LPA3蛋白参与调控PSII组装的功能研究

PSII是一个叶绿体类囊体膜的蛋白复合体，它由20多个蛋白亚基组成，这些蛋白由核基因和叶绿体基因共同编码。由于PSII结构的复杂性，PSII的组装是多步骤的，并得到辅因子和调控蛋白的协助。但我们对参与调控步骤的蛋白因子还了解不多。鉴于叶绿体有限的编码能力，推测参与叶绿体组装调控的因子主要是由核基因来编码的。辨定这些核编码的叶绿体蛋白并深入研究其作用的分子机制将有助于我们了解PSII生物发生的分子机理。为此，我们利用叶绿素荧光成像系统对pER16 T-DNA插入突变体库进行了筛选，并对高荧光突变体lpa3进行了研究。主要研究结果如下： 突变体lpa3生长较为缓慢，叶色黄绿，叶绿素含量低。在突变体中，最大荧光量子产率Fv/Fm降低到0.514，表明PSII光合功能受到了损伤。突变体lpa3叶绿素荧光慢诱导曲线的正常下降表明PSII后的电子传递正常。突变体P700氧化还原动力学与野生型一致，则进一步表明PSI在突变体中是具有功能的。77K发射荧光光谱显示PSII的特征峰在突变体中较高，而PSI的特征荧光峰没有变化，则进一步显示突变体lpa3是一个PSII突变体。 通过Tail-PCR，发现突变体中T-DNA插入导致基因lpa3缺失表达，并且lpa3基因的互补可以使突变体的性状得到恢复。该基因表达的蛋白LPA3含有一个跨膜区域，是一个类囊体膜蛋白。该蛋白不是PSII的蛋白组成成分，可能与自身或者其它的蛋白组成一个复合体而起作用。 在突变体lpa3中PSII蛋白质尤其是核心蛋白D1、D2，含量下降。并且突变体中PSII蛋白复合体含量下降。但是突变体中PSII基因的表达并没有在转录水平受到调节，并且蛋白D1和D2的翻译起始也没有受到影响。体外标记实验表明，PSII中D1蛋白的合成明显降低，而其它蛋白的合成没有改变。进一步实验表明，突变体中PSII的组装效率降低。推测D1蛋白由于不能有效组装而反馈调节自身的合成。 酵母双杂交实验表明LPA3蛋白可以与D1蛋白相互作用，并且也与参与PSII组装的蛋白Alb3相互作用。因此，LPA3蛋白可能和蛋白Alb3形成一个复合体，该复合体与D1蛋白直接相互作用而参与调控PSII的组装。

LPA2蛋白调控PSII组装的分子机理研究

光系统II（PSII）是叶绿体类囊体膜上电子传递链中第一个色素蛋白复合体，由20多个蛋白亚基组成。它催化光驱动的水的裂解和醌的氧化。由于其结构的复杂性，PSII的生物发生和组装是核基因与叶绿体基因编码的蛋白以一定次序多步骤合成、组装的复杂过程，并需要大量的核基因编码的调节组装因子的参与。分离、鉴定拟南芥中这些核基因编码的叶绿体蛋白并研究它们的作用机制有助于我们认识高等植物PSII复合物组装和功能调控的分子机理。因此，我们从T-DNA插入的拟南芥突变体库中筛选到PSII突变体lpa2（low photosystemII accumulation），对LPA2蛋白调控光系统II复合物组装的功能进行了研究，并进一步探讨了LPA2和其他调节因子协同作用参与PSII组装的模式。 突变体lpa2具有高叶绿素荧光表型，与野生型相比生长量、色素含量均显著降低。蛋白免疫印记发现在lpa2突变体中光系统II复合物的累积量明显降低，仅有野生型的30%左右，而其他复合物的含量变化不大。核酸杂交和与多聚核糖体结合的检测表明光系统II亚基在转录及翻译启始水平没有受到影响。拟南芥叶片蛋白标记实验证明在突变体中CP43的合成量明显降低而其他光系统II主要蛋白CP47, D1 和 D2的合成正常，但相对于野生型这些蛋白的周转速率加快。在突变体中，新合成的蛋白亚基可以组装进入光系统II复合物，但新合成的CP43蛋白组装效率降低。以上的结果表明LPA2对光系统II的正常组装起着重要的作用，LPA2的缺失导致CP43不能有效组装进入光系统II，从而引起其他核心蛋白周转加快，光系统 II复合物累积量降低，最终植株光合效率降低。 基因克隆和蛋白定位分析表明LPA2基因编码一个内在的类囊体膜蛋白，但并不是光系统II的亚基组分。进一步采用酵母双杂分析证实了LPA2蛋白与光系统II核心蛋白CP43有相互作用，而与中心蛋白D1和D2没有相互作用。此外实验还表明LPA2蛋白与参与类囊体膜生物发生有关的Alb3蛋白有相互作用。因此LPA2可能是与Alb3形成复合物来协助CP43有效的整合进入光系统II。 另外，我们实验室已鉴定，LPA3，LPA4也是分别特异地参与CP43和D1组装的光系统II分子伴侣。LPA2，LPA3基因共同缺失会使幼苗不能光合自养而致死，因而LPA2和LPA3共同相互作用促进CP43的组装。体内和体外实验证明LPA2，LPA3和LPA4都和Alb3相互作用，而参与D1组装的分子伴侣LPA1不和Alb3以及上述这些伴侣因子作用。因此，Alb3 很有可能与LPA2、LPA3和LPA4形成多蛋白复合物在D1蛋白合成之后的组装过程中起作用。这些结果表明光系统II多亚基复合物组装是多步骤的，并通过一个精确复杂的调控网络确保复合物的有效组装以及功能行使。

