基因组学视角下的反刍动物进化:从过去到未来展望

王宝, 陈垒, 王文
动物学研究, 2019 Vol. 40 (6): 476-487   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.061

树鼩染色体水平参考基因组组装及重测序

范宇, 叶茂森, 张金燕, 许凌, 余丹丹, 古天乐, 姚玉林, 陈佳琦, 吕龙宝, 郑萍, 吴东东, 张国捷, 姚永刚
动物学研究, 2019 Vol. 40 (6): 506-521   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.063
      2019年, 第40卷, 第6期 出版日期:2019-11-18 上一期   
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    动物学研究. 2019, 40 (6): 471-587.  
    摘要 ( 49 )   RICH HTML PDF (68248KB) ( 64 )
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    Review

    基因组学视角下的反刍动物进化:从过去到未来展望

    王宝, 陈垒, 王文
    动物学研究. 2019, 40 (6): 476-487.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.061
    摘要 ( 316 )   RICH HTML PDF (971KB) ( 294 )

    反刍动物(反刍亚目)是最成功的草食性哺乳动物之一,具有广泛丰富的表型和生态特征(如角和多胃室等),并包含多种主要家畜物种(如牛、水牛、牦牛、绵羊和山羊等)。理解反刍动物的进化不仅对科学研究具有极大意义,而且对人类社会具有重要的潜在应用价值。基因组学数据的快速增长为剖析反刍动物的进化历史和独特特征的遗传基础提供了前所未有的机遇。在这里,我们总结了目前对反刍动物遗传、表型、和生态多样性的理解,并对未来的研究进行了展望。

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    抗菌肽:对抗多药耐药之战的新希望

    James Mwangi, 郝雪, 赖仞, 张治业
    动物学研究. 2019, 40 (6): 488-505.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.062
    摘要 ( 604 )   RICH HTML PDF (844KB) ( 803 )
    抗生素的发现开启了人类药物改革中辉煌的篇章,然而,针对近年来多药物耐药的快速涌现及传播和抗生素的滥用等问题,如果没有有效的控制措施,我们将面临回归前抗生素时代的风险。由于缺乏有效的治疗措施,碳青霉烯类耐药的绿脓杆菌、万古霉素耐药的肠球菌、青霉素类耐药的金黄色葡萄球菌、广谱β-内酰胺酶耐药的鲍曼不动杆菌、大肠杆菌以及肺炎克雷伯菌是医院中最危险的病原菌,对这些耐药菌引起疾病的治疗不仅增加了住院的时间,也大大增加了住院的成本。相对抗生素,抗菌肽具有不易诱导耐药性、杀菌快、抗菌谱广以及临床疗效好等特点,可以针对多重耐药菌提供潜在有效的治疗方案。本文针对院内病原菌的多重耐药做一综述,同时强调了抗菌肽作为新型替抗药物对多重耐药菌治疗的重要性。
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    论 文

    树鼩染色体水平参考基因组组装及重测序

    范宇, 叶茂森, 张金燕, 许凌, 余丹丹, 古天乐, 姚玉林, 陈佳琦, 吕龙宝, 郑萍, 吴东东, 张国捷, 姚永刚
    动物学研究. 2019, 40 (6): 506-521.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.063
    摘要 ( 774 )   RICH HTML PDF (4103KB) ( 347 )
    树鼩(Tupaia belangeri chinensis)是一种与灵长类亲缘关系较近的小型哺乳动物,作为实验动物研究引起了广泛的关注。对树鼩基因组高精度的测序及组装,对全面获取遗传特性和了解其生物学特征很有必要。在本研究中,我们使用单分子实时测序技术(Single molecular real-time, SMRT)以及高通量染色质构象捕获技术(High-throughput chromosome conformation capture,Hi-C),完成了新版树鼩基因组(KIZ version 2: TS_2.0)测序,获得高质量染色体水平的参考基因组。新版基因组解决了现存树鼩基因组中存在的问题,并能更加准确地识别基因组上复杂的重复序列、基因结构及物种特异性基因组结构变异。此外,我们对6只野生树鼩进行了全基因组重测序,获得基因组水平上约1280万个单核苷酸变异信息,其中主要组织相容性复合体(Major histocompatibility complex,MHC)及免疫球蛋白基因(Immunoglobulin)家族所在区域在基因组上具有较高的核苷酸多样性。基于上述数据,我们更新了树鼩基因组数据库(TreeshrewDB v2.0: http://www. treeshrewdb.org),发布了新版基因组的注释信息以及遗传变异数据。高质量的树鼩基因组及更新的树鼩基因组数据库将为树鼩应用于各个领域的研究提供相关基础。
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    良好的肠道完整性及低微生物易位有助于SIVmac239感染的北平顶猴维持低

