研究遗传学的意义范例6篇

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研究遗传学的意义

研究遗传学的意义范文1

摘要人格的行为遗传学研究,是以研究遗传和环境的差异来解释人格的个体差异的程度为目的,为探讨遗传和环境在个体发展中的作用提供了新的研究途径。该文以天性和教养为突破口,紧紧围绕行为遗传学在人格研究领域的发展脉络:遗传力、环境、特定基因的研究,进一步探讨在个体人格发展过程中遗传和环境的交互作用的关系。

关键词行为遗传学,人格,遗传,环境,基因。

分类号B848

1引言

行为遗传学是在遗传学、心理学、行为学和医学等学科发展基础上形成的一门交叉学科。它是以解释人类复杂的行为现象的遗传机制为其研究目标,探讨行为的起源,基因对人类行为发展的影响,以及在行为形成过程中遗传和环境之间的交互作用[1]。目前,人格的行为遗传学研究比较盛行。人格的行为遗传学研究的目的就是在分析人格特质的个体差异时,能够说明在何种程度上用遗传和环境的差异来解释人格差异。

人格的行为遗传学是研究个体差异的生物基础,即研究每一个人所遗传的特定的基因组合怎样使其在后天具有表现型的个体差异。所谓的表现型是指可以直接观察到的个体的行为和生理特征;与其相对的概念就是基因型,它是指个体或群体通过生命繁衍继承下来的遗传特征。行为遗传学假定个体的表现型差异主要来源于遗传和环境两方面的影响[2]。具体来说,人格的行为遗传学强调研究每一个体从亲代遗传中继承的一系列不同的基因,鉴别对人格产生重要影响的特定遗传因子,探讨这些基因的特定组合怎样影响着个体的气质、人格和心理健康。人格的行为遗传学研究,除了证明遗传因素的重要作用外,还为说明环境的作用提供了最有力的证据,因为,环境和经验也影响着个性特质从基因型到表现型的实现过程。换句话说,人格的行为遗传学研究既证实了“人格是由遗传和环境决定”的观点,同时,又为解决遗传和环境决定论之间的矛盾冲突提供了新途径。

目前,行为的遗传学研究主要采用遗传力、共享与非共享环境、基因与环境交互作用的研究思路,探讨天性与教养(即遗传与环境)在人格形成中的作用,揭示行为遗传学在人格研究领域中的发展趋势。

2人格的行为遗传学研究趋势及其发展

20世纪70年代席卷行为遗传学研究的争议已经消退,80年代特别是90年代以来,行为科学越来越接受遗传影响这一观点,表现为越来越多的行为遗传学的文章出现在主流行为学杂志和研究领域中。这是行为遗传学在现代行为科学中极大的转变。行为遗传学是研究行为遗传的,人格的行为遗传学的早期研究就是通过遗传力、环境来比较双生子和收养研究,寻找遗传和环境影响人格差异的证据。目前的研究试图发现并确定使行为和心理特质具有遗传性的特殊基因。

2.1人格的遗传力研究

遗传力是一个描述遗传影响程度的统计值,指观测到的(表现型的)变异中能被遗传变异解释的百分比。它是衡量遗传在多大程度上能解释心理特质差异的指标,也就是说,某一群体或个体的表现型差异能够归因于遗传差异的比例。由于同卵双生子有100%相同的遗传物质,异卵双生子有50%相同的遗传物质,而养子与养父母之间没有相同的遗传物质,因此,人格的遗传力研究以 双生子与养子为研究对象,来比较人格的个体差异中能够用遗传差异解释的比例。这类研究采用人格自陈问卷或其它测量手段,外向性与神经质是在此类研究中被测量得最多的两种特质[3]。

基于人格自陈量表及其他测量手段的研究都表明,双生子人格有中等程度的遗传力。在一项对24000对涉及五个国家的儿童双生子研究中,同卵双生子与异卵双生子在外向性上的平均相关分别为0.51和0.18,在神经质上的平均相关分别为0.46和0.20。根据遗传作用的加法式模型,将同卵与异卵双生子相关系数的差值乘以2,分别得出外向性的遗传力为62%,神经质的遗传力为52%。许多人格量表的研究结果表明,除外向性与神经质之外的其他特质上,同卵双生子的相关也总是大于异卵双生子[4]。一项以近1000对德国和波兰成年双生子的研究比较了自陈问卷与同伴评定法在大五因素上的得分情况。其中,每个双生子的人格都由两名同伴对其进行他评。结果发现,同伴评定的平均相关为0.61,表明一致性信度较高。同伴评定与自我评定分数之间的平均相关为0.55,说明自我评价具有中等的效度。有研究已证明,自评得分与其他研究基本相同[5]。

与双生子研究相比,收养研究则表明,个体的人格发展受遗传作用的影响要小。双生子与收养研究结果的这种差异主要集中于两点:一种是相同的生活环境可能会增强同卵双生子之间的相似性,对分开抚养的同卵双生子的研究在一定程度上支持了这一假说。收养研究中低遗传力的另一种可能的解释是非加法遗传效应。所谓加法遗传效应指的是各种独立的遗传作用会“加在一起”影响某种人格特质,而非加法遗传效应则指的是它们之间的交互作用。无论遗传效应是否为加法,同卵双生子在各个方面都完全相同,但异卵双生子彼此之间在加法效应因子上只有50%的共同性,非加法遗传效应对他们及其他直系一代亲属彼此的相似性影响更小[5]。

人格的行为遗传学研究一直仅限于考察遗传因素在多大程度上会影响人格的个体差异。采用自陈问卷研究人格差异的结果表明,遗传因素对于人格差异具有重要影响,每一种人格特质在用自陈问卷测评时都表现出遗传的作用。因此,目前人格的行为遗传学研究已经超出遗传力的界限,其中一个重要的发展方向就是研究遗传与教养两者的关系,即从环境角度对人格进行考察。

2.2人格的环境研究

2.2.1人格的共享环境和非共享环境研究

双生子与收养研究表明,家庭成员之间具有某些相似性主要源于他们之间具有共同的遗传特征而非共同的家庭环境[6]。著名的行为遗传学家普洛明(R. Plomin)认为,家庭经验是很重要的,但是环境因素的影响是针对某一个子女,并不是被家庭成员所共享。也就是说,影响人格发展的环境对于同一家庭的成员来说并不比不同家庭的成员更为相同。普洛明提出了人格的共享环境和非共享环境[7]。共享环境指生活在同一家庭的子女在平均水平上所享有的相同环境,包括通常意义上的家庭背景(家庭社会经济地位、父母职业、受教养程度、等)、学校状况、共同伙伴、邻里情况、民族情况等。非共享环境则指子女在家庭内外获得的独特经验,来源于仅仅被一个子女经历的事件,可以分为系统影响和非系统影响[2]。系统的非共享环境包括家庭地位(出生顺序、性别差异)、子女间的相互作用、父母对某个子女的独特教养行为等家庭内的经验,以及独特的同伴经历、朋友、教师、运动、其他活动和兴趣、教育、职业经历、配偶、家庭生活等。非系统的非共享环境则往往无法预期,常见来源有意外事故、疾病、精神创伤等其他特异的经历。

