Oxidative stress drives divergent evolution of the glutathione peroxidase (GPX) gene family in mammals

The molecular basis for adaptations to extreme environments can now be understood by interrogating the ever-increasing number of sequenced genomes. Mammals such as cetaceans, bats, and highland species can protect themselves from oxidative stress, a disruption in the balance of reactive oxygen species, which results in oxidative injury and cell damage. Here, we consider the evolution of the glutathione peroxidase (GPX) family of antioxidant enzymes by interrogating publicly available genome data from 70 mammalian species from all major clades. We identified 8 GPX subclasses ubiquitous to all mammalian groups. Mammalian GPX gene families resolved into the GPX4/7/8 and GPX1/2/3/5/6 groups and are characterized by several instances of gene duplication and loss, indicating a dynamic process of gene birth and death in mammals. Seven of the eight GPX subfamilies (all but GPX7) were under positive selection, with the residues under selection located at or close to active sites or at the dimer interface. We also reveal evidence of a correlation between ecological niches (e.g. high oxidative stress) and the divergent selection and gene copy number of GPX subclasses. Notably, a convergent expansion of GPX1 was observed in several independent lineages of mammals under oxidative stress and may be important for avoiding oxidative damage. Collectively, this study suggests that the GPX gene family has shaped the adaption of mammals to stressful environments.     

急性热应激对山羊血液生化指标及血淋巴细胞热休克蛋白70家族基因表达的影响

旨在研究急性热应激对山羊抗氧化能力、免疫功能和血淋巴细胞热休克蛋白70(HSP70)家族基因表达的影响。本试验选取5只健康、体况接近的(12±0.5)月龄波尔山羊×关中奶山羊杂交F1母羊,饲养于环控舱内(温度维持20℃,相对湿度60%),适应5d。第6天利用环控舱对5只试验羊进行38℃急性热应激处理12h,采集热应激前(0h,20℃)和热应激后2、4、8和12h试验羊血样。分别利用比色法测定血清抗氧化指标(总抗氧化能力、超氧化物歧化酶、谷胱甘肽过氧化物酶活性和丙二醛含量),ELISA法测定血清免疫指标(免疫球蛋白和细胞因子含量),实时荧光定量PCR法测定血淋巴细胞HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)mRNA的表达量。结果显示:1)热应激时间对血清抗氧化指标有显著影响。与热应激前0h相比,血清T-AOC(P<0.05)、SOD(P<0.05)和GSH-Px(P<0.01)活性均在热应激8h后显著下降,MDA含量在热应激4h后显著增加(P<0.05)。2)热应激时间对血清免疫指标有显著影响。与热应激前0h相比,血清TNF-α、IL-1β、IFN-γ和IL-2含量分别在热应激4、8、8和4h后显著增加(P<0.05);IL-4(P<0.01)、IgG(P<0.01)、IgM(P<0.01)和IgA(P<0.05)含量分别在热应激12、4、4和4h后显著下降。3)热应激时间显著提高血淋巴细胞中HSP70家族基因(HSPA1A、HSPA6和HSPA8)的表达量。HSPA1AmRNA表达量呈先升高后下降的趋势,在热应激4h时达到峰值,各检测时间点均显著高于应激前水平(P<0.01);HSPA6mRNA表达量在热应激2h时显著升高(P<0.01),4h后恢复到应激前水平(P>0.05);HSPA8mRNA表达量在热应激4(P<0.05)、8(P<0.01)、12h(P<0.01)时显著高于应激前水平。在本试验条件下,38℃急性热应激能够抑制山羊的免疫和抗氧化功能;提高血淋巴细胞HSPA1A、HSPA6和HSPA8基因的表达量,其中HSPA1A对热应激温度和时间更敏感,可作为山羊热应激早期的分子标志物。     

