第1页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第1页共9页发育生物学研究中的模式动物摘要:模式生物在生命科学研究中有重要的作用,不仅能回答最基本的生物学问题,对人类的疾病治疗也有借鉴意义。近年来随着分子生物学、发育生物学的发展及功能基因组计划的开展,模式生物的作用便显得越来越重要。本文着重介绍了斑马鱼、秀丽线虫及果蝇三种经典模式生物的研究历史、研究优势及发展等,进而简要阐述了模式生物在今天生命科学发展中的重要地位和推动生命科学及医学进步的不可替代的巨大潜力.关键词:模式生物;发育生物学;引言:在生物学发展之初,人们发现如果把关注的焦点集中在相对简单的生物上则发育的现象难题可以得到部分解答。因为这些生物的细胞数量更少,分布相对单一,变化也较好观察。并且由于进化的原因,细胞生命在发育的基本模式方面具有相当大的同一性,所以利用较低等级的物种来研究发育的共通规律是具有一定的可行性。尤其是当我们在有不同发育特点的生物中发现共同的形态形成和变化特征时,就可以以此来建立发育的普遍原理,因此这种生物“”就显得尤为重要,我们称之为模式生物。模式生物具有许多共同的特征,如形体相对较小,在实验室内易于培养和繁殖,世代周期短,形态结构相对比较简单,繁殖系数高(后代数量众第2页共9页第1页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第2页共9页多)等,而且通常情况下它的基因组会比较小。前两点是出于实验室空间考虑,而世代周期短是出于研究时间的考虑;形态结构的简单性能够减少特有生命现象的干扰,以便使人们更专注于生物遗传发育的基本规律。目前一些物种被大家公认为是优良的模式生物,如线虫、果蝇、非洲爪蟾、蝾螈、小鼠、斑马鱼、噬菌体、大肠杆菌、酿酒酵母、海胆等。它们在人口与健康领域应用范围比较广。而在植物学研究中比较常用的有,拟南芥、水稻、烟草等。1.几种经典模式生物概况:1.1海胆第一个被用作模式生物的是海胆,它的胚胎对早期发育生物学的发展有举足轻重的作用。早在一八七五年,奥斯卡‧赫特维格(OscerHertiwig,1849-1922)就开始以海胆为材料研究受精过程中细胞核的作用,一八九○年后,海胆更在受精和早期胚胎发育的研究中担任重要角色。一八九一年,汉斯‧德瑞希(HansDriesh,1876-1941)在海胆中完成了胚胎分裂实验,为现代发育生物学奠定了第一块理念里程碑。他在显微镜下把刚刚完成第一次分裂的海胆一分为二,结果发现,分开后的两个细胞各自形成了一个完整幼虫。这一实验的意义在于证明胚胎具有调整发育的能力,并颠覆了盛行一时的机械论发育思想。海胆以其易于得到大量受精精卵,同步发育,胚体透明,孵化速度快的特点成为了生物学研究的模式生物。由于棘皮动物的胚胎形成方式和脊索动物一样,所以样子虽然看起来原始,但实际上是包括人在内的脊索动物的近亲。因此海胆引起基因组测序人员的重视。而测序的结果分析表明海胆与人类有许多相似基因,但是人类基因数量比较多,提示在海胆与人类分道扬镳后,脊椎动物在进化过程中至少出现过两次全基因组复制。1.2果蝇黑腹果蝇(Drosophilamelanogaster)属于昆虫纲的双翅目,20世纪初Morgan选择黑腹果蝇作为研究对象,建立了遗传的染色体理论,奠定了经典遗传学的基础并开创利用果蝇作为模式生物的先河。20世纪80年代以后针对果第3页共9页第2页共9页编号:时间:2021年x月x日书山有路勤为径,学海无涯苦作舟页码:第3页共9页蝇的基因组操作取得重大进展,并发展出一系列的有效技术。2000年,果蝇的全基因组测序基本完成,全基因组约165Mb(WanYQ,2006)。果蝇体型小,体长不到半厘米;饲养管理容易,既可喂以腐烂的水果,又可配培养基饲料;一个牛奶瓶里可以养上成百只。果蝇繁殖系数高,孵化快,只要1天时间其卵即可孵化成幼虫,2-3天后变成蛹,再过5天就羽化为成虫。从卵到成虫只要10天左右,一年就可以繁殖30代。果蝇的染色体数目少,仅3对常染色体和1对性染色体,便于分析。作遗传分析时,研究者只需用放大镜或显微镜一个个地观察、计数就行了,从而使得劳动量大为减轻。且...