我国学者揭示基因数目减少在植物适应性进化中的作用

一般认为,基因数目的增加,例如基因重复或者形成全新基因,对于生物生存繁衍具有重要意义。然而,基因数目减少同样也能产生重要的遗传变异,进而对生物的生存及繁衍产生积极的效果。这一事实在以往并未得到充分关注。而以“减少就是增加”(less is more)为代表的假说,则提出了基因的假基因化或丢失等基因数目减少事件与增加事件一样重要。但是,这一假说的科学证据有待发掘,特别是假基因化在生物进化中的实际作用及其意义仍不清楚。 中国科学院植物研究所郭亚龙研究组与中科院动物所张勇研究员、美国Salk研究所Wolfgang Busch教授合作,利用拟南芥的群体基因组数据,运用群体遗传学及数量遗传学的方法,对“减少就是增加”假说进行了验证。研究人员发现,假基因化对表型变异非常关键, 1%的假基因化变异在群体里受到正选择,表明假基因化与基因重复一样,与适应性进化密切相关。在1000多个全球分布的拟南芥自然品系的基因组中,有34%的基因没有发生......阅读全文

科学家揭秘凤仙花的进化史和传粉适应性

  近日,Journal of Systematics and Evolution在线发表了武汉植物园胡光万团队、湖南师范大学丛义艳团队与四川大学生命科学学院余岩团队合作的研究论文。该研究以凤仙花属为研究对象,探讨了该属宏观性状及孢粉学的演化,进一步讨论了花形态与传粉者的关系。  凤仙花属,隶属杜鹃

科学家揭秘凤仙花的进化史和传粉适应性

近日,Journal of Systematics and Evolution在线发表了武汉植物园胡光万团队、湖南师范大学丛义艳团队与四川大学生命科学学院余岩团队合作的研究论文。该研究以凤仙花属为研究对象,探讨了该属宏观性状及孢粉学的演化,进一步讨论了花形态与传粉者的关系。凤仙花属,隶属杜鹃花目凤仙

重要疫源动物的起源、扩散和适应性进化研究中获进展

  第四纪晚期以来,大型哺乳动物的灭绝和种群衰减重塑了全球生态系统,那么谁是如此重大环境变化中的最大受益者呢?已有研究表明,与大型哺乳动物的命运不同,啮齿类、兔形类、蝙蝠类和食虫类等中小型哺乳动物类群的灭绝风险较低——预测显示,未来50年内,啮齿类动物的多样性会持续增加。然而,啮齿类动物是哺乳动物中

植物所揭示古多倍化对被子植物适应性进化的贡献

  多倍化(polyploidy)或全基因组加倍(whole genome duplication, WGD)事件使基因组内的所有基因都发生重复,为生物进化提供了原始的遗传材料,被认为是进化的加速器。多倍体植物广泛存在于自然界中,如日常生活中的棉花、小麦、油菜等。前期研究发现多倍化在有花植物进化过程

高海拔野生鸟类在序列和表达水平协同改变适应性进化

  高海拔环境的选择压力会驱动生物体表型和遗传的适应。研究组早期的研究表明不同高海拔物种在形态、生理、生化等表型特征出现趋同(Zhu et al. 2018. PNAS),而这种趋同表型的遗传适应机制是多样的,可能受到系统发育背景的严重影响。同时,由于野生鸟类采样困难且转录组测序样品质量要求较高,早

科学家在高山植物适应性进化方面取得新进展

中国科学院植物研究所和华大研究院合作完成了金露梅高质量基因组组装,基于重测序的592个自然群体材料,探究了该物种适应高海拔环境的奥秘。相关研究成果近日发表于Molecular Biology and Evolution。高山地区具有非常丰富的生物多样性,但人们对植物如何适应高海拔环境的生长策略了解很

禽流感病毒宿主适应性“遗传调频”的进化特征及其与临...

H7N9和H5N1等禽流感病毒可通过跨物种传播感染人和其他哺乳动物。在感染过程中病毒基因组会发生适应性进化,例如PB2基因的627位点会发生由禽特征性的谷氨酸(627E)替代为哺乳动物特征性的赖氨酸(627K),这在哺乳动物细胞培养试验、小鼠和雪貂等动物感染模型中得到验证。但在感染人的过程中,H7N

七年磨剑,揭示非洲人群演化历程与适应性进化

  现代人类起源于非洲,相比于其他大陆,现代人类在非洲居住时间最长,并且在迁徙,融合和对环境适应性进化过程中形成了超过3000个民族和2100种语言。目前非洲人群不仅具有世界上最丰富的遗传多样性和表型多样性,且现代人类近1/3的语言都在非洲。  然而,目前的遗传学和基因组学研究中,只有不到3%的样本

研究揭示棉花异源四倍体重复基因组的进化分歧

棉田丰收      中国农科院棉花所供图 近日,中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室研究员刘方团队联合国内外多家研究单位在全基因组水平探讨了四倍体棉种的多倍化、适应性进化与驯化,揭示了棉花多倍化及人工驯化过程的遗传变异基础,为其他农作物多倍化研究提供了理论基础,为棉花育种创新提供了

