鬣羚干皮标本中的DNA提取和PCR扩增

为了澄清鬣羚（Ｃａｐｒｉｃｏｒｎｉｓ ｓｕｍａｔｒａｅｎｓｉｓ）这种动物在系统进化和分类上的混乱局面,有效地保护其种群的遗传多样性,本文以鬣羚不同种群的干皮标本为样品,分别提取了总ＤＮＡ（ｔｏｔａｌＤＡＮ）,并以此为模板,特异性扩增了ｍｔＤＮＡ（ｍｉｔｏｃｈｏｎｄｒｉａｌＤＡＮ）细胞色素ｂ（ｃｙｔ ｂ）基因的约５００ｂｐ的片段,从而证明了通过干皮标本研究这种珍贵动物遗传分化的可行性。     

蝽科部分昆虫细胞色素b基因序列及其系统发育关系的探讨

以线粒体细胞色素b(Cyt b)基因作为分子标记,对蝽科蝽亚科3种、益蝽亚科2种、荔蝽亚科1种、盾蝽亚科2种昆虫进行序列测定,获得Cyt b基因432bp的序列片段,该片段中碱基T、C、A、G的平均含量分别为31．3％、12．4％、37．6％和18．7％,A T平均含量为68．9％,明显高于G C含量(30．1％);密码子第三位点A T含量更高达82．7％。属和种间序列变异大,碱基替换多发生在第三位点。以筛豆龟蝽(Megacopta cribraria)为外群构建系统发育树,结合形态特征与序列变异率,赞同将盾蝽亚科、荔蝽亚科从蝽科划分出来并提升为科的观点,它们之间的系统关系为：盾蝽科与荔蝽科形成姊妹群,较蝽科发育得早;蝽科作为一个单系群,是蝽总科中最为进化的类群。     

线粒体假基因用作分子化石推算两个榕小蜂姐妹种的分化时间（英文）

线粒体假基因(nuclear mitochondrial pseudogenes, NUMTs)是指由生物体的线粒体基因组转移至核基因组内的DNA片段。由于其独立进化的特点, NUMTs在用于系统发育分析时是一把双刃剑。我们用基于PCR扩增的方法研究了对叶榕Ficus hispida上两姐妹种榕小蜂Philotrypesis pilosa和Philotrypesis sp.中起源于线粒体Nad1 12S片段的NUMTs。该两姐妹种榕小蜂由同域物种形成过程产生, 它们生活在同一生态环境里（即同一榕果内）, 因此可以用作很好的模型来研究在相同生态环境里物种的行为学及遗传学细微差异的进化。这些深入研究都依赖于对两个物种分化时间的正确估算。通过对所获取的NUMTs进行进化分析, 我们发现： 1）这些NUMTs都是最近引入核基因组事件; 2）NUMTs引入事件发生在物种分化之前。由于这些NUMTs引入核内时间尚短, 其碱基替换速率与线粒体基因相似, 而节肢动物线粒体基因的平均碱基替换速率约为2.3×10^-8 替换/位点·年。根据这些进化历史特征可帮助我们将这两个姐妹种榕小蜂的分化时间追溯至0.40-0.48百万年以前。结果提示, 一些线粒体假基因可以很好的用作分子化石来推断一些重要进化事件如物种形成。     

重庆市26个南亚果实蝇种群mtDNA 16S rRNA基因部分序列及其系统进化

对重庆市26个南亚果实蝇Bactrocera(Zeugodacus)tau(Walker)种群线粒体16S rRNA基因进行测序,获得长约350bp片段的序列。对获得的序列分析表明,A,T,C,G平均含量分别为35·0%,41·3%,7·2%,16·5%,其中保守位点数342个,变异位点数5个,简约信息位点2个,自裔位点2个,所有碱基转换总数为136,替换总数为50。利用MEGA2·1软件重建系统发生树,发现其中21个南亚果实蝇种群未出现分化,另外有5个南亚果实蝇种群出现了分化,但遗传分化程度小。     

