分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座專(zhuān)家講座

1QQ:1622865111；基礎(chǔ)生態(tài)學(xué)

講：張健華博士分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第1頁(yè)2左邊比較肥一只老鼠是正常老鼠，而右邊一只經(jīng)過(guò)基因工程鎖死ACC2酶老鼠則比較苗條。分子生物學(xué)有效性?分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第2頁(yè)3Chapter16分子生態(tài)學(xué)介紹§1分子生態(tài)學(xué)概念§2慣用分子生物學(xué)技術(shù)與分子標(biāo)識(shí)§3生物對(duì)逆境脅迫分子水平適應(yīng)§4生物種群分子生態(tài)學(xué)§5親緣地理學(xué)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第3頁(yè)4§1分子生態(tài)學(xué)概念一、定義分子生態(tài)學(xué)：用分子生物學(xué)原理與方法在分子水平上碩士態(tài)學(xué)問(wèn)題一門(mén)分支學(xué)科。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第4頁(yè)5二、分子生態(tài)學(xué)特點(diǎn)⒈90年代初新興一門(mén)生態(tài)學(xué)分支學(xué)科，不一樣學(xué)者對(duì)分子生態(tài)學(xué)概念有著不一樣了解。國(guó)內(nèi)年才翻譯出版分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第5頁(yè)⒉是在分子水平上碩士物與環(huán)境相互關(guān)系。6在分子水平上研究大熊貓適應(yīng)能力!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第6頁(yè)7⒊是分子生物學(xué)與生態(tài)學(xué)有機(jī)結(jié)合，即宏觀與微觀有機(jī)結(jié)合。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第7頁(yè)8§2慣用分子生物學(xué)技術(shù)與分子標(biāo)識(shí)一、分子標(biāo)識(shí)與生態(tài)學(xué)當(dāng)前在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域應(yīng)用較多是分子生物學(xué)分子標(biāo)識(shí)技術(shù)。分子標(biāo)識(shí)技術(shù)!!!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第8頁(yè)9分子標(biāo)識(shí)MolecularMarkers

指能反應(yīng)生物個(gè)體或種群間基因組中某種差異特異性DNA片段。能反應(yīng)個(gè)體差異DNA片斷!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第9頁(yè)10分子標(biāo)識(shí)(技術(shù))意義分子標(biāo)識(shí)可用來(lái)分析個(gè)體間遺傳物質(zhì)內(nèi)核苷酸序列變異度，研究DNA水平遺傳多態(tài)性。分子標(biāo)識(shí)研究表明南非獵豹遺傳多樣性低是頻臨滅絕主要原因!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第10頁(yè)11二、慣用分子標(biāo)識(shí)生物學(xué)技術(shù)慣用分子標(biāo)識(shí)技術(shù)同工酶電泳技術(shù)限制片段長(zhǎng)度多樣性分析小衛(wèi)星DNA指紋隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)擴(kuò)增限制性片段長(zhǎng)度多態(tài)性分析DNA序列分析單核苷酸多態(tài)性分析微衛(wèi)星定時(shí)定量PCR技術(shù)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第11頁(yè)12⒈同工酶電泳技術(shù)介紹利用同工酶電泳技術(shù)可依據(jù)酶帶改變來(lái)判定種群內(nèi)不一樣個(gè)體間基因位點(diǎn)及等位基因變異性，并比較不一樣種群之間遺傳變異差異。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第12頁(yè)13⒉隨機(jī)擴(kuò)增多態(tài)性DNA技術(shù)(RAPD)RAPD技術(shù)是建立在PCR(聚合酶鏈反應(yīng))基礎(chǔ)之上一個(gè)可對(duì)整個(gè)未知序列基因組進(jìn)行多態(tài)性分析分子技術(shù)。

分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第13頁(yè)14PCR技術(shù)介紹PCR技術(shù)是用于放大特定DNA片段一個(gè)分子生物學(xué)技術(shù)，可看作生物體外特殊DNA復(fù)制。

分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第14頁(yè)15三、分子標(biāo)識(shí)技術(shù)在生態(tài)學(xué)中處理問(wèn)題⒈深入研究遺傳多樣性時(shí)空改變模式及其機(jī)制人類(lèi)膚色與適應(yīng)!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第15頁(yè)16⒉探討物種間親緣關(guān)系直立猿人原上猿南方古猿臘馬古猿尼安德特人克羅馬農(nóng)人猿與人親緣關(guān)系建立確定人進(jìn)化歷程分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第16頁(yè)17⒊追蹤物種擴(kuò)散歷史福壽螺擴(kuò)散至廣西稻田250畝受災(zāi)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第17頁(yè)18⒋了解社群內(nèi)個(gè)體間親緣關(guān)系及近交程度等分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第18頁(yè)19§3生物對(duì)逆境脅迫分子水平適應(yīng)逆境脅迫因子對(duì)生物生存、生長(zhǎng)發(fā)育影響研究已深入到分子水平。生物對(duì)嚴(yán)寒分子水平適應(yīng)生物對(duì)高溫分子水平適應(yīng)植物抗旱分子水平適應(yīng)植物抗逆境分子機(jī)制小哺乳動(dòng)物適應(yīng)低氧環(huán)境分子機(jī)制主要熱點(diǎn)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第19頁(yè)20⒈