拟南芥光系统复合物组装调控因子的功能研究

光系统I与光系统II ( PSI和PSII ) 是由核基因与叶绿体基因共同编码的蛋白组成的多亚基色素蛋白复合体，其复合物组装过程中蛋白以一定地次序合成并组装。现有研究表明光合膜多亚基复合物形成的每一个过程都需要一个或多个调节因子的参与。发现这些调节因子，并研究它们的作用机制将有助于我们认识高等植物两个光系统复合物组装和功能调控的分子机理。因此，我们采用正向遗传学和反向遗传学方法去寻找这些调控因子。我们一方面应用Gateway技术构建拟南芥cDNA表达文库，采用酵母双杂交技术从中筛选与Alb3互作的蛋白，称为ALIP ( Albino3 Interacting Protein )；从ABRC订购编码这些互作蛋白的基因的T-DNA插入突变株系，其中发现了一个影响PSI功能的突变体alip1；另一方面，通过对拟南芥T-DNA插入突变体库进行筛选，发现了一批影响PSII功能的突变体 ( low photosystem II accumulation )，其中包括lpa1、lpa2和lpa66-1。本实验对alip1和lpa66-1突变体进行了深入研究，初步探讨了这两个基因编码的蛋白参与调控PSI以及PSII的组装机理。 突变体lpa66-1是一个高叶绿素荧光突变体，与野生型比较生长缓慢，叶色黄，叶绿素含量低。叶绿素荧光慢诱导曲线显示它是一个影响PSII功能的突变体。类囊体膜蛋白的免疫印迹发现lpa66-1突变体中PSII复合物的累积量降低到野生型的30%左右，其他复合物的含量变化不大。体内蛋白标记实验显示，PSII反应中心蛋白D1，D2的合成速率下降，PSII核心蛋白的周转加快。新合成的蛋白组装进PSII的效率比野生型显著降低。LPA66是一个定位于叶绿体的PPR蛋白。因为野生型拟南芥LPA66蛋白能够特异性的编辑psbF转录本，故野生型psbF转录本中第77C被编辑为77U，从而使相应的氨基酸序列中第26个氨基酸丝氨酸被编辑为苯丙氨酸，而lpa66-1突变体中，LPA66蛋白的缺失导致该位点不能被编辑，PSII复合体也不能有效组装。 Alb3/Oxa1p/YidC蛋白家族广泛的参与蛋白质转运和多亚基复合物组装，采用分裂泛素化酵母双杂交发现与Alb3相互作用蛋白ALIP1。突变体alip1也是一个高叶绿素荧光突变体，叶色黄，在土里生长极为缓慢，且不能开花，不育。叶绿素荧光慢诱导曲线显示，突变体中PSII功能基本没有受影响；而P700显示alip1是一个影响PSI功能的突变体。类囊体膜蛋白的免疫印迹发现突变体中PSI核心蛋白PsaA/B的累积量为野生型的40%左右，而PSII及其他复合物的含量无明显变化。Northern印迹结果显示PsaA/B在转录水平不受影响，而体内蛋白标记实验显示，PSI反应中心蛋白PsaA/B的合成速度下降。蔗糖密度梯度离心分析类囊体膜蛋白的组分显示ALIP1能够与Alb3共迁移。而Alb3对于类囊体膜上大分子复合体的组装有重要作用，我们推测，ALIP1可能与Alb3形成一个复合物，或者作为一个中间体介导Alb3参与PSI的组装。

Karyotype Differentiation in Newly Discovered Members of the Drosophila obscura Species Group from Yunnan , China

观察了新近发现于我国云南的果蝇属暗果蝇种组( Drosophila obscura species group ) 种类 D1luguensis 、D1 dianensis 和D1limingi 的有丝分裂中期核型, 并将3 个种的核型与各自的近缘种类进行了比较。 D1luguensis 具2n = 12 条染色体, 包括3 对中央着丝粒(V 形) 染色体、2 对近端着丝粒(棒状) 染色体以及1 对微小(点状) 染色体。其中X 和Y染色体均为中央着丝粒染色体。D1 dianensis 和D1limingi 具2n = 10 条染 色体, 包括1 对大的V 形常染色体, 1 对小的V 形常染色体, 2 对J 形(亚中着丝粒型) 常染色体和1 对点状染 色体。其中X 染色体为J 形, Y染色体为短棒状。基于核型比较的结果以及D1sinobscura 亚组地理分布的资料, 结合种间系统发育关系研究结果, 认为D1 luguensis 可能保留了该亚组祖先种类的核型。D1sinobscura 的核型(2n = 12 : 2V , 1J , 2R , 1D) 可能由一个pre2“sinobscura2hubeiensis”谱系的一个分支通过臂间倒位演化而来, 而D1 hubeiensis 的核型(2n = 10 : 4V , 1D) 可能由该谱系的另一分支通过着丝粒融合(2 对近端着丝粒常染色 体的融合) 而形成。推测在D1 dianensis 和近缘欧洲种D1subsilvestris (2n = 12 : 3V , 2R , 1D) 间、D1limingi 和 东亚近缘种D1tsukubaensis (2n = 12 : 3V , 2R , 1D) 间的物种分化过程中, 可能有相似的染色体变异类型发生。