西藏蟾蜍线粒体COI和Cyt b基因序列的分析研究

采用聚合酶链式反应克隆西藏蟾蜍Bufo tibetanus线粒体COI和cyt b基因,首次报道该物种这两个基因的全序列,利用分子生物学软件结合比较与其他7种两栖动物的同源序列.结果显示:西藏蟾蜍两个基因序列中碱基G含量明显低于其它三种碱基,密码子第三位碱基G含量在4种蟾蜍中是最低的;碱基替换主要发生在第三位,属内转换率大于颠换率;相比核苷酸数据,氨基酸序列显示的遗传距离表明氨基酸序列更加保守,遗传距离显示西藏蟾蜍与中华大蟾蜍B.gargarizans的遗传距离最小;构建系统进化树,显示西藏蟾蜍和中华大蟾蜍的亲缘关系最近.     

短柄袍种群遗传多样性的ISSR分析

利用ISSR分子标记方法对分布在浙江省境内的7个短柄袍种群的遗传多样性和遗传分化进行了分析。从100个引物中筛选出12个用于正式扩增的ISSR引物,在7个种群140个个体中共检测到132个位点,其中多态位点118个,多态位点百分率（P）为89．39％,各种群P平均为58．87％。短柄袍总的Shannon信息指数（I）为0．4933、Nei指数（h）为0．3347,各种群,平均为0．3362、h平均为0．2291。P、I,h均显示云峰种群最高,天台山种群最低。AMOVA分子差异分析表明,67．97％的变异存在于种群内,32．03％的变异存在于种群间,种群间的基因分化系数（GST）为0．3154。短柄袍种群间的基因流为（Nm）为1．0853。7个种群的平均遗传距离为0．1739。利用UPGMA法对7个种群进行聚类,结果显示天台山和雪窦山种群聚成一类,其它5个种群聚成另一类。     

云南4个地区高山姬鼠线粒体控制区种群遗传分化研究

对云南4个种群38个个体的线粒体控制区（D-loop）905 bp的核苷酸序列遗传变异进行分析,探讨了高山姬鼠种群遗传结构和分化。在905 bp D-loop基因的碱基序列中,共发现了57个变异位点（全变异的6.30%）,共定义了23个单倍型,其中有一个单倍型（Hap1）为横断山3个种群（中甸、丽江和剑川）所共享,其余22个单倍型均为各个种群所特有。分子变异分析（AMOVA）表明,种群间的遗传变异占33.7%,种群内的遗传变异占66.3%。FST统计结果表明,除昆明种群和横断山种群之间差异显著（P〈0.05）,其它地理种群间的差异均不显著（P〉0.05）,说明昆明种群与横断山种群之间出现了明显的遗传分化。     

不同地理种群二化螟Ty3/gypsy反转座子天冬氨酰蛋白酶（AP）基因序列的克隆与分析

【目的】Ty3/gypsy反转座子是广泛存在于生物体内的一类反转座子。反转座子上的天冬氨酰蛋白酶（aspartic protease, AP）基因是反转座子发生转座所需的一个重要基因。但由于该基因家族成员间变异较大,较难利用简并引物克隆得到该基因,所以对该基因家族成员的研究很少。【方法】本研究采用PCR方法克隆了二化螟Ty3/gypsy反转座子的AP基因序列,并对其序列特征和地理种群变异进行了分析。【结果】克隆获得的二化螟Chilo suppressalis （Walker）Ty3/gypsy反转座子中的AP基因具有独立的开放阅读框（open reading frame, ORF）,长528 bp,编码的蛋白含175个氨基酸残基（GenBank登录号：KF886014）。Conserved Domain Search在线工具分析显示,该蛋白中含有一个特异的Asp_protease_2保守功能域。从7个二化螟不同地理种群中共克隆获得70份AP基因拷贝。对同一基因座位上的AP序列多重比对分析,发现共存在46处碱基替换,其中碱基转换（transition）有31处,碱基颠换（transversion）有15处,70份拷贝中有69份拷贝是完整的ORF,能编码完整的蛋白。从碱基替换形式看,A→G的变异形式出现最多,有15处;其次是T→C的变异形式,有11处;其余的变异形式都很少。对比这7个不同地理种群,没有发现碱基的替换存在明显的地理区划差异。【结论】碱基的替换形式与二化螟所处的地理区域无明显相关性。本研究对于认识反转座子序列的变异特点有所帮助。     