共享家庭环境的影响可用遗传无法解释的相似性来估计,如收养子女之间的相似性。非共享环境的影响则用遗传和共享环境都无法解释的方差分量来表示,一起成长的同卵双生子之间的差异就代表了非共享环境的影响。研究发现:共享环境对人格的影响极小,平均只有5%变异可归因于共享环境,可归因于非共享环境的变异则有35%[2]。也就是说,非共享环境对人格特征的影响,使得生长在同一家庭的子女彼此不同。以普洛明为代表的一些学者非常强调非共享环境的作用,即强调后天教养及个体在家庭内外的独特经验对人格发展的重要作用[8]。因此,共享环境和非共享环境的提出,为研究者在环境中考察人格提供了新的视角。

目前,行为遗传学家正试图确定非共享环境的具体来源以及它们与心理特质之间的关系。研究者认为应从评估每个儿童所经历的特殊环境入手来确定具体的非共享环境因素,即采取特殊的环境测量方法。这类研究起步较晚,其中以一项名为“非共享环境与青少年发展”(nonshared environment and adolescent development,NEAD)的研究最为著名[9]。研究发现,非共享环境并不仅限于家庭环境。当人们开始步入社会时,家庭之外的环境更可能成为非共享环境。例如,工作环境、社会支持、离婚都可能成为非共享环境的根源。其他非系统性的因素,如意外事故、疾病等也会导致子女之间的差异。随着时间的发展,此类经历的微小差异也会逐渐积累并导致行为结果上的显著差异。

2.2.2环境的测量显示遗传对人格的影响

近年来,一些心理学家在对环境的测量中发现:基因变化发生在环境的测量之中,即环境因素也具有可遗传性。教养行为表现出遗传的影响有以下两方面的原因:父母的人格等遗传特征可能会反映在他们的教养行为中;教养行为也可能会反映子女人格方面的一些遗传特征。换句话说,环境测量所以会表现出遗传的作用是因为人们会部分地由于遗传的影响而形成其个人的生活经历。这种情况被称为“教养中的先天影响”。这种影响与遗传倾向密切相关,因而在人格的行为遗传学中被称为 “基因型―环境相关”[6]。基因型―环境的相关并非指独立于个体之外的环境受到遗传的影响,而是指个体卷入经验的程度或个体接受环境影响的程度具有一定的遗传性。遗传的影响是通过被其作用着的心理特质来传递的:遗传影响着个体的心理特质,心理特质影响着个体的环境。

基因型―环境相关的发展过程有三种类型:被动的(passive)、唤起的(evocative)和主动的(active)[10]。被动的基因型―环境相关是指,当父母和子女拥有相同的遗传倾向时,提供的环境会强化这一遗传倾向。例如经常参加文体活动并且又鼓励这种活动的父母倾向于抚养喜欢文体活动的孩子。因为,孩子不仅拥有鼓励其参加文体活动的抚养环境,而且遗传了父母倾向于对这种环境做出反应的基因。唤起的基因型―环境的相关指环境对个体受遗传影响的行为所做出的反应。例如,积极的婴儿比忧郁的、消极的婴儿受到更多的注意和社会性刺激。主动的基因型―环境的相关是指个体选择能够强化自己遗传倾向的环境和伙伴的程度。例如,一个具有社交性基因的儿童愿意参加社交活动,并会选择具有社交性儿童作为伙伴。所以,不同基因类型的人会为他们自己选择不同的环境,这些环境对他们将来的个性、社会性发展有很大的影响。以上事实表明,当个体有能力选择自己的环境时,具有不同遗传基因的个体就会寻求、改变和创造不同的环境,即遗传因素会影响个体对环境的选择和改造。

总之,人格的遗传力和环境的研究使我们认识到,遗传与环境在个体人格发展中的独特作用,但后来的行为遗传学研究更强调“非共享环境”对人格发展的重要而独特的影响,这恰恰是传统的人格研究中未能涉及的方面。

2.3人格的特定遗传基因研究

人格的行为遗传学在遗传力和环境的研究中,主要探讨的是遗传―特质―环境之间的关系。但是,近年来的研究却发现,基因的变化可能是导致人类个体差异的主要原因,也就是说,应该进一步探讨基因―特质―环境之间的关系。因此,当前的任务是通过确定与人格有关的特定基因,并通过基因与环境的交互作用来了解特定基因与人格特质之间的关系,即要确定遗传基因是如何对行为产生影响的。这就是人格的行为遗传学研究最激动人心的方向之一,即运用分子遗传技术来寻找影响人格的特定遗传基因[11]。人格基因的发现将使研究者可以直接地测量个体的遗传型,从而推进对人格作更深入的遗传学分析。

遗传基因对人格所起的影响可能涉及多基因,但它们对人格的影响幅度有差异。目前,研究者运用DNA标记来寻找与复杂人格特质有关的基因(这类基因被称为定量化特质点,quantitative trait loci,简称QTLs),这些标记位于与某种特质有关的基因内部或附近。研究的目的不是要找到负责某种特定人格特质的单个基因,而是要找到能够解释该特质中某些差异的多个基因。试图将某些基因特别是那些与具有生理作用的DNA标记有关的基因与人格联系起来的做法是很有道理的。行为遗传学家采用连锁研究(lingkage studies)和关联研究(association studies)的方法来寻找与特定行为或人格特质有关的基因。连锁研究采取从行为水平到基因水平的自上而下的方法,以携带某种疾病或性状的家系为研究对象,分析几代人的DNA样本,以确定对人格特质影响较大的基因。而关联研究(也称作QTLs分析)则是自下而上的方法,即从确定与某种行为特质可能有关的基因入手,观察具有或者不具有某种行为特质的两类人群携带该基因的情况,目的是确定这些有关的或可能的侯选基因与行为特征或人格特质之间的因果关系。相对于连锁研究,关联研究更能找出只有微弱作用的基因。但由于复杂行为的侯选基因数目较多,因此,要对所有的侯选基因的意义和作用进行判断也是一件复杂而艰巨的工作。最近有研究发现[12,13],儿童的行为与单胺氧化酶(MAOA)基因有较高的相关;而5-羟色胺转运体(5-HTT)基因和应激刺激的交互作用对抑郁具有影响。

