演化谱系论文_朱永刚

导读:本文包含了演化谱系论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译,主要关键词:谱系,成矿,转录,中国共产党,代码,文艺理论,文学理论。

演化谱系论文文献综述

朱永刚[1](2019)在《中国共产党革命精神谱系演化逻辑、共生特质与传承创新研究》一文中研究指出中国共产党革命精神是党不断从弱小走向强大、从苦难走向辉煌、从胜利走向胜利的制胜秘诀,是中国共产党人绵延生长、赓续传承的血脉基因与精神密码。在革命、建设和改革近百年实践进程中,中国共产党革命精神从起源到成熟、完善,业已形成为内涵丰富、特质鲜明的精神谱系。基于整体性和学术性分析,系统探究中国共产党革命精神谱系的理论内涵、生成逻辑、内在关联、共生机制、内在特质和传承创新,是进一步加强新时代党的建设,展现党的时代形象与气质品格的理论自觉,也是弘扬中国精神、凝聚中国力量的实践自觉。(本文来源于《学习论坛》期刊2019年08期)

苏成勇[2](2019)在《绢蝶属(凤蝶科:绢蝶亚科)主要代表种类的高原适应性分子进化机制及其谱系演化历史》一文中研究指出蝶类是一类隶属于鳞翅目、双孔次亚目的昆虫,是自然生态系统的重要组成之一,在维持生态平衡和可持续发展等方面起着重要作用。同时,它们也逐渐成为生物学诸多研究领域,如进化生物学、发育生物学、保护生态学等的重要模式生物之一。绢蝶属(Parnassius)隶属于凤蝶科、绢蝶亚科,主要分布于中亚至青藏高原高山山脉地区,然而却是绢蝶亚科中物种数最多的一个类群。前期关于绢蝶属蝶类起源与演化的相关研究表明,它们是在青藏高原造山运动这一复杂的地质环境演变背景下形成并快速分化的典型昆虫类群之一。同时,由于绢蝶在漫长进化过程中已适应了高寒、缺氧等极端环境,因而它们可以作为研究昆虫高原适应机制的一个理想模式生物类群。然而,绢蝶属高原适应的内在分子机制、形成与演化的时空格局及其相关地质环境背景仍然不甚清晰,还需要运用多方面的证据进一步综合探讨。本研究首次对我国绢蝶主要代表种类开展了较大规模的转录组测序、组装和注释工作,分析了不同海拔分布的8个绢蝶代表种共11个代表样本的转录组特征,并基于基因表达模式分析和选择压力分析结果对绢蝶高原适应相关的分子进化机制进行了研究;同时,利用大量单拷贝直系同源基因序列并结合PCR扩增若干基因序列片段,对绢蝶属深部分支的系统发生关系进行了分析,最后综合寄主植物起源与演化、青藏高原隆升以及古气候变化等资料,对绢蝶属谱系年代及其演化的主要环境背景进行了较系统的解析。主要结果如下:(1)通过对绢蝶进行较大规模的转录组深度测序,共获得了超过6.7亿个高质量Reads以及总长度达98.34Gbp的碱基序列,组装后共获得了超过55.4万个Unigene(平均长度492bp);平均每个物种有27,104个Unigene(56.32%)具有可靠的同源注释结果,其中在NR数据库中获得注释的Unigene数目最高(25,818,53.65%),获得eggNOG、SwissProt以及GO注释的Unigene数目分别为25,491(53.25%)、18,409(37.31%)和16,623(34.10%),各物种间的基因注释一致性程度较高。(2)基因表达模式分析结果显示,高低海拔绢蝶样本间的差异表达基因主要参与遗传信息加工(包括DNA复制、重组与修复、RNA加工、转录、翻译以及与翻译直接偶联的核糖体结构与生物合成等)、翻译后修饰与蛋白周转、信号转导、能量合成、各类物质(包括碳水化合物、脂肪、核苷酸和氨基酸等)转运与代谢等过程,并在氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation)、核糖体(Ribosome)以及产热(Thermogenesis)3个代谢通路中显着富集;参与DNA和细胞损伤修复、RNA加工与修饰、核糖体生物合成、蛋白翻译后折迭与修饰、缺氧应答、抗氧化、免疫防御等过程的绝大部分基因的表达水平在高海拔绢蝶中均普遍提高;与线粒体生物合成相关的基因表达水平在高海拔绢蝶中显着下调,但参与能量代谢途径的若干核基因的表达水平却仍然很高。