分子系统学的发展及其现状
生物科学领域研究现状与展望
生物科学领域研究现状与展望生物科学是一门涉及生命起源、生物进化、生物结构与功能、生物相互作用等方面的学科，以及利用这些知识来促进人类健康和解决环境问题的研究领域。
随着科技的不断进步和研究方法的不断发展，生物科学领域取得了许多重要的突破和进展。
在这篇文章中，我们将对生物科学领域的研究现状进行探讨，并展望未来的发展方向。
生物科学领域的研究现状包括以下几个方面：1. 基因组学：随着基因测序技术的高速发展和成本的不断降低，人类已经完成了多种生物的基因组测序工作。
这使得我们能够更全面地了解生物的基因组结构、功能以及调控机制。
基因组学的发展对于药物研发、个性化医疗和基因编辑等方面的科学研究具有重要意义。
2. 细胞生物学：细胞是生命的基本单位，细胞生物学研究的主要内容包括细胞结构、功能和生命周期等方面。
随着显微镜技术的进步和细胞成像技术的发展，我们可以更深入地研究细胞的微观结构和功能，例如细胞内的代谢过程、信号传导机制等。
细胞生物学的进展有助于我们更好地理解生物体的构成和功能。
3. 分子生物学：分子生物学是研究生物体分子结构与功能之间关系的学科。
现代分子生物学通过克隆与重组技术、PCR、蛋白质纯化与鉴定等技术手段，研究DNA、RNA、蛋白质等生物大分子的结构与功能。
分子生物学的发展不仅深化了我们对生物分子组成和作用机制的理解，还为基因工程、生物制药等应用领域提供了技术支持。
4. 生物工程与合成生物学：生物工程是将工程学原理与生物学知识相结合，利用生物体或其组成部分来制造新的化学物质，或改造生物体的一种学科。
合成生物学则是一门研究如何通过有效地设计和利用生物系统来构建新的生物功能的科学。
生物工程与合成生物学的发展有望促进药物研发、能源生产和环境保护等诸多领域的进步。
未来生物科学领域的发展有以下几个方向：1. 多组学研究：多组学研究是整合基因组学、转录组学、蛋白质组学以及代谢组学等多个层次的研究，从而全面解析生物体的分子组成和功能。
分子生物学研究的现状与展望
分子生物学研究的现状与展望随着科技的不断进步，分子生物学研究正变得越来越广泛和深入。
分子生物学是一门生物学分支学科，它探究的是生命现象的分子基础。
分子生物学的研究领域较为广泛，包括DNA、RNA、蛋白质、基因表达、细胞信号转导以及细胞周期等多个方面。
在现今科技发达的时代，分子生物学的研究正在取得突破性进展和应用价值。
本文将就分子生物学研究的现状和展望进行探讨。
一、分子生物学研究的现状1. 基因组学2001年，人类基因组计划（Human Genome Project）的成功启示了基因组学的时代，随着下一代测序技术的发展，基因组学正迎来新的发展机遇。
基因组学是研究生物体基因组结构、功能、演化及其与表型联系的学科。
基因组的测序与分析，能够深刻理解人类的遗传基础，为疾病的预治疗提供了基础。
2. 细胞信号转导学该领域研究的是在细胞内部或细胞间能够传递信息的一系列分子和信号通路。
细胞信号转导学在分子生物学领域中占据重要地位。
利用分子生物学技术，特别是生物材料的功能性分析和蛋白质互作筛选方法的发展，有助于揭示神经元、肌细胞及内脏器官的信息传递方程式，并深入研究细胞的生长、分化和肿瘤形成过程等。
3. 蛋白组学蛋白质组学研究的是整个生物系统中蛋白质在种类、数量和功能方面的变化。
蛋白质组学是理解生物机制、研究生物学和生物化学的重要领域。
蛋白质组学在药物研发和个性化医疗等领域中也有很大的应用前景。
4. 基因编辑技术基因编辑技术是指直接对基因进行一定程度的人为干预，从而改变基因的表达水平、活性和功能。
目前人工制造的一些基因编辑技术主要有CRISPR-Cas9技术、TALEN技术和ZFN技术。
这些技术可用于病虫害防治、生物制造、种子质量控制等多个领域。
二、分子生物学研究的展望1. 处理“大数据”现今许多分子生物学的研究都会导致产生具有海量数据的输出，对数据的处理和分析成为了当前迫切需要解决的问题。
如何较为简单和快速地搜索和处理这些数据，将成为未来的研究热点。
虫草属分子系统学研究现状
菌物研究2004,2(1):58-67Journal of Fungal Research Vol 12,No 11,2004ISS N 1672-3538虫草属分子系统学研究现状①蒋 毅,姚一建②中国科学院微生物所真菌地衣系统学重点实验室,北京100080摘 要:近年来的分子系统学研究结果表明,麦角菌目(Clavicipitales )与肉座菌目(Hypocreales )以及虫草属[Cordyceps (Fr.)Link]与麦角菌科(Clavicipitaceae )内的有关种属关系密切,但虫草属为一多系群,其中只有新虫草亚属的种类形成单系群。
虫草属种类的进化与寄主有一定的关系,有关研究显示它们在亲缘关系相差很大的寄主之间多次转移。
多个独立的ITS 序列研究表明,阔孢虫草(Cordyceps crassispora M.Z ang et al.)、甘肃虫草(Cordyceps gansuensis K.Y.Zhang et al.)、多轴虫草(Cordyceps multiaxialis M.Z ang &K injo )、尼泊尔虫草(Cordyceps nepalensis M.Z ang &K injo )与冬虫夏草[Cordyceps sinensis (Berk.)Sacc.]为同一物种;RAPD 和ITS 序列分析还显示不同地理分布的冬虫夏草存在明显的遗传分化。
分子生物学方法在确定有性型与无性型的关系上已经为多种虫草菌提供了有力的证据。
本文主要对虫草属分子系统学研究现状进行了综述,同时就分子生物学研究中的取样问题、一些分子方法的适用范围以及有性型与无性型的关系等问题进行了讨论。
关键词:虫草属;冬虫夏草;蛹虫草;分子系统学中图分类号:Q9491327 文献标识码:A 文章编号:167223538(2004)0120058210 虫草属包括许多具有重要应用价值的种类,如药理作用明显的冬虫夏草[1,2]、古尼虫草[Cordyceps gunnii (Berk.)Berk.][3]和蛹虫草[Cordyceps militaris (L.)Link ]等[4],以及在害虫防治上具有潜在生防价值的众多昆虫病原菌[528],该属菌物在医药、农业等行业上具有广阔的开发利用前景。
多新翅类昆虫分子系统学的研究现状_刘念
多新翅类昆虫分子系统学的研究现状刘念，黄原①（陕西师范大学生命科学学院，陕西西安 710062）摘要：多新翅类是一类低等新翅类昆虫的集合。
包括直翅目Orthoptera、竹节虫目Phasmatodea、襀翅目Plecoptera、纺足目Embioptera、蛩蠊目Grylloblattodea、革翅目Dermaptera、螳螂目Mantodea、螳虫脩目Mantophasmatodea、等翅目Isoptera、蜚蠊目Blattaria和缺翅目Zoraptera 11个目。
