适应性进化

摘要： 基于人参、三七基因组测序数据,在基因组水平上对SE基因家族进行鉴定,对其系统进化关系、基因结构、顺式作用元件以及SE基因复制事件等进行分析.结果表明,人参、三七的基因组中共鉴定到20个SE基因,聚为5个分支.SE基因在人参和三七中高度保守,所有SE均包含SE域和FAD/NAD(P)结合域.人参、三七的SE均含有干旱诱导元件、低温响应元件、茉莉酸甲酯响应元件、脱落酸响应元件等参与对植物激素和非生物胁迫响应的关键顺式调控元件.适应性进化分析结果显示,人参和三七SE基因在自然选择中是以纯化选择为主,人参和三七SE 基因在进化过程中高度保守.

摘要： 通过综述青藏高原极端环境植物适应性进化分子机制,总结了植物对于青藏高原低温、干旱、强辐射及传粉者稀少等环境表现出的不同适应机制。根据现有研究进展,提出青藏高原植物适应性分子进化机制几个研究方向,期望为研究植物对极端环境和逆境的适应性进化分子机制提供一定的参考。

摘要： 肠道菌群与动物的生活史特征密切相关。高原鼠兔(Ochotona curzoniae)是青藏高原特有的植食性小哺乳动物,探究其肠道菌群结构和功能的季节变化并评估外部因素的影响,有助于了解该动物对低温、低氧极端环境的适应。中国科学院西北高原生物研究所小哺乳动物适应性进化与管理学科组于2017年1月至2019年4月在青海省海北自治州刚察县收集春夏秋冬各季节的高原鼠兔粪便样品,并记录采样地四个季节的气温、降水和植被营养指标。

摘要： 1.首次证实植物到动物的功能基因转移该研究发现烟粉虱具有“以子之矛、攻子之盾”的本领,揭示了昆虫如何利用水平转移基因来克服宿主的防御,为探索昆虫适应性进化规律开辟新视角,为新一代烟粉虱田间精准绿色防控技术研发提供了新思路。研究由蔬菜花卉所张友军团队完成,于4月1日以封面文章形式发表在《细胞》上。

摘要： 陆稻是栽培稻最重要的生态型之一,在长期适应旱作农业生境的过程中,具有节水抗旱、养分高效、耐直播等诸多绿色性状,是“绿色超级稻”与“节水抗旱稻”研发中的重要种质资源。近年来,陆稻起源与其抗旱性为主的适应性进化的问题逐步受到重视,先后有许多学者采取不同方法、从不同角度研究了陆稻与水稻的适应性分化,并初步揭示了陆稻及其基因资源起源与进化的遗传机制,为科学利用陆稻绿色基因资源发展节水抗旱稻提供了理论依据。该文综述了近30年来陆稻抗旱性起源与进化的研究进展,阐述陆稻起源与进化中的各种观点,并对未来陆稻绿色遗传资源的研究和应用提出展望。

摘要： 中科大实现新型自旋量子放大技术中科院海洋所破译首个深海甲壳动物基因组近日,中科院海洋所李富花研究员课题组和李新正研究员课题组合作破译了国际上首个深海甲壳动物--深海水虱(Bathynomus jamesi)的基因组,并揭示了深海水虱体型巨大化和深海寡营养环境适应的独特分子遗传机制。据悉,此研究是继深海软体动物和深海管虫等深海物种之后,首次报道深海甲壳动物基因组,为揭示甲壳动物独特的深海环境适应性进化和遗传机制提供了重要分子证据。

摘要： 白粉圆叶报春、柔小粉报春和禾叶点地梅是近缘物种,它们生长在海拔3800 m以上的青藏高原(QTP),并在恶劣的高海拔环境中生存良好。为探索这3种植物适应高海拔的分子遗传机制,通过高通量RNA测序获得`3个物种的转录组数据,OrthoMCL分析鉴定转录数据中的单拷贝同源基因,并进行选择压力分析和功能鉴定。结果显示:对测序数据进行质控后一共获得145269464个有效片段;OrthoMCL分析鉴定了3个物种中2151个包含单拷贝基因的同源正交群;选择压力分析表明,有827个同源单拷贝基因受到了显著正向选择;基因功能分类分析发现受到正向选择的109个基因参与了代谢、遗传以及生物学调控和应激反应。本研究表明:基于转录组测序筛选出的候选的同源单拷贝基因功能注释结果显示与DNA损伤修复、次生代谢、能量合成与转换等过程相关,这些同源单拷贝基因在3种植物应对高原低压低氧、强紫外线辐射、稀有资源、强烈的气候波动过程中产生至关重要的作用。