同时,我们还在高海拔绢蝶中发现若干独特的基因表达调控方式,如:编码V-ATPase各亚基的多个基因(如ATP6V1D、ATP6V0E2、ATP6V0C、ATP6V1G以及ATP6V1F等)表达水平协同上调,可能有利于绢蝶在有限的能量供给条件下更好适应高原特殊环境;参与昆虫气管发育过程的2个基因(如EMS和FOI)表达量普遍上调,可能有助于绢蝶在高原缺氧条件下快速摄取并传递氧;参与视网膜修复和再生过程的2个基因(MANF和CDASE)表达量普遍上调或发生正选择,可能在应对高原紫外线辐射导致的组织损伤过程中发挥重要作用。另外,高海拔绢蝶中参与戊糖磷酸途径、糖异生、嘌呤核苷酸合成等代谢途径的相关基因表达量也协同上调,不仅有助于高原绢蝶抗氧化、耐寒、促进机体免疫应答,还有助于抗饥饿、延长寿命等。以上结果显示,绢蝶的高原适应性不仅表现在耐缺氧、耐寒和抗紫外线辐射方面,还体现在抗饥饿、提高免疫防御、促进细胞增殖与生长等各个重要生命过程中。综合以上分析结果表明,绢蝶的大多数共同差异表达基因具有多种功能,参与高原适应的各方面调节具有正相关性,同时高海拔绢蝶在基因表达方面的调控既是系统性的,也是有一定独特性的。(3)适应性分子进化分析结果显示,绢蝶属基部主要演化支间的dN/dS值差异明显,且绢蝶共同祖先演化支的dN/dS值相对最低;5个基因(ILF2、PRPF17、SHF、CDASE和PGM2)发生了正选择,具有明显的氨基酸位点替代特异性并可能会导致蛋白结构稳定性、疏水性以及活性等功能性变化;绢蝶属的候选快速进化基因和正选择基因均主要参与遗传信息加工、环境信息加工以及能量代谢等途径,与大部分的共同差异表达基因的功能类别相同。分析结果表明,绢蝶属最近共同祖先的形成过程经历了强烈的负选择作用,暗示早中新世前的青藏高原隆升以及初步形成的高原环境已对绢蝶类共同祖先的演化产生了明显的选择压力;绢蝶属各主要深部演化支却各自发生了快速适应性进化,可能与其寄主植物的协同演化和寄主植物转换事件相关。综合已有的研究结果还发现,尽管在绢蝶与其他动物类群中发生表达差异和正选择的绝大部分基因各不相同,但各类基因所参与的代谢通路却基本相同,表明它们在高原适应策略方面具有功能性趋同进化现象。(4)绢蝶属深部分支间的分子系统学和谱系年代学分析结果表明,绢蝶亚属(Parnassius亚属)在绢蝶属内是一个独立的基部演化支;在其他亚属间,Driopa亚属与Kreizbergia亚属为姊妹群,而Tadumia亚属与Kailasius亚属亲缘关系更近;基于大量直系同源基因序列能够获得十分稳健的分子系统树,表明利用转录组测序来获得大量基因序列数据是解析绢蝶属深部分支(亚属)间系统发育关系的一个有效工具;绢蝶属的最近共同祖先的形成和分化在距今约20-17百万年前(Ma)的早中新世时期开始发生,随后以紫堇属植物为寄主的各代表亚属在中新世时期快速适应性辐射(14.9-12.9Ma);绢蝶属的快速分化跨越中新世气候适宜期(Mid-Miocene climate optimum,MMCO),并与青藏高原的阶段性快速隆升以及大范围高山山脉形成、中亚至中国西部地区的干旱事件以及主要寄主植物的适应性辐射基本同步。依据进一步的综合分析结果,笔者认为绢蝶属蝶类的起源与辐射进化与其寄主植物(如:紫堇属、景天属、红景天属等)的时空演化格局存在明显的相关性,并受青藏高原隆升、气候变化(如温度、湿度等)等地质环境事件共同驱动。在缺乏绢蝶全基因组序列信息的条件下,本研究首次通过较大规模的转录组测序获得了大量难得的分子数据资料,并以此为基础较为详尽地分析了绢蝶高原极端环境适应的基因表达模式和序列变异特点,阐述了绢蝶属不同物种较普遍的适应策略和内在的分子生物学机制。同时,本研究基于绢蝶属深部分支的系统发生关系及其谱系年代学分析结果,对绢蝶属谱系演化历史及其主要地质环境背景进行了较系统的解析。以上研究既为绢蝶属的适应性进化提供了内在的分子生物学依据,也丰富了绢蝶属宏进化机制方面的研究结果,并为今后其他昆虫类群的相关研究提供了一些有价值的基础资料。(本文来源于《安徽师范大学》期刊2019-04-01)