研究揭示棉花异源四倍体重复基因组的进化分歧

  近日,中国农业科学院棉花研究所/棉花生物学国家重点实验室研究员刘方团队联合国内外多家研究单位在全基因组水平探讨了四倍体棉种的多倍化、适应性进化与驯化,揭示了棉花多倍化及人工驯化过程的遗传变异基础,为其他农作物多倍化研究提供了理论基础,为棉花育种创新提供了重要的种质资源。相关成果在线发表于《美国国

脉冲式气候变异推动人类进化-迫使早期人类走出非洲

  世界上大部分科学家都认定人类的起源在东部非洲,因而许多科学家都将研究目标瞄向东非大裂谷。英国科学家一项最新研究称,东非大裂谷地区的湖泊变化情况与早期人类大脑容量的进化和迁徙有着密不可分的关系,正是该地区气候百万年前一系列脉冲式的快速变化,推动了人脑的进化,并迫使早期人类从东部非洲向欧亚及南部非洲

研究发现进化分蘖调控机制是稻子陆生的关键

  记者从云南大学获悉,该校农学院胡凤益研究员及其合作团队近日成功揭示了陆稻在陆生适应性进化中的分蘖调控作用机制。《自然》子刊《自然·通讯》在线发表了这一成果。  植物株型对作物产量具有重要作用,许多禾本科作物的驯化历史都经历了共有、平行的株型变化模式,即具有分蘖减少的转变。例如,玉米、高梁、小麦、

稻子为何能陆生?进化分蘖调控机制是关键

  记者从云南大学获悉,该校农学院胡凤益研究员及其合作团队近日成功揭示了陆稻在陆生适应性进化中的分蘖调控作用机制。《自然》子刊《自然·通讯》在线发表了这一成果。  植物株型对作物产量具有重要作用,许多禾本科作物的驯化历史都经历了共有、平行的株型变化模式,即具有分蘖减少的转变。例如,玉米、高梁、小麦、

17岁华裔钢琴家开发了检测人类基因组变异的天才算法

  与许多喜欢科学的高中生一样,17岁的安德鲁·金(Andrew Jin)对人类进化感兴趣。但与其他人不同的是,安德鲁把这种兴趣推进一步。他开发了一套机器学习算法,用来检测人类基因组变异。研究人员将来可能会利用 安德鲁发现的基因变异信息来开发药物,对抗HIV(人类免疫缺乏病毒)和

“女娲”基因组计划发布第五项成果

近日,“女娲”基因组团队重点阐释了适应性选择下非编码调控元件对表型演化的影响,相关研究发表于《分子生物学与进化》。这项工作是中国科学院生物物理研究所徐涛院士、何顺民研究员牵头的“女娲”(NyuWa)中国人群基因组计划的一部分。“女娲”中国人群基因组计划旨在构建中国人群的全基因组数据资源,并全面解析中

最新模型定义蛇毒进化-剧毒蛋白质进化于无毒基因

  据科学日报报道,目前描绘蛇或者蜥蜴嘴巴内部主要基因的科技改变了科学家们将动物定义为有毒的方式。如果口腔腺体能够表达与“毒素”相关的20个基因家族中的一些基因,那么这个物种就被定义为有毒。然而,美国德克萨斯大学阿灵顿分校的一项最新研究挑战了这一定义,这些研究还建立了一个描述蛇毒是如何产生的新模型。

野生种基因组支招桃产业“上山下滩”

  桃子是一种人见人爱的水果。为了促进桃产业绿色发展,让桃树适应更多生存环境,科学家将目光投向了分布更广泛、抗性更高、适应能力更强的桃野生近缘种。  近日,中国农业科学院郑州果树研究所(以下简称郑果所)桃资源与育种创新团队与国内外研究团队合作,发布了桃的4个野生近缘种的高质量泛基因组,发掘了桃野生近

癌症新视点:癌症或许是一种机体适应性的进化机制

  近日,科学家们提出了一种让人非常失望的新假设,研究者试图去解释为何我们很难阻断癌症发展;他们认为,癌症或许并不是对我们不利,有可能癌症实际上是进化的最后关卡(final checkpoint),而最后关卡可以阻断错误的DNA遗传给下一代。  这仅仅是研究者的一种假设,目前这种假设并未进行实验性的

微生物所揭示驯养酵母菌的起源和适应性进化机制

  酿酒酵母(Saccharomyces cerevisiae)在全世界范围内被广泛应用于酒类酿造和食品发酵等行业,其被人类利用的历史已有近万年,对人类文明的发展做出了重要贡献,因此被称为“第一种家养微生物”。酿酒酵母也是一种在遗传学、分子生物学、基因组学和进化生物学等领域被广泛应用的模式生物。对该

甜蜜基因的进化“殊途同归”