Molecular identification of symbiotic dinoflagellates (Zooxanthellae) of dominant reef-building corals off Kish Island

Scleractinian coral species harbour communities of photosynthetic taxa of the genus Symbiodinium. As many as eight genetic clades (A, B, C, D, E, F, G and H) of Symbiodinium have been discovered using molecular biology. These clades may differ from each other in their physiology, and thus influence the ecological distribution and resilience of their host corals to environmental stresses. Corals of the Persian Gulf are normally subject to extreme environmental conditions including high salinity and seasonal variation in temperature. This study is the first to use molecular techniques to identify the Symbiodinium of the Iranian coral reefs to the level of phylogenetic clades. Samples of eight coral species were collected at two different depths from the eastern part of Kish Island in the northern Persian Gulf. Partial 28S nuclear ribosomal (nr) DNA of Symbiodinium (D1/D2 domains) were amplified by Polymerase Chain Reaction (PCR). PCR products were analyzed using Single Stranded Conformational Polymorphism (SSCP) and phylogenetic analyses of the LSU DNA sequences from a subset of the samples. The results showed that Symbiodinium populations were generally uniform among and within the populations of 8 coral species studied, and there are at least two clades of Symbiodinium from Kish Island. Clade D was detected from 8 of the coral species while clade C90 was found in 2 of species only (one species hosted two clades simultaneously). The dominance of clade D might be explained by high temperatures or the extreme temperature variation, typical of the Persian Gulf.

饲料中豆粕替代鱼粉蛋白对异育银鲫生长、代谢及免疫功能的影响

本实验评价了饲料中豆粕替代鱼粉蛋白后对异育银鲫的生长、饲料利用、氮代谢和鱼体免疫力等的影响。实验设计4种等氮等能的饲料,每种3个重复,分别以豆粕替代饲料中鱼粉蛋白的0(对照,D1)、20%(D2)、80%(D3)和100%(D4)。实验在半循环水养殖系统持续16周,鱼的初重约2.32g,实验期间水温23—30℃。结果表明,随着饲料中豆粕含量的升高,摄食率显著升高(p<0.05),特定生长率、饲料转化效率、蛋白沉积率和能量沉积率显著降低(p<0.05);蛋白表观消化率显著升高,干物质和能量表观消化率则显著降

银鲫与彩鲫卵母细胞cDNA文库构建及周期蛋白A_1的cDNA克隆

分别取行天然雌核发育繁殖的银鲫和两性生殖的彩鲫的卵母细胞为材料 ,提取总RNA ,分离mRNA ,进而反转录合成cDNA并定向插入λgtllSfi Not克隆载体 ,经体外包装构建了银鲫与彩鲫卵母细胞的表达型cDNA文库。测试结果表明库容量分别达到 3 1× 1 0 6(银鲫 )和 1 6× 1 0 6(彩鲫 )。进一步人工合成CyclinA1 保守引物 ,采用PCR扩增文库的方法 ,克隆了银鲫 (1 61 6bp)与彩鲫 (1 62 6bp)的CyclinA1 全长cDNA。序列分析结果表明 :两种鱼编

Solar UV radiation drives CO2 fixation in marine phytoplankton: A double-edged sword

Photosynthesis by phytoplankton cells in aquatic environments contributes to more than 40% of the global primary production (Behrenfeld et al., 2006). Within the euphotic zone (down to 1% of surface photosynthetically active radiation [PAR]), cells are exposed not only to PAR (400-700 nm) but also to UV radiation (UVR; 280-400 nm) that can penetrate to considerable depths (Hargreaves, 2003). In contrast to PAR, which is energizing to photosynthesis, UVR is usually regarded as a stressor (Hader, 2003) and suggested to affect CO2-concentrating mechanisms in phytoplankton (Beardall et al., 2002). Solar UVR is known to reduce photosynthetic rates (Steemann Nielsen, 1964; Helbling et al., 2003), and damage cellular components such as D1 proteins (Sass et al., 1997) and DNA molecules (Buma et al., 2003). It can also decrease the growth (Villafane et al., 2003) and alter the rate of nutrient uptake (Fauchot et al., 2000) and the fatty acid composition (Goes et al., 1994) of phytoplankton. Recently, it has been found that natural levels of UVR can alter the morphology of the cyanobacterium Arthrospira (Spirulina) platensis (Wu et al., 2005b). On the other hand, positive effects of UVR, especially of UV- A (315-400 nm), have also been reported. UV- A enhances carbon fixation of phytoplankton under reduced (Nilawati et al., 1997; Barbieri et al., 2002) or fast-fluctuating (Helbling et al., 2003) solar irradiance and allows photorepair of UV- B-induced DNA damage (Buma et al., 2003). Furthermore, the presence of UV-A resulted in higher biomass production of A. platensis as compared to that under PAR alone (Wu et al., 2005a). Energy of UVR absorbed by the diatom Pseudo-nitzschia multiseries was found to cause fluorescence (Orellana et al., 2004). In addition, fluorescent pigments in corals and their algal symbiont are known to absorb UVR and play positive roles for the symbiotic photosynthesis and photoprotection (Schlichter et al., 1986; Salih et al., 2000). However, despite the positive effects that solar UVR may have on aquatic photosynthetic organisms, there is no direct evidence to what extent and howUVR per se is utilized by phytoplankton. In addition, estimations of aquatic biological production have been carried out in incubations considering only PAR (i. e. using UV-opaque vials made of glass or polycarbonate; Donk et al., 2001) without UVR being considered (Hein and Sand-Jensen, 1997; Schippers and Lurling, 2004). Here, we have found that UVR can act as an additional source of energy for photosynthesis in tropical marine phytoplankton, though it occasionally causes photoinhibition at high PAR levels. While UVR is usually thought of as damaging, our results indicate that UVR can enhance primary production of phytoplankton. Therefore, oceanic carbon fixation estimates may be underestimated by a large percentage if UVR is not taken into account.