臧兴运,赵华伟,马晶,马春生[3](2018)在《吉林省吉黑造山带构造演化与成矿谱系》一文中研究指出吉林省吉黑造山带新元古代至中叁迭世以古亚洲洋演化为特征,并可划分为形成与扩张期(新元古代—早寒武世)、聚敛期(中寒武世—晚志留世)、拉张期(末志留世—石炭纪)、闭合期(二迭纪—中叁迭世)四个演化阶段。每个演化阶段都不同程度地发育有岩浆作用、沉积作用、变质作用及与之相关的成矿作用,以此为基础划分出23个矿床成矿系列,6个成矿系列组,进一步建立起吉黑造山带成矿谱系。(本文来源于《吉林地质》期刊2018年04期)

张梦然[4](2017)在《演化史新假说“撼动”恐龙演化谱系树》一文中研究指出科技日报北京3月23日电 (记者张梦然)英国《自然》期刊22日发表的一篇化石学论文,提出了一种与恐龙演化关系史相关的新假说。这一假设挑战了一个多世纪以来的固有观点,提出了将恐龙重新分为两大新类别这一根本性的新分类方式。如果这一假说得到确立,恐龙谱系树可能(本文来源于《科技日报》期刊2017-03-24)

冯邦,崔杨洋,刘建伟,吴刚,杨祝良[5](2016)在《狭义牛肝菌属的物种多样性、演化历史及代表种网盖牛肝菌的谱系地理学研究》一文中研究指出牛肝菌属(Boletus)真菌是重要的经济食用菌,模式种美味牛肝菌(B.edulis)享誉世界。牛肝菌属并非单系,美味牛肝菌及其近缘类群应作为狭义牛肝菌属处理。长期以来,东亚的狭义牛肝菌属真菌缺乏系统深入的研究,对其物种多样性的认识较为片面,对其起源、传播及演化所知甚少。本研究综合利用形态解剖、分子系统发育分析、分化时间推断及历史分布区重建等手段,探讨该属的物种多样性及演化历史,并针对分布于喜马拉雅及横断山区亚高山地带的网盖牛肝菌(B.reticuloceps)开展谱系地理学研究。研究发现:(i)狭义牛肝菌属共35个物种,15种为新种。中国共15种,9种为新种。(ii)该属在白垩纪晚期分化,为古热带起源,热带亚洲为其早期分化的摇篮,随后传播到欧洲及美洲,产生异域成种,白令陆桥为古北区和新北区的真菌交流的通道。(iii)网盖牛肝菌分为东喜马拉雅地区、横断山区北部和横断山区南部叁个地理分组。(iv)东喜马拉雅地区和横断山区北部具有相似的气候条件,均显着区别于横断山区南部。网盖牛肝菌在东喜马拉雅地区和横断山区北部主要与云杉属植物共生,在横断山区南部则主要与冷杉共生,促进其南北居群的分化。东喜马拉雅地区和横断山区北部的分化则可能与"湄公河-萨尔温江分水岭(Mekong-Salween Divide)"形成的地理隔离相关。(本文来源于《中国菌物学会2016年学术年会论文摘要集》期刊2016-08-19)