家系、种子产生部位和土层深度对黄帚橐吾种子萌发出苗的影响

黄帚橐吾(Ligularia virgaurea)是青藏高原高寒草甸一种典型的毒杂草。本研究主要分析了无光照条件下温度对黄帚橐吾种子萌发的影响,家系、种子产生部位和土层深度对黄帚橐吾种子出苗的影响。结果表明:温度对黄帚橐吾种子萌发率有显著的影响,随着温度升高萌发率下降,变温18/28℃下黄帚橐吾种子萌发率为87.33%,5/15℃下黄帚橐吾种子萌发率最高,达95.33%。土层深度对黄帚橐吾种子出苗率有显著的影响,土层越深,出苗率越低。土层深度为0 cm时,出苗率最高,达61.66%;土层深度为3 cm时,出苗率锐减;土层深度5 cm时,出苗率为0。家系和种子产生部位对黄帚橐吾种子大小、出苗率均有显著的影响。     

内蒙古草原家庭牧场可持续发展研究

内蒙古草原作为全球干旱、半干旱区的重要组成部分,是诸多研究关注的热点区域.家庭牧场作为内蒙古草原基本的生产和管理单元,探析其可持续发展有助于为实现区域可持续发展提供科学依据.本研究阐述了内蒙古草原家庭牧场的形成历程及定义;并分别侧重自然生态系统、社会经济系统、自然-经济-社会复合生态系统3个方面总结了其研究进展;最后分...     

鸡毒霉形体HS株pMGA多基因族的研究

鸡毒霉形体（Mycoplasma gallisekpticum,GM)基因组中存在着编码细胞表面血凝粘附素蛋白（protein of Mycoplasma gallisepticum adhesin,pMGA)相关基因组的多基因族。为筛选出含有完整的pMGA基因片段，并估算出鸡毒霉形体HS株基因组中pMGA多基因族的基因数，本试验以pUC18为载体，用EcoR I限制性内切酶构建了鸡毒霉形体HS株的基因组文库。根据pMGA基因引导序列的保守区和pMGA基因间隔区的序列，人工合成了2个寡核苷酸探针（探针I、探针Ⅱ），经标记后，双筛选所建的基因文库，从600个转化子中共得到的38个含有pMGA基因的阳性克隆子，选其中1个7．5kb的片段（17号阳性克隆子，W17），用4种限制性内切酶（EcoR I,Hind Ⅲ，Pst I,Bgl Ⅱ）酶切消化，绘制了该片段的物理图谱。该片段酶切产物经电泳、转膜后与探针I和探针Ⅱ杂交，发现2个探针杂交图谱基本相同，根据杂交带及放射信号的强度值，估测出该片段含有4个pMGA基因，以这个片段所含的pMGA基因数为标准，估算出鸡毒霉形体HS株含有39个pMGA基因。     

鸡毒霉形体HS株pMGA多基因族序列分析

用限制性核酸内切酶对鸡毒霉形体(MG)HS株基因文库中经初步估测可能含有的4个鸡毒霉形体粘附蛋白(protein of Mycoplasma gallisepticum adhesin,pMGA)基因的MgW17重组质粒进行了不同组合的酶消化,根据消化片段的大小及酶切位点绘制了7.5kb外源片段的物理图谱;然后根据所得的物理图谱,选用Pst I和EcoR I将MgW17外源片段酶解成1.3、2.0、4.2 kb 3个部分,将它们分别亚克隆到SK(十)质粒上,得到了3个亚克隆子SGp100、SGp200、SGp300.使用核酸外切酶Ⅲ缺失法构建缺失子系列,经序列分析后得到MgW17外源片段的全部序列.序列全长7 434 bp,中间含有2个完整的pMGA基因和另2个不完整的pMGA基因的首部和尾部,分别将它们顺次命名为H-pMGA1.1、H-pMGA1.2、H-pMGA1.3和H pMGA1.4.2个完整的pMGA基因的阅读框长度分别为1 967 bp(1.2)和2039 bp(1.3);H-pMGA1.1首部不完整的阅读框的长度为720 bp,尾部不完整的H-pMGA1.4的长度为1 752 bp.将H-pMGA基因与已报道的MG.S6株、F株的pMGA基因进行了比较,探讨了pMGA基因在不同MG菌株中的相似性、基因启动子结构的差异、间隔区内GAA重复序列对转录调控的影响等.     