基于细胞色素b基因的中国岩羊不同地理种群遗传差异分析

为了揭示中国岩羊不同地理种群的遗传差异,探讨岩羊亚种分化的分子机制,采用中国岩羊不同地理种群的细胞色素b(Cyt b)基因的全序列,分析了碱基变异情况、遗传距离以及核苷酸序列差异。用最大似然法和贝叶斯法构建分子系统树并对获得的拓扑结构进行分析。结果发现,西藏亚种与四川亚种Cyt b基因平均序列差异为4.2%(±0.007),处于偶蹄目亚种的序列差异范围内,支持了目前对岩羊西藏亚种的分类地位。四川亚种内部各地理种群之间的遗传距离(0.033±0.0 111)与它们分别到西藏种群的遗传距离(0.042±0.007)差异不显著(t=1.824,P=0.084),说明四川亚种内部各地理种群间已经发生较显著的遗传分化。其中,四川、甘肃和青海种群亲缘关系较近,并与四川亚种内部的其它种群已产生了显著的遗传分化。因此认为四川亚种内部各地理种群的种下分化需要深入研究。     

云南猕猴mtDNA控制区全序列测定

目的测定云南猕猴线粒体DNA控制区全序列,对其进行鉴定及进化分析。方法利用PCR技术扩增猕猴线粒体DNA控制区全序列,结合GenBank中下载的猕猴参考序列（AY612638）,采用多个生物学软件对序列碱基组成、同源性、转换／颠换比等遗传信息进行分析,并基于邻接法（NJ）和最小进化法（ME）构建系统进化树。结果云南猕猴线粒体DNA控制区全长为（1084-1089）bp,A、T、G和c四种碱基平均含量分别为29．9％、26．9％、12．3％和30．9％,A＋T含量（56．8％）高于G＋C含量（43．2％）。所分析序列间的同源性为91．5％-99．5％,平均核苷酸变异率为4．5％,变异类型包括转换、颠换、插入和缺失4种形式,转换／颠换比值平均为26．1。进化树显示云南猕猴存在两个平行进化的姐妹分支。结论本研究获得了云南猕猴mtDNA控制区全序列,为猕猴进化关系研究及mtDNA控制区功能研究奠定基础。     

Mitochondrial genome phylogeny reveals the deep-time origin of Gomphomastacinae (Orthoptera: Eumastacidae) and its alpine genera in China

Gomphomastacinae is a grasshopper subfamily in Eumastacidae, with a morphology and distribution distinct from other subfamilies. The alpine genera of Gomphomastacinae that inhabit the Qinghai–Tibet Plateau in China show unique characteristics adapted to high-altitude life. However, their phylogenetic position and biogeographic history remain controversial. Thus, to determine the diversification history of these alpine genera and the origin of the subfamily, we obtained mitochondrial genome sequences from all seven Gomphomastacinae genera distributed in China. The reconstructed phylogeny was well supported and confirmed the phylogenetic position of Gomphomastacinae within Eumastacidae. Time calibration revealed a deep-time origin of the subfamily dating back to the Cretaceous period, and the diversification among alpine genera was also an ancient pre-Miocene event (30–50 Ma). Based on phylogeny and time estimates, the most likely biogeographic scenario is that Gomphomastacinae originated from an ancestral lineage that lived in East Gondwana and dispersed to Central and Western Asia through India. Subsequently, the alpine genera likely diverged along with the uplift of the Qinghai–Tibet Plateau and survived drastic climate change by in situ adaptation to high-altitude dwellings.     