BEI-WEI,HOU,JING,LUO,YU-SI,ZHANG,ZHI-TAO,NIU,QING-YUN,XUE[6](2016)在《迭代扩展与区域演化:华南铁皮石斛及其近缘种的谱系地理学研究(英文)》一文中研究指出Although the drift-selection model has been favoured and further developed for orchid speciation,precise speciation mechanisms remain largely unknown because of many challenges including time and space distribution,especially for epiphytic orchids.Aiming at clarifying Dendrobium speciation mechanisms,the present study used nuclear and plastid DNA to analyze the phylogeography of Dendrobium officinale and four closely related taxa,and identify reasons why these species are endangered in southern China.Plastid DNA haplotype and nuclear genomic data were shown to be discordant,suggesting that interspecific gene flow had occurred over extended periods of time and that the drift-selection model drove the speciation of the four related taxa.Rapid radiation and adaptive evolution drove the speciation of D.flexicaule and D.tosaense.Hybridization or introgression might involve the speciation of D.scoriarum and D.shixingense.The phylogeo graphical structure implicates that D.officinale was not affected by Quaternary climate and environmental changes;actually,human disturbance caused its artificial migration and population extinction.Nanling Mountains and Yungui Plateau may be the origin centers of four closely related taxa,and then northward or eastward migration.After initial iteration expansion,D.officinale populations appeared to have evolved independently and undergone subsequent gene flow events in different regions.For protecting its wild resources,we propose four evolutionary significant units(ESU) of D.officinale based on its epiphytic environment.Regional evolutionary patterns of Dendrobium taxa revealed that regional survey and protection were effectively strategy for Chinese medicinal Dendrobium resources.(本文来源于《第八届中国民族植物学学术研讨会暨第七届亚太民族植物学论坛会议文集》期刊2016-07-16)

张久杰,翟晔,王春晖,张丽萍,刘东升[7](2016)在《基于版本间克隆映射的演化模式识别及谱系构建》一文中研究指出针对当前克隆谱系的构建方法较为复杂、演化模式亟需扩充等问题,提出了新的克隆代码演化模式,并根据软件版本间的克隆代码映射关系自动构建了克隆谱系。首先,针对软件每一版本进行克隆检测并利用潜在狄利克雷分配(LDA)抽取克隆代码的主题信息;然后,根据克隆代码主题的相似度确定版本间克隆代码的映射关系;进而,根据已有的映射关系为克隆代码添加演化模式并分析演化特征;最终,结合映射信息与演化模式信息完成克隆谱系的构建。针对4款开源软件进行了克隆谱系的构建实验,实验结果表明所提克隆谱系构建方法可行,证实了新提出的演化模式在克隆代码演化过程中确实存在。实验发现约90%的克隆代码在软件演化过程中比较稳定,约67%的克隆群经历的发布版本数不超过发布版本总数的一半。实验结论及理论分析将为克隆代码的后续研究及克隆代码的维护与管理提供有力支持。(本文来源于《计算机应用》期刊2016年07期)