由于形态学上的多样性，这些昆虫之间的系统发育关系仍不清楚。
本文综述了近年来多新翅类昆虫目间以及目级以下各类群间的分子系统学研究进展。
关键词：多新翅类；直翅类；网翅总目；系统发育关系；分子系统学中图分类号：Q969. 文献标识码：A文章编号：1000-7482(2010)04-0304-09多新翅类Polyneoptera是非全变态昆虫中最大和最多样性的类群，一般认为包括直翅目Orthoptera、竹节虫目Phasmatodea、襀翅目Plecoptera、纺足目Embioptera、蛩蠊目Grylloblattodea、革翅目Dermaptera、螳螂目Mantodea、螳虫脩目Mantophasmatodea、等翅目Isoptera、蜚蠊目Blattaria和缺翅目Zoraptera 11个目 (Terry 和 Whiting, 2005)。
由于形态学上的多样性，这些目之间的系统发育关系仍不清楚。
近年来包括核rRNA 基因（18S rRNA和28S rRNA），单拷贝核基因，如无翅基因（Wg）、Hox（Hx）和组蛋白亚单位（H3），线粒体基因组或部分基因（COI、COII、Cyt b、16S rRNA和12S rRNA）作为分子标记被用于多新翅类昆虫目间以及目级以下各类群之间的分子系统学研究中。
本文从目间以及目级以下各类群间两个方面综述了近年来多新翅类昆虫的分子系统学研究进展。
生物分界的发展历史论文
生物分界的发展历史论文生物分界的发展历史可以追溯到18世纪初，当时生物学家开始意识到生物界的广泛分化，并尝试建立不同种类和物种之间的分类系统。
随着时间的推移，生物分界的发展经历了多次革新和变革，产生了许多不同的分类系统和分级方法。
18世纪末，卡尔·林奈提出了生物分类学的基本原则，并建立了生物分类系统。
他将生物分成了植物界和动物界，这一系统一直沿用至今。
然而，随着对生物多样性的进一步研究，林奈的分类系统显然并不足够完善，因为生物多样性的范围远远超出他当时所知晓的。
19世纪初，查尔斯·达尔文的进化论给生物分界的发展带来了重大影响。
他提出了进化理论，并认为生物的分类应该基于它们的进化关系而非单纯的形态相似性。
这一理念促使了生物学家对生物分类系统的进一步思考和改进。
20世纪初，生物学家开始运用分子生物学的技术研究生物类群间的亲缘关系，并提出了分子系统学的理论。
这一理论认为，生物的分类应该基于它们的遗传信息而非形态特征。
分子系统学的发展推动了生物分类系统的革新，也为今后的分类学研究提供了重要的理论基础。
随着科学技术的不断发展和生物多样性的不断增加，生物分界的发展历程也日趋复杂和丰富。
当代的生物分类系统已经不再局限于形态学和分子生物学，而是融合了多种不同的分类方法和理论。
生物学家们致力于建立一个更加全面和准确的生物分类系统，以更好地反映生物界的真实面貌。
在当代，生物分类系统已逐渐向综合性发展。
生物学家们开始将形态学、生理学、行为学、生态学以及分子生物学等多种学科的知识相融合，从而建立起更加全面、多元化的分类系统。
此外，随着新的技术和方法的不断涌现，如DNA测序技术和计算机辅助分类分析等，生物学家们对亲缘关系和分类的理解也日益深入。
此外，对生物分界的发展历史也需要在地理环境背景下进行考量，比如世界不同地区的物种和生态系统的差异性。
生物地理学对于理解生物分类的演化和分布提供了重要线索，促使生物学家们相对于物种的生态和地理特征进行更为科学的分类。
系统生物学的发展及其应用
系统生物学的发展及其应用随着科技的不断进步，生物学领域的发展也不断迈向新的高峰。
在这个领域中，系统生物学是一个备受关注的分支。
它通过整合分子生物学、计算机科学和数学模型，来研究生物系统的整体运作。
近年来，系统生物学在基础研究和应用研究方面都取得了很多突破，本篇文章将深入探讨它的发展历程和其在生物医学研究、生物工程等方面的应用。
一、系统生物学的发展历程系统生物学于2000年左右开始崭露头角。
它首先被定义为研究生物系统整体性质的学科，并受到了当时分子生物学技术的极大支持。
由于分子生物学技术的高速发展，系统生物学从理论到实践开始进入了新的阶段。
在日益庞大的生物数据领域，系统生物学应用了实体模型、基因网络和计算机模拟等技术，来研究各种生命系统的结构和功能。
2003年，美国国家科学基金会开始投资生物信息学基础设施计划，系统生物学研究也作为其中的一部分。
随着基因芯片技术的突破和大规模数据生产技术的成熟，系统生物学研究进入了新的时代。
二、系统生物学在生物医学研究中的应用系统生物学在基础研究、应用研究和临床研究上都有广泛应用。
1.癌症研究。
系统生物学通过分析大量肿瘤细胞的数据，了解癌细胞的发生机制和相互作用，寻找抗癌药物和治疗方法。
而在临床治疗方面，系统生物学帮助医生预测病人的病程和疾病的进展，提供个性化治疗方案。
2.疾病研究。
系统生物学在神经系统疾病、自身免疫疾病、代谢疾病等方面都有研究，理解疾病形成和治疗的基本过程，为研究疾病提供有效的依据。
3.药物研究。
系统生物学在药物研究中扮演着重要角色。
通过模拟不同药物与人体的相互作用，理解药物影响的基本过程，寻找作用靶点并优化药物结构，从而提高药物的疗效和安全性。
三、系统生物学在生物工程中的应用系统生物学也有重要的应用价值在生物工程领域。
例如：1.微生物代谢工程。
系统生物学应用基因组学和圆盘工艺来改造微生物的代谢途径，从而生产药物、燃料、化学品和食品等。
2.合成生物学。
鞘翅目昆虫分子系统学研究概况
关键词：鞘翅 目；分子 系统学
中 图分 类号 ：Ｑ ６ ．８ ９ ９ ４ 文 献标 识码 ：Ａ 文 章编 号 ：１ ７～ ４２ （０ １ １—２ ６ ３ ６ ４０ ３ ２ １ ）一２ ０ ３—
全球 已知鞘 翅 目种类 ３万 余 种 ， 占全 球 己知 昆虫 总数 的１３ ６ ／，
２ １ 年 第 ｌ期 ０１ ２ （ 总第２ ２ ） ６期
吉 林 农 业
Ｊ ＬＩ Ｉ Ｎ ＡＧＲ Ｉ ＣＵＬＴＵＲＥ
ＮＯ ． ２． ２ １ ０１ ｌ
（ ｕ ｌｔ ｅｙ Ｃ ｍｕａｉ ｔ ＮＯ．６ ｖ ２２
鞘 翅 目昆虫分 子系统学研 究概况
李 爱林 ’ ，张 健。 一，张晓军
外 学 者 对鞘 翅 目不 同分 类 阶 元 的系 统 发 育 问题 进 行 了广 泛 而 深 入 体Ｃ ｌ Ｃ Ｉ 序 列 重 建 了鞘 翅 目Ｓ ａ ｈ ｌｎ ｄ ｅ ｌｏ ｈ ｒ 属 ５ Ｏ和 Ｏ Ｉ ｔ ｐ ｙ ｉ ｉ ａ 科Ａ ｅ ｃ ａ ａ Ｏ
１线 粒体基 因组
于 线粒 体 Ｃ Ｉ １Ｓ ＲＡ 因部 分序 列 对 全 北 区水 生 甲虫Ａ ａ ｉａ Ｏ和 ６ｒＮ基 ｇｂ ｎ ｅ １ １ 线粒 体Ｄ Ａ ． Ｎ 的组 成 及 其结 构 特征 鞘 翅 目 昆 虫 线 粒 体 Ｄ Ａ （ ｔ Ｎ ） 的 组 成 与 其 他 的 昆 虫 相 族 中的 四属 共 计 １ ７ 昆虫 进 行 系 统 发 育 分 析 ，其 中 Ｉ ｙ ｉ ｓ Ｎ ｍ ＤＡ ０种 ｌ ｂ ｕ 属 ｌｂ ｏ ｏａ ｌ ｔｍ ｕ 属 同 ，是 双 链 、 闭 合 、环 状 的 结 构 ，大 小 为 １ ． — ６ ４ ｂ 由 １ 和 Ｉ ｙ ｉ ｓ ｍ 属 被 很 好 的 重 建 为单 系群 ，而 Ｐ ａ ａ ｂ ｓ 并 未 ５ ３ １ ．ｋ ， ３ 个 蛋 白编 码 基 因 、２ 个 ｒ Ｎ 基 因 、２ ｒ Ｎ 基 因 和 １ 非 编 码 的 被 重 建 为 单 系 群 ，Ａ ａ ｕ 属 为 并 系 群 。最 后 从 生 物 地 理 学 角 度 ２ ＲＡ 个 ＲＡ 个 ｇｂｓ