生物對(duì)嚴(yán)寒分子適應(yīng)研究⑴生物對(duì)嚴(yán)寒分子適應(yīng)機(jī)制有兩類(lèi)：內(nèi)溫動(dòng)物↓增加偶聯(lián)蛋白↓增加非顫動(dòng)性產(chǎn)熱外溫動(dòng)物、植物↓形成特定蛋白↓防凍、抗凍嚴(yán)寒分子適應(yīng)機(jī)制分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第20頁(yè)⑵生物對(duì)嚴(yán)寒主要分子適應(yīng)產(chǎn)物21解偶聯(lián)蛋白冷休克蛋白抗凍蛋白冷誘導(dǎo)基因細(xì)胞膜磷脂組成改變主要抗寒適應(yīng)產(chǎn)物分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第21頁(yè)22①解偶聯(lián)蛋白u(yù)ncouplingprotein小型哺乳動(dòng)物褐色脂肪組織中解偶聯(lián)蛋白開(kāi)啟非顫動(dòng)性產(chǎn)熱。褐色脂肪細(xì)胞!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第22頁(yè)23鳥(niǎo)類(lèi)與小哺乳類(lèi)在嚴(yán)寒環(huán)境中主要依賴(lài)非顫動(dòng)性產(chǎn)熱(NST)維持體溫恒定。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第23頁(yè)24肩胛間褐色脂肪蝙蝠肩胛間褐色脂肪組織示意圖分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第24頁(yè)25褐色脂肪白色脂肪褐色脂肪細(xì)胞與白色脂肪細(xì)胞示意圖分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第25頁(yè)26褐色脂肪組織細(xì)胞線粒體內(nèi)膜含有特殊解偶聯(lián)蛋白(UCP1)開(kāi)啟褐色脂肪組織進(jìn)行解偶聯(lián)呼吸釋放大量熱維持嚴(yán)寒環(huán)境下體溫恒定解偶聯(lián)蛋白產(chǎn)熱機(jī)制分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第26頁(yè)27②冷休克蛋白或冷激蛋白(coldstressprotein)原核生物在嚴(yán)寒環(huán)境中產(chǎn)生冷休克反應(yīng)冷休克反應(yīng)產(chǎn)生冷休克蛋白誘發(fā)細(xì)胞周?chē)Y(jié)晶能抵抗嚴(yán)寒分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第27頁(yè)28③抗凍蛋白coldshockprotein低溫環(huán)境下形成對(duì)生物低溫脅迫合成抗凍蛋白具熱滯效應(yīng)具冰晶形態(tài)效應(yīng)具重結(jié)晶抑制效應(yīng)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第28頁(yè)29魚(yú)類(lèi)抗凍蛋白粘附到細(xì)胞冰晶表面抑制冰生長(zhǎng)。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第29頁(yè)30越冬昆蟲(chóng)抗凍蛋白誘發(fā)細(xì)胞周?chē)Y(jié)晶從而防止細(xì)胞內(nèi)結(jié)冰造成冰晶致死性傷害!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第30頁(yè)31植物抗凍蛋白經(jīng)過(guò)抑制冰晶生長(zhǎng)來(lái)保護(hù)細(xì)胞免遭低溫傷害!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第31頁(yè)32分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第32頁(yè)33④冷調(diào)整基因在冷馴化植物中，能夠分離出一部分冷應(yīng)激基因并高度表示，稱(chēng)冷調(diào)整基因(coldregulated,COR)，在抗凍中發(fā)揮主要作用。擬南芥COR15a分布在葉綠體內(nèi)，經(jīng)過(guò)阻止低溫下葉綠體內(nèi)膜向內(nèi)彎曲以防止膜系統(tǒng)傷害形式出現(xiàn)，從而提升葉綠體抗凍性!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第33頁(yè)34形成抗凍性狀與性能多個(gè)冷調(diào)整基因(協(xié)同)高度表示冷馴化低溫環(huán)境下形成低溫脅迫形成含有親水性多肽產(chǎn)物等分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第34頁(yè)35⑤膜磷脂組成改變生物一個(gè)普通抗凍適應(yīng)性反應(yīng)是膜組成改變，從而增加低溫時(shí)膜流動(dòng)性。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第35頁(yè)36原核生物經(jīng)過(guò)改變膜磷脂碳—?dú)滏滐柡投?，使膜磷脂不飽和脂肪酸增加，在低溫下增加膜流?dòng)性。放線菌藍(lán)細(xì)菌分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第36頁(yè)37許多冬眠動(dòng)物冬眠時(shí)會(huì)增加心臟細(xì)胞膜上可溶性脂肪酸量之比來(lái)調(diào)整低溫時(shí)膜流動(dòng)性。增加磷脂層脂肪酸量改進(jìn)膜流動(dòng)性!分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第37頁(yè)38⒉生物對(duì)高溫分子水平適應(yīng)高溫環(huán)境形成熱休克蛋白提升細(xì)胞熱耐受性修復(fù)熱休克變性蛋白質(zhì)協(xié)同免疫作用形成各種抗熱功效抗氧化作用分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第38頁(yè)39⒊植物抗旱分子水平適應(yīng)植物對(duì)干旱抗性是多基因控制，主要可分兩類(lèi)：轉(zhuǎn)錄因子基因抗旱功效基因抗旱控制基因干旱脅迫誘導(dǎo)轉(zhuǎn)錄因子快速表示,進(jìn)而調(diào)整抗旱功效基因表示有RD系列基因、水通道蛋白基因、滲透調(diào)整蛋白基因等，分別調(diào)整膜水通道、滲透壓等。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第39頁(yè)40⒋植物抗逆境其它一些分子機(jī)制在干旱、鹽、低溫誘導(dǎo)植物抗性方面還含有一些共同作用機(jī)制：合成細(xì)胞滲透調(diào)整小分子合成植物逆境協(xié)迫蛋白質(zhì)氨基酸類(lèi)季胺類(lèi)化合物糖醇類(lèi)功效蛋白調(diào)整蛋白其它機(jī)制分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第40頁(yè)41人工怪柳群落—黃河三角州抗鹽改良土壤工程分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第41頁(yè)42⒌小哺乳動(dòng)物適應(yīng)低氧環(huán)境分子機(jī)制低氧環(huán)境低氧靶性基因高度表示功效蛋白表型高度表示誘導(dǎo)表示調(diào)整表示分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第42頁(yè)43適應(yīng)低氧環(huán)境功效蛋白類(lèi)型主要功效蛋白類(lèi)型血管內(nèi)皮生長(zhǎng)因子VEGF促紅細(xì)胞生成素EPO葡萄糖轉(zhuǎn)運(yùn)子基因肌紅蛋白神經(jīng)紅蛋白細(xì)胞紅蛋白腫瘤抑制基因-轉(zhuǎn)錄因子p53分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第43頁(yè)44§4生物種群分子生態(tài)學(xué)一、是分子生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)分子生態(tài)學(xué)自形成以來(lái)主要處理種群水平上生態(tài)學(xué)問(wèn)題。種群分子生態(tài)學(xué)是近代生態(tài)學(xué)研究熱點(diǎn)。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第44頁(yè)45二、種群分子生態(tài)學(xué)主要研究?jī)?nèi)容種群遺傳多樣性分析種群遺傳分化基因流主要研究?jī)?nèi)容分析基因變異豐富度亞種群間遺傳變異兩種群間基因流動(dòng)分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第45頁(yè)46⒈種群遺傳多樣性分析46環(huán)境改變種群近交度評(píng)定種群遺傳多樣性評(píng)定確定種群生存適合度分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第46頁(yè)47⒉種群遺傳分化

