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南极鱼类多样性和适应性进化研究进展
  • ISSN号:1005-0094
  • 期刊名称:生物多样性
  • 时间:2014.1.1
  • 页码:80-87
  • 分类:Q111[生物学—普通生物学]
  • 作者机构:[1]上海海洋大学海洋科学学院,水产与生命学院,上海201306, [2]水产种质资源发掘与利用省部共建教育部重点实验室,上海201306, [3]大洋渔业资源可持续开发省部共建教育部重点实验室,上海201306, [4]国家远洋渔业工程技术研究中心,上海201306
  • 相关基金:国家自然科学基金国际合作项目(30910103906)、国家自然科学基金重大研究计划培育项目(91131006)、上海市教委水产学一流学科项目.
  • 相关项目:南极持续寒冷环境下鱼类蛋白质组的适应性进化研究
中文摘要:

南极地区是地球上唯一未被人类活动大量影响的地区,其极端寒冷的环境为南极生物的进化提供了“温床”。过去三千万年问,南极鱼亚目鱼类在南极海洋逐渐变冷的过程中快速进化,从一个温暖海域的底栖祖先分化成南极海域最为多样化的鱼类类群。由于其在南极圈内和南极圈外的各种温度区间都有分布、因而成为研究鱼类适应性进化和耐寒机制的良好生物模型。本文综述了有关南极海域鱼类区系组成与物种多样性现状,南极鱼亚目鱼类适应低温的一系列特化的生物学性状及其关键的遗传进化机制。现有研究表明:南极鱼类在几千万年零度以下低温环境的进化中发生了大量基因的大规模扩增和基因表达的改变,如铁调素、卵壳蛋白和逆转座子等118个基因发生了显著的扩增。另外,有些从南极鱼中获得的抗寒基因已经用于提高动植物低温抗性的研究并取得了良好的效果。在今后的几年中,将会有多个南极鱼物种的全基因组得到破译,在低温适应相关基因的功能和进化方面的研究也会更加深入,这些研究将深入揭示低温压力下基因组的进化规律以及鱼类低温适应的分子机制。

英文摘要:

The sea surrounding the Antarctic continent is one of the coldest regions in the world. It provides an environmentally unique and isolated "hotbed" for evolution to take place. In the past 30 million years, species of Pereiform suborder Notothenioidei evolved and diversified from a benthic and temperate-water ancestor, and now dominate the fish fauna of the coldest ocean. Because of their distribution across temperature zones both inside and outside the Antarctic Polar Front, notothenioid fishes are regarded as excellent model organisms for exploring mechanisms of adaptive evolution, particularly cold adaptation. We first summarize research progress on the biodiversity of Antarctic fish and then review current findings on the peculiar biological characteristics of Antarctic notothenioids that evolved in response to a freezing environment. Research has revealed that extensive gene duplication and transcriptomic changes occurred during the adaptive radiation of notothenioid fish. Examples of highly duplicated genes in the Antarctic lineages include genes encoding hepcidin, and zona pellucida proteins, in addition to various retrotransposable elements. A few genes from Antarctic notothenioid fishes have been used as transgenes and demonstrated to be effective in making transgenic plants cold-hardy. In the coming years, the genomes of some Antarctic notothenioid species will be fully sequenced and the adaptive functions of duplicated genes will be further elucidated. Such studies will deepen our understanding of how genomes evolve in freezing environments, and provide an improved knowledge of molecular mechanisms of cold adaptation.

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期刊信息
  • 《生物多样性》
  • 北大核心期刊(2011版)
  • 主管单位:中国科学院
  • 主办单位:中国科学院生物多样性委员会、中国植物学会、中国科学院植物研究所、中国科学院动物研究所、中国科学院微生物研究所
  • 主编:马克平
  • 地址:北京香山南辛村20号
  • 邮编:100093
  • 邮箱:biodiversity@ibcas.ac.cn
  • 电话:010-62836137
  • 国际标准刊号:ISSN:1005-0094
  • 国内统一刊号:ISSN:11-3247/Q
  • 邮发代号:82-858
  • 获奖情况:
  • 2000年获中国科学院优秀期刊三等奖,2006年"中国百种杰出学术期刊"称号,2007年"中国百种杰出学术期刊"称号,2008年度中国精品科技期刊,2008年度"中国科协精品科技期刊工程"B类项目资助,2008年"第六届中国科协期刊优秀学术论文"
  • 国内外数据库收录:
  • 俄罗斯文摘杂志,美国化学文摘(网络版),英国农业与生物科学研究中心文摘,美国生物科学数据库,英国动物学记录,日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版),瑞典开放获取期刊指南
  • 被引量:19480