    张明旭, 宋天章, 郑宏毅, 王雪卉, 路莹, 张瀚丹, 李婷, 庞伟, 郑永唐
    动物学研究. 2019, 40 (6): 522-531.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.047
    摘要 ( 230 )   RICH HTML PDF (1383KB) ( 156 )

    微生物易位导致HIV及SIV感染后系统性免疫活化是艾滋病发病的重要原因之一。我们发现在SIVmac239感染期间,北平顶猴CD8+ T细胞活化水平显著低于中国恒河猴。另外,其血浆脂多糖结合蛋白及可溶性CD14水平同样低于中国恒河猴。相较于中国恒河猴,北平顶猴的Chiu评分明显更低,这意味着其能维持更好的肠道完整性。无论在SIV感染或未感染的北平顶猴回肠和结肠上皮层均未发现明显的损伤,这一点不同于中国恒河猴。而且,在SIV感染或未感染的北平顶猴回肠和结肠部位均未检测到明显的微生物易位。以上研究结果表明,北平顶猴在SIV感染期间维持良好的肠道完整性及低水平的微生物易位可能是其CD8+ T细胞活化水平更低的重要原因。

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    Reports
    利用全基因组保守序列确认现存灵长类的最近姐妹支系
    张美玲, 李明莉, Adeola Oluwakemi Ayoola, Robert W. Murphy, 吴东东, 邵永
    动物学研究. 2019, 40 (6): 532-540.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.057
    摘要 ( 199 )   RICH HTML PDF (2885KB) ( 143 )

    阐明现存灵长类近亲的系统发育关系对于深入理解灵长类(特别是人类)基因组和遗传表型进化等相关生物学问题至关重要。然而,目前灵长类近亲的系统发育关系仍然存有较大争议,形态学和分子生物学证据普遍支持三种主要的假说:(1)树鼩是灵长类的姐妹进化支系;(2)树鼩和皮翼类共同作为灵长类的姐妹进化支系;(3)皮翼类是灵长类的姐妹进化支系)。在本研究中,我们使用两种序列划分策略(45 Mb全基因组保守非编码元件和393 kb串联蛋白编码基因序列;它们分别代表不同进化速率的基因组区域)来探讨上述三种假说的正确性。相比于其它系统发育分子生物学研究,本研究评估了灵长类及其近亲的基因组进化历史,该结果稳固地支持第三种假说—皮翼类是现存灵长类的最近姐妹进化支系。同时,我们的系统发育研究表明猴亚科基因组(特别是狒狒族)具有较低的核苷酸分歧水平,而长臂猿基因组拥有较高的核苷酸分歧速率。此外,我们使用MCMCtree方法进一步更新了灵长类小目以及灵长类早期进化支系的分歧时间。

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    中国短沟蜷科(腹足纲:蟹守螺超科)的系统分类

    杜丽娜, 陈军, 余国华, 杨君兴
    动物学研究. 2019, 40 (6): 541-551.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.033
    摘要 ( 389 )   RICH HTML PDF (1868KB) ( 239 )