摘要： 鲈形目(Perciformes)是鱼类中物种丰富度最高的一个目,分布在多个水域,在渔业经济发展中占据着重要地位.然而,高密度的养殖模式加剧了病原微生物引起的鱼类病害.Toll样受体(Toll-like receptors,TLRs)是先天免疫中的重要蛋白质分子,在病毒以及细菌防御中起重要作用.本文以TLR1和LTR9为候选基因,共下载了鲈形目17个代表物种的同源序列,通过进化分析探讨该目物种先天性免疫的分子进化基础.选择压力分析发现TLR1、TLR9基因中分别有16和8个正选择位点被两种方法同时检测到,且86%的位点位于蛋白质富含亮氨酸重复序列(Leucine rich repeat,LRR)结构域.上述结果提示鲈形目物种面临较高的病原微生物感染的挑战,而这些正选择位点可能导致基因进化出重要的功能改变以抵抗病原体的侵袭.另外,Free-ratio以及Branch-site模型检测发现基因的正选择具有物种特异性,如TLR1在鲷科的最近共同祖先支以及鲈科最近共同祖先支等受到显著正选择,TLR9也在鲷科的最近共同祖先支受到显著正选择,且这些谱系被报道经常受到病原体的威胁,因此,鲈形目多个谱系受到正选择可能是在长期抵抗病原微生物侵袭中进化的结果.以上研究结果表明,在长期抵御病原微生物过程中,鲈形目物种的TLR1、TLR9基因可能发生了适应性功能改变.

摘要： 真核生物翻译起始因子4G(eIF4G)充当衔接eIF4F复合体的骨架蛋白,在帽依赖性翻译起始中起关键作用.为探究中华绒螯蟹(Eriocheir sinensis)eIF4G基因在幼体发育阶段的作用,本研究利用RACE技术克隆了中华绒螯蟹eIF4G基因(命名为EseIF4G)的全长cDNA序列,利用实时荧光定量PCR技术检测该基因在幼蟹不同发育阶段的mRNA表达模式,并探讨其在节肢动物进化过程中是否发生了适应性进化.生物信息学分析显示,EseIF4G基因的cDNA全长为3769 bp,包含一个2379 bp的开放阅读框,编码792个氨基酸;该编码蛋白具有保守的MIF4G、MA3和W2结构域,无跨膜区、疏水性区域和信号肽,是不稳定且非分泌型蛋白.荧光定量PCR检测显示,EseIF4G基因在中华绒螯蟹受精卵、溞状幼体Ⅰ~Ⅴ期、大眼幼体期和仔蟹Ⅰ~Ⅲ期共10个幼体发育阶段广泛表达,EseIF4G基因mRNA表达量在卵至溞状幼体Ⅳ期相对较高,而在溞状幼体Ⅴ期至仔蟹Ⅱ期相对较低,在溞状幼体Ⅴ期降至最低,与在仔蟹Ⅱ期的表达量没有显著差异(P>0.05).选择压力分析显示,PAML的位点模型和分支位点模型没有鉴定出正选择位点,分支模型在中华绒螯蟹末端分支没有检测到正选择信号;利用Datamonkey在EseIF4G的氨基酸水平鉴定出两个正选择位点(448G和655N).现有数据表明,EseIF4G基因可能参与中华绒螯蟹幼蟹发育过程,特别是短尾化过程,调控mRNA翻译和蛋白质相互作用;同时,其在节肢动物进化过程中进化相对保守.

摘要： 前期研究构建了1株组成型表达山梨糖脱氢酶(sorbose dehydrogenase,SDH)的大肠杆菌工程菌,该菌株能利用L-山梨糖生产维生素C前体2-酮基-L-古龙酸(2-keto-L-gulonic acid,2-KLG),但对底物L-山梨糖的耐受性较差.为解决这一问题,对该菌株进行适应性进化,并强化了进化菌株发酵生产2-KLG的能力.首先,应用基于微流控技术的全自动高通量微生物液滴培养系统,将出发菌株在不同浓度梯度的L-山梨糖培养基中生长、传代,获得能够耐受高浓度L-山梨糖的进化菌株.在摇瓶上进一步验证,最终获得了1株能耐受高浓度L-山梨糖的进化菌株2-F6.然后在2-F6中共表达了能促进2-酮基-L-古龙酸积累的山梨酮脱氢酶(sorbosone dehydro-genase,SNDH),并在摇瓶水平上对接种量、发酵温度、SNDH诱导时间、IPTG诱导浓度以及L-山梨糖添加量进化了优化,在最优条件下,2-KLG的产量达6.05 g/L.最终,将摇瓶发酵条件放大至5 L发酵罐后,2-KLG的产量为5.70 g/L.研究结果为一菌一步发酵法生产维生素C前体2-KLG提供了参考.

