠萤亚科,2种为萤亚科)的线粒体基因组的组成和结构进行分析,分析结果表明,萤科(Lampyridae)昆虫线粒体基因组组成和结构的基本特征一致,但在线粒体全长、控制区长度、A+T含量偏向性以及基因间隔特征上在亚科间存在一定的差异性.利用最大似然法构建基于这21种萤火虫的13个PCGs的系统发育树,结果显示,红胸黑翅萤与熠萤属(Luciola)萤火虫聚类在一个分支上;熠萤亚科与萤亚科萤火虫各自聚成一个分支;熠萤亚科间同属的萤火虫种类都分别单独形成一个分支.本研究表明分子分类技术能极大地促进萤火虫分类学系统的完善,提升萤火虫分类的便利性和准确性.

南洋鼠(Chiromyscus langbianis)是亚洲特有的一种树栖鼠类,其属级分类一直存在争议,不同的分类系统将其归入白腹鼠属(Niviventer)或费氏树鼠属(Chiromyscus),影响了对其生物学特性的认识.本研究旨在通过测定和分析南洋鼠的线粒体基因组,探讨其线粒体基因组结构特征,并利用近邻相接法(neighbor-joining method,NJ)和最大似然法(maximum likeli-hood method,ML)构建22个近缘物种线粒体基因组的系统发育树,厘清南洋鼠的属级分类关系.结果表明,南洋鼠线粒体基因组总长度为16 288 bp,包含22个tRNA基因、13个蛋白编码基因、2个rRNA基因和一段非编码区(non-coding region,NCR),线粒体基因组碱基组成为 A 36.6％、T 28.9％、G 15.0％和 C 19.5％,AT 偏斜(AT-skew)为 0.092,GC 偏斜(GC-skew)为-0.337.在22个tRNA基因中,除tRNASer(AGY)缺少D环外,其余的21个tRNA基因均能够折叠成典型的三叶草结构.同时,部分tRNA基因,如tRNAPhe出现了A-A,tRNAVa1、tRNALeu、tRNAI1e出现了C-U等非经典配对,以维持tRNA二级结构的稳定性.基于近邻相接法和最大似然法构建的系统发育树表明,南洋鼠与费氏树鼠属的亲缘关系更近.进一步基于线粒体Cytb和Cox1构建的系统发育树及遗传距离分析结果,均支持南洋鼠划入费氏树鼠属.本研究为南洋鼠的分类地位和系统发育关系提供了分子证据,也为其种群遗传学的研究提供了数据参考.

2023年3月及6月,本课题组在浙江省丽水市和安徽省池州市进行翼手目物种多样性资源调查期间,使用蝙蝠竖琴网及昆虫网采集到一批蝙蝠标本.其中10号(1♂,9♀)体型较小,头体长43.34～47.12 mm,前臂长34.37～37.87 mm.耳廓尖长,耳屏较短,其长不及耳长一半;体毛柔软而浓密,背毛基部至毛尖呈黑色至深棕色,腹毛基部至毛尖呈深灰色至浅灰色;后足长8.22～9.49 mm,胫骨长16.08～17.23 mm,后足较长,超过胫骨长之半;股间膜和翼膜呈棕色,且翼膜附着于踝关节以下的跖骨处.颅骨细弱,颅全长14.92～15.82 mm,脑颅宽7.46～8.04 mm,额骨处倾斜明显,脑颅稍膨大圆润,颅顶较平,颧弓较细.上述外形及头骨特征与霍氏鼠耳蝠(Myotis horsfieldii)相吻合.同时,基于细胞色素b基因(Cyt b)的系统发育学证据亦支持上述鉴定结果.本发现为霍氏鼠耳蝠在浙江省和安徽省翼手目分布新记录,丰富了该种的基础生物学资料,扩大了对其地理分布范围的认知.

为合成代谢途径选择宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应确定外源酶是合成生物学和代谢工程的两大挑战问题.自然界中存在成千上万种微生物和生物合成反应,仅通过生物实验来确定这些目标既昂贵又耗时.本文设计开发了一种名为RPS(recommend metabolic pathway's species)的新型生物推理软件系统,以辅助合成代谢途径的设计.RPS软件可根据竞争性内源反应的比例和途径末端代谢物的数量为合成代谢途径推荐合适的宿主生物,并通过酶的系统发育距离和反应动力学信息为宿主生物中的外源反应识别合适的外源酶.有别于已有的以宿主为中心的合成代谢途径设计工具,RPS软件以代谢途径为中心的特点可帮助研究人员以不同视角评估合成代谢途径设计.实验结果表明,RPS软件工具可准确识别合成代谢途径潜在的宿主生物,并为合成代谢途径中的外源反应发现合适的外源酶.用户可通过https://biolab.gxu.edu.cn/RPS在线使用RPS软件工具.