    短沟蜷科(Semisulcospiridae)种类隶属于软体动物门(MOLLUSCA)、腹足纲(GASTROPODA)、中腹足目(MESOGASTROPODA)。分布于北美西部和亚洲的中国、日本、韩国、越南、泰国、印度和俄罗斯东部等国家,多栖息于水质清洁的溪流、湖泊和龙潭中。本研究收集了中国短沟蜷科大部分已记录的种类,基于线粒体基因(COI和16S rRNA)所构建的系统发育树结果显示,中国短沟蜷科种类分别隶属于短沟蜷属(Semisulcospira B?ttger, 1886)、华蜷属(Hua Chen, 1943)和韩蜷属(Koreoleptoxis Burch and Jung, 1988)。3个属之间可以通过繁殖方式(短沟蜷属种类为卵胎生,华蜷属和韩蜷属种类为卵生)、齿舌上的差异(华蜷属种类中央齿下缘具一对小齿,韩蜷属种类中央齿下缘具一个小齿,短沟蜷属种类中央齿下缘无小齿),以及分布范围相区别。

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    Letter to the editor

    长江三峡金线鲃属一盲鱼新种——三峡金线鲃的发现及其对中国洞穴鱼类物种分化的新认识

    蒋万胜, 李杰, 雷晓中, 温周瑞, 韩育章, 杨君兴, 常剑波
    动物学研究. 2019, 40 (6): 552-557.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.065
    摘要 ( 415 )   RICH HTML PDF (3573KB) ( 535 )
    2019年2月,在湖北省秭归县郭家坝镇的长江三峡库区20米水深区域采集到一尾中国特有金线鲃属鱼类的全盲个体。从形态上这一个体极易与当前已知的其他金线鲃属鱼类区分开来,具体鉴别特征(大多为洞穴特征)如下:身体为正常纺锤形仅头背部起有轻微隆升,皮肤白化无色素,眼睛缺失,无头角状结构,两对须极短,嘴端位正常,脊椎骨数目为34,侧线鳞数目为41。从分子系统发育关系上而言该个体也与其他物种显著分化,与其姐妹近缘种隔离时间推算为0.55百万年。鉴于此,我们描述其为中国金线鲃属鱼类一新种,命名为三峡金线鲃(Sinocyclocheilus sanxiaensis sp. nov.)。这一物种的发现将我国洞穴鱼类代表类群——金线鲃属鱼类已知的分布范围从北纬25°左右区域扩展到30°以北,也成为我国丰富的金线鲃属鱼类多样性中的第75个物种。鉴于长江三峡区域实际上蕴含着大量的喀斯特地形和发达的地下水网系统,而这一物种又属于典型洞穴鱼类,我们推测其可能由通向长江的某一条地下暗河而来。但是,其被发现于长江三峡库区水域的同时也带来了一系列未解之谜,如:它究竟是主动扩散还是被动迁移?总之,这一个体的发现和报道也鼓励我们对这一珍稀物种开展更多的野外生态调查和保护相关研究。
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    中国云南灌树蛙属(无尾目:树蛙科)一新种

    吴云鹤, Chatmongkon Suwannapoom, 徐凯, 陈进民, 金洁琼, 陈宏满, Robert W. Murphy, 车静
    动物学研究. 2019, 40 (6): 558-563.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.066
    摘要 ( 178 )   RICH HTML PDF (1254KB) ( 222 )

    当前灌树蛙属包括62种,其中大约一半是过去10年间被描述的,但是在中国南方和东南亚区域目前仅分布4个物种。本文基于形态学和分子生物学的分析表明在中国云南省沧源地区发现一灌树蛙属新种—Raorchestes cangyuanensis sp. nov.通过结合以下几个形态特征显示该新种明显不同于同属的其他物种:体型小,成年雄性体长16.1–20.0 mm(n=3);鼓膜不明显;所有指和趾的尖端膨大成吸盘并带有边缘沟;趾间微蹼;指和趾两侧带有侧缘膜;内掌突和外掌突明显;左右跟部相遇;前伸贴体时胫跗关节伸达到眼前端;两眼之间有深褐色眶间三角形;胯部有明显的黑色斑块;指和趾的吸盘为橘红色;背部表面带有深色“) (”标记;虹膜淡棕色;雄性带有单咽下外声囊;第一指基部具微红色婚垫;基于线粒体16S rRNA的分子系统发育分析表明,这一新物种在遗传上不同于灌树蛙属其他物种,并在灌树蛙属内形成一单系支。到目前为止,该新物种仅被发现在海拔1272米模式产地附近的溪流和灌木中。这一新种的发现进一步丰富了灌树蛙属在东南亚和中国南方区域的多样性,使该属的物种数增至63种。