植物分类学的现状与发展趋势
植物分类学的现状与发展趋势植物分类学作为生物学的一个重要分支，研究的是植物的分类、命名、归类以及演化关系等方面的内容。
它对于我们了解自然界中的植物种类和演化历程具有重要意义。
本文将介绍植物分类学的现状以及未来的发展趋势。
一、植物分类学的现状1. 传统分类方法在早期的植物分类学中，主要采用形态学的方法对植物进行分类。
这种方法主要侧重于观察和比较植物的形态特征，如根、茎、叶、花等，并根据这些特征将植物分成不同的类群。
传统分类方法建立了植物分类系统的框架，为后续的分类工作奠定了基础。
2. 分子生物学的进展随着分子生物学的发展，分子系统学逐渐成为植物分类学的重要手段。
研究人员利用DNA、RNA等分子技术对不同植物的基因组进行比较，并通过基因序列的相似性来推断它们的亲缘关系。
分子生物学的进展为植物分类学提供了新的分析手段，使得分类结果更加准确和可靠。
3. 综合分类方法综合分类方法是将形态学和分子生物学等多种信息相结合，进行综合分析和判断的分类方法。
这种方法能够充分利用形态和分子等多个方面的特征，提高分类的准确性和可信度。
综合分类方法在当前的植物分类学研究中得到了广泛应用，并取得了一系列有价值的成果。
二、植物分类学的发展趋势1. 多样性保护与分类随着人类活动的不断扩大和加剧，生物多样性正面临着巨大的威胁。
因此，未来的植物分类学将越来越注重生物多样性的保护与分类工作。
通过对各种植物的系统研究和分类，对于制定有效的保护策略和措施具有重要意义。
2. 系统发育重建未来的植物分类学将更加注重对植物系统发育的深入研究。
通过对植物的基因组进行详细比较和分析，进一步揭示植物之间的亲缘关系和演化历程。
这将有助于我们更好地了解植物的起源和变化规律。
3. 多学科融合未来的植物分类学将与其他学科进行更加紧密的融合。
生态学、进化生物学、分子生物学等学科的发展将为植物分类学提供更多的研究手段和视野。
多学科融合有助于促进植物分类学的发展，丰富分类方法和内容。
9六足动物分子系统学研究进展
六足动物分子系统学研究进展 Progress on Studies of Hexapoda Molecular Systematics 刘建文1，刘晓英2，蒋国芳3① LIU Jian-wen1, LIU Xiao-ying2, JIANG Guo-fang3(1．广西大学农学院，广西南宁 530004；2．陕西省榆林学院，陕西榆林 719000；3．南京师范大学生命科学学院，江苏南京210079)(1. College of Agriculture, Guangxi University, Guangxi, Nanning 530004, China;2. Yulin College of Shaanxi, Yulin, Shaanxi 719000, China;3. College of Life Science, Nanjing Normal University, Nanjing, Jiangsu 210097, China)摘要：对近期国内外六足总纲动物的原尾纲、弹尾纲、双尾纲和昆虫纲在种群遗传变异及进化、种及种下阶元的分类鉴定、种上阶元的系统发育分析等分子系统学方面的研究进展进行了综述。
多基因的联合分子数据研究日益增加。
随着分子技术的日益推广，不同类型的基因序列甚至全基因组的联合使用将引导分子系统学走向辉煌的未来。
关键词：六足总纲；昆虫；分子系统学中图分类号：Q969 文献标识码：A文章编号：1000-7482(2004)03-0234-07分子系统学(molecular systematics)是检测、描述和解释生物在分子水平的多样性及其演化规律的学科。
现阶段，昆虫分子系统学主要依靠现代分子生物学技术，如DNA序列分析、RAPD、RFLP、SSCP 和AFLP等，对生物体内核酸、蛋白质分子进行研究，其研究内容主要包括种群遗传变异及进化、种及种下阶元的分类鉴定、种上阶元的系统发育分析等。
系统发育学进展及其在生物学研究中的应用
系统发育学进展及其在生物学研究中的应用随着科技的发展与应用，我们对于生物学中最基本的概念已经有了更深刻的理解。
其中，系统发育学作为生物系统进展方面的重要领域，对于生物学研究具有着十分重要的意义。
在本文中，将对于系统发育学的进展与生物学研究中的应用进行探讨。
一、系统发育学的发展历程与现状系统发育学由于其对于生物分类与演化的研究具有着重要的意义，自19世纪以来一直受到生物学家的重视。
从最早的形态学与生物地理学方法，到基于分子数据的系统发育推断，系统发育学的研究方法愈加完善，研究结果也更加精细。
其中，分子系统发育学尤为重要，其利用基因或蛋白质序列数据建立物种之间的进化树，从而反映出它们之间的相似度。
通过这种方式，我们可以准确、可靠地重新定义不同物种以及它们之间的关系，从而更好地理解它们之间的演化、分类及其与环境的关系。
目前，系统发育学的相关研究分支主要包括进化发育学（evodevo）、适应性演化学（adaptive evolution）、系统发育生理学等方面，每一方面都在不断地拓展我们对于生物系统进展的了解。
二、系统发育学在生物学研究中的应用1、演化史研究系统发育学的一个主要应用就是在生物分类中的应用。
通过对于不同物种基因数据的比较、分析，生物学家们可以根据不同物种之间的相似度重新定义它们的分类关系。
而这种重新定义往往会为生物学的研究、理解和保护提供更有价值的依据。
例如，通过对于哺乳动物系统发育的分析，科学家们重新定义了各种哺乳动物的亲缘关系，从而拓展了对于哺乳动物的分类与进化历程的了解。
2、药物研发通过对于生物之间基因、蛋白质序列等分子结构的比较、分析，可以发现这些结构上的差异、相似性等，特别是对于药物研发有着十分重要的意义。
例如，通过分析不同生物体之间基因的差异，科学家们可以发现一些意想不到的机制，进而寻找到新的治疗方式。
如今年肺炎疫情中，抗体所采用的发现就得益于系统发育学的相关研究。
3、生物进化机制探究生物进化机制及其影响因素一直是生物学家关注的重点之一，而系统发育学的研究为我们揭示了许多以往难以解释、理解的问题，如非洲长臂猿的进化、人类的起源等。
分子系统学