Differential gene expression in fully-grown oocytes between gynogenetic and gonochoristic crucian carps

Silver crucian carp (Carassius auratus gibelio) is a unique triploid bisexual species that can reproduce by gynogenesis. As all other gynogenetic animals, it keeps its chromosome integrity by inhibiting the first meiosis division (no extrusion of the first pole body). To understand the molecular events governing this reproduction mode, suppression subtractive hybridization was used to identify the genes differentially expressed in fully-grown oocytes of the gynogenetic and gonochoristic crucian carp (gyno-carp and gono-carp). From two specific subtractive cDNA libraries, the clones screened out by dot blots and virtual Northern blots were chosen to clone, full-length cDNA by RACE. Four differentially expressed genes were obtained. Two are novel genes and are expressed specifically in the oocytes. The gyno-carp stores much more mRNA of cyclin A2, a new member of the fish A-type cyclin gene, in its fully-grown oocyte than in the gono-carp. The last gene is histone H2A. The histone H2As of these two closely related crucian carps are quite different in the C-terminus. Preliminary characterization of the four genes has been analyzed by nucleotide and deduced amino acid sequence and Northern analysis. (C) 2001 Elsevier Science B.V. All rights reserved.

Residual donors and compensation in metalorganic chemical vapor deposition as-grown n-GaN

In our recent report, [Xu , Appl. Phys. Lett. 76, 152 (2000)], profile distributions of five elements in the GaN/sapphire system have been obtained using secondary ion-mass spectroscopy. The results suggested that a thin degenerate n(+) layer at the interface is the main source of the n-type conductivity for the whole film. The further studies in this article show that this n(+) conductivity is not only from the contribution of nitride-site oxygen (O-N), but also from the gallium-site silicon (Si-Ga) donors, with activation energies 2 meV (for O-N) and 42 meV (for Si-Ga), respectively. On the other hand, Al incorporated on the Ga sublattice reduces the concentration of compensating Ga-vacancy acceptors. The two-donor two-layer conduction, including Hall carrier concentration and mobility, has been modeled by separating the GaN film into a thin interface layer and a main bulk layer of the GaN film. The bulk layer conductivity is to be found mainly from a near-surface thin layer and is temperature dependent. Si-Ga and O-N should also be shallow donors and V-Ga-O or V-Ga-Al should be compensation sites in the bulk layer. The best fits for the Hall mobility and the Hall concentration in the bulk layer were obtained by taking the acceptor concentration N-A=1.8x10(17) cm(-3), the second donor concentration N-D2=1.0x10(18) cm(-3), and the compensation ratio C=N-A/N-D1=0.6, which is consistent with Rode's theory. Saturation of carriers and the low value of carrier mobility at low temperature can also be well explained. (C) 2001 American Institute of Physics.

钙钛矿过渡金属氧化物电、磁性质的理论研究

钙钛矿过渡金属氧化物已有大量实验和理论研究。本论文采用一般梯度近似（GGA）和GGA+U（U表示原位的库仑相互作用）下的第一性原理密度函数方法研究了双层，四层和含氧空位的钙钛矿过渡金属氧化物的晶体结构、电子结构以及电、磁性质。 从对双层钙钛矿Sr2FeMoO6和Sr2CoMoO6的研究，我们发现Sr2FeMoO6的四方相比立方相稳定，而且两种结构下它都显半金属特性；对于Sr2CoMoO6，原位的库仑相互作用决定了它的半导体性质。此外，我们还研究了实验上备受争议的Ba2YIrO6和Ba2LaIrO6在立方 Fm-3m, 菱形 R-3和单斜 P21/n三种结构下的相对稳定性。结果表明第一性原理与半经验的键价模型得到的结论相同，即Ba2YIrO6和Ba2LaIrO6的最稳定结构分别是单斜 P21/n和菱形R-3。 不同Mn-O-Mn角度下YBaMn2O5的电子结构和磁结构的计算结果表明，当Mn-O-Mn 角度处于实验所测的157.8o时，G-型反铁磁结构比A-型稳定，与实验结果相符。随着角度的增加，大约在170出现了磁结构转变。当角度大于170时，A型反铁磁结构比G型稳定，即YBaMn2O5从G型过渡到A型。此外，我们还研究了YBaMn2O5在不同磁结构以及不同角度下的导电性。 通过对四层钙钛矿化合物CaCu3M4O12 （M是3d过渡金属离子：Ti, V, Cr, Mn, Fe, Co）的能带结构计算研究了M离子的电子构型对其磁结构和导电性的影响。结果表明随着M电子数的增加，该系列化合物磁结构为：在CaCu3Ti4O12（Ti4+：d0）中Cu-Cu为反铁磁性耦合，即该物质为反铁磁体；在CaCu3M4O12 (M= V4+：d1, Cr4+：d2, Mn4+：d3, Fe4+：d4；dn，0