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    泰国北部异角蟾属(无尾目:角蟾科)一新种
    吴云鹤, Chatmongkon Suwannapoom, Nikolay A. Poyarkov, Jr., Parinya Pawangkhanant, 徐凯, 金洁琼, Robert W. Murphy, 车静
    动物学研究. 2019, 40 (6): 564-574.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.032
    摘要 ( 172 )   RICH HTML PDF (2667KB) ( 149 )
    泰国横跨2个生物多样性热点地区,但是对许多现存的两栖动物的物种多样性仍然知之甚少。异角蟾属物种形态保守,主要生活在森林中。在泰国,该属拥有许多隐存物种。在此,我们收集了来自泰国北部清迈省的茵他侬山国家公园异角蟾属的个体,这些个体以前被鉴定为Xenophrys minor。分子和形态分析发现,这些个体明显不同于同属的其他物种,因此我们将其描述为一个新种。通过结合以下形态特征能够很好的将该新种与同属的其他物种区分开:鼓膜明显且圆形;犁骨棱不明显,犁骨齿缺乏;舌呈心形后端无缺刻;指和趾侧缘膜缺乏;雄性第一指有婚垫;内蹠突大,外蹠突缺乏;背部表面有一个完整的深褐色眶间三角形,中间有淡斑,有两个明显的反向的“V”形淡红色腺脊;雄性腹股沟呈橘红色,与周围区域形成鲜明对比;内掌突和外掌突呈微红色。该新种目前已知仅分布于模式产地。该新种的发现进一步丰富了该属的物种多样性,未来需要大量的调查研究来进一步揭示泰国异角蟾属的生物多样性。此外,我们的系统发育分析也表明X. latidactylaX. palpebralespinosa的同物异名。
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    鼬獾中国新纪录及一新亚种描记

    李松, 余国华, 刘硕, 金昌善
    动物学研究. 2019, 40 (6): 575-579.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.067
    摘要 ( 109 )   RICH HTML PDF (2004KB) ( 101 )

    有关中国境内的鼬獾一直以来报道为2种:鼬獾Melogale moschata 和缅甸鼬獾M. personata。2018年5月在武夷山国家公园考察期间,在武夷山市星村镇桐木村挂墩林区公路上发现一号因车祸死亡的鼬獾,通过外形、头骨及分子生物学比对等研究手段证明该号标本属于Nadler 等(2011)报道分布于越南的鼬獾新种M. cucphuongensis 。同时,该号标本在外形及头骨特征上与M. c. cucphuongensis比对达到亚种分化水平,故将该号标本命名为新亚种M . c. guadunensis 。本研究结果为中国食肉类增加了一种的新纪录及其一亚种的新发现。

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    保护绿孔雀--中国在行动

    吴飞, 孔德军, 单鹏飞, 王洁, Gladys Nyakeru Kungu, 卢光义, 杨晓君
    动物学研究. 2019, 40 (6): 580-582.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.069
    摘要 ( 153 )   RICH HTML PDF (865KB) ( 114 )