分子系统学分子系统学是指通过对生物大分子（蛋白质、核酸等）的结构、功能等的进化研究，来阐明生物各类群（包括已绝灭的生物类群）间的谱系发生关系．相对于经典的形态系统分类研究，由于生物大分子本身就是遗传信息的载体，含有庞大的信息量，且趋同效应弱，因而其结论更具可比性和客观性．尤为重要的是，一些缺乏形态性状的生物类群（如微生物和某些低等动、植物）中，它几乎成为探讨其系统演化关系的唯一手段．由于分子系统学的上述特点，自其诞生之日起，就逐渐在各种生物类群的系统发生研究中得到了广泛的应用．总的说来，迄今分子系统学的研究所获得的生物类群间亲缘关系的结果，大多都和经典的形态系统树相吻合．但是，在一些生物进化谱系不明或模糊关键环节上，它得出的结果却往往和形态系统学的推测大相径庭．1研究步骤分子系统学研究的主要方法是根据分子生物学数据构建生物类群的谱系发生树．它一般包括以下程序：1.首先确定所要分析的生物类群，选择该类群中相关亚类群的一些代表种类；确定所要分析的目的生物大分子(包括DNA序列、蛋白质序列等)或它们的组合；2.设法获得它们的序列数据或其它相关数据(如限制性内切酶(I LP)、随机扩增多态DNA( )、DNA序列等)，DNA序列的数据可以通过GenBank获得，也可以通过实验室的研究(设计特异引物进行PCR扩增和序列测定)而获得；3.对获得的相关数据进行比对(pairwisealignment)或其它的数学处理，如转变成遗传距离数据矩阵；通过一些遗传分析软件(常用的计算机软件如：PHYLIP J、PAI J、MEGA[J 等)对这些处理后的数据，并基于一定的反映DNA序列进化规律的数学模型构建分子系统树；4对构建的系统树做相应的数学统计分析以检验系统树的可靠性等．值得注意的是，在分析具体的研究对象时，上述各个环节是紧密联系的一个整体，要获得一个正确的结论，必须综合考虑每一环节之间的内在联系．比如目的基因的选择、数据处理和分析的分类群之间、构树方法和分析软件的选择之间都有密切的联系．2涉及议题基因树和物种树分子系统学的目的就是通过基因树来推测物种树．基因树是根据生物大分子的序列数据(主要为DNA序列数据)构建的谱系树，物种树则是反映物种实际种系发生的谱系树．人们期待着得到的基因树和物种树相一致，然而实际情况往往并非如此．Nei(1987)描绘了二种谱系树之间所有可能的关系，认为二种谱系树之间至少存在二个方面的差异：一是基因树的分化时间早于物种树，二是基因树的拓扑结构可能与物种树不一致(二个或多个基因树之间存在着差异)如何将由多个基因或基因组建立的基因树综合成一个物种树，是分子系统学面临的一个主要难题．Maddison(1997)认为：基因重复所导致的并源而非直源关系的产生，不同生物类群问基因的水平转移，系统演化分歧事件发生后产生的分子性状的多型性引起的谱系选择等生物学因素是造成二者不一致的主要原因．相应地，分子系统学研究中一定要选择直源基因而非并源基因，选择水平转移事件较少的树，采用基于大量独立进化的基因位点进行分析等等，都不失为一种行之有效的方法，更有利于获得一个可靠的树．分类群的选择分子系统学研究中如何选择所研究的对象——内类群的选择是一个非常值得注意的问题．内类群选择(内类群的数目及选择依据等)的科学性与否直接影响到所得结论的可靠性．关于内类群的数目，目前大多数分子系统学家认为，当所分析的序列长度一定时，尽量选择较多的分类群有助于获得更准确的结论，而内类群选择的依据主要体现在：(1)结合古生物学，形态学等各方面证据，尽量保证所选择的分类群确为一个单系发生的类群；(2)分类群的选择并非是随机的，尽量使其在所研究的生物类群中具有代表性；(3)在某些因具有明显长枝效应(或短枝效应)而导致的系统关系不确定的分支间增加分类群有助于减弱或消除这种效应．另外，在构建分子系统树中，同样需要选择外类群以确定系统发生树的基部位置，从而确定进化的方向．外类群的选择可以是单个(单一外类群)，也可以是多个(复合外类群)．在所研究的内类群数目不多且二者之间的极性关系十分确定的情况下，单个外类群足以说明问题．而在较为复杂的分析中，通常选择复合外类群以保证所得结论的可靠性[11]．随机选择的外类群，极有可能因为亲缘关系较远，导致所得结果的不确定性增大．因此，在选择外类群时，必须结合其它分类学上的证据，或者在做详细的系统发育研究之前，首先对所研究的内、外群的关系进行初步探讨，以便于选择较为理想的外类群．最理想的外类群应该是该内群的姐妹群，因为二者间拥有较多的共近裔性状．目的基因的选择分子系统学研究中目的基因的选择也是一个至关重要的问题．一般来说，要根据所研究的具体分类群选择适宜的基因：在高级分类阶元(科级以上)间的系统发生分析中，选择一些在进化中较为保守的基因或基因片段(如核编码的蛋白质(酶)基因、核糖体基因(18S rRNA基因、28S rRNA基因)等)；在较低级的分类阶元间，可以选择进化速率较快的基因或基因片断(如某些核编码基因的内含子或转录间隔区(ITS)以及一些细胞器基因(线粒体基因和叶绿体基因)等)．当然，每一个具体的研究对象，可以选择的基因数目可以是多个的，至于哪些是最有效的，这通常要依据具体情况做比较分析后才能得出结论．条件允许的话，可以作多基因或多基因组合分析后寻求一致树来加以解决．有时针对某些涉及到多种层次分类阶元的复杂分类群时，还可以采取组合分析的方法：即推断位于系统树基部的深层次的谱系发生时，运用较保守的基因作为目的基因；推断位于系统树中段的谱系发生时，采用进化速率较为适中的基因；在系统树顶端的终端分类单元时，采用进化速率较快的基因．这样可以在不同阶层的演化关系中都获得可信的结果．基因序列数据的比对选择了适宜的目的基因并通过基因的扩增(PCR技术)和序列测定后，就获得了各个目标生物类群的DNA序列数据，对所获得的同源DNA序列进行比对是分析中的关键环节．所谓比对是指通过插入间隔(gaps)的方法，使不同长度的序列对齐达到长度一致，并确保序列中的同源位点都排列在同一位置．其中间隔的处理对后续的系统学分析有明显的影响．序列比对目前通常基于以下二种原理：点标(dot plot)法和记分距阵(scoring ma仃ix)法．基因树的构建方法目前，构建基因树的方法很多，常用的主要有二大类：距离法(distancemethod)：是将序列数据转变成数据(遗传距离)矩阵，然后通过此数据矩阵构建系统树、具体性状法(dis—cretecharacter method)：直接分析序列上每个核苷酸位点所提供的信息构建系统树，它又包括最大简约法(MP)和最大似然法以及由ML法延伸的贝叶斯法(Bayesianmetl-,od)．距离法该方法基于这样一种假设，即只要获得一组同源序列间的进化距离(遗传距离)，那么就可以重建这些序列的进化历史．距离法中以邻接法(NJ)最为常用．邻接法是由Saitou和Nei(1987)提出，其原理是逐步寻找新的近邻种类(序列)，使最终生成的分子树的遗传距离总长度为最小．该法虽并不检验所有可能的拓扑结构，但在每阶段诸物种(序列)聚合时都要应用最小进化原理，故而被认为是ME的一种简化方法．最大简约法该方法源于形态学的分支系统学研究，而最早被Fitch(1971)用于核苷酸数据研究．它是一种最优化标准，遵循“奥卡姆剃刀(Ockharn’S razor)原理，即假设由一祖先位点替换为另一位点时，发生的替换数目最少的事件为最可能发生的事件．在实际应用中，由于MP法只考虑所谓的“信息位点”，所得的进化树是最短的、也是变化最少的进化树．因而，简约法的“最小核苷酸替换数目”原则也意味着“异源同型事件(homoplastic event)(即平行替换、趋同替换、同时替换和回复突变等)最少．最大似然法该法最早由Felsenstein(1981)提出，其原理是以一个特定的替代模型分析一组既定的序列数据，使获得的每一个拓扑结构的似然率均为最大，再挑出似然率值最大的拓扑结构作为最终树这里所分析的参数是每个拓扑结构的枝长，并对似然率的最大值来估算枝长．迄今的研究表明，在分类群数目较大、序列长度较长的复杂分析中，ML法的分析结果优于其它任何方法。