人格特定遗传基因研究的进展使得我们可以预测,未来的人格研究者将能够利用DNA标记作为研究工具。人格特定遗传基因的研究不是去发现与人格有关的DNA标记,而是要利用DNA标记作为研究工具,对与人格有关的基因进行心理水平的分析。这样才能在探讨人格的因素结构、人格与精神病的关系以及归因问题时,考察特定基因与有关心理现象是否有关联。目前,在研究方法上,行为遗传学已从传统的家系研究、连锁与关联法开始向以动物(主要是与人类基因有99%相同的老鼠)和人类为被试的多基因数量性状位点分析、模式调试生物测定(biometric model fitting)、基因调控和基因工程等方面发展。这些新的技术与方法使得研究者能够直接在动物身上操纵基因、观察基因改变对其行为的影响,并进而推测人类行为的遗传基因。实际上,许多关于人类行为的遗传学研究结果都是基于对动物的研究,包括智力、新颖寻求、攻击、成瘾行为、抑郁和神经质等异常行为。

人格的特定基因研究涉及的范围很广,包括发展问题、多变量问题、遗传―环境相互作用的问题、伦理问题等。个体差异的发展问题回答了人格差异的起源以及人格随时间的变化和连续性等问题。多变量问题是研究多特质间的共同变异,包括人格特质彼此之间及内部的关系、基因与人格之间的生物机制、人格与心理病理学之间的联系等问题。寻找并确定与人格有关的基因就是探讨本性和教养(即基因与环境)在个体人格发展中的相互作用。虽然心理学家倾向于从心理社会因素的角度考察环境的作用,但我们肯定还可以从基因的角度来探讨它。不论结果如何,正像DNA双螺旋理论的创立者沃森所说的那样:我们的命运已不存在于我们的星座中,而是存在于我们的基因中[1]。

基因―环境的交互作用是指对经验敏感性上的遗传差异。它是心理病理学的素质―应激模型(diathesis-stress model)所提出的最一般的交互作用模式:具有某种遗传风险(素质)的个体对环境因素(应激)以及环境中的机会都非常敏感[10,14]。例如,有遗传问题的人受心理社会危险性影响的可能更大。但是,到目前为止,我们对特定基因与导致行为的环境应激源之间交互作用的了解还远不及对人与环境交互作用的了解。与复杂人格特质有关的基因能够提供关于遗传素质的信息,从而有助于我们对基因―环境之间的交互作用的判断与了解。

3结束语

人格的行为遗传学研究,为传统的人格研究提供了一个新的研究方向,也为人格的遗传与环境决定论提供了新的研究途径。虽然如此,在人格的行为遗传学研究中,遗传和环境的相关和交互作用如何、遗传怎样作用于人格发展,遗传对不同人格特质之间的相互影响有怎样的作用,怎样寻找影响人格的特定遗传基因,怎样认识这些基因,怎样揭示基因作用于人格的根本机制等,这些问题都是行为遗传学在未来人格研究中必须加以回答和解决的。

参考文献

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3 Plomin R. Environment and genes. American Psychologist, 1989, 44(2): 105~111

4 Plomin R, Corley R, Caspi A, et al. Adoption result for self-reported personality: Evidence for nonadditive genetic effects. Journal of Personality and Social Psychology, 1998, 75(1): 211~218

5 黄希庭主译. 人格手册:理论与研究. 上海: 华东师范大学出版社, 2003

6 Plomin R, Colledge E. Genetics and psychology:Beyond heritability. European Psychologist, 2001, 6(4): 229~240

7 Plomin R, Asbury K, Dunn J. Why are children in the same family so different? nonshared environment a decade later. The Canadian Journal of Psychiatry, 2001, 46(3): 225~233

8 Plomin R, Spinth F M. Intelligence: Genetics, and genomics. Journal of Personality and Social Psychology, 2004, 86(1): 112~129

9 Pike A, Plomin R. A behavioural genetic perspective on close relationships. International Journal of Behavioral Development, 1997, 21(4): 647~667

10 Plomin R, Caspi A. DNA and personality. European Journal of Personality, 1998, 12: 387~407

11 Plomin R. Behavioral genetics in the 21st century. International Journal of Behavioral Development, 2000, 24(1): 30~34

12 Caspi A, McClay J, Moffitt T E, et al. Role of genotype in the cycle of violence in maltreated children. Science, 2002, 297: 851~854

13 Caspi A, Sugden K, Moffitt T E, et al. Influence of life stress on depression: moderation by a polymorphism in the 5-HTT gene. Science, 2003, 301: 386~389

14 O′Connor T G, Caspi A, DeFries J C, et al. Genotype-environment interaction in children′s adjustment to parental separation. Journal of Child Psychology and Psychiatry, 2003, 44(6): 849~856

ON THE STUDY OF BEHAVIORAL GENETICS IN PERSONALITY

Zhang Lihua1,2, Song Fang2, Zou Qun2

(1 Research Center of Psychology and Behavior in Tianjin Normal University, Tianjin 300074; 2 School of Tian Jiabing Education,Liaoning Normal University,Dalian 116029)

Abstract

研究遗传学的意义范文2

关键词:表观遗传学;肿瘤

中图分类号:Q3 文献标识码:A 文章编号:1674-0432(2011)-03-0069-1

表观遗传是1942 年由Waddington 提出的[1]。表观遗传学在基因调控、表达和遗传中发挥着重要作用,还在肿瘤与免疫等疾病的诊治中具有独特的意义。

1 DNA甲基化异常与肿瘤发生

(1)DNA甲基化修饰肿瘤细胞整个基因组中普遍存在低甲基化[2]。染色质结构因为低甲基化的大范围出现而引起改变,通过降低染色的质凝聚程度,可以使基因组的不稳定性增加,从而导致肿瘤的发生。DNA的甲基化是由S2腺苷甲硫氨酸作为甲基供体,使胞嘧啶转化为5-甲基胞嘧啶(mC) 的反应。在一般的状态下,基因启动子区的CpG岛是没有发生甲基化的,如果发生甲基化,就会使基因不发生转录。在这种情况下,一些抑制癌症的基因、DNA修复的基因等等就会失去功用,使正常细胞的培养与调控发生改变以及DNA损害不能被及时复原[3],从而产生肿瘤。

(2)组蛋白乙酰化修饰组蛋白是一类小分子碱性基础结构蛋白质,具有五种类型:H1、H2a、H2b、H3、H4,它们能够与DNA中带负电荷的磷酸基团相互作用。组蛋白乙酰化酶(HAT)是组蛋白乙酰化的关键酶,组蛋白的乙酰化程度就是由其决定着,与肿瘤异常基因表达有关。在HAT基因剔除试验中,p300-/-小鼠在妊娠的早期就死亡了,其神经形成、细胞增殖和心脏发育等方面存在很多缺点;p300-/+小鼠的胚胎期的死亡数量非常多,在胚胎分开的细胞中包含特异性的转录缺点与增殖障碍[4]。

(3)染色质重组染色质重组是指染色质的位置、结构等包括紧缩的染色质丝在核小体连接处松开,从而使染色质发生释放,显出了转录基因启动子区中的顺式作用元件,使其可能与反式作用因子结合[5]。染色质重组能够调节基因的转录,同时还参与一些最基础的细胞生理过程,与肿瘤发生密切相关。染色质重组的不同能够导致的肿瘤也不不同,由此我们知道这些生理过程通过相互联系而起到作用的。研究表明不同的染色质重组途径之间存在着相互作用[6],但是在肿瘤发生过程中染色质重组途径之间的确切关系,仍然有待于研究人员去进一步地探索。