家蚕GH18家族几丁质酶的系统进化和BmChi的时期表达分析

昆虫GH18家族几丁质酶主要参与昆虫蜕皮、细胞增殖和免疫等生理过程。为了系统开展家蚕GH18家族基因的研究,通过多物种几丁质酶的系统进化分析鉴定了8个家蚕GH18家族成员,并根据含有糖苷水解酶18(Glyco_18)催化结构域和几丁质结合结构域的不同将其分为6类,其中,各物种的CHT5具有典型几丁质酶结构。家蚕GH18家族成员中,BmChiR-1具有5个Glyco_18催化结构域和6个几丁质结合结构域,其它7个成员均只有1个Glyco_18催化结构域,BmCHT12还有1个ChitnaseA_N端结构域。8个家蚕GH18家族成员的基因分布在7条染色体上。通过半定量RT-PCR调查家蚕CHT5基因Bm-Chi在家蚕各发育时期的转录表达模式,该基因在蜕皮、化蛹、羽化等发育时期均有高水平表达,推测BmChi在蚕体旧表皮几丁质的降解过程中发挥重要作用。     

西藏天然草原生态保护补助奖励政策对农牧民家庭收入的影响

西藏高寒草地生态保护不仅关系当地人民生活水平的提升,而且关乎我国东部地区的生态和经济安全,是我国重要的生态安全屏障之一。为遏止高寒草地退化,恢复已退化草地的生态功能,保护未退化高寒草地资源,在2011年国家启动天然草原生态保护补助奖励政策(以下简称“草奖”政策)。2014年我们深入西藏3类地区(纯牧区、半农半牧区、纯农区)的农、牧家庭进行问卷调查,从家庭牧业生产、家庭收入与构成及农牧户间收入差距3方面剖析了政策实施3年(2011-2013年)的社会经济影响。研究发现,1)草原生态保护补助奖励机制的政策福利存在地域间的不均衡性,纯牧区家庭享有更多经济福利;2)“草奖”政策改变了牧区家庭的收入结构,转移性收入超过家庭经营性收入,成为牧民家庭的重要收入来源;3)“草奖”政策有利于缩小牧区和农区贫富差距,但对于半农半牧区效果不明显。因此,政策措施需要进行适时适度地调整,从补偿标准、方式、力度等方面进行优化,体现高寒草地生态功能的地域性差异,使其符合各地域农牧家庭的实际生产,促使西藏高原草地畜牧业的可持续发展。     

西洋梨全基因组bZIP基因家族生物信息学分析

碱性亮氨酸拉链(Basic leucine zipper,bZIP),是广泛存在于真核生物中的保守转录因子,其在植物生长过程中参与重要的调控作用。为了解西洋梨bZIP基因家族相关信息,本研究利用生物信息学的方法,在全基因组水平鉴定并分析了西洋梨bZIP基因家族。结果表明,共鉴定出52个PcbZIP基因,系统进化将其分为9个亚族(A、B、C、E、F、G、H、I和S),PcbZIPs中外显子的个数从1~10个不等,PcbZIP转录因子的氨基酸数目在122~741个,等电点在5.42~10.41,PcbZIP基因都定位在细胞核上。基因定位显示,52个PcbZIP基因不均匀地分布在17条染色体上。本研究对西洋梨bZIP家族基因的鉴定与分析,为进一步开展西洋梨bZIP基因的挖掘与功能验证提供依据。     

从生育行为看农村妇女的家庭地位——基于江西X村的研究

通过对农村妇女生育行为及其家庭地位的个案访谈，发现从农村妇女的生育行为，主要是生育孩子的数量和性别，已经无法准确判断她们的家庭地位。即生育行为与妇女的家庭地位之间的联系正在弱化甚至消失，取而代之的是包括妇女的性别意识、经济独立性、知识水平等多方面因素。因此，提高农村妇女家庭地位的途径也变得多样化，其中，增强农村女性自身素质显得尤为重要。