人类生物学研究的发展现状与未来趋势
人类生物学研究的发展现状与未来趋势人类生物学是研究人类生物体结构和机能的学科，涵盖了从分子水平到整个器官系统的范畴。
近年来，随着科技的不断进步，人类生物学研究取得了巨大的进展，为我们理解人类身体的运作机理和疾病的发生发展提供了重要线索。
本文将对人类生物学研究的现状及未来趋势进行探讨。
首先，当前人类生物学研究的一个重要方向是分子生物学。
分子生物学的发展使我们能够更深入地了解基因组和基因表达的机制。
通过基因测序技术的不断革新，科学家们能够更全面地研究人类的基因组，识别与疾病相关的基因变异，并揭示了许多疾病的潜在机制。
此外，研究人员还能够通过基因编辑技术，如CRISPR-Cas9系统，对特定基因进行精确修改，为疾病治疗和基因治疗提供了新的途径。
其次，人类生物学研究在生物医学领域的应用也日益突出。
从药物研发到个性化医疗，人类生物学的研究成果直接影响着医学的进步。
近年来，大规模基因组研究和疾病关联分析已经取得了重要突破，使我们对疾病的风险评估和个体化治疗有了更深入的了解。
通过分析大量的人类基因组数据，研究人员已经发现了许多与疾病相关的基因变异和易感基因。
这使得临床医生可以根据个体基因组信息为患者提供更加精准的治疗方案，促进了个性化医疗的发展。
此外，人类生物学研究正逐渐向系统生物学方向发展。
系统生物学是一门综合性学科，通过整合各种生物系统的信息，旨在深入理解生物体各层次之间的相互作用。
借助于大数据分析和计算模型技术的应用，研究人员可以更好地解析生物体内复杂的生物网络并揭示其规律性。
系统生物学的发展为我们揭示了许多生命现象的新机理，如代谢调控、细胞信号传导等，并且为疾病的研究提供了新的视角。
未来，基于系统生物学的方法将成为人类生物学研究的重要手段，有望在解决复杂疾病等方面发挥重要作用。
此外，在人类生物学研究中，合作和共享资源的意识也越来越强。
许多大规模基因组计划和组织库的建立，如英国维生素D基因组研究(Vitamin D GenomicsConsortium)和全球代谢组组织库(Metabolomics Society)等，为全球研究人员提供了珍贵的资源。
植物论文
植物分类学发展历史及研究现状摘要植物分类学则是一门区分植物类群，探索植物类群间亲缘关系，阐明植物界自然系统的科学。
其目的是使人们更好地认识植物，利用植物和改造植物。
对植物分类学历史的简单概述以及有关目前新的分类方法。
关键词植物分类学发展历史新方法前言有关植物分类学的研究自二十世纪20年代以后，除了应用植物形态解剖和植物地理分布知识外，开始利用迅速发展的细胞学和遗传学资料，如染色体的数目、形态，特别是染色体的组型分析，以及最近几年发展起来的染色体分带技术、多倍化与杂交亲和性和繁育行为等，又引进了生物学种的概念，对传统分类学以很大的补充和促进。
通过学习以及资料的查询了解，旨在了解植物分类学的发展以及当前的新的分类方法，使植物分类学更好的帮助人类认识学习植物利用植物和改造之物。
1.植物分类学的发展历史1.1概况植物分类学作为一门独立的学科大约始于17世纪。
林奈发表《植物种志》(1753年)标志着近代植物分类学达到成熟阶段。
按斯特斯(A. Stace)的观点，西方植物分类学的发展历史大致经历了如下几个时期：古代分类时期─本草学时期─林奈的性系统时期─自然系统时期─系统发育系统时期─当代表型性系统时期。
其后四个时期实际上是近代植物分类学的内容及不同时期的主要流派。
英国植物分类学者杰弗雷(C. Jeffrey)植物分类系统的性质和时期而划分为三个时期，即：人为分类系统时期、自然系统时期和系统发育系统时期。
1.2人为分类系统时期（本草学）（远古──1830年左右）这一时期实际应包括人类认识药用植物的本草时期在内，相当漫长，约从远古到1830年左右。
人类最初在寻找食物和治病药草的过程中，积累了认识植物的经验。
分类方法都是人为分类法(artificial method)，没有很好地考虑到从植物自然形态特征的异同来划分种类，更看不到植物的亲缘关系。
1.3自然分类学时期（十七世纪──达尔文进化论发表，1859年）由于资本主义生产力的上升，科学发展，人们对植物的认识越来越广泛和深入，许多学者逐渐看出18世纪前的植物分类方法和系统存在许多漏洞，纷纷努力寻求能够反映自然界客观植物类群的分类方法，从多方面的特征进行比较分析。
分子生物学的研究现状与发展趋势
分子生物学的研究现状与发展趋势分子生物学是现代生物学发展的一个重要分支，其主要研究分子水平上的生物学问题，包括基因的表达、遗传信息的传递、蛋白质结构和功能等。
随着分子生物学技术的逐步完善和广泛应用，它已经成为研究生命科学各个领域的基础和重要手段。
本文将从分子生物学的研究现状、发展趋势以及应用前景三个方面来探讨分子生物学的未来。
一、分子生物学的研究现状分子生物学的发展始于20世纪50年代，当时人们开始利用化学方法研究DNA和蛋白质的结构及其相互作用关系。
1970年代以后，随着DNA序列技术和重组DNA技术的发展，分子生物学进入了一个高速发展的新时期。
目前，分子生物学研究的内容以基因和蛋白质为主，这是由于基因和蛋白质是生命现象的两个核心要素。
在分子生物学的研究领域中，进行的工作主要包括：（1）基因的克隆、定位和表达基因是控制生命活动的分子基础。
分子生物学主要研究如何从生物体中克隆要研究的基因，并对其进行定位和表达。
通过这些工作，人们可以更深入地了解基因的结构和功能，从而为研究生命现象提供更精确的基础。
（2）蛋白质的结构和功能研究蛋白质是生命现象中最为关键的分子，其复杂的结构和多样的功能为科学家们提出了许多挑战。
通过分析蛋白质的三维结构和功能机制，人们可以更好地理解生命现象，并探索新的治疗方法和药物研发思路。
（3）基因调控和信号传递机制研究基因的表达受到复杂的调控机制的影响。
当前分子生物学研究的另一个重点是探究这些调控机制的作用。
同时，信号传递机制是细胞内外沟通和协调的重要手段，了解它的机制对于深入理解生物体的调节和自我平衡具有重要意义。
二、分子生物学的发展趋势随着分子生物学技术的不断进步和新的技术手段的出现，分子生物学将呈现以下几个发展趋势。
（1）技术方法将更为成熟和多样化分子生物学的发展是与技术方法的发展密不可分的。