2 表观遗传修饰与抗肿瘤作用

(1)DNA 甲基转移酶抑制物DNA甲基化是一种可逆的过程,因此,抑制DNA甲基转移酶的性能已成为研究抗肿瘤作用的新方法。5-氮杂胞嘧啶核苷(azacytidine)与5-氮杂脱氧胞嘧啶核苷(5-aza-2’-deoxycytidine)是DNA甲基转移酶的有效抑制剂。有资料表明,在使用5-aza-2’-deoxycytidine 后使用zebularine,能够非常好的地诱导并稳定p16基因的表达。

(2)组蛋白乙酰化抑制剂染色体结构和基因表达受到组蛋白的乙酰化修饰的影响,但是该修饰过程是可逆的,这就为肿瘤的治疗提供了新的思路。目前,研究最多的是HDAC抑制剂,到现在为止已开发出很多结构不同的HDAC抑制剂。主要有环状四肽类、羟肟酸衍生物、苯甲酰胺类衍生物、氨基甲酸酯类衍生物及酮类。研究发现用HDAC抑制剂诊治几种类型的白血病和实体瘤,结果非常好,副作用小,传统的化疗药物好很多。

3 应用前景

研究表观遗传中各种突变致病因子的作用机理,可以帮助我们阐明表观遗传的机制,为新方案的设计、新药的研制提供科学的依据。人们可根据表观遗传学信息能被一些化学物品所逆转的原理, 对疾病治疗进行探讨。如可通过DNA甲基化抑制剂防止肿瘤的发生, 也可用去甲基化物质使抑癌基因及DNA修善基因的功用得以恢复, 以达到治疗肿瘤的目的。

参考文献

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[7] 尤程程,黄利鸣.DNA甲基化与肿瘤[J].广东医学,2009

研究遗传学的意义范文3

[关键词]微卫星;群体遗传学;道地药材;遗传成因;栽培起源;产地鉴别

[收稿日期]2013-07-01

[基金项目]国家自然科学基金面上项目(81274027);国家自然科学基金重点项目(81130070);中国中医科学院中药研究所基本科研业务费自主选题项目(2011ZDXK-01);北京市共建项目专项

[通信作者]袁庆军,Tel:(010)64014411-2956,E-mail: 中药的道地性是自古延用至今评价中药材质量的一项独特标准,道地药材就是指在特定自然条件、生态环境的地域内所产的药材,且生产较为集中,栽培技术、采收加工也都有一定的讲究,以致较同种药材在其他地区所产者品质佳、疗效好、为世所公认而久负盛名者称之[1]。黄璐琦等指出道地药材的生物学本质是同种异地,即同一物种因其具有一定的空间结构,能在不同的地点上形成大大小小的群体单元,如果其中某一群体单元产生质优效佳的药材,即为道地药材[2]。这个同一物种在不同地点上形成的群体单元,在生物学上称为居群。因此,道地药材在生物学上就是指某一物种的特定居群,是在特定时间和空间里生长的自然或人为的同种个体群,居群水平的遗传分化是道地药材形成的遗传基础,遗传分化越明显,道地药材与同种其他居群药材的差异越明显[3],由此他对道地药材的形成机制提出了“道地性越明显,其基因特化越明显”的模式假说[4]。

目前关于道地药材遗传基础的研究多停留在遗传多样性的基本分析和描述,难以揭示道地药材遗传分化和遗传成因的深层次问题,如①道地药材居群是如何进化形成的,与非道地药材居群的遗传分化程度有多大?这种遗传分化与道地性的形成是否相关?②道地栽培居群是否起源于道地野生居群,它们的种质是否存在差异?这种差异是否产生种质混杂而引起远交衰退最终影响药材的道地性?③道地药材是否可能实现产地的分子鉴别(种内鉴别)?如何筛选道地药材的分子地理标识?这些问题的解决必须深入了解道地居群形成的进化历史,掌握影响道地居群遗传分化的现代因素(如基因流、自然选择或人工选择等)和历史性事件(如片断化、快速扩展和拓殖现象等),这些属于群体遗传学范畴,需要将群体遗传学的理论和方法引入道地药材的研究。

群体遗传学(population genetics)又称种群遗传学,是根据遗传学原理,采用数学、统计或其他方法研究生物居群的遗传结构及其演化规律的一门学科,即研究种内进化(微进化microevolution)的科学。种内进化促成了等位基因在居群水平的空间分布和不断改变,从而引起居群间的遗传分化。20世纪90年代以来,随着PCR技术的广泛应用,RAPD,RFLP,AFLP等指纹技术[5]为群体遗传学的研究提供了有效手段,而微卫星与这些指纹技术相比又具有突出的优势。由于微卫星具有高度多态性、在基因组中含量丰富且分布均匀等优点,这一技术很快便发展为一种分子标记,成为群体遗传学研究的有力工具,本文旨在介绍微卫星群体遗传学基本理论和研究方法的基础上,将其引入道地药材的研究,为赋予道地药材现代科学内涵提供新的研究手段。

1微卫星的概念、分布及优点

1.1微卫星的概念及在真核生物基因组中的分布

微卫星(microsatellites),又称简单序列重复(simple sequence repeats,SSR),是指以少数几个核苷酸(一般为1~6个)为重复单位组成的简单的串联重复序列,由于重复的次数不同以及重复的程度不一致而造成这些序列的多态性[6]。微卫星上不同长度的等位基因按简单的孟德尔方式遗传。

微卫星序列普遍存在于大多数真核生物的核基因组中。据估计,人类基因组中每6 kb就存在一个微卫星位点[7]。在不同分类群的物种之间以及同一分类群的不同物种之间微卫星的平均密度差异很大,例如,植物基因组中的微卫星约比动物基因组中的少5倍[8],而鸟类约比人类少6~7倍[9],目前尚无法解释这种现象[10]。微卫星的重复单位以1~2个核苷酸为主,也有一些微卫星的重复单位为3个核苷酸,极少数为4个或4个以上核苷酸[8]。在以双核苷酸为重复单位的微卫星中,人和动物 (CA)n含量最高[7],植物中(尤其是作物中)以 (GA)n和 (AC)n为主[11]。

1.2微卫星作为遗传标记的优点

用微卫星作为遗传标记与其他DNA分子标记(如RAPD,RFLP,AFLP,小卫星DNA等)相比具有以下优点:①作为一种高度多态性的分子标记,微卫星DNA具有丰度高、共显性标记、选择中性的特点;②微卫星采用单位点DNA指纹技术,检测容易,重复性较好;③微卫星DNA扩大了取样范围,减轻了取样工作的困难和对研究对象的影响;④微卫星DNA的出现为群体遗传学家提供了空前丰富的遗传信息资料,同时也促进了相应的统计分析方法的发展[12],包括最大似然性法(maximum likelihood)、凝聚法(coalescent methods)和bayesian法(bayesian methods)。