杨宇宁[8](2016)在《华南寒武纪鳃曳动物形态分类与谱系演化研究》一文中研究指出鳃曳动物是原口动物亚界蜕皮类群中的一个小门,现生类型迄今只描述了7属19种。然而,软躯体鳃曳动物却是寒武纪海洋中底内生物群落的优势类群,具有非常高的形态差异度和个体丰度。华南寒武纪台地相和斜坡相一系列特异埋藏化石群保存有大量鳃曳动物化石,是研究鳃曳动物早期起源与辐射、蜕皮动物起源与演化以及“寒武纪大爆发”等基础前沿课题的重要化石材料。但是,目前学术界对早期鳃曳动物的系统分类、辐射演化、古生态学特征和系统演化关系等问题仍有较大争议。在系统总结前人研究成果基础上,本文对湖北叁峡地区的石牌生物群(台地相,寒武系第4阶)、陕西西乡叁郎铺地区的西乡生物群(台地相,寒武系第4阶)、贵州剑河革东地区的剑河生物群(斜坡相,寒武系第4阶晚期)和凯里生物群(斜坡相,寒武系第5阶早期)等化石群中的鳃曳动物化石材料进行研究,力求对上述学术界长期争议的科学问题有所解答。本文系统描述了四个生物群中的古蠕虫类化石5属8种,包括3个新属新种、2个新种和2个未定种。其中,Sanxiascolex papillogyrus gen. et sp. nov., Wronascolex yichangensis sp. nov.和W. spinosus (Ivanstsov and Wrona,2004)描述于石牌生物群;Shaanxiscolex xixiangensis gen. et sp. nov.为西乡生物群的特有类型:Guizhouscolex balangensis gen. et sp. nov.和Yunnanscolex sp.是剑河生物群的两个新类型;W. jianhensis sp. nov.和W.sp.则是凯里生物群的化石分子。此外,Gen. et sp. uncertain A和Gen. et sp. uncertain B是两个分别描述于剑河生物群和凯里生物群的未正式命名新类型。这些化石属种都具有常见于早古生代地层的Hadimopanella类骨板,但不同类型之间骨板系(scleritomes)特征均显示出一定差异性,这与地史时期不同产地和层位古蠕虫类的骨板特征多不相同的情形相一致,说明古蠕虫类的表皮骨板构造可能与海底沉积物的性质有关。论文系统讨论了Wronascolex属的分类原则、古地理分布和地史延限,结果表明该属是寒武纪分异度最高(含8种和3未定种)、分布范围最广(华南、西伯利亚、澳大利亚、西班牙和北美)、延限时间最长(寒武系第4阶至鼓山阶)的古蠕虫类实体化石。但是,Wronascolex的属征仍不明确,而且Hadimopanella孤立骨板的形态分类研究争议较大,大大削弱了该化石属及其骨板的地层学意义。另外,石牌生物群中W. spinosus的骨板具有独特的排列方式,表明古蠕虫类的骨板可能具有多种增长模式。本文还研究了云南澄江动物群中的古蠕虫类Mafangscolex yunnanensis (Luo et Zhang),1986,首次识别出该种躯干腹侧有圆锥状感觉构造和可能的腿肢,为古蠕虫类形态学、古生态学和系统演化研究提供了新信息。化石证据显示,古蠕虫类具有较强的掘穴能力,部分类型可能兼有潜穴和底表爬行生活方式,并偶尔食含腐质沉积物。尽管古蠕虫类部分孤立骨板类型(如Hadimopanella)的最早化石记录可追溯到寒武系第二阶晚期,但处于第叁阶的澄江动物群代表鳃曳动物的首次辐射演化事件。寒武纪时期不同化石群中鳃曳动物的组合面貌差异很大,多数类型为各个生物群的特有分子,只有少数属种具有较长的地史延限,说明早期鳃曳动物在不同生活环境下有较好的适应能力并发生快速分异演化。寒武纪早期扬子台地斜坡相至台地相地层都有大量鳃曳动物化石产出,表明华南滇东浅海地区未必是这一时期鳃曳动物的辐射中心。凯里生物群产有重要鳃曳动物类型Ottoia和Sicyophorus。研究结果显示,凯里生物群的奥托虫体长50-80 mm,外伸的翻吻有25列纵列吻刺,后部短柱形;躯干宽度较均匀,具密集环纹,达13条/5mm;咽部和肠道之间有一个可能的肌胃;肠道壁见肌纤维;躯干后部有1对长的后伸缩肌。这些特征明显不同于布尔吉斯页岩生物群(Burgess Shale)中的O. prolifica Walcott,1911,命名为贵州奥托虫O. guizhouensis Yang, Zhao et Zhang,2015。原地埋藏的O. guizhouensis保存有虫体正在钻泥掘穴的证据,而且肠道有泥质充填物,表明Ottoia是一种能在底表沉积物中多维度自由穿梭、偶尔食泥质生活的底内动物,并非此前推测那样穴居于U型管穴中。通过类比澄江动物群中的特殊鳃曳动物类型Sicyophorus rara Luo et al.,1999和Palaeopriapulites parvus Hou et al.,1999,识别出凯里生物群中葫芦虫的躯干大约有50条纵列隔板,颈部有2-3条环纹,末端有一条较短的尾突构造,因而建立贵州葫芦虫(新种)S. guizhouensis sp. nov.。形态学和解剖学证据表明,Sicyophorus既有相似于鳃曳动物的形态构造(翻吻和尾突),也有类似于铠甲动物的躯干特征(具纵列隔板),而卷曲盘绕的肠道区别于其他环神经类动物,可能是鳃曳动物向铠甲动物演化过程中幼态持续发育而来的一个特化类型。本文运用TNT软件对O. guizhouensis和S. guizhouensis的系统演化位置进行分析。谱系分支树显示,Ottoia属于Scalidophora干群类型,而Sicyophorus位于Scalidophora冠群底部靠近铠甲动物的位置,支持由鳃曳动物幼态持续发育而来的观点。此外,古蠕虫类不同属种的系统演化位置差别很大。根据形态学、解剖学证据和谱系分析,论文讨论了两侧对称动物祖先类型Urbilateria-叶足动物Xenusia- Scalidophora干群类型Fieldiai和Ancalagonia—古蠕虫类Palaeoscolecida—Louisellia—鳃曳动物Priapulida—葫芦虫Sicyophourus—铠甲动物Loricifera整个演化线系中各个节点动物代表的身体构型特征,认为部分古蠕虫类(如M.yunnanensis)可能具有相似于蜕皮动物祖先类型的形态特征。(本文来源于《西北大学》期刊2016-03-01)