目前，分子生物学技术包括PCR、DNA测序、基因芯片、蛋白质质谱和蛋白质组学等。
未来，随着这些技术的不断完善和更新，将衍生出更多新的技术方法和手段，为分子生物学的研究提供更多样化的工具。
分子诊断技术的现状和未来发展方向
分子诊断技术的现状和未来发展方向随着科技的不断发展，分子诊断技术愈发成为医学领域研究的热门话题之一。
分子诊断技术是利用分子生物学、生物化学、微电子学、信息技术等多学科相互融合而形成的新型诊断技术，它可以通过检测患者体内的分子标志物来快速、准确地进行疾病诊断、预后评估及治疗监测等。
分子诊断技术已经成为现代医学领域的基础，通过结合多种技术手段如基因芯片技术、荧光定量PCR技术和质谱技术等，已经在很多领域取得了显著的成果。
例如，临床上常用的肝炎病毒检测及艾滋病病毒检测等，都是依靠分子诊断技术实现的。
而近年来，新型冠状病毒的检测也依赖于分子诊断技术进行，且检测速度和准确性比其他检测方法更高。
在未来，分子诊断技术的应用将更加广泛。
一方面，基因组学等技术的普及使得针对个体基因组的分子诊断技术也将逐渐发展成为医学研究和临床诊断中重要的技术。
另一方面，随着快速诊断和个性化治疗需求的增加，需要在全新的领域进行深入研究，如肿瘤、神经系统疾病的诊断及自身免疫病等方面的研究。
肿瘤疾病是分子诊断技术研究的重要领域之一。
目前临床上，肿瘤的分子诊断主要依靠体液（如血液、尿液等）中的生物标记物作为依据。
而在肿瘤组织细胞的基因突变、DNA变异和RNA 表达等方面的检测，需要更加先进的技术手段的支持。
诸如单细胞测序、大规模基因测序、数据库建设等，将成为肿瘤疾病分子诊断技术研究的重点研究方向。
此外，神经系统疾病也是分子诊断技术研究的重要领域之一。
脑区域及神经系统中的诸多分子机制，在神经系统疾病的发生、进展中起着极为重要的作用。
目前的临床诊断方法对神经系统疾病的早期诊断和治疗监测能力较为有限，因此，在神经系统疾病的分子诊断领域中，分子标志物的发现和筛选，以及脑部图像数据和分子标志物的结合等也将成为重要研究方向。
此外，自身免疫病的诊断也是分子诊断技术研究中重要的研究方向。
自身免疫病多因免疫系统异常而引起，常常伴随着代谢异常、氧化应激及组织损伤等，导致临床表现各异，而且尚未明确其发病机制。
分子生物学研究的现状与趋势
分子生物学研究的现状与趋势分子生物学是现代生物学的一个重要分支，它通过探究生物体内各种生物分子的结构、功能和相互作用等方面，来深入理解生命的本质以及实现生物医学研究的目的。
近年来，随着基因编辑、单细胞测序，以及人工智能在分子生物学领域的不断运用，这个领域更加深入、更加广阔。
本文将从多个角度，分析分子生物学研究的现状和未来趋势。
一、基因编辑技术基因编辑技术是近年来发展最快的一项分子生物学技术，其主要是通过特定蛋白将DNA中的部分突变或切除，以达到修复、更改基因的目的。
CRISPR/Cas9系统是目前最为先进的基因编辑技术之一。
在应用上，基因编辑技术可以用于研究、治疗常见疾病，比如癌症、遗传性疾病、肺炎、艾滋病等。
二、单细胞测序技术单细胞测序技术是一种高分辨率的测序技术，它能够在单个细胞水平上分析细胞的基因表达模式，以及单个细胞的遗传变异和突变。
这项技术具有很高的应用价值，比如可以在肿瘤细胞中预测耐药性，提高治疗效果；可以帮助科学家了解胚胎发育、免疫细胞分化，以及神经细胞功能的发挥模式等。
三、人工智能人工智能技术在分子生物学领域的应用相对而言还处于起步阶段。
但是，AI技术能够快速处理大量数据，并针对不同数据，进行精准预测分析。
比如，利用深度学习平台，科学家可以预测蛋白质跨膜和丝氨酸磷酸化等结构信息，从而更好地研究相关生物学问题。
除此之外，还有基于人工智能的药物研发模型，能够更加准确地进行药物筛选和设计。
四、微生物学微生物本质上是一种分子生物学研究的对象。
微生物是一类生物体，由极小的生物分子构建出来，而且难以直接体现出特定功能。
近年来，随着单细胞测序技术的应用和研究的深入，微生物学也成为分子生物学领域研究的重要方向之一。
微生物在自然界中具有不可替代的作用，不仅是人类健康的重要保障，也是生物多样性的重要来源。
五、结构生物学结构生物学是分子生物学的其中一个重要领域，主要研究分子结构和功能之间的关系，以及生物分子之间的相互作用。
分子系统学
分子系统学Molecular Systematics课程代码：901060105学时数：36 学分数：2执笔人：刘彦群讨论参加人：秦利，石生林，夏润玺等审核人：杨瑞生一、教学目的分子系统学是近40年发展起来的应用生物化学及分子生物学技术解决进化生物学问题的一门综合性很强的交叉学科，是检测、描述并解释生物在分子水平的多样性及其演化规律的学科，在生命科学研究领域具有重要作用。
通过本课程的学习，掌握分子系统学的原理和方法，基本掌握如何利用分子系统学方法解决种群结构、分类学、系统发育和分子进化的问题，为生物科学研究奠定科学的研究方法。
本课程是蚕学专业选修课和公共选修课。
二、教学内容、教学目标及学时分配第一章概论（3学时）本章介绍分子系统学的概念、发展状况、基本原理、研究方法、研究内容、分子系统学的优缺点、动物主要类群的分子系统学研究概况、分子系统学研究中存在的主要问题和展望。
第二章分子系统学基础（6学时）本章主要介绍分子系统学的遗传和进化基础，重点掌握生物的分子组成、起源和系统学价值。
1. DNA及其基因组的组成、结构和进化2. RNA的组成、结构和进化3.蛋白质的组成、结构和进化4.小分子化合物及其生化进化5.分子进化6.表型进化的分子基础第三章分子系统学的研究程序（5学时）通过本章学习，掌握分子系统学研究的一般程序和方法，重点掌握分子系统学研究的原则。
1.确定研究类群和目标2.预试3.取样策略4.样品的收集、处理和保存5.结果记录、数据分析6.系统学解释第四章核酸的分子系统学方法（8学时）本章主要介绍核酸分子系统学方法与应用范围，包括DNA—DNA杂交法、RAPD、AFLP、RFLP、SSR、核酸序列分析方法，重点掌握各种方法的优缺点和适合范围。
1. RAPD标记技术的原理与应用2. AFLP标记技术的原理与应用3. SSR标记的原理与应用4.序列分析方法与应用：核基因、线粒体基因、叶绿体基因；功能基因、基因间隔区。
植物学现状与未来发展趋势探究
植物学现状与未来发展趋势探究植物学，作为研究植物的学科，一直是生态学和生物学的重要分支。
它不仅涉及到植物的形态、结构、功能、发育和遗传，更涉及植物与生态环境之间的相互作用。
随着人类对自然环境的破坏和全球气候变化的加剧，植物学已经成为了解决生态环境问题的重要手段之一。
本文将探讨当前植物学的现状和未来发展趋势。
一、植物学的现状1. 植物多样性研究成果显著植物多样性是植物学的基础，也是保护生物多样性的重要内容。
随着科学技术的不断进步，植物多样性研究日益深入，研究成果也越来越显著。
例如，2019年，中国科学家利用各种信息和数据，建立了覆盖亚热带主要生态区域的“中国亚热带树木物种名录”，该物种名录涵盖了亚热带地区所有已知的树木类群和非乔木植物类群，共收录了6359个名称、214种命名异名和465个物种组合等信息，为亚热带地区生物多样性保护提供了重要依据。