2微卫星在群体遗传学研究中的应用

2.1居群遗传多样性和遗传结构分析

居群的遗传多样性是长期进化的产物,也是种质资源创新和品种改良的物质基础。一个居群遗传多样性越高或遗传变异越丰富, 对环境变化的适应能力就越强, 越容易扩展其分布范围和开拓新的环境。物种的遗传多样性往往与物种本身的特性相关,如生活史的长短、系统和繁殖方式、地理分布及遗传变异水平高低等[13-15]。遗传结构是指基因或基因型在空间和时间上的非随机分布,居群的遗传结构包括居群内的遗传变异和居群间的遗传分化。对遗传结构及其影响因子的研究是探讨生物适应意义、物种形成过程及其进化机制的基础,也是保护生物学的核心之一。一个物种的遗传结构是长期进化的产物,许多物种独特的遗传结构反映了进化历史上的一些特殊事件[16-17]。生物多样性保护的关键之一是保护物种,更具体地说就是保护物种的遗传多样性或进化潜力,制定有效的保护策略和措施必须建立在对遗传结构充分了解的基础上。微卫星是进行居群遗传多样性和遗传结构研究的有效分子标记,目前已对草本植物[18-19]、花卉[20]、树木[21-24]等进行了研究,而对药用植物,特别是道地药材遗传多样性和遗传结构的深入研究还很缺乏。

2.2基因流分析

基因流是指生物个体从其发生地分散出去而导致不同居群之间基因交流的过程。植物的基因流主要靠花粉和种子的传播来完成[25-29],基因流的大小直接影响着居群间遗传物质是否均质化以及遗传分化的程度,因此基因流是决定居群遗传结构的重要因素[30],通过基因流可以了解居群过去的进化历史、掌握居群现在的遗传结构并预测居群将来的演化趋势,由此作出保护和可持续利用的有效策略。基因流的传统测定方法是通过收集器或染色跟踪花粉和种子的运动,但这些方法常常低估居群的基因流,而且也无法计算有效基因流的大小[31]。基因流可以通过亲本分析来测定[32],采用亲本分析方法确定种子或幼苗的双亲之后,可以根据双亲之间的距离精确地测定花粉的传播距离,幼苗与母本间的距离(雌雄异株)或种子与双亲之间的平均距离(雌雄同株)即为种子散布距离。当花粉或种子从一个居群扩散到另一个居群,就形成居群间基因流,这种基因流是阻止居群遗传分化的重要进化因子。在后代的亲本分析中,有些后代的亲本不能由居群内的个体形成,根据这些后代的比率可以估算出居群间基因流与居群内基因流的相对强度。微卫星高度的多态性、共显性等特点,在亲本分析中具有突出的优势,目前利用微卫星对基因流进行的研究有很多[33-34],但对药用植物基因流的研究基本没有,特别是药用植物在栽培过程中人为引起基因流改变而影响其进化潜能的研究还属空白,这直接关系到中药资源是否能可持续利用。

2.3进化显著单元ESU的划分

进化显著单元(evolutionarily significant unit,简称ESU)是地理上离散的、历史上被隔离的居群组,因而具有独特的进化潜力。定义ESU的遗传标准包括由遗传距离反映的等位基因频率的显著分化和基于某些基因的系统分化程度。定义ESU的主要目的是要确保进化的产物被认识并受到保护和有效利用,使不同ESU固有的进化潜能得以保持[35],最终真正达到保护物种和可持续利用的目的。1986年,Ryder首次提出了进化显著单元的概念,用作保持生物遗传完整性和进化潜能的一种可操作方法,对地理上有显著变异的居群组进行分别管理[36]。然而,正如物种的概念一样,ESU在定义它的组成和界定它所要求的变异类型也还存在争议[35]。Moritz(1994)定义ESU为历史上被隔离的且独立进化的居群组[35],这些居群组在动物中线粒体DNA(mtDNA)或植物叶绿体DNA(cpDNA)等位基因表现为交互单系,并在核等位基因上有显著分化。根据这一定义,在获取具有正确拓朴结构系统树的基础上可确定ESU。对于有显著遗传分化、同时在线粒体或叶绿体基因组和核基因组上都是单系的居群,应属独立的ESU。而对于与其他居群遗传分歧度并非很高、在线粒体或叶绿体基因组上又是单系的居群,如果其核等位基因的频率与其他居群有显著的差异,也应视为一个ESU;相反,如果其核等位基因的频率与其他居群没有显著的差异,则不能视为一个独立的ESU[37]。微卫星作为一种多态性很高的核基因分子标记,在界定显著遗传结构和定义进化显著单元具有其他分子标记不可替代的优势。进化显著单元ESU的研究目前主要集中在动物的保护遗传学研究[38],在植物中也开始借鉴动物的研究方法进行一些进化显著单元的划分[39],而在道地药材的保护、分子鉴定和可持续利用的研究中尚未深入到进化显著单元的划分。

3微卫星在道地药材群体遗传学研究中的应用展望

3.1微卫星在道地药材群体遗传学研究中的应用

近年来微卫星群体遗传学被生物科学界所重视,对于道地药材的研究主要集中在遗传结构和遗传多样性方面。如Chen等利用微卫星群体遗传学对唐古特大黄进行了遗传多样性和遗传结构分析,阐明了其濒危机制[40];肖冬长等利用研究了铁皮石的遗传结构,揭示了品种间的亲缘关系[41];郭银萍等研究了22份薏苡种质的遗传多样性,反映了供试材料的亲缘关系,从而为薏苡种质改良提供理论依据[42];闫伯前等研究发现华中五味子具有较高的遗传多样性水平和较丰富的等位基因,可作为人工种植时优先选用的种质资源[43]。陈子易等应用微卫星标记实现了人参与西洋参的种间鉴别[44]。这些研究初步揭示了微卫星群体遗传学在道地药材研究中的优势,但前人的研究仅仅停留在遗传多样性和遗传结构方面,未能从根本解释道地药材的遗传变异和形成机制等问题,亟待在理论和方法上有所突破。

3.2微卫星在道地药材群体遗传学研究中的展望

3.2.1道地药材的遗传成因研究生物的表型是由遗传因素和环境因共同决定的,然而对于同一性状中的控制可能只是其中某一因素占主导作用引起的,比如欧洲人的平均身高要高于亚洲人是由遗传决定的,而中国北方人高于南方人的平均身高是由环境引起的。那么,道地药材的优质性究竟是由遗传因素还是环境因素所决定呢?这一直是道地药材研究争论的焦点。黄璐琦等提出了道地性形成的“边缘效应” [4],他认为物种分布区边缘的极端环境有利于次生代谢产物的积累,因而物种分布区的边缘往往成为道地产区。其他的一些研究也表明次生代谢产物(如黄酮)含量的差异取决于药材的地理来源[45]。同时黄璐琦等又提出了“道地性越明显,其遗传分化越明显”的模式假说[4],认为道地药材的生物学本质是同一物种特定居群与其他居群由于地理上的隔离而发生遗传分化的结果。这些争论一直没有直接的科学证据,使道地药材的生产和质量控制缺乏明确的标准。