王丹[9](2015)在《语言批评的谱系生态:发展动因与演化轨迹》一文中研究指出对于20世纪以来西方文学理论与批评历史演化的脉络审视,时下某些观点常常将之归纳为"由外向内"与"由内而外"的因果循环,并得出前者注重"自律本质"而后者留恋"他治功能"的价值评判。继而,据此把对文学的审美研究和文化研究视为互不相容的研究类型区隔开来。可是,正如美国理论家拉尔夫·科恩所指出的,"要认识到原有理论中哪些部分仍在持续,哪些业己废弃,就需要检验文学转变的过程本身"1。这句话虽然简略,却使我们明确意识到:(本文来源于《文艺评论》期刊2015年05期)

涂颖,张丽萍,王春晖,侯敏,刘东升[10](2015)在《基于软件多版本演化提取克隆谱系》一文中研究指出针对单个版本克隆检测结果不足以体现克隆特征这一问题,从软件多版本中自动提取克隆谱系,获得克隆在软件演化过程中表现出的模式和特征。首先基于克隆代码Token表示及其所在文件名称、函数名称等位置属性,准确映射软件历时演化版本间的克隆代码,进而识别克隆演化模式;然后匹配克隆类ID号,合并所有相邻版本间的映射结果及演化模式信息,得到克隆谱系。同时开发了相应的克隆谱系自动提取工具FCG对6款开源软件进行了测试,发现当前版本中克隆代码平均生命周期占所研究版本总数的70%以上,且大部分没有发生变化,说明大部分克隆能被较好地维护,但也存在少量不稳定的克隆可能导致软件缺陷,需要修改或重构。实验结果表明FCG可高效提取克隆谱系,有助于更好地理解克隆及有针对性地管理克隆。(本文来源于《计算机应用》期刊2015年04期)

演化谱系论文开题报告

(1)论文研究背景及目的

此处内容要求:

首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。

写法范例:

蝶类是一类隶属于鳞翅目、双孔次亚目的昆虫,是自然生态系统的重要组成之一,在维持生态平衡和可持续发展等方面起着重要作用。同时,它们也逐渐成为生物学诸多研究领域,如进化生物学、发育生物学、保护生态学等的重要模式生物之一。绢蝶属(Parnassius)隶属于凤蝶科、绢蝶亚科,主要分布于中亚至青藏高原高山山脉地区,然而却是绢蝶亚科中物种数最多的一个类群。前期关于绢蝶属蝶类起源与演化的相关研究表明,它们是在青藏高原造山运动这一复杂的地质环境演变背景下形成并快速分化的典型昆虫类群之一。同时,由于绢蝶在漫长进化过程中已适应了高寒、缺氧等极端环境,因而它们可以作为研究昆虫高原适应机制的一个理想模式生物类群。然而,绢蝶属高原适应的内在分子机制、形成与演化的时空格局及其相关地质环境背景仍然不甚清晰,还需要运用多方面的证据进一步综合探讨。本研究首次对我国绢蝶主要代表种类开展了较大规模的转录组测序、组装和注释工作,分析了不同海拔分布的8个绢蝶代表种共11个代表样本的转录组特征,并基于基因表达模式分析和选择压力分析结果对绢蝶高原适应相关的分子进化机制进行了研究;同时,利用大量单拷贝直系同源基因序列并结合PCR扩增若干基因序列片段,对绢蝶属深部分支的系统发生关系进行了分析,最后综合寄主植物起源与演化、青藏高原隆升以及古气候变化等资料,对绢蝶属谱系年代及其演化的主要环境背景进行了较系统的解析。主要结果如下:(1)通过对绢蝶进行较大规模的转录组深度测序,共获得了超过6.7亿个高质量Reads以及总长度达98.34Gbp的碱基序列,组装后共获得了超过55.4万个Unigene(平均长度492bp);平均每个物种有27,104个Unigene(56.32%)具有可靠的同源注释结果,其中在NR数据库中获得注释的Unigene数目最高(25,818,53.65%),获得eggNOG、SwissProt以及GO注释的Unigene数目分别为25,491(53.25%)、18,409(37.31%)和16,623(34.10%),各物种间的基因注释一致性程度较高。(2)基因表达模式分析结果显示,高低海拔绢蝶样本间的差异表达基因主要参与遗传信息加工(包括DNA复制、重组与修复、RNA加工、转录、翻译以及与翻译直接偶联的核糖体结构与生物合成等)、翻译后修饰与蛋白周转、信号转导、能量合成、各类物质(包括碳水化合物、脂肪、核苷酸和氨基酸等)转运与代谢等过程,并在氧化磷酸化(Oxidative phosphorylation)、核糖体(Ribosome)以及产热(Thermogenesis)3个代谢通路中显着富集;参与DNA和细胞损伤修复、RNA加工与修饰、核糖体生物合成、蛋白翻译后折迭与修饰、缺氧应答、抗氧化、免疫防御等过程的绝大部分基因的表达水平在高海拔绢蝶中均普遍提高;与线粒体生物合成相关的基因表达水平在高海拔绢蝶中显着下调,但参与能量代谢途径的若干核基因的表达水平却仍然很高。同时,我们还在高海拔绢蝶中发现若干独特的基因表达调控方式,如:编码V-ATPase各亚基的多个基因(如ATP6V1D、ATP6V0E2、ATP6V0C、ATP6V1G以及ATP6V1F等)表达水平协同上调,可能有利于绢蝶在有限的能量供给条件下更好适应高原特殊环境;参与昆虫气管发育过程的2个基因(如EMS和FOI)表达量普遍上调,可能有助于绢蝶在高原缺氧条件下快速摄取并传递氧;参与视网膜修复和再生过程的2个基因(MANF和CDASE)表达量普遍上调或发生正选择,可能在应对高原紫外线辐射导致的组织损伤过程中发挥重要作用。另外,高海拔绢蝶中参与戊糖磷酸途径、糖异生、嘌呤核苷酸合成等代谢途径的相关基因表达量也协同上调,不仅有助于高原绢蝶抗氧化、耐寒、促进机体免疫应答,还有助于抗饥饿、延长寿命等。以上结果显示,绢蝶的高原适应性不仅表现在耐缺氧、耐寒和抗紫外线辐射方面,还体现在抗饥饿、提高免疫防御、促进细胞增殖与生长等各个重要生命过程中。综合以上分析结果表明,绢蝶的大多数共同差异表达基因具有多种功能,参与高原适应的各方面调节具有正相关性,同时高海拔绢蝶在基因表达方面的调控既是系统性的,也是有一定独特性的。(3)适应性分子进化分析结果显示,绢蝶属基部主要演化支间的dN/dS值差异明显,且绢蝶共同祖先演化支的dN/dS值相对最低;5个基因(ILF2、PRPF17、SHF、CDASE和PGM2)发生了正选择,具有明显的氨基酸位点替代特异性并可能会导致蛋白结构稳定性、疏水性以及活性等功能性变化;绢蝶属的候选快速进化基因和正选择基因均主要参与遗传信息加工、环境信息加工以及能量代谢等途径,与大部分的共同差异表达基因的功能类别相同。