亞種間遺傳分化自然屏障距離隔離交配制度自然選擇突變漂變分析亞種群間遺傳差異與物種形成分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第47頁(yè)48⒊基因流分析種群間基因流動(dòng)改變確定種群內(nèi)基因頻率改變分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第48頁(yè)49§5親緣地理學(xué)一、定義親緣地理學(xué)是研究控制親緣譜系地理分布原理和過(guò)程一門(mén)科學(xué)。1987年，Avise等人在對(duì)動(dòng)物mtDNA多樣性研究中發(fā)覺(jué)不一樣種群mtDNA譜系關(guān)系有顯著地理分布格局，于是首次提出了親緣地理學(xué)這一術(shù)語(yǔ)。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第49頁(yè)50二、親緣地理學(xué)主要研究?jī)?nèi)容推測(cè)生物冰期避難所確定瀕危物種有效保護(hù)單元推測(cè)近緣物種間分化時(shí)間探討物種遺傳多樣性分布模式比較親緣地理學(xué)主要研究?jī)?nèi)容分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第50頁(yè)51⒈推測(cè)近緣物種間分化時(shí)間⑴推測(cè)近緣種或同一物種不一樣種群間：親緣關(guān)系基因流格局進(jìn)化歷史和動(dòng)力⑵探討物種形成與雜交等問(wèn)題。分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第51頁(yè)52⒉探討物種遺傳多樣性分布模式細(xì)胞器基因組與核基因組比較研究了解種群進(jìn)化歷史和動(dòng)態(tài)分析兩類(lèi)基因組描述出譜系探討物種遺傳多樣性分布模式分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第52頁(yè)53⒊比較親緣地理學(xué)自然分布相同近緣種進(jìn)行親緣地理學(xué)研究分析它們是否含有相同進(jìn)化歷程分子生態(tài)學(xué)專(zhuān)題知識(shí)講座第53頁(yè)54三、親緣地理學(xué)主要研究方法重建基因譜系巢式枝序分析分析種群在不一樣地質(zhì)年代所經(jīng)歷進(jìn)化事件種群擴(kuò)散基因流片斷化物種形成