氧络铬卟啉配合物的合成结构及其氧化活性研究

本文选择不同配体（苯酚类和迭氮）通过Cr(III)(TPP)Cl (Al)的氧化还原取代，分别合成了四个新的铬（III）卟啉配合物，Cr(TPP)N_3P_Y(B_1), P-O_2NC_6H_4OCr(TPP)·THF (C1), P-CH_3OCoH_4OCr(TPP)·THF (D1), Cr(TPP)OC_6H_5·THF (E1)。通过元素分析，红外光谱、~1H NMR、ESR、MS和UV-Vis等分析、表征，确认了以上四种化合物。B1单晶进行了X－射线分析，得其晶体结构和分子结构，从而进一步证实了B1的组成。在CH_2Cl_2或C_6H_6中，氮气保护下，用PhIO直接氧化以上五种铬（III）卟啉配合物，合成并分离出了相应的高价氧络铬卟啉配合物，(PhI) O=Cr(▽)(TPP)Cl (A2), (PhI) O=Cr(▽)(TPP)N_3, (B2), P-O_2NC_6H_4O Cr(▽)(TPP) (1/2IPh) (C2), P-CH_3OC_6H_4O Cr(▽)(TPP) (1/2IPh) (D2), PhIO- Cr(IV)(TPP) (OC_6H_5)·P_Y (E2)。通过研究其元素组成，IR、UV－Vis、ESR、MS等分析，确定了以上五种化合物的组成。基中PhI和P_Y分子的位置尚无法确定。这两类高价氧络铬卟啉，是继右淑珍等第一次得到P450模型化合物的活性中间体－氧络铬（▽）四苯基卟啉对硝基苯甲酸配合物后，又一次得到的苯酸类和迭氮氧络铬卟啉配合物。不同的是，氧络铬（▽）卟啉配合物中都各有PhI分子，化合物E2是第一次得到的关键氧络铬（IV）卟啉配合物，类似于PhIO－Mn~(IV)(TPP)(P-H_2N C_6H_4 CO_2)。高价氧络铬卟啉配合物不稳定，室温下分解，暴露在空气中同时发生分解和还原。不过低温下比较稳定。在CH_2Cl_2或C_6H_6中，我们研究了上述五种氧络铬及Cr(TPP)ClPhIO对碳氢化合物和DNA碱基的氧化反应。不同摩尔比的PhIO-Cr(TPP)Cl对环已烷的氧化给出相同的产物，但转化率和产物分布不同。Al-PhIO和C_2-PhIO体内对碱基胞嘧啶，胸腺嘧啶，腺嘌呤的氧化反应呈阳性，氧化产物中都有尿素CO(NH_2)_2，其中胸腺嘧啶的氧化产物中含有CH_3CO-或CH_3CHOH。这说明氧络铬卟啉配合物能够氧化DNA碱基。氧络铬卟啉具有较高的氧化活性和立体选择性。比较不同轴向配体的氧络铬卟啉的氧化活性，其大小次序正好与其轴向配体的配位能力次序一致。这是由于轴向配体的给电子能力越强，通过中心离子铬向其周围转移的电荷就越多，导致氧络键的强度减弱，即其活性增加。上述研究结果表明，铬（III）卟啉配合物是P－450的较好的模型化合物，氧络铬卟啉配合物是其活性中间体。同时该研究结果支持了Groves等提出的定居卟啉配合物催化氧化机理。