摘要： 目的:双歧杆菌耐酸能力差,限制其在产品中的应用和体内益生功能的发挥.本研究利用比较基因组学手段分析双歧杆菌BBMN68耐酸驯化株与野生株在基因组水平差异,为双歧杆菌耐酸机制研究提供依据. 方法:利用适应性进化方法,将BBMN68菌株在pH2.5条件下连续50次驯化并筛选耐酸突变株,利用Solexa技术进行全基因组重测序,利用Blast、ClustalW等软件进行突变基因筛选及分析. 结果:利用适应性进化筛选获得菌株BBMN68m,在pH2.5条件下处理2h,其存活率比野生株提高了10000倍,耐酸能力稳定遗传1000代以上.全基因组重测序筛选出16个SNP位点,其中6个突变位点改变氨基酸序列.其中基因BBMN68_1012发生两个核苷酸发生变化,引起编码蛋白胞外多糖合成的关键酶-引导糖基转移酶氨基酸序列变化,蛋白分子量、pI、3D结构发生改变.该基因突变引发的菌株胞外多糖含量、分子结构与改变可能与菌株耐酸能力提高密切相关. 结论:BBMN68_1012基因可能是长双歧杆菌BBMN68m耐酸能力提高的关键基因.

摘要： 以典型外来入侵生物大豆疫霉菌、小麦矮腥黑穗病菌、松材线虫、紫茎泽兰及潜在入侵生物梨火疫病菌等为研究对象，围绕“入侵物种与寄主的适应性互作与进化机制”科学问题，综合分子生物学、分子生态学、生物化学、遗传学和生物信息学等多学科手段，通过研究入侵病原菌的适应性进化及相关基因表达谱、入侵病原菌毒性效应分子抑制寄主防卫反应功能及其适应性进化机制以及入侵生物寄主谱扩张的生理机制和遗传基础，明确入侵病原生物对本地寄主的适应机制；阐明入侵生物定殖与扩张成灾的分子生态学机制。

摘要： 极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低温、高/低pH、高盐、高压等特性,蕴藏着一大批有重要利用价值的特殊生物资源,具有极大的潜在应用前景.我国戈壁沙漠核爆区,具有极端干燥、昼夜温差大、强太阳辐照等环境特点,形成了具有耐辐射、抗旱、抗寒和耐盐碱等极端抗逆能力的微生物基因资源.这种微生物资源是研究生态系统中生物演替、迁徙等现象及生物进化的基础,也是探索微生物的共进化和极端环境适应性的重要物质基础和源泉本研究开展了核辐射区土壤DNA宏基因组序列的测定工作,分析了该极端环境微生物群落特征.辐射区菌种多样性相对较低,主要由变形菌门(42％)、厚壁门(35％)、拟杆菌门(14％)、放线菌门(8％)组成.其中拟杆菌门细菌数量较对照样本提高100倍以上.分析结果表明,耐辐射性状微生物进化方式为“多起源-共进化”.COG和NOG分析比较结果发现,核爆区宏基因组中碳源代谢、离子转运代谢及DNA修复相关基因含量较高,并着重对逆境胁迫响应蛋白Csp及DNA修复蛋白RecA展开研究.本研究结果为进一步探索耐辐射性状在微生物中的起源、进化和传播机制奠定了基础.

摘要： 极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低温、高/低pH、高盐、高压等特性,蕴藏着一大批有重要利用价值的特殊生物资源,具有极大的潜在应用前景.我国戈壁沙漠核爆区,具有极端干燥、昼夜温差大、强太阳辐照等环境特点,形成了具有耐辐射、抗旱、抗寒和耐盐碱等极端抗逆能力的微生物基因资源.这种微生物资源是研究生态系统中生物演替、迁徙等现象及生物进化的基础,也是探索微生物的共进化和极端环境适应性的重要物质基础和源泉本研究开展了核辐射区土壤DNA宏基因组序列的测定工作,分析了该极端环境微生物群落特征.辐射区菌种多样性相对较低,主要由变形菌门(42％)、厚壁门(35％)、拟杆菌门(14％)、放线菌门(8％)组成.其中拟杆菌门细菌数量较对照样本提高100倍以上.分析结果表明,耐辐射性状微生物进化方式为“多起源-共进化”.COG和NOG分析比较结果发现,核爆区宏基因组中碳源代谢、离子转运代谢及DNA修复相关基因含量较高,并着重对逆境胁迫响应蛋白Csp及DNA修复蛋白RecA展开研究.本研究结果为进一步探索耐辐射性状在微生物中的起源、进化和传播机制奠定了基础.