全基因组重测序揭示青藏高原东缘及东南缘东方蜜蜂遗传多样性与适应性进化

【目的】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区东方蜜蜂Apis cerana样本进行群体遗传多样性与适应性进化研究,为进一步解析青藏高原东方蜜蜂的遗传资源多样性、种群扩散规律以及适应高原生境的分子进化机制提供参考。【方法】对青藏高原东缘和东南缘及邻近地区77群东方蜜蜂样本进行全基因组重测序;运用群体遗传学方法,基于群体结构、主成分分析、系统进化树、遗传分化指数、线粒体基因组单倍型以及选择信号分析对东方蜜蜂这77群及GenBank数据库下载的90群的全基因组重测序原始数据进行分析。【结果】这167群东方蜜蜂区分出来自川西高原、藏南高原、滇北高原和川北高原的4个高原型群,分属于两个进化支,平均遗传分化指数(Fst=0.1178)高于非高原型群的(Fst=0.0411)。基于种群间最小遗传距离分析,东南缘的藏南高原群、滇北高原群与滇南群具有更近的遗传关系;东缘的川西高原群、川北高原群分别与川西山地和秦巴群具有更近的遗传关系。结合线粒体基因组单倍型分析,初步推断出青藏高原东缘及东南缘高原型群体祖先单倍型及来源。选择性分析鉴定到了潜在的参与脂肪酸代谢、光转导、温度适应、卵巢发育等信号通路相关的潜在受选基因。在藏南高原和滇北高原群体中发现两个共同受选择基因ISL-1和FOXO,主要参与胰岛素分泌以应对细胞压力,暗示它们在东方蜜蜂适应青藏高原东南缘生境中发挥着重要作用。【结论】青藏高原东方蜜蜂遗传多样性丰富,东南缘的藏南高原和滇北高原群体以及东缘的川西高原和川北高原群体在遗传分化上明显区分,这4个高原群是由邻近地区非高原群扩散后的地理隔离形成了种群分化;初步筛选获得东方蜜蜂高原环境适应性潜在基因。本研究为进一步探析青藏高原东方蜜蜂适应高原生境下的分子进化机制奠定了基础。     

Integrative taxonomy of the stalk-eyed bug genus Chauliops (Heteroptera: Malcidae: Chauliopinae) reveals orogeny-driven speciation

Economically significant bean pests of the genus Chauliops are species rich in the areas surrounding the Qinghai–Tibet Plateau and provide an excellent system for speciation studies. Here, an integrative taxonomic approach, employing morphological analyses, population genetic methods, and multiple molecular species delimitation methods, was used to clarify the taxonomy of Chauliops in East and Southeast Asia. Four new species (Chauliops parahorizontalis Li & Bu, sp. nov., Chauliops albida Li & Bu, sp. nov., Chauliops bicoloripes Li & Bu, sp. nov., and Chauliops paraconica Li & Bu, sp. nov.) were described, which increases the number of Chauliops species in this area from six to 10; a key for Chauliops species is also provided. Phylogenetic analysis and divergence time estimation revealed that Chauliops was divided into four clades: Clade A (Chauliops bisontula + [Chauliops horizontalis + C. parahorizontalis sp. nov.]), Clade B (C. albida sp. nov. and C. bicoloripes sp. nov.), Clade C (Chauliops quaternaria and Chauliops zhengi), and Clade D (Chauliops fallax + [Chauliops conica + C. paraconica sp. nov.]). Two species diversification events of Chauliops estimated to have occurred 7–1 million years ago (Ma) and 25–13 Ma were detected. These speciation events were consistent with the two historical uplift events of the Qinghai–Tibet Plateau, suggesting that orogeny might have provided opportunities for the diversification of Chauliops species on the southeastern margin of the Qinghai–Tibet Plateau. Our findings show that population genetic analyses can be used to delimit related species and that orogeny is a key driver of species diversification on the southeastern margin of the Qinghai–Tibet Plateau.     