在植物居群中,影响居群遗传变异地理分布的重要因素是基因流或溯祖关系[46]。植物的基因流是靠种子和花粉的传播来完成的,不同植物由于种子和花粉传播方式不同而各自具有独特的基因流模式,其顺畅与否,直接影响居群间的分化程度及遗传物质是否均质化[47-49]。溯祖关系是建立谱系分选(lineage sorting)现象的学说[50],即祖先居群原始的基因型多态性由于遗传漂变逐渐消失,最终居群内仅存单一基因型而形成单系群,不同的单系群在相互隔离的情况下基因会因突变的积累而逐渐发生遗传分化。因此,现代基因流和谱系分选历史决定了一个物种居群的遗传结构,不同的遗传结构决定了居群表型(包括化学表型)的地理变异程度,从而在药材上反映出道地性的明显程度。因此,应用微卫星群体遗传学对居群遗传结构的研究,对道地居群与非道地居群间的遗传分化程度能够作出定量判断,结合化学表型地理变异进行相关性分析,能有效揭示遗传因素对道地性的影响程度,如果道地居群与非道地居群存在显著的隔离分化,那么道地性很可能是由遗传的因素所引起;反之则可能是由环境的因素所决定。

3.2.2道地药材的栽培起源研究药用植物的栽培是满足人们目前和将来对药用植物需求、缓解野生药用植物资源压力的有效途径,同时某些栽培方式,如传统小规模的就地引种,能够很好地保存植物的遗传多样性[51-52]。然而,栽培对药用植物资源的保护作用要从多方面来理解[53],通过栽培而进行大规模的药用植物生产,对药用植物资源的保护也可能带来负面影响[54],例如,奠基者效应和为了高产优质而进行的人工选择可能导致栽培药用植物狭窄的遗传背景,出现类似农作物驯化过程中出现的遗传瓶颈现象[55]。同时,在现代条件下的药用植物栽培,由于高度发达的交通和药材贸易市场,使得不同产地之间药用植物种子的交流变得更加容易,种子从原产地流入其他环境可能导致栽培药用植物远交衰退[56],衰退的基因流可能从栽培居群流入附近的野生居群,从而引起野生居群对本地环境适应性的下降[57]。

栽培起源研究能够有效揭示栽培驯化过程中居群动态和遗传结构发生改变的过程,是当今国际上群体遗传学研究的热点之一。栽培植物和它们的野生祖先常常形成野生-栽培复合体并构成植物繁演的重要遗传资源[58-62]。伴随着农业上将植物从野生变为适合栽培和人类利用的引种驯化过程的开始,围绕着野生-栽培复合体的基础理论研究[60](作为一种植物进化的模式)和应用研究也开始兴起,例如,确定驯化植物的地理起源或评价作物进化的居群动态可以为合理利用和管理遗传资源提供科学指导[61]。其中对野生和驯化两种形式下表型分化的遗传潜力研究尤为受到关注[62],近来开始探测栽培的野生植物对附近自然居群的基因流[63]。所有这些研究是彼此相关的,例如,对居群进化历史的研究是分析人工选择作用[64]或基因流模式的前提[65]。目前栽培起源的研究多集中在对主要农作物的研究,如水稻、玉米、大豆等[66-68],而药用植物的栽培起源研究基本上没有涉及,将微卫星群体遗传学引入道地药材的栽培起源研究,能有效揭示道地栽培居群是否起源于道地野生居群,并进一步比较它们的品质差异,最终阐明道地药材的栽培是否只有道地野生居群就地引种才能保持道地性、道地野生居群在非道地产区或非道地野生居群在道地产区异地引种对道地性的影响程度有多大、异地引种栽培居群的基因流对本地原生野生居群的种质可能产生的影响等科学问题,这些问题的解决必将把道地药材的栽培起源研究引向深入,充分掌握处于引种驯化初期的道地药材在人类干预下遗传演变的规律,为道地药材遗传资源的管理和合理利用及品种选育提供科学指导,避免在作物驯化过程中已经发生的不利于人类利用和植物进化的过程重演,有效地进行科学引种。

3.2.3道地药材的产地鉴别产地鉴别是指对不同产地的同一药材进行鉴别,道地药材具有特定的地域,寻找反映道地药材地域特征的鉴定评价标准一直是道地药材研究的关注点,然而道地药材的产地鉴别一直是药材鉴别的一大难题:一方面不同产地药材形态和组织差异很小,传统的经验鉴别和显微鉴别无能为力;另一方面不同产地药材的有效成分差异难以达到质的差别,同时受生长年限和取样时间等的影响,也很难勾画出同种药材不同产地的化学特征。那么,DNA分子鉴别能否解决这一难题呢?关于道地药材的DNA分子鉴定,肖小河等指出“目前DNA分子遗传标记技术在道地药材鉴定中受到2个方面的局限:一是来自技术本身的,如目标基因的真实性与DNA同源性,DNA分子标记结果的重现性和稳定性;二是来自研究对象的,不是所有的道地药材形成都会留下DNA差异‘烙印’,同时这种DNA差异也不见得与道地性的形成有直接或内在的相关”[69]。近来迅速发展的DNA条形码技术很好地解决了第一方面的局限,而无法解决第二方面的局限,其主要集中在物种水平的分类和鉴定,在药材鉴定方面的应用只能作真伪品的鉴别,其所依据的理论是分子系统学(phylogeny),所选用的DN段相对保守,实验也证明DNA条形码对当归这类药材的产地鉴别是无效的[70]。

道地药材的产地鉴别实质上是生物种下居群水平的遗传分化问题,所依据的理论是分子谱系地理学(phylogeography)和群体遗传学,所选用的DN段相对于用于物种水平鉴别的DNA条形码具有更快的进化速率。目前很多研究表明,叶绿体基因间序列在许多植物类群中已经显示了充分的变异,可用于植物分子谱系地理分析和进化显著单元的确定[71-72],在药用植物的道地居群和非道地居群间也存在显著分化,具有道地居群特有的单倍型可用于产地鉴别[70, 73]。叶绿体分子谱系地理分析反映了居群间种子流的大小和母系遗传DNA的分化程度,而控制化学表型的功能基因存在于核基因中,其分化程度与道地性的相关性更大。核基因在居群间通过花粉流传递,为双亲遗传。然而由于功能基因多存在高度保守、多拷贝、杂合等特点,直接利用功能基因进行群体遗传学分析难度较大,没有可操作性。微卫星特有的优势全面反映了核基因组的遗传信息,用于群体遗传学分析能有效阐明居群间花粉流的大小、核基因的分化程度、基因型纯合或杂合程度等,从而揭示核基因的居群遗传结构。只有同时考虑叶绿体DNA和核基因的居群遗传结构,才能正确划分进化显著单元,由此判断道地居群和非道地居群是否存在隔离分化或基因流,也即道地药材的形成是否留下了DNA差异的‘烙印’,最终阐明道地药材能否实现产地鉴别。对于没有DNA差异‘烙印’的道地药材不能实现产地鉴别;对于存在DNA差异‘烙印’的道地药材,根据分子谱系地理学和微卫星群体遗传学分析的结果建立道地药材的分子地理标识,从而实现道地药材的产地鉴别。