摘要： 极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低温、高/低pH、高盐、高压等特性,蕴藏着一大批有重要利用价值的特殊生物资源,具有极大的潜在应用前景.我国戈壁沙漠核爆区,具有极端干燥、昼夜温差大、强太阳辐照等环境特点,形成了具有耐辐射、抗旱、抗寒和耐盐碱等极端抗逆能力的微生物基因资源.这种微生物资源是研究生态系统中生物演替、迁徙等现象及生物进化的基础,也是探索微生物的共进化和极端环境适应性的重要物质基础和源泉本研究开展了核辐射区土壤DNA宏基因组序列的测定工作,分析了该极端环境微生物群落特征.辐射区菌种多样性相对较低,主要由变形菌门(42％)、厚壁门(35％)、拟杆菌门(14％)、放线菌门(8％)组成.其中拟杆菌门细菌数量较对照样本提高100倍以上.分析结果表明,耐辐射性状微生物进化方式为“多起源-共进化”.COG和NOG分析比较结果发现,核爆区宏基因组中碳源代谢、离子转运代谢及DNA修复相关基因含量较高,并着重对逆境胁迫响应蛋白Csp及DNA修复蛋白RecA展开研究.本研究结果为进一步探索耐辐射性状在微生物中的起源、进化和传播机制奠定了基础.

摘要： 极端环境微生物是一类重要的微生物资源,其分布多样、适应范围极广,存在于气候温和、严寒与高温、高压、干燥、湿润等各种环境.极端环境微生物在长期不断地适应环境变化和进化的过程中,形成了独特的生理机制和生命行为,具有耐高温、低温、高/低pH、高盐、高压等特性,蕴藏着一大批有重要利用价值的特殊生物资源,具有极大的潜在应用前景.我国戈壁沙漠核爆区,具有极端干燥、昼夜温差大、强太阳辐照等环境特点,形成了具有耐辐射、抗旱、抗寒和耐盐碱等极端抗逆能力的微生物基因资源.这种微生物资源是研究生态系统中生物演替、迁徙等现象及生物进化的基础,也是探索微生物的共进化和极端环境适应性的重要物质基础和源泉本研究开展了核辐射区土壤DNA宏基因组序列的测定工作,分析了该极端环境微生物群落特征.辐射区菌种多样性相对较低,主要由变形菌门(42％)、厚壁门(35％)、拟杆菌门(14％)、放线菌门(8％)组成.其中拟杆菌门细菌数量较对照样本提高100倍以上.分析结果表明,耐辐射性状微生物进化方式为“多起源-共进化”.COG和NOG分析比较结果发现,核爆区宏基因组中碳源代谢、离子转运代谢及DNA修复相关基因含量较高,并着重对逆境胁迫响应蛋白Csp及DNA修复蛋白RecA展开研究.本研究结果为进一步探索耐辐射性状在微生物中的起源、进化和传播机制奠定了基础.

摘要： 作业适应性判定装置(130)判定作业适应度，该作业适应度表示用户处于以何种程度适合进行应该推行的预定作业的状态，具有：察觉困难空间检测部(132)，其根据从检测存在于用户周边的周边物体的周边物体检测装置(110)取得的周边物体信息，检测察觉困难空间，该察觉困难空间是用户难以察觉在进行预定作业时所述用户应该察觉的对象物即察觉对象的空间；用户察觉动作检测部(131)，其根据从检测用户的动作的用户动作检测装置(120)取得的用户动作信息，检测用户察觉动作，该用户察觉动作是用户尝试察觉所述察觉对象时的用户的动作；以及作业适应度计算部(133)，其根据察觉困难空间和用户察觉动作计算用户的作业适应度。

摘要： 本发明公开了一种基于多目标适应性权重进化算法的航线优化方法，包含：S1、采集气象数据及船舶六自由度数据，并对生成的数据集进行预处理；S2、根据预处理后的数据集分别构建航行时间、航行风险、燃料消耗、船舶排放量以及船员舒适度模型，并作为多目标优化的目标函数；S3、采用适应性权重进化算法解算目标函数，得到帕累托最优解集；S4、根据决策者偏好设定优化准则并采用TOPSIS方法对帕累托最优解集中的航线进行多准则排序，从而选择最优航线。本发明采用自适应权重进化算法计算航线，并根据决策者的偏好生成多准则排序后的帕累托最优解集，从而选择最适合决策者偏好的航线。