分析结果表明,绢蝶属最近共同祖先的形成过程经历了强烈的负选择作用,暗示早中新世前的青藏高原隆升以及初步形成的高原环境已对绢蝶类共同祖先的演化产生了明显的选择压力;绢蝶属各主要深部演化支却各自发生了快速适应性进化,可能与其寄主植物的协同演化和寄主植物转换事件相关。综合已有的研究结果还发现,尽管在绢蝶与其他动物类群中发生表达差异和正选择的绝大部分基因各不相同,但各类基因所参与的代谢通路却基本相同,表明它们在高原适应策略方面具有功能性趋同进化现象。(4)绢蝶属深部分支间的分子系统学和谱系年代学分析结果表明,绢蝶亚属(Parnassius亚属)在绢蝶属内是一个独立的基部演化支;在其他亚属间,Driopa亚属与Kreizbergia亚属为姊妹群,而Tadumia亚属与Kailasius亚属亲缘关系更近;基于大量直系同源基因序列能够获得十分稳健的分子系统树,表明利用转录组测序来获得大量基因序列数据是解析绢蝶属深部分支(亚属)间系统发育关系的一个有效工具;绢蝶属的最近共同祖先的形成和分化在距今约20-17百万年前(Ma)的早中新世时期开始发生,随后以紫堇属植物为寄主的各代表亚属在中新世时期快速适应性辐射(14.9-12.9Ma);绢蝶属的快速分化跨越中新世气候适宜期(Mid-Miocene climate optimum,MMCO),并与青藏高原的阶段性快速隆升以及大范围高山山脉形成、中亚至中国西部地区的干旱事件以及主要寄主植物的适应性辐射基本同步。依据进一步的综合分析结果,笔者认为绢蝶属蝶类的起源与辐射进化与其寄主植物(如:紫堇属、景天属、红景天属等)的时空演化格局存在明显的相关性,并受青藏高原隆升、气候变化(如温度、湿度等)等地质环境事件共同驱动。在缺乏绢蝶全基因组序列信息的条件下,本研究首次通过较大规模的转录组测序获得了大量难得的分子数据资料,并以此为基础较为详尽地分析了绢蝶高原极端环境适应的基因表达模式和序列变异特点,阐述了绢蝶属不同物种较普遍的适应策略和内在的分子生物学机制。同时,本研究基于绢蝶属深部分支的系统发生关系及其谱系年代学分析结果,对绢蝶属谱系演化历史及其主要地质环境背景进行了较系统的解析。以上研究既为绢蝶属的适应性进化提供了内在的分子生物学依据,也丰富了绢蝶属宏进化机制方面的研究结果,并为今后其他昆虫类群的相关研究提供了一些有价值的基础资料。

(2)本文研究方法

调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。

观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。

实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。

文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。

实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。

定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。

定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。

跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。

功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。

模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。

演化谱系论文参考文献

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论文知识图

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演化谱系论文_朱永刚
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