中国狼不同地理种群遗传多样性及系统进化分析

为了解中国狼不同地理种群遗传多样性及系统发育情况,从中国境内狼的主要分布区青海、新疆、内蒙古和吉林4个地区采集样品,用分子生物学技术手段成功地获得44个个体线粒体DNA控制区第一高变区(HVRⅠ)序列和40个线粒体Cyt b部分序列。线粒体控制区HVRⅠ共检测到51个变异位点,位点变异率为8.76%;线粒体Cyt b部分序列发现31个变异位点,位点变异率为5.33%,未见插入及缺失现象,变异类型全部为碱基置换。共定义了16个线粒体HVRⅠ单倍型,其中吉林与内蒙种群存在共享单倍型,估计这两地间种群亲缘关系较近。4个地理种群中新疆种群拥有较高的遗传多样性(0.94)。中国狼种群总体平均核苷酸多态性为2.27%,与世界其他国家地区相比,中国狼种群拥有相对较高的遗传多样性。通过线粒体HVRⅠ单倍型构建的系统进化树可以看出,中国狼在进化上分为2大支,其中位于青藏高原的青海种群独立为一支,推测其可能长期作为独立种群进化。基于青海种群与新疆,内蒙种群的线粒体Cyt b遗传距离,推测中国狼2个世系可能在更新世冰川时期青藏高原受地质作用急速隆起后出现分歧,分歧时间大约在1.1 MY前。     

Mitochondrial phylogeography and genetic diversity of Tibetan gazelle (Procapra picticaudata): implications for conservation

The Tibetan gazelle (Procapra picticaudata) is a threatened species and distributed on the Qinghai-Tibet Plateau of China (Qinghai Province, Tibet Autonomous Region and the adjacent Gansu Province, Sichuan Province, and Xinjiang Uigur Autonomous Region). Small peripheral populations of Tibetan gazelle were once found in northern Sikkim and Ladakh, but now these are close to extinction. To describe the evolutionary history and to assess the genetic diversity within this monotypic species and population structure among different geographic locations in China, we sequenced mitochondrial DNA from the control region (CR) and cytochrome (cyt) b gene for 46 individuals from 12 geographic localities in Qinghai, Tibet, Xinjiang, Gansu, and Sichuan. A total of 25 CR haplotypes and 16 cyt b haplotypes were identified from these gazelle samples. CR haplotype diversity (0.98+/-0.01) and nucleotide diversity (0.08+/-0.009) were both high. Phylogenetic trees indicate that the Tibetan gazelle in China can be divided into three main clades: Tibet, Sichuan (SCH) and Qinghai-Arjin Shan-Kekexili (QH-ARJ-KKXL). Analysis of molecular variance (AMOVA) and network analysis consistently support this geographic structure in both datasets. Significant differentiation between populations argues for the presence of management units (MUs). Such differentiation may reflect a geographic separation resulting from the uplift of the Qinghai-Tibet Plateau during the Late Pliocene and Pleistocene. Mismatch distribution analysis implies that Tibetan gazelle has undergone complex population changes. We suggest that the present population structure has resulted from habitat fragmentation during the recent glacial period on the Qinghai-Tibet Plateau and population expansion from glacial refugia after the glacial period. It is likely that the present populations of Tibetan gazelle exhibit a pattern reminiscent of several bottlenecks and expansions in the recent past.     

青藏高原长花马先蒿的细胞地理学研究

对青藏高原长花马先蒿9个居群的核型及细胞地理学进行研究,所有居群的染色体数目均为2n=16,染色体基数为x=8。现有的细胞学资料表明:分布于云南中甸的居群可能为较原始的类群,而分布于西藏日土和青海门源的居群较为进化。长花马先蒿的9个居群均为二倍体,并未出现多倍化现象,可能是由于在末次冰期青藏高原存在广泛的避难所,二倍体得到很好的保存,冰期对它们的影响不是很大; 也可能是对环境的选择压力造成的。     

青藏高原沼泽湿地植被NDVI时空变化及其对气候变化的响应

基于2000—2017年逐旬MODIS NDVI数据和逐月气温、降水数据,分析了青藏高原不同类型沼泽湿地植被生长季NDVI时空变化特征及其对气候变化的响应。研究结果表明：青藏高原沼泽植被生长季多年平均NDVI自西北向东南逐渐增加;沼泽植被生长季平均NDVI在2000—2017年总体呈现显著上升趋势 (0.010/10a) ,生长季NDVI呈上升趋势的面积占整个研究区面积的78.25%。青藏高原沼泽植被生长季NDVI与降水量总体上呈现弱的相关性,表明降水并不是影响该地区沼泽植被生长的主要因素。青藏高原沼泽植被生长主要受气温影响,气温升高能明显促进沼泽植被的生长。此外,首次发现白天和夜晚温度升高对青藏高原沼泽植被生长具有不对称性影响,其中夜晚增温对沼泽植被生长的促进效果更加显著。在全球白天和夜晚不对称增温的背景下,白天和夜晚温度对青藏高原沼泽植被的不对称影响应当引起重视,尤其是在利用模型模拟未来气候变化对该地区沼泽植被影响时。     