猪的起源分化

猪形亚目 (Suiformes) 是相对比较原始的偶蹄类，现生物种有3 个科：河马科 （Hippopotamidae），西猯科（Tayassu）和猪科（Suidae）。虽然猪类是分布最广泛、 适应性最强、最为昌盛的哺乳动物之一，但猪形亚目各物种的系统发育关系目前 研究很少，各成员之间的系统发育关系尚待解决，如河马的分类地位与系统发育 关系就一直存在争议。家养动物在人类早期农业文明的发展中起着重要作用，因 而对家养动物的驯化与扩散的研究受到国际学术界的广泛关注。动物考古学和以 往线粒体DNA 的研究认为家猪有多个驯化中心存在。但较为确切的驯化地点、驯 化发生的时间以及扩散模式仍不清楚。 本研究测定了来自全国各地及东南亚、印度的567 头家猪和159 头欧亚野猪、 马来半岛野猪及非洲疣猪、红河猪线粒体基因组的部分或全部DNA 序列，同时分 析了所有GenBank 中已发表的野猪属线粒体DNA 序列；对猪形亚目各物种的系 统发育关系进行了探讨，构建了基于线粒体DNA 全序列的系统发育关系树，对系 统发育关系树各类群进行了系统的命名和界定，并将所有亚洲野猪和家猪线粒体 DNA 序列进行了单倍型类群的划分，采用平均突变距离法计算了各类群的溯祖时 间，由中性检验和核苷酸错配分布分析群体动态，进而分析野猪和家猪的系统地 理变异模式，从中推断野猪的系统地理分化和家猪的驯化地点、时间以及扩散模 式等群体历史事件。具体得到如下结果： 1. 河马与反刍类形成姐妹群的关系。然后河马和反刍类与猪形亚目的其它 类群形成姐妹群。猪科非洲物种间也是姐妹群的关系。鹿猪是猪科中最 早分化出来的。在野猪属中，爪哇野猪种组和欧亚野猪种组各聚为一支， 为姐妹群的关系。 2. 野猪属(Sus)起源于西瓦利克山脉，起初的扩张产生了野猪属各种组，有 一支扩散到远至苏拉威西岛屿后被长期隔离，形成印尼野猪。随后欧亚 野猪的扩张，产生分布于欧洲的E 类群，中东地区的M 类群和广泛分 布于东亚大陆及其附近岛屿的A 类群；中性检验和核苷酸错配分布显示 这次产生的A 类群后来也发生了多次群体扩张事件。但是马来半岛和东 南亚岛屿没有A 类群分布，而印度也只有古老的A*类群分布，这表明东亚类群A 主要是向东向北扩散。除了在人类饲养中发生的家猪的群体 扩张事件外，A 类群野猪最近的一次扩张事件是发生在约43,000 年前的 D1 类群的扩张，扩张路线主要是向东，直到东北和西伯利亚东南部， 中国西北地区没有D1 类群野猪分布；这一次扩张使D1 类群在整个野 猪群体中占据了主要地位，使得后来野猪的驯化主要发生在D1 类群。 而倒数第二次扩张则是发生在约60,000 年前的D 类群，从而产生了D1、 D2、D3、D4 和可能的新类群，这次扩张的范围要比最近一次扩张的范 围大，东至日本岛屿，北至西北地区都有分布，台湾和海南的野猪主要 是这次扩张过去的。总体上，野猪属内各物种及亚种的地理布与其在系 统发育关系树中的位置相对应。 3. 家猪分布在东亚世系中的两端，位于根部类群A*的为澳洲和太平洋岛 屿的返野猪和印度家猪，而广泛分布于亚洲大陆的家猪只出现在最为年 轻的世系D 中。澳大利亚和太平洋岛屿的返野猪均起源于泛印支那地 区，不支持太平洋岛屿返野猪独立驯化的观点。世系D 的亚类群D2、 D3 和D4 中的家猪主要分布于云南、印度和印支那。D1 类群中既有泛 印支那地区的优势亚类群也有长江流域的优势亚类群。日本古老DNA 不但分布于D1 类群，而且在D3、D*类群以及更古老的类群中均有分 布。总之，亚洲家猪主要起源于由印度东北、孟加拉、印支那北部和云 南南部这样一个湄公河流域，其它地方如中国长江流域和日本也可能发 生了有限的驯化事件。可能的驯化时间大约为12,000 年左右。家猪在中 国的扩散主要由云南向北经四川到达西北地区，向东达长江流域，而长 江流域是另一个区域性扩散中心，是东北亚家猪的主要来源。