摘要： 本公开内容涉及分离能够在非诱导条件下降解L‑天冬酰胺的酵母菌株的方法，其包括以下的重复循环：适应性进化和诱变，之后进行菌株选择。还包括通过所述方法获得的酵母菌株以及其用于在食品制备和加工期间减少天冬酰胺和由此减少丙烯酰胺的方法和用途。

摘要： 本发明涉及细胞和/或生物体的实验室适应性进化。具体地，本发明涉及用于细胞或生物体的实验室适应性进化的方法，以便在不需要进行基因工程的情况下产生所需代谢特征。此外，本发明提供了计算机程序单元和计算机可读介质。此外，本发明涉及由本发明方法所获得的细胞或生物体。

摘要： 本发明公开了一种4‑羟基异亮氨酸生产菌的适应性进化方法及其应用，属于基因工程领域。本发明提供了L‑赖氨酸感应性进化控制系统及其构建方法，并将其应用于菌株的适应性进化。经实验证明，传代20‑130代，进化后的菌株中4‑HIL产量增加的正突变菌株的比例可以高达91％，L‑赖氨酸副产物含量减少的正突变菌株的比例可以高达50％，正突变菌中L‑赖氨酸含量最高可以降低100％。采用这种方法可显著提高菌株的突变率，大大缩短进化时间。

摘要： 本发明公开了一株高效利用非葡萄糖碳源的氧化葡糖杆菌适应性进化方法及其应用，属于生物技术和微生物技术领域。具体步骤为首先在包含抑制物木质纤维素水解液中培养氧化葡糖杆菌，而后转入无抑制物水解液中继续培养，依此交替转接直至菌株发酵性能达到稳定。驯化得到新菌株具有显著提高的非葡萄糖碳源利用效率，该菌株命名为氧化葡糖杆菌RM7,其保藏编号为CGMCC No.14801。本发明简单高效，对于在包含抑制物木质纤维素体系的菌种选育具有重要借鉴意义。

摘要： 本申请提供一种提升酿酒酵母对2‑pe抗性的适应性进化方法和恒化培养装置，方法包括：将酿酒酵母菌液接种于第一培养基中形成培养体系，进行批培养；培养体系的乙醇耗尽，进行恒化培养进化：以恒定速率向培养体系加入含有初始浓度β‑苯乙醇的第二培养基；获得发酵尾气成分，利用发酵尾气成分监控并判断是否需要调整β‑苯乙醇的浓度，将β‑苯乙醇的浓度从初始浓度以阶梯式逐步提升至目标浓度；获取在目标浓度β‑苯乙醇中保持恒定比生长速率生长的目标菌株，经筛选后，得到具有高2‑pe抗性的酿酒酵母菌株。本发明提升了菌株对β‑苯乙醇的抗性，且提升菌株对常规生产工艺中糖限制状态的抗性。

摘要： 本发明提供了超声辅助适应性进化选育的贝莱斯芽孢杆菌及其应用，属于微生物工程技术领域；在本发明中，将贝莱斯芽孢杆菌菌株（B.velezensis CICC 23571）作为出发菌株，利用超声辅助适应性进化的方法，通过不断减少培养基中有机氮比例，增加无机氮和糖源比例，获得了高产多肽的贝莱斯芽孢杆菌突变菌株，该突变菌株强化了不同的代谢通路，使菌体能高效利用无机氮转变成有机氮或者降低对有机氮的脱氨作用，最终使得多肽的产量大幅度增加。

摘要： 本发明公开了一种用于短命植物的适应性进化研究的设施，涉及植物进化研究技术领域，包括安装台面和采用黑色隔热材料加工而成的密封罩，安装台面上设有多个通孔，多个通孔内均设置有带折沿的培育盆，通孔的下方设有水浴加热盆，培育盆的折沿搁置在安装台面上、并能将通孔密封，培育盆的其余部分插入水浴加热盆内，水浴加热盆的外围设有加热套。本发明能够通过人工设计多个生长环境，探究短命植物在温度、水分、光照、土壤等不同环境条件下的适应性进化的分子机制。

摘要： 本发明公开了一种4‑羟基异亮氨酸生产菌的适应性进化方法及其应用，属于基因工程领域。本发明提供了L‑赖氨酸感应性进化控制系统及其构建方法，并将其应用于菌株的适应性进化。经实验证明，传代20‑130代，进化后的菌株中4‑HIL产量增加的正突变菌株的比例可以高达91％，L‑赖氨酸副产物含量减少的正突变菌株的比例可以高达50％，正突变菌中L‑赖氨酸含量最高可以降低100％。采用这种方法可显著提高菌株的突变率，大大缩短进化时间。