4结语

目前道地药材形成规律的研究已取得阶段性成果,但在道地药材形成的演化规律以及人工驯化过程人为影响道地药材进化潜能等方面的研究需要进行种内进化(微进化)的深入研究,将微卫星群体遗传学引入道地药材研究,突破了道地药材遗传成因研究长期在理论和方法上的局限以及药材分子鉴别停留在真伪鉴别(种间鉴别)的瓶颈,有效填补道地药材栽培起源研究的空白,为揭示道地药材的遗传成因、实现道地药材栽培科学的引种和产地鉴别(种内鉴别)提供新的理论和方法。

虽然微卫星是研究道地药材非常理想的遗传标记,但在实际的应用中仍有不足之处,除了一些已知大量序列信息的研究对象以外(如人类,常规的实验动物和一些农作物),对于一个序列信息完全未知的新种,必须首先建立基因文库并筛选微卫星位点,实验工作繁琐且耗时费力。微卫星位于非编码区的概率比编码区高,因此在某些情况下不能反应出功能基因组范围内的遗传水平。总之,随着实验技术的改进,统计分析方法和检验手段的日趋完善,微卫星群体遗传学将在道地药材研究中发挥更大的作用,在具体科研中应该针对需要解决的问题,选择合适的分子标记和分析方法,才能更好的解释道地药材的本质。

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研究遗传学的意义范文4

20世纪70年代,Stephen Hsu在美国爱荷华州艾姆斯市大学城长大,他的周围有很多教授们早熟的儿女。2010年前后,在俄勒冈大学尤金分校研究了数年伦理物理学的Hsu,认为DNA测序技术最终可能帮助解释是什么让那些孩子如此聪明。

Hsu并不是第一个关注智力遗传学的人,但是在中国华大基因的帮助下,他策划了一项大规模的相关研究,旨在测序2000人的DNA,而这些人智商大多超过150。

不过,他并没有意识到公众对此会有怎样的消极反应,直到有一天,研究的参与者之一、纽约大学心理学家Geoffrey Miller在媒体上发表了一些煽动性的评论。Hsu和同事发现,该项目成为被猛烈批评的标靶,几乎难以开展。

近日,《自然》杂志分析了行为遗传学几个有争议的领域,以查明为何每个领域都存在导火索,以及是否存在较科学的理由来继续追求这些研究?

智力(禁忌等级:高)

19世纪,英国人类学家Francis Galton发起了优生主义运动。但是该运动导致了一些侮辱行为,例如强迫将不育的人视为智力上的次等人。“智力”这个词也变得不可靠。智力测试不会测量全部的天生才能,通过后天训练来提高个人的成绩是有可能的。

虽然如此,大约一半的智力变异性似乎是被遗传的,对一些研究人员而言,它摆出了一个极为诱人的谜题。但是,没有一个基因能与智力强有力地联系在一起,而一些有微弱联系的基因也饱受质疑。

2013年早些时候,为了找出强有力的遗传相关性,Christopher Chabris和国际同行调查了超过12.5万人的基因,发现3种遗传变异,每种变异都会对个体的学校生涯的长度产生微弱影响。研究人员推断,这些变体对教育成就的影响来自于它们对智力的影响。但是,这一结论同样引发了责难和担忧。其他研究者认为,这些研究把焦点和资金远离其他非基因因素,例如贫穷,它对社会流动性有更大的影响。

Chabris表示,这项研究实际上能够影响更大的社会流动性——例如,通过帮助对学龄前儿童进行鉴定,以甄别出哪些儿童能够给予更密集的儿童早期教育。“过去,人们能以某种方式解读这些结论,但这并不意味着它不应该重新被研究。”他说。宾夕法尼亚州立大学人类学家Anne Buchanan在博客中写道,这些研究并非纯粹学术的和超脱的,而是“危险的不道德行为”。

对于Hsu研究的批评还指出,数据可能被滥用。对此,Hsu降低了数据可能被滥用的可能性。但在2011年,他曾表示:“我百分之百地确定,最终将有一种技术用于评估胚胎或受精卵的数量性状,例如身高和智力。我不认为这有什么错。”

人种(禁忌等级:非常高)

在科学界中,人种可能是最沉重的禁忌议题之一。驱使这种研究的动力饱受质疑。从社会科学到生物科学,存在这样的广泛共识,被称为种族的人群,彼此间并未存在非常大的不同。与来自不同种族的个体相比,来自同一人种的两个个体可能有更多的遗产变异。大多数调查人遗传学变异的研究人员也指出,他们观察到的差异反映了这些人种的地理起源、生育史和迁移情况,但并不是一些人种间本质区别的标志。

但是,也有研究人员问及,人种遗传学中的禁忌是否变得过于严格,以至于阻碍了合法研究。例如,2005年,芝加哥大学遗传学家Bruce Lahn发表的研究指出,两种可能与智力有关的脑发育基因的变体,在白种欧洲人和非洲人之间出现了不同的进化。这激发了科学家对应该如何解释这些研究的担忧。美国国立卫生研究院院长Francis Collins也曾对此表示担忧。

但Lahn及其同事最终发现,挑选出的基因变种与提高智力并没有关系。有人认为,Lahn应当更加谨慎。“科学常在一定的社会政治背景下发挥作用,你也需要考虑科学发挥作用可能产生的后果。”新闻工作者John Horgan说,“研究人种和智力更倾向于支持种族主义者有关下等种族的论调。”

最终,Lahn不再研究人种基因,并催促研究人员进行更加透明的讨论,以确定此类研究是否有继续进行的必要。“考虑到该国种族的历史之路,可能该研究不应该被鼓励,因为这会触动太多的敏感神经。我同意。”他说,“但是我不同意遭到那些乔装成科学讨论的政治讨论的攻击。”

暴力(禁忌等级:轻微)

10年前,美国印第安纳大学法医精神病学家Tracy Gunter致力于帮助人们克服行为和药物滥用障碍,这导致他们被牵扯到刑事审判体系中。但是,她越来越清楚地了解到,一旦委托人陷入到一种虐待犯罪螺旋里,就很难将他们带出来。

研究人员报告称,拥有一种名为单胺氧化酶A(MAOA)基因的某个特定版本的人们对儿童期虐待的影响有一些防护能力。其他一些由该基因编码的蛋白质水平较低的人,如果受到虐待,更可能犯罪。因此,Gunter改变了研究方向,开始分析行为基因,希望能够找到鉴定和提前干预高风险人群的方法。