Ⅰ、KMBZ-009 改善心理应激所致认知障碍和抑郁样行为的研究 Ⅱ、银杏叶提取物及复方制剂改善老年鼠空间学习记忆的突触可塑性机理

1、KMBZ-009 改善高台应激所致认知障碍和应激相关的抑郁样行为及其相关机理 研究。 虽然适当的应激会提高动物的学习记忆功能，但过量的应激特别是无法逃避 的应激，往往导致依赖海马或前额叶的学习记忆功能受损，这与应激改变脑内应 激激素（皮质酮，皮质醇等）和神经递质的释放，影响突触传递和可塑性（包括 长时程增强和长时程抑制，LTP 和LTD）有关。一些疾病的发生、发展和恶化， 比如抑郁症（Depression）、创伤后应激障碍（PTSD），往往也和应激相关联，其 神经化学基础被证实与内分泌系统和单胺类（如五羟色，去甲肾上腺素，多巴胺） 神经递质系统的功能密切相关。遗憾的是，到目前为止还没有发现能治疗应激的 药物。本实验室过去的研究证实：KMBZ-009(申报新药时的名称为芬克罗酮，英 文名Phenchlobenpyrrone)——一种新的取代吡咯烷酮类化合物，通过调节细胞 内钙，改变脑内神经递质的释放，从而影响脑高级功能。KMBZ-009 对神经递质 释放影响是否能减轻应激导致的认知障碍及应激相关疾病的发生还没有进行研 究。本研究采用Morris 水迷宫、行为操作箱、绝望游泳、膜片钳和活体电生理 技术研究了KMBZ-009 对高台应激所致认知障碍和应激相关的抑郁样行为的影响 及其相关机理。 研究结果发现，高台应激或皮质酮注射造成大鼠空间记忆提取障碍，这与其 导致的海马CA1 区突触可塑性改变有关，而KMBZ-009 能成剂量依赖性地逆转应 激对空间记忆提取的损伤作用，这与它阻断应激或皮质酮异化的LTD 和恢复应激 或皮质酮损伤的LTP 密切相关。KMBZ-009 能部分地降低因应激而升高的血清皮 质酮含量，此外，KMBZ-009 对大鼠海马CA1 区锥体神经元的兴奋和抑制电流的 影响可能也参与了其对应激的调节作用。KMBZ-009 能显著增加海马CA1 区锥体 神经元上AMPA 受体介导的兴奋性突触后电流（EPSC）的幅度，但不影响其动力 学特性。NMDA 受体介导的EPSC 不受KMBZ-009 的影响；GABA 受体介导的抑制突 触后电流（IPSC）的幅度几乎不受KMBZ-009 的影响，而其受体动力学特性明显 被KMBZ-009 改变，表现为IPSC 恢复的时间显著延长。KMBZ-009 对CA1 区兴奋 抑制电流的调节作用，使大鼠海马细胞具有更强的维持细胞稳态的能力，从而避免应激导致神经元功能的损害。KMBZ-009 对抗应激对认知得损伤作用提示其可 能会减少动物的抑郁样行为，本实验结果发现，KMBZ-009 确实能明显减少小鼠 在强迫游泳（FST）中的不动时间，增加大鼠在72 秒低频差式强化（DRL-72s） 模型中的强化率，并降低其反应率。其机制是KMBZ-009 增加正常动物中枢神经 系统胞外NE 水平，激活alpha 和beta 肾上腺素受体，从而使得实验动物的抑郁 样行为明显减少。 2、KMBZ-009 减轻氧化应激对细胞活力、线粒体电位及海马LTP 的损伤作用。 前人的研究表明，氧自由基过多是导致老年痴呆患者和老年人神经细胞凋亡 与认知障碍的因素之一。KMBZ-009 和阿尼西坦是吡咯烷酮类化合物，研究显示 均具有促智作用。有报道指出阿尼西坦能减少神经胶质细胞在缺血缺氧时氧自由 基的生成，从而避免细胞受到氧应激损伤。本研究采用神经元原代培养和离体电 生理学方法，观察了KMBZ-009 和阿尼西坦对氧应激神经元的保护作用。结果发 现，KMBZ-009 和阿尼西坦均能保护氧应激神经元的线粒体的功能，对抗氧自由 基对神经元细胞活力的损伤，从而有效逆转了氧化应激对海马脑片CA1 区LTP 的 损伤作用。KMBZ-009 的作用效果比阿尼西坦的效果强10 倍。 3、银杏叶提取物及复方制剂改善老年大鼠空间学习记忆的突触可塑性机理。 有研究表明，银杏叶和三七叶提取物能调节神经系统的功能。本研究采用 Morris 水迷宫和活体电生理技术研究了银杏三七复方制剂及银杏叶提取物（以 标准银杏叶提取物——金纳多作为阳性对照药）改善老年大鼠空间学习记忆障碍 的突触可塑性机理研究。结果发现：老年大鼠空间学习记忆能力较差，高频诱导 不能在其海马CA1 区引发LTP，当长期服用金纳多或复方制剂一个月后，老年动 物的空间学习记忆功能得到明显改善，这可能与药物增强海马LTP 有密切关系。 复方制剂的作用效果与金纳多的效果相当。 4、悬尾应激损伤避暗作业学习行为的多巴胺D1 受体机制。 近年来的研究表明，DA 系统对应激非常敏感，应激改变PFC 内DA 的含量， 从而导致依赖于PFC 的工作记忆受损。但目前尚不知道应激对DA 系统的影响是 否涉及依赖杏仁核和海马的情绪学习记忆功能。因此，我们采用被动回避作业和 行为药理学的方法，初步探讨了此问题。结果发现：和对照组动物相比，随着悬 尾应激持续时间的增加（5min、10min、20min），动物在避暗作业作业重测试中的步入潜伏期明显缩短，当动物被悬尾应激后回到鼠笼中休息20min，其步入潜 伏期无明显变化；腹腔注射DA D1 受体拮抗剂SCH23390 呈剂量依赖性地缩短动 物的步入潜伏期，但SCH23390 腹腔注射和悬尾应激共同处理实验动物时，此种 D1 受体拮抗剂能有效逆转应激对步入潜伏期的影响；进一步的研究发现，应激 或D1 受体拮抗剂对痛觉感受的影响不是其改变动物步入潜伏期的主要因素。本 研究结果表明悬尾应激导致脑内多巴胺释放过度增加，杏仁核（可能还有海马及 相关神经回路）内的D1 受体被过度激活，从而导致小鼠在操作被动回避任务时 的记忆获得障碍。

Ⅰ、新生期触觉刺激和短时间母婴分离经历对大鼠成年后学习记忆的影响 Ⅱ、银杏叶提取物对育亨宾所致大鼠空间工作记忆障碍的改善作用

本研究探讨了新生期的触觉刺激（tactile stimulation，TS）和母婴分离（maternal separation，MS）经历对大鼠成年后空间工作记忆和空间参考记忆的影响，以及对海马-前额叶神经通路的突触可塑性产生的效应。Wistar品系的母鼠分娩后，以split-litter方法对仔鼠进行分组：NTS组的仔鼠不接受触觉刺激和母婴分离；TS组的仔鼠在出生后第2-9天（postnatal day 2-9，PND2-9），或者PND10-17内，每天接受短暂（约30s）的人为抓握，并进行体表标记；TS/MS组的仔鼠在PND2-9，或者PND10-17内，接受TS组相同方式的抓握并在不同体表部位进行标记后，被单独地放入一个杯子中，杯中有取自鼠巢的垫料，每天与母鼠分离1h后返回鼠巢。按照常规方法饲养这些在新生期有不同经历的大鼠，待其成年后（3月龄），采用交互延缓作业（纠正错误法和不纠正错误法）、空间分辨作业及反转学习作业测试雄性大鼠的学习记忆功能，并观察多巴胺D1受体激动剂A77636对不同组成年雄鼠的工作记忆是否产生影响。采用活体电生理方法，高频刺激海马腹侧部在前额叶记录突触效能长时程增强（long-term potentiation，LTP），对PND2-9有不同经历的成年大鼠（雌雄兼用）的海马-前额叶LTP进行比较。 结果：（1）各组仔鼠间在PND30、PND60和PND90的体重都没有显著性差异，表明本研究中的新生期TS处理和MS处理不影响仔鼠的体重发育。 （2）在交互延缓作业-纠正错误法中，各组成年雄鼠在0s延缓期的达标天数没有显著性差异；0s延缓期达标后，再经过30天的训练，PND2-9TS组和PND10-17TS组的成年雄鼠达到的最长延缓期明显高于NTS组，而且在30s—50s延缓期内达标（正确率≥86.7%）的大鼠数量明显较多（与NTS组相比）。采用交互延缓作业-不纠正错误法，各组成年雄鼠在0s延缓期的训练成绩没有显著性差异，但是，PND2-9TS组和PND10-17TS组的成年雄鼠在40s延缓期的训练正确率明显高于NTS组，表明新生期的TS处理明显改善成年雄性大鼠成年后的空间工作记忆。 （3）各组成年雄鼠在空间分辨作业及反转学习作业中的成绩没有明显差异，表明新生期TS经历对雄鼠成年后空间学习记忆的影响是任务依赖性的：与前额叶有关的空间工作记忆功能比较容易受到新生期TS经历的影响，而空间参考记忆相对不容易受到新生期TS经历的影响。 （4）多巴胺D1受体激动剂A77636只有1个剂量（0.1mg/kg）对NTS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩具有明显的改善效应。对PND2-9TS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩，A77636的0.1mg/kg和1mg/kg剂量都具有明显改善效应。对PND10-17TS组成年雄鼠的交互延缓作业成绩，A77636的0.01mg/kg、0.1mg/kg和1mg/kg剂量都具有明显改善效应。与NTS组相比，A77636对这2个TS组成年雄性大鼠的有效改善剂量范围较宽，提示新生期TS处理经历对雄性大鼠成年后空间工作记忆的改善效应与其前额叶的多巴胺D1受体功能上调有关。 （5）与NTS组相比，PND2-9TS组雄性和雌性成年大鼠的海马-前额叶神经通路的LTP幅度都明显增加。由于海马-前额叶神经通路在空间工作记忆功能中起重要作用，新生期TS经历增强大鼠成年后的海马-前额叶神经通路的突触可塑性，为新生期TS经历增强大鼠成年后的空间工作记忆提供了电生理学的证据。TS成年大鼠海马-前额叶LTP增强可能与其前额叶的D1受体功能上调有关。 （6）本研究中，TS/MS组的新生期仔鼠在PND2-9或者PND10-17内，除了接受与TS组相同方式的抓握并在不同部位标记外，每天与母鼠分离1h，因此通过不同日龄段的TS/MS组与TS组的比较，拟对新生期MS处理的效应进行评估。结果发现，无论是对成年雄性大鼠的各项行为测试（空间分辨作业、交互延缓作业、A77636影响交互延缓作业的量效曲线），还是对成年雌性大鼠的行为测试（明/暗箱作业、一次性被动回避反应，论文Ⅱ），或者对海马-前额叶神经通路的LTP，新生期的MS处理对本研究中的所有测试指标在统计上都没有显著性的差异，说明新生期每天1h的母婴分离经历对大鼠成年后的学习记忆等行为及前额叶突触可塑性没有产生明显的影响，对前额叶D1受体功能也没有明显影响。 （7）对所有测试指标，本研究采用的2个仔鼠日龄段PND2-9和PND10-17之间的统计比较没有明显差异，提示PND2-9和PND10-17甚至整个泌乳期都是仔鼠神经系统对外界环境刺激比较敏感的发育关键期。 结论：新生期的触觉刺激经历改善雄性大鼠成年后的空间工作记忆，增强海马-前额叶神经通路的突触可塑性和前额叶D1受体功能；新生期短时间的母婴分离经历对大鼠成年后的空间工作记忆和前额叶突触可塑性等没有产生明显的影响，可能具有一定的生物学适应意义。