2. 超分子系统学研究引领植物分类学发展超分子系统学是指利用不同的基因和分子标记，研究生物分类学和进化历史的分子系统学方法。
目前，超分子系统学在植物分类学中得到广泛应用，不断推动植物分类学的发展。
例如，2016年，来自中国和非洲的科技人员利用超分子系统学方法，对88个品种的南非菖蒲族植物进行了进化系统分析，推测其祖先具有很强的耐旱和耐盐性。
另外，超分子系统学还可以为大规模、全面和全球性的物种鉴定提供科学化和高效化的技术支持。
3. 植物基因编辑技术处于探索阶段植物基因编辑技术是基因编辑技术的一种，通过改变植物基因的DNA序列，达到特定的目的，如提高抗病性、提高产量等。
近年来，基因编辑技术在医学、农业、生态环境等领域的应用受到广泛关注。
然而，由于涉及到生物伦理学和安全性等问题，植物基因编辑技术的推广还需要经过长时间的探索和实践。
二、植物学的未来发展趋势1. 建立更加全面的植物基因组数据库基因组数据库是植物基因组学研究的重要基础，天然植物的基因组数据库中涵盖了大量的遗传信息和功能基因。
生理学研究的现状及未来发展方向
生理学研究的现状及未来发展方向生理学是研究生命现象的基础科学，包括细胞、组织、器官和系统的结构和功能等方面。
随着科技和医学的发展，生理学研究在世界范围内取得了重大的进展和贡献。
本文将介绍生理学研究的现状和未来发展方向。
一、生理学研究的现状1.细胞及分子生理学研究随着细胞及分子生物学技术的发展，生理学研究的基础得以深挖。
研究人员通过结构生物学、蛋白质工程、基因测序等技术手段，深入了解分子机制，解析生物体的生理过程。
例如，生物光发光蛋白的发现为生物物质可控性研究带来了新的突破，为研究大脑的神经网络提供了有力支持。
2.系统神经生理学研究系统神经生理学是生理学的重要分支，可以对各种疾病的发生和生理学模型进行探究。
研究人员运用电生理学、功能磁共振等技术手段，分析不同神经元的兴奋性、神经递质的作用方式、节律和连接等方面，可以解析大脑各区域之间的通讯机制和神经信号的传递过程。
3.器官生理学研究器官生理学主要研究各个器官的组织结构、生理过程、疾病发展等方面。
其中心血管和呼吸系统的研究得到了广泛关注。
血管内皮细胞失调和氧气缺乏状态容易引起缺血性心脏病和血管性脑卒中等疾病，相关的调控机制成为研究热点；呼吸器官的研究集中在呼吸过程的调控机制和肺部结构的分析上。
4.运动生理学研究运动生理学广泛应用于体育和医学领域，有助于评估身体功能水平、疾病风险和康复情况。
研究人员运用麻醉药物、电生理学、生物成像等多种技术手段，探究肌肉收缩机制、肌纤维构成、代谢水平、及对运动刺激的响应等方面，帮助医生更好地进行运动康复和体育训练。
二、生理学研究的未来发展方向1.多模态生理学研究随着各种创新技术手段的涌现（包括脑网络成像、单细胞测序、脑–机接口技术等），未来的生理学研究将变得更加多样化和多模态。
这些技术手段可以同时收集生理学上的多个层面信息，比如同时收集大脑电信号、脑功能成像和生物分子数据，更好地分析不同层面信息之间的相互作用和调节机制，从而提高对大脑功能的理解。
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分子系统学的发展及其现状唐伯平 周开亚 宋大祥(南京师范大学生物多样性与分子进化实验室210097) 摘要 分子系统学在生物学研究中的地位日益显得重要。
本文概述了分子系统学的形成以及常用的研究方法。
介绍了该学科的应用和研究中存在的一些争议。
关键词 分子系统学 系统发生 系统学1 分子系统学的形成几个世纪以来,博物学家和生物学家一直都在对生物多样性进化描述和解释。
这种工程及其结果便是生物系统学(system atics)。
生物系统学是研究生物多样性以及它们中间的任何一个类群和其他类群的各种关系的科学。
系统学的研究是建立在分类学基础之上的,而对生物进行分类是人类认识生物世界的第一步。
3000年前我国的甲骨文已有了许多动植物的名称,公元前4世纪的亚里士多德对动植物的记述,16世纪李时珍的《本草纲目》等等都是人类对生物分类的初步总结。
18世纪林奈(L in2 naeu s,1758)双名法的建立为对生物多样性描述和分类奠定了基础,由于林奈这一系统的严谨性、科学性而很快得到公认,并被进化学家拉马克、达尔文、海克尔(H aeckel)所采用。
1860年海克尔提出了系统发生(p hylogeny)这一概念。
研究系统发生的主要任务是探讨物种之间的历史渊源以及物种之间的亲缘关系。
但早期建立起来的生物系统发生史很少有客观标准。
这样直到本世纪上半叶人们关注的焦点仍然是物种、物种形成和地理变异而不是生物发生。
1942年赫胥里(J.H ux ley)出版的《进化论的现代综合》中仍未出现系统发生这个词。
后来德国植物学家齐默尔曼(W.Zi m m erm ann)建立了顶枝学说(telom e theo ry)和德国昆虫学家亨尼希(W.H enn ig)创建了分支系统学说(cladistic system atics)。
他们都是基于现存生物和生物化石的共同特征来概括提炼出一些客观标准来重新构建生物进化史的。
60年代开始,新的系统发生数据逐渐积累,计算机硬件和软件的建立,使系统发生学取得了长足的进步,同时蛋白质和核酸分子结构检测方法得到迅猛发展,并且这些方法很快被进化学家所接受的采用,这样就产生了一门新的学科——分子系统学。
分子系统学是用分子生物学的技术和方法来研究生物多样性,以及它们之间相互关系的科学。
它主要包括两大领域,即种群遗传学(pop u lati on genetics)和系统发生学(p hylogenetics),前者主要研究种内分化,后者主要研究物种多样性及种间系统发生。
2 分子系统学常用的研究方法及其应用2.1 分子系统学常用的研究方法 分子系统学的研究首先是通过现代分子生物学技术,获得物种特定遗传标记的大量数据,然后把这些数据进行相关的数学分析而对研究结果进行解释和说明。
目前常用的核酸分析方法有DNA 杂交、串联重复序列数目变异、单链构象多态性、变性梯度凝胶电泳、限制性片段长度多态性、随机扩增多态性DNA、测序和克隆。
蛋白质分析技术中常用的方法有:免疫学技术,同工酶电泳、蛋白质电泳、氨基酸分析等。
染色体分析中常用的方法有:核型分析、带型分析、荧光原位杂交、染色体原位隐藏杂交、引物原位标记、多(探针)引物原位标记等,在上述方法中主要以核酸分析为主。
特别是近几年测序技术的推广和普及,自动测序技术的发展,序列分析技术越来越多的地被采用。
数据分析中常用的一些方法有:1)简约法,这种方法旨在确定最短的系统树,对该树核苷酸或氨基酸的替代总数应取最小值。
该方法中影响较大的有最大简约法,加权简约法和进化—1—生 物 学 通 报 1999年第34卷第5期简约法;2)距离矩阵法,此处的距离指相对替代率、遗传距离或进化距离。