  吃瓜总是让人愉悦,因为它们的甜美味道。作为世界上非常受欢迎的水果作物,甜瓜和西瓜来自于葫芦科。  近日,《自然—遗传学》发表的两项由中国农业科学院和北京市农林科学院等国内外优势单位协作完成的瓜类作物基因组研究成果显示,甜瓜和西瓜经历不同的驯化过程,同样完成了令人着迷的“甜蜜基因”的进化,可谓“殊

甜蜜基因的进化“殊途同归”

   吃瓜总是让人愉悦,因为它们的甜美味道。作为世界上非常受欢迎的水果作物,甜瓜和西瓜来自于葫芦科。  近日,《自然—遗传学》发表的两项由中国农业科学院和北京市农林科学院等国内外优势单位协作完成的瓜类作物基因组研究成果显示,甜瓜和西瓜经历不同的驯化过程,同样完成了令人着迷的“甜蜜基因”的进化,可谓“

我国科学家在环形染色体重排研究方面取得突破进展

  近日,《自然·通讯》(Nature Communications)杂志在线发表了我国科学家的研究论文 “Ring Synthetic Chromosome V SCRaMbLE”,证实了人工合成环形染色体在基因型和表型上的连续进化能力,显示与天然线性染色体相比,人工环形染色体具有更复杂的重排变化

新研究构建出小麦属全基因组遗传变异图谱

  小麦是人类历史上最成功的作物之一,它起源于新月沃地一个狭小的核心区域,一万年间,从地区性的野生植物迅速转变成为全球种植面积最广的作物之一,在多种多样的环境下为人类提供大量的碳水化合物和蛋白质。然而,小麦对自然环境和人类粮食需求两方面同时适应的遗传机制尚不清楚,理解小麦适应性进化对气候变化条件下小

新研究揭示酿酒酵母类胡萝卜素最新代谢工程改造靶点

   7月15日,记者从广东省科学院微生物研究所获悉,该所研究员朱红惠团队研究揭示酿酒酵母类胡萝卜素合成中的适应性进化策略和最新代谢工程改造靶点。相关研究6月11日以《乙醇胁迫介导适应性进化提高酿酒酵母类胡萝卜素合成能力》为题发表于《生物资源与生物加工》。据悉,苏卜利博士为该论文第一作者,朱红惠研究

中科院植物所揭“生物入侵的遗传悖论”进化机制

  日前,中国科学院植物研究所研究员郭亚龙团队与研究员葛颂以及澳大利亚莫纳什大学科研人员合作,以荠属植物为研究对象,揭示了“生物入侵的遗传悖论”的一种进化机制,为理解植物关键适应性状的进化提供了新的证据。研究成果在线发表在最近的国际学术期刊《美国科学院院刊》。  十字花科荠属的Capsella ru

基因变异小鼠引发“僵尸”ZL战

  像一只不断向前踢的“僵尸”一样,围绕阿尔茨海默氏症研究的变异小鼠的法律战争又一次发生了,此次法律事件距离上一轮相关法律诉讼刚过去4年。在最新的案件中,美国坦帕市南佛罗里达大学(USF)起诉美国国立卫生研究院(NIH)授权销售该领域使用的一种特殊小鼠。首次审前听证会已定于3月21日在联邦法院开审。

帕金森氏症与基因变异有关

   美国科学家最新研究发现,帕金森氏症的病因与控制多巴胺传导的“LRRK2”基因发生变异有关。     美国西奈山医学院的研究人员在新一期美国《神经科学杂志》上发表了上述研究成果。这一成果将有助于研究帕金森氏症的病理,寻找新的预防和治疗方法。     研究人员在研究经过基因改造的实验鼠时发

特殊基因变异可导致高血糖

一个国际科学家小组发现,一种名为G6PC2的基因发生变异会导致人的血糖水平升高。这一发现将有助于开发治疗高血糖的新方法。 来自英国、法国和加拿大的科学家在美国《科学》(Science)杂志上报告说,他们选取约650名中年人进行了9年的跟踪研究,这些人平时身体健康,没有糖尿病病史。研究结果发现,G6P

椎间盘脱出可能与基因变异有关

  日本理化学研究所9日发表一份公报称,其研究小组发现一种基因,如果该基因出现变异,椎间盘就容易老化,导致椎间盘脱出和重度腰痛。   研究小组比较了366名日本的椎间盘脱出患者和3331名健康人的DNA排列,调查患者体内比较多的基因。此外,还分析了约2.5万名中国人和芬兰人等的DNA,最终发现一种

“夜猫子”是基因变异导致

  如果你是个“夜猫子”,晚上睡不着早上起不来,不妨从基因中找找原因。  新一期美国《细胞》杂志发表的一项研究发现,一种名为CRY1的基因特定位点出现变异后,人体生物钟就会发生改变。通常情况下,CRY1基因变异的人要比一般人晚睡2到2.5个小时。  “夜猫子”在医学上通常被诊断为“睡眠相位后移症”。