羌塘、可可西里无人区野牦牛种群数量和分布现状

野牦牛(Bos grunniens)是青藏高原特有的大型有蹄类动物, 主要分布在西藏羌塘, 青海可可西里、三江源, 新疆阿尔金山等地的高海拔生境。我们于2012-2014年在西藏羌塘和青海可可西里对野牦牛进行了较为全面的实地调查, 并且估算西藏羌塘地区野牦牛种群在11,222-21,072头之间, 可可西里野牦牛种群数量在659-1,793头之间。据本次野外调查和历史文献资料显示, 自20世纪90年代起, 中国野牦牛种群数量逐年增长, 但是其分布区面积却逐步缩减, 目前仅分布在几个相对孤立且远离人类居住地的高寒区域。随着全球气候变化与青藏高原人类活动的加强,野牦牛的生存现状依然严峻, 我们仍需加强对青藏高原特有物种的保护。     

Molecular phylogenetic status of the Korean goral and Japanese serow based on partial sequences of the mitochondrial cytochrome b gene

To investigate the molecular phylogenetic status of the Korean goral, Nemorhaedus caudatus raddeanus, and Japanese serow, Capricornis crispus, we determined partial sequences of the mitochondrial cytochrome b gene of twelve Korean gorals and sixteen Japanese serows, and compared them with those of the major lineages of Rupicaprini species including two other Nemorhaedus species and two other Capricornis species. The Korean gorals examined possessed two haplotypes with only one nucleotide difference between them, while the Japanese serows showed slightly higher sequence diversity with five haplotypes. Genetic distances and molecular phylogenetic trees indicated that there is considerable genetic divergence between the Korean goral and N. caudatus (the Chinese goral) [Groves and Shields (1996)], but virtually none between Korean and Russian gorals. The Korean and Russian gorals may therefore be distinct from the Chinese goral. The data highlight the importance of conservation of the goral populations of these regions, and the need to reconsider the taxonomic status of Korean and Russian gorals. Our study also clearly demonstrated sufficient genetic distance between serows and gorals to justify their assignment to separate genera. Of the three species of Capricornis, the Formosan serow, C. swinhoei is more closely related to C. sumatraensis than to the Japanese serow, suggesting that the Formosan serow is a distinct species. Preliminary data on intraspecific genetic variation in the Japanese serow are also presented.     

喜马拉雅旱獭线粒体DNA控制区遗传多样性及系统发育

喜马拉雅旱獭是青藏高原的优势种,数量多、分布广,全面了解其遗传背景对该地区旱獭资源的保护与合理利用具有重要的意义。本研究以青藏高原云南、西藏和青海三省区共13个地理种群计258只旱獭为研究对象,PCR扩增获得线粒体DNA控制区基因部分序列(887 bp),并运用种群遗传学方法进行遗传多样性分析。结果显示:258份样品共发现了84个变异位点(9.40%),定义了68种单倍型,其单倍型多样性(h)平均值为0.968±0.003、核苷酸多样性(π)平均值为0.017 25±0.016 37,种群总体遗传多样性较高。AMOVA方差分析显示13个地理种群间存在着明显的遗传分化(Fst=0.620 67,P<0.001),种群间基因交流多数较低(Nm<1)。基于单倍型构建的系统发育树中13个地理种群的喜马拉雅旱獭聚为两支,其中来自青藏高原西南地区(西藏安多、青海格尔木、青海囊谦、云南迪庆)的18个单倍型聚成一个大的分支(A支),其余50个单倍型聚为一个大的分支(B支),在NETWORK网络图中也可见到相似网络拓扑结构。研究结果显示青藏高原喜马拉雅旱獭种群以唐古拉山脉为界分为两个大的种群,说明地理隔离是影响喜马拉雅旱獭种群动态变化的主要因素。