随着促排卵技术和辅助生殖技术的发展,多胎妊娠率逐年升高.双胎之一胎死宫内(single intrauterine fetal death,sIUFD)是单绒毛膜双胎妊娠中晚期的严重并发症.一胎死亡后,存活胎神经系统受损是影响新生儿及婴幼儿远期预后的重要因素,严重影响人口质量.研究存活胎神经系统受损的机制及有效地监测存活胎可能发生的脑损伤,对预防严重脑损伤并发症至关重要,也是妊娠期管理和分娩时机选择的重要依据.通过识别sIUFD存活胎神经损伤的相关危险因素,采取合适的监测手段和宫内治疗,制定相应的分娩方案,以减少存活胎不良神经结局的发生.

为探究独脚金内酯抑制剂Tis108对天麻生长的影响,该研究采用10 μmol·L-1的Tis108溶液处理白麻块茎,对块茎的内源激素赤霉素(GA)含量进行测定,通过RT-PCR技术克隆GA失活关键酶GeCYP714A1基因,借助ExPASy、SWISS-MODEL、MEGA 等软件对该基因进行生物信息学分析,并测定其在天麻不同组织部位的表达水平.结果显示,Tis108处理后天麻块茎的GA含量显著升高,GA失活关键酶GeCYP714A1的转录水平显著降低.GeCYP714A 1基因的编码区全长1 173 bp,编码390个氨基酸,蛋白的相对分子质量为44.85 kDa,理论等电点为9.83,不稳定系数为49.20,脂肪系数为89.03,总平均亲水指数平均值为-0.235,属于碱性亲水性不稳定蛋白;且GeCYP714A1蛋白定位于线粒体,无信号肽,不具有跨膜结构.系统进化树分析显示,GeCYP714A1与铁皮石斛DcCYP714C2(PKU78454.1)蛋白亲缘关系最近,序列一致性达67.25％.利用qRT-PCR技术分析天麻GeCYP714A1基因的表达模式,结果显示在天麻块茎中GeCYP714A1转录水平最高,其次是茎和花序.该研究表明Tis108可抑制天麻块茎中GA失活酶GeCYP714A1的转录水平,提高GA的积累量,影响天麻块茎生长,为进一步揭示独脚金内酯调控天麻GA信号和块茎发育奠定基础.

新城疫病毒(Newcastle disease virus,NDV)是禽类最重要的疫病病原之一,其中基因Ⅵ型NDV在鸽群广泛流行,给养鸽业造成了严重的经济损失.为深入了解基因Ⅵ型NDV在世界不同地理区域和宿主间的传播动态,本研究通过病毒分离鉴定、高通量测序、完整F基因系统发育树构建和贝叶斯系统动力学等方法进行综合分析,结果获得4株广西NDV分离株,均为基因Ⅵ型.进一步的时空分析显示,基因Ⅵ型NDV最近的共同祖先时间为1972年(95％置信区间:1965～1978),估计进化速率为1.43×10-3 substitution/site/year(95％置信区间:1.27×10-3～1.59×10-3);意大利是欧洲基因Ⅵ型NDV早期的外溢传播中心,该病毒从欧洲传播至我国,随后华东和华南成为我国的主要传播中心;病毒存在从鸽(Columba livia)到野鸟和鸡(Gallus gallus)、从野鸟到鹌鹑(Coturnix coturnix)等的跨物种传播,但病毒传播最重要的宿主是鸽.分析结果表明基因Ⅵ型NDV正快速进化,有作为突变库的潜在威胁.基于"One Health"理念,应在全球范围内加强主动监测,改善家禽管理策略,避免不同家禽之间及不同家禽与野鸟之间的直接和间接接触.这些信息有助于了解基因Ⅵ型NDV的起源、传播与进化,为制定相应防控策略提供科学依据.

为探讨粗叶悬钩子(Rubus alceifolius)叶绿体基因组特征及其与同科属植物叶绿体基因组的系统发育关系,本研究采用Illumina HiSeq 4000平台对粗叶悬钩子叶绿体基因组进行了测序、组装和注释,并对其序列特征、密码子偏好性、重复序列、简单重复序列(simple sequence repeats,SSR)和系统发育进行分析.结果表明,粗叶悬钩子叶绿体基因组总长度为156 266 bp,呈典型的四分体结构,包括大单拷贝区85 874 bp、小单拷贝区18 850 bp和反向互补重复区25 771 bp;共含有基因128个,其中蛋白质编码基因86个,tRNA基因34个,rRNA基因8个.密码子偏好性分析表明,亮氨酸(Leu)的密码子数量最多(5 189个),而半胱氨酸(Cys)的密码子数量最少(590个).从粗叶悬钩子叶绿体基因组中共检测出39个长重复序列及52个SSR位点.系统发育分析表明,粗叶悬钩子与七裂叶悬钩子(Rubus reflexus var.lanceolobus)、越南悬钩子(Rubus co-chinchinensis)、棕红悬钩子(Rubus rufus)聚为一支,亲缘关系最密切.本研究为蔷薇科(Rosaceae)悬钩子属(Rubus)植物的分子标记、物种鉴定、亲属关系解析和遗传多样性分析等研究提供科学依据.