常见的方法有:不加权成对群算术平均法、F itch2M argo liash法、转化距离法、邻接法等;3)最大似然法,以各种假设的进化数学模型对观测结果进行检验,选出具有最大似然函数的模型构树。
常见的方法有L angley和F itch法、Felsen stein法等,由于分子数据由抽样获得,所以在用某种方法获得系统树后,还要用重抽样法来检验校正,常见的方法有折刀法和自助法。
总之,在数据处理时最好用多种方法进行比较,以期获得一致的结果,提高结果的可靠性。
2.2 分子系统学的应用 目前分子系统学主要应用于生物分类学,构建生物分子树或生物进化树。
B ecerra应用分子系统学的方法,还成功地解释了昆虫和宿主植物之间的协同进化关系。
除此之外,分子系统学还能用于中草药的鉴定和分离、人类流行病的分析、病原体查找、基因和基因组进化、行为学、生态学、生物地理学、发育生理学甚至犯罪学等领域的研究。
3 分子系统学研究中的一些争议及其展望3.1 分子系统学研究中的一些争议 分子性状(或数据)和形成性状(或数据)哪一个更好,哪一个更能客观地反映生物进化的历史。
形态特征可靠性相对弱些,而分子特征则有时可能引起误导和争议,所以研究时应将两者相互结合起来,因为分子数据有很强的遗传学基础,能准确获得并可定量化,但形态学特征可很容易地从化石和大量被保存的标本中获得,所以两者不应相互排斥而应相互兼容。
相似和同源的理解在分子生物学家和形态学家之间的理解各不相同。
在现实工作中,如果两个蛋白质有95%的氨基酸位点相同,分子生物学家则认为两者有95%的同源,而余下的5%和共同祖先没有关系,是非同源的,但是大多数情况下,这5%也是同源的,只是后来发生了歧化。
当然也可说这两个蛋白质相似,因趋同进化、基因转换而造成这样的结果。
分子系统学中存在3种关系:直源、并源、和异源。
直源指经过物种形成过程后,所有直接后代之间的关系,如图1。
物种3和1、2之间的关系便是直源。
物图1 直源和并源序列的形成1.表示第1次物种形成2.表示第2次物种形成种A和B则是并源,因为它们之间没有直接的祖先,有的只是基因复制。
异源是经过逆转录、转座等作用形成的。
在建立物种系统发生时只有直源序列才可能得出正确的结论。
如1A, 2A,3A为直源,3者的关系通过序列分析,数学计算得出(图2A)。
如果3者为并源序列,像1A,3A,2B,则会得出错误的结论如图2B,它所反映的不是物种的系统发生而是基因的系统发生。
图2 用直源和并源序列建立的系统发生谱系有时并源序列的进化不是独立的,而是协同进化,可导致一些高度重复序列的形成。
有人将经过协同进化而同质化的并源序列叫作全源序列。
如果协同进化速率太高,这些序列可成为相同序列,这时直源和并源的关系就混淆了。
关于分子进化速率恒定性的问题,也是有争议的。
因为基因突变中有无声突变和回复突变,这些都说明进化速率是有波动性的,所以认为分子进化速率不是恒定不变的,即不具先验性。
而进化速率的恒定是中性学说的一个重要内容,也是许多构建分子系统进化谱系的基础。
但并不意味着分子系统学的方法已不能使用。
分子系统学中另一个问题就是关于分子变异的中性学说和自然选择的争论。
现在一般认为:自然选择理论在总体上要强于中性学说,中性学说本身也承认中性只是在分子水平上,而在表型上仍然是自然选择在起作用。
—11—1999年第34卷第5期 生 物 学 通 报黄鳝的性转变石 琼 孙儒泳(北京师范大学生命科学学院100875) 摘要 简要介绍黄鳝由雌性转化成雄性的性转变现象,以及有关黄鳝性转变机制研究的进展概况。
关键词 黄鳝 性转变 黄鳝,俗称鳝鱼、田鳗、蛇鱼和长鱼等,在分类上隶属于硬骨鱼纲、辐鳍亚纲(真口亚纲)、合鳃目、合鳃科、黄鳝属。
我国仅产1种(学名为M onop terus a lbus Z u ie w),其体形细长,形状似蛇或鳗鱼。
鳃孔相连成一横裂位于喉部,体滑无鳞。
背鳍、臀鳍与尾鳍连在一起,且较小,仅留下不显眼的低皮褶,没有胸鳍和腹鳍。
鳃退化,不能在水中独立呼吸,但可用口咽腔及肠腔来辅助呼吸空气,无鳔,耐饥饿。
黄鳝是一种淡水穴居的硬骨鱼类,广泛生活于江河、湖沼、沟渠及稻田中,营底栖生活。
由于它具有肉味鲜美、经济价值高、便于活体运输等优点,已日渐成为重要养殖鱼类之一。
我国除西北高原地区以外,各地区均有黄鳝的记录,特别在珠江流域和长江流域,更是盛产黄鳝的地方。
在国外,主要分布于泰国、印度尼西亚、菲律宾、印度和朝鲜等地。
黄鳝的生命过程中具有典型的性转变(Sex change)现象,是一种常见的雌雄同体硬骨鱼类。
在其生命发育的早期为雌性,产卵后转为间性(In tersex),最后进入雄性阶段。
因为控制同一个体雌雄生殖细胞的顺序表达和成熟的机制,对于了解性别决定的内在和外在控制具有重大意义,故黄鳝已被用作性别决定研究的一种常见模型,并取得初步进展。
1 黄鳝的自然性转变同其他动物一样,有关黄鳝性转变的研究也是从性腺组织的形态学描述开始的。
1944年,中国科学院院士刘建康研究员首次报道黄鳝存在性转变现象,由此揭开了黄鳝性转变研究的灿烂篇章。
他在研究黄鳝繁殖习性的过程中,首先观察到黄鳝的性别明显与体长和年龄有关,中小个体主要是雌性,而较大个体多为雄性,雄鳝都是由雌鳝产卵后通过性转变而来。
而且,该转变不可逆转,即雄鳝不再变回雌性。
此后,国内外不少学者相继证实了不同地域的黄3.2 展望 随着分子生物学中一些重大问题的解决,如内元(内含子)功能,DNA时空调控机制等的彻底破译,构建分子系统谱系将会有更加有力的手段。
但要真正构建生物系统发生的图谱,应使用综合的方法即分子系统学和形态学、生理学、行为学、生态学、生物地理学等方法,在新的计算方法和计算工具支持下相互兼容,这需要做相当多的工作。
4 参考文献 1 王义权,周开亚,王珞珊.金钱白花蛇及其伪品的Cyt b 基因片段序列分析和PCR鉴别研究.药学学报,1998,33(12):941—947. 2 Becerra,J.X.Insects on p lants:m acroevo luti onary chem ical trends in ho st use.Science,1997,276:253—256. 3 Felsenstein,J..Phylogenies from mo lecular sequences: inference and reliability A nnu.R ev.Genet.,1988,22:521—565. 4 H illis,D.M..B i o logy recap itulates phylogeny.Science, 1997,276:218—219. 5 H illis,D.M.,C.M o ritz&B.K.M able.M o lecular sys2 tem atics(2nd ed).Publishers Sunderland,M as2sachusettes,1996,1—247.—21—生 物 学 通 报 1999年第34卷第5期。