    绿孔雀是世界上最濒危的雉类之一。在中国,绿孔雀以外表华丽以及深厚的历史和文化价值而广受喜爱,但目前国内种群估计不足500只。近期Tang等在《科学》杂志上报道宣称红河上游地区建设戛洒江一级水电站会导致绿孔雀灭绝,并呼吁停止该项目。根据我们最近的调查,该物种在中国云南省的22个县域仍然有分布,其中2个县的绿孔雀活动会受水电站建设的影响。我们认为水电站会导致绿孔雀在中国灭绝的论断是有失偏颇的。而且实际上水电站早就于2017年8月已经停工。当前中国绿孔雀保护面临的主要困难是65%以上的绿孔雀种群分布在保护区之外,缺乏有效的保护管理。幸运的是,为加快推进生态文明建设,中国政府已经划定了生态保护红线,为有效保护绿孔雀栖息地提供了政策保障。政府现已将绿孔雀保护纳入优先保护计划,为中国绿孔雀保护带来了新的希望。

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    自然光光照时长对猕猴毛发可的松水平的影响

    冯晓丽, 车河龙, 宁熙, 巴雪颖, 李娟, 张静芳, 王芸, 胡正飞, 胡新天, 任晓峰
    动物学研究. 2019, 40 (6): 583-586.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.064
    摘要 ( 155 )   RICH HTML PDF (526KB) ( 178 )
    光照疗法能够改善季节性情感障碍(SAD)患者的症状。有研究者认为,光照可能通过改变可的松分泌的昼夜节律,从而改善SAD患者的症状。然而,另外的研究者发现,光照对可的松的昼夜节律并没有影响。因此,光照疗法不一定是通过影响可的松的昼夜节律,也很有可能是通过影响可的松的长期累积水平来减轻SAD患者的症状。为了明确自然光光照时间长短对猕猴毛发可的松累积水平的影响,本研究对长日照组和短日照组的两组猕猴的毛发可的松水平进行了比较。结果表明,短日照组猕猴的毛发可的松水平显著低于长日照组,从而明确了自然光光照时长对正常猕猴毛发可的松累积水平的影响。本研究可能有助于理解SAD中的可的松相关机制,同时有望为阐明光疗法改善SAD症状的机制提供理论依据。
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    女性阴道微生物菌群的多样性分布及变化规律

    李文迪, 马占山
    动物学研究. 2019, 40 (6): 587-594.   DOI: 10.24272/j.issn.2095-8137.2019.068
    摘要 ( 169 )   RICH HTML PDF (618KB) ( 170 )
    早在上世纪90年代科学家便基于经典“多样性-稳定性关系(Diversity-Stability Relationship, DSR)”提出了细菌性阴道病(Bacteria Vaginosis, BV)的病因学假说。随着测序和分析技术的发展,近年来对阴道菌群结构和多样性的研究逐步深入。尽管如此,阴道菌群多样性在一类人群中个体间的分布或变化规律仍未得到充分的探究,而该问题在理论和实践两方面都具有非常重要的研究意义。在理论上,生物多样性变化尺度是生物地理学探究的核心问题,而在实践中,个体间菌群多样性的异质性可以更好的帮助探究和解释类似BV等菌群相关疾病的发生和发展。本研究将利用多样性-面积关系(Diversity-Area Relationship, DAR)模型深入探究阴道菌群多样性在1107名非洲产后健康妇女中分布和变化规律。DAR模型是对经典物种-面积关系(Species-Area Relationship, SAR)模型的扩展,该模型描述了累积物种多样性与面积(样本个体数)之间的幂法则(及其扩展)关系,并在此基础上衍生出四个生物地理学指标,包括多样性变化尺度参数、群落重叠度(Pair-Wise Diversity Overlap, PDO)、最大累积多样性(Maximal Accrual Diversity, MAD)以及个体水平与群落水平多样性的比值(Ratio of Individual-Level to Population level, RIP)。通过这些生物地理学指标可以帮助我们完善健康女性阴道菌群的生物地理学图谱,从而更好的把握菌群的动态变化,为BV等菌群相关疾病的研究提供可靠的生态学依据。
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当期目录
40卷 6期
2019-11-18

双月刊
创刊于1980年
SCI-E收录
ISSN: 2095-8137
CN: 53-1229/Q

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