Gunter很快发现,要将环境和先天影响分离是不可能的,并且新兴理论表示,行为是受许多小基因因素影响的。10年过去了,她说:“一开始我有关行为基因的过分简单化的概念并不是真实的。”尽管有这些警告——并且一些研究未能验证最初有关MAOA的发现,一些律师仍然使用MAOA基因测试,以及儿童期受虐待或生活压力的资料,以试图为委托人减轻刑罚。

研究遗传学的意义范文5

论文 关键词:自由主义文学 民主主义文学 左其文学 文学史

论文摘要:对

20世纪90年代以来一直捅动着一股对自由主义作家的阅读与研究的热潮,如张爱玲热、钱钟书热、王小波热等等。与此紧密相关的思想文化界,陈寅格、顾准、储安平等自由主义知识分子敢成为舆论与出版的焦点话题。然而,对自由主义文学从整体上作宏观研究和系统地进行历史考察的专著尚未出现。刘川鄂先生历数年教学与研究推出力作《

   在仔细梳理了

研究遗传学的意义范文6

【关键词】当代艺术 传统 设计教学a

当今社会的鲜明特征是全球化和多元化,当代艺术的存在形式和内容与社会的变革息息相关,其艺术创作手法、表达方式也时刻发生着变革与创新,各种材料的综合运用、装置形式、新的媒介组合等形式表达不断超越人们的想象。

纵观工业设计专业,30%左右设置在艺术院校,近70%是设置在工科院校。这个专业综合性较强,融合了理工类学科和艺术类学科专业知识,相对于艺术院校的同专业学生而言,学生知识背景相对广泛。以北京信息科技大学工业设计专业的艺术设计课程看,艺术类的专业基础课有三大构成(平面构成、色彩构成、立体构成)、视觉传达设计:标志设计、版式设计、包装设计、书籍设计、广告设计及广告策划、中外美术简史等。可见,视觉传达设计本身就具备交叉性和多元性,这种多元性不仅表现在设计形式和创造性思维方式上,也表现在培养方式和教学方法上。此外,设计教育自然也不能脱离当代社会的背景,这就要求我们用一种开放的、灵活性的教育教学体系适应多元化的当代社会,但当前普遍存在的问题是课时少,学生对艺术知识的吸收往往是“蜻蜓点水”,这样的课程设置在一定程度上很难扭转。

更为关键的是,目前艺术课程的教育在很大程度上还停留在人们印象中的“美术”认识的层面,缺少艺术史层面,尤其忽略了对当代艺术中较为严肃、抽象的概念的认知和了解,学生没有机会充分理解当代艺术。这样的艺术设计教育,不可避免地存在如不理解设计作品形式背后所蕴含的内容和有价值的背景信息等弊端。

要想改变这些问题,教学研究与革新势在必行。

首先,教学内容上,艺术教育对单课程的教学内容侧重点应做出调整。以中外美术简史课为例,把庞大的艺术史内容囊括在24课时内,当代艺术只能一带而过,没有课时允许深入,不应按部就班地按传统编年或传统美术技法角度发展纵向分类而进行等量课时讲授,应加大对当代艺术按主题分类等进行深入讲解。

其次,要意识到“当代”并不是“传统”的对立面。在教学内容上,要强调对传统文化内容的讲授。“意匠”的传承对设计者来说十分重要,更多的是对设计师人文气质的培养,是对传统精神的传承。设计师的设计风格无论怎样变化,其耳濡目染的是本民族的传统文化,都是根植于本土文化背景。因此,在设计中不可避免地涉及传统与现代的融合问题,当代设计的变化体现为一种形式的变化,而形式的载体就是材质与工艺的运用,如视觉传达之包装设计,包装的形式感建立在对功能所需的材质上,以日本为例,其设计具体表现为,在形式的表达上,造型凸显现代感,表现为简约几何形造型,而在视觉表达上,则通过富有日本情趣的黑、红等多种颜色的搭配以及变形的海浪、樱花纹饰的加入彰显出日本特色,堪称设计的典范。由此可以思考,中国传统文化博大精深,是我们不竭的设计源泉,因此在艺术课程体系上,应加大对传统艺术内容的注入,一要侧重传统绘画艺术,二是关注传统哲学、民间美术,这样才能使其比较不同文化中所具有的艺术特质和精神,从更多重的视角探索传统与当代的关联,通过这些内容的摄入,潜移默化地培养学生的人文素养和对传统与现代的转译能力――意匠的传承,由内而外地延伸出新的、更深层次的文化内涵,使其渗透到设计作品中去,化技艺为有意味的形式,更好地体现出作品所具有的文化性和时代感。

再次,在教学手段上,当代技术的发展映射到教学手段上表现为教学方式的多样,多媒体教学、网络教学以其生动直观的形式丰富着教学手段,但传统的实体教学模式,其优势不可替代,其根本是教师引导下的对知识的整合思路。形成以某一艺术主题为导向的相关课程的“模块化”体系是不错的形式。相关课程之间由于时间间隔过长,学生对所接受的知识没有形成系统,知识以琐碎的片段式存在。在教学模式上,应注重相关课程的交叉,一是注意先教授的课程与后续专业设计课程在教学内容上的衔接,避免重复和“跳跃”;二是将独立、分散的单科课程等零散的知识在内容上实现交叉融合,教师不单纯讲授单独的知识点,而是用全面、宏观性的脉络和思路帮助学生整理和形成“模块化”的知识体系,以期从根本上解决艺术设计相关课程知识体系与现代设计教学之间由于时间间隔关系而存在的断层和遗忘等问题。在此基础上,同一模块化主题的导向下,通过相关课程的训练,从不同的维度加以反复阐释,就会加深对知识的理解,也拓展了学生设计思考的视角。

最后,艺术设计教育教学评价体系也应与当代艺术紧密相连。设计教学的评价往往带有强烈的个人主观色彩。如何避免片面性,做出更客观的评价,当代艺术的创作机制、目标、思维方法是一种可以借鉴和修正的评价标准。我们不妨将独立课程的具体评价目标放在设计教学体系中进行,由单纯地注重技术表现评价转为尊重不同学生的个体认知、设计思路,注重衡量学生在学习过程中对设计的思考和反思的体现,使教学评价回归到设计本身,以此作为最终评价的标准。这样的评价标准相对更能使设计回到设计的本质,促进学生的思考,也避免学生的设计作品流于表面形式的弊端,这种开放的教学评价标准也符合当代艺术和现代设计融合、跨界的工作模式。

综上所述,在当代多元文化的艺术发展背景下,把对传统与当代艺术的认识融合运用到艺术设计教学中去,探索适用于工业设计专业的教学方法,逐步提高工业设计专业的艺术教学水平,努力培养既有传统文化素养,又具当代多元视角的应用型设计人才是切实可行的。

(注:本文为北京信息科技大学课程建设项目课题资助,项目编号:71R1410869)

参考文献: