朱砂根叶绿体全基因组解析及系统发育分析

基于Illumina平台对朱砂根和红凉伞叶绿体全基因组进行测序,利用生物信息学比较叶绿体基因组结构特征与变异程度,旨在明确朱砂根（Ardisia crenata）及红凉伞（Ardisia crenata var. bicolor）叶绿体基因组特征及差异,并与同科其他物种叶绿体全基因组进行比较分析,确定其在紫金牛属系统发育位置。结果表明,朱砂根和红凉伞均为由一个大单拷贝区（LSC）、一个小单拷贝区（SSC）和一对反向重复区（IRa/IRb）构成的环状四分体结构,注释得到132个基因,其重复序列的类型与分布模式相似,但数量有所差异。其中psbA、matK、rpoC2、ropB、ndhK、accD、ndhF、ndhD、ndhH及ycf1等基因的编码区存在差异,这些位点为朱砂根分子鉴定提供新位点。朱砂根及红凉伞叶绿体基因组具有较高保守性,叶绿体基因组之间没有重排或倒置,IR区序列变异最低,SSC区变异程度最高。系统发育树分析表明紫金牛科和报春花科为两个分支,朱砂根和红凉伞归为紫金牛科,且朱砂根与红凉伞亲缘关系最为密切,从分子水平为红凉伞作为朱砂根变种提供了科学解释。本研究解析了朱砂根及变种红凉伞叶绿体基因组结构,探讨了紫金牛科属间系统发育关系,也为紫金牛科药用植物分类鉴定、系统进化及资源开发利用研究奠定基础。     

基于DNA条形码技术对浙江省外来入侵福寿螺进行分子鉴定

外来入侵福寿螺对我国农业生产和水生生态系统平衡等造成严重危害。2010年, 种类鉴定研究首次揭示我国外来入侵福寿螺包括Pomacea canaliculata和P. maculata两个种, 而浙江省仅见P. canaliculata一种报道。P. canaliculata和P. maculata种间形态近似, 且受环境、食物源等因素影响, 同种内外壳形态特征多样, 因而基于形态特征进行种类的准确鉴定极为困难。本研究在采集浙江省7个区县的福寿螺样本的基础上, 利用DNA条形码技术扩增了101个不同个体的COI序列, 并从BOLD数据库下载了“P. canaliculata种团”的5个近缘种的55条COI序列用于分析, 其中包括P. lineata, P. dolioides和P. paludosa所有已发表序列, 以及P. canaliculata和P. maculata的南美洲样品的序列等。序列相似度比对、DNA条形码间隙和系统发育树等分析表明, COI序列可以实现近缘福寿螺的有效鉴别。待测的浙江省福寿螺样品中, 杭州江干区检测到P. canaliculata和P. maculata两种, 而舟山普陀区、绍兴上虞区和新昌县、温州瓯海区及杭州西湖区仅检测到P. canaliculata, 表明P. canaliculata在浙江省具有更广的分布范围。P. canaliculata和P. maculata分别形成4种和2种单倍型, 各区县样点分别包含1-3种单倍型, 浙江省各发生地呈现较低的遗传多样性。依据系统发育关系推测, 浙江省分布的P. canaliculata和P. maculata分别可能来源于阿根廷和巴西。     

丝兰属6种植物叶绿体基因组特征分析

为了理清丝兰属（Yucca）叶绿体基因组特征和序列变异情况,进行丝兰属植物叶绿体比较基因组学分析,并构建基于叶绿体基因组的系统发育树。利用高通量测序技术获得无刺龙舌兰（Y. treculeana）叶绿体基因组序列,结合丝兰属现已发表的叶绿体基因组,使用生物信息学方法对6种丝兰属植物叶绿体全基因组进行基本结构、重复序列、边界收缩与扩张以及序列变异分析等在内的比较基因组学研究,并进行系统发育分析。结果表明：6种丝兰属植物叶绿体基因组大小、基因的类型及数目相近,种间基因组结构比较保守;从丝兰属植物叶绿体基因组中检测到多条重复序列,其中SSR位点多是由单核苷酸、双核苷酸和四核苷酸组成,且偏好使用A、T碱基;根据核酸多态性指数π≥0.008,在6种丝兰属植物叶绿体基因组中筛选出了psbK-psbl-trnS-GCU、rpl20-rps12和ccsA-ndhD 3个高变异区域;基于叶绿体全基因组和LSC+SSC区序列构建的系统发育关系基本一致,确定了6种丝兰属植物间的系统发育关系,其中无刺龙舌兰与克雷塔罗丝兰（Y. queretaroensis）的亲缘关系最近。本研究测序获得了无刺龙舌兰叶绿体基因组,揭示了6种丝兰属植物叶绿体基因组特征和序列变异情况,明确了各物种间的亲缘关系,研究结果可为后续丝兰属植物分子标记开发及系统发育研究提供参考。     

中国黄颡鱼的线粒体DNA多样性及其分子系统学

基于体侧色斑、背鳍前部形态、吻长及尾柄长的差异, Ng和Kottelat(2007)将分布于中国的黄颡鱼群体划为两个物种: 北方群体为Pseudobagrus sinensis, 南方群体为P. fulvidraco。本研究通过对70个黄颡鱼标本相关形态特征的测量及对线粒体cyt b基因序列的分析, 探讨了P. sinensis物种的有效性问题。结果表明: 依据体侧色斑和背鳍前部形态的差异, 可将黄颡鱼分为对应于P. sinensis和P. fulvidraco的两种形态类型, 但对尾柄长、吻长的测量发现二者没有差异。对70条cyt b基因序列的分析结果为: 两种鱼类有1个共同的单倍型; 两种鱼类的单系性在系统发育分析中都没有得到重现, 而二者聚在一起形成获得100%支持率的单系群; 两种鱼类群体之间存在持续的基因交流(Nm = 4.7); 两种鱼类在单倍型的巢式支系分析(nested clade analysis, NCA)中没有形成各自独立的进化谱系, 所有的单倍型以不超过5步的突变全部被纳入同一个进化网络中。因此我们认为P. sinensis不是有效物种, 而应被视为黄颡鱼的一种形态类型。基于cyt b基因的序列变异, 本研究对黄颡鱼群体的遗传多样性和种群结构作了初步分析。群体的核苷酸不配对分布及Tajima’sD中性检验表明, 约在10.1-14.1万年前, 黄颡鱼在其分布范围内经历过群体扩张, 推测这可能是导致黄颡鱼群体单倍型多样度高(h = 0.857 ± 0.0014)而核苷酸多样度低( π = 0.0023 ± 0.0003)的主要原因。此外, 分析结果显示黄颡鱼群体缺乏明显的地理结构, 推测原因可能是历史上水系的连通促进了不同地理群体之间的基因交流。     

青藏高原特有种-藏扇穗茅叶绿体基因组测序及序列分析

藏扇穗茅（Littledalea tibetica）是禾本科（Poaceae）雀麦族（Bromeae）中一个具有重要生态价值的多年生高山特有种,主要分布于青藏高原及其毗邻地区。本文采用基于第二代高通量测序平台的Illumina MiSeq技术,对青藏高原特有种—藏扇穗茅进行了叶绿体基因组测序,首次建立了雀麦族物种的标准测序流程;同时,以其近缘物种—黑麦草（Lolium perenne）的叶绿体基因组序列作为参考,组装获得它的叶绿体基因组序列。结果表明,藏扇穗茅叶绿体基因组序列全长136 852 bp,GC含量为38.5%,呈典型的四段式结构,其中大（LSC）、小（SSC）单拷贝区大小分别为80 970和12 876 bp,反向互补重复区（IR）大小为21 503 bp,共注释得到141个基因,包含95个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因,主要分布于大单拷贝区和小单拷贝区。同时,基于藏扇穗茅和其它30种禾本科植物叶绿体基因全序列构建的系统发育树显示,藏扇穗茅与早熟禾亚科中小麦族植物亲缘关系较近。     

鼠尾草叶绿体基因组序列分析

鼠尾草（Salvia japonica）是唇形科（Labiatae）鼠尾草属（Salvia）的一种多年生草本植物,具有十分重要的药用和经济价值。本文采用第二代测序技术Illumina Hiseq平台对鼠尾草的叶绿体基因组进行测序,同时以鼠尾草近缘物种丹参叶绿体基因组作为参考,组装得到完整叶绿体基因组序列。结果表明,鼠尾草叶绿体基因组序列全长153 995 bp,呈典型的四段式结构,其中LSC区长84 573 bp,SSC区长19 874 bp,两个IR区分别长24 774 bp;鼠尾草叶绿体基因组成功注释13组叶绿体基因,基因的种类、数目及GC含量等与唇形科中其它物种较为类似。这些研究结果丰富了鼠尾草属的叶绿体基因组数据,为今后鼠尾草属植物系统发育关系重建积累了基础性数据。     

中国森林田鼠族系统分类研究进展(啮齿目:仓鼠科:䶄亚科)

森林田鼠族（Myodini）是䶄亚科（Arvicolinae）的重要类群,广泛分布于整个全北区及东洋区部分区域,该族目前存在的分类学问题是缺乏化石标本、短时间的物种分化、有限分子样本和部分类群采样困难等综合因素影响的结果。近年中国森林田鼠族的系统分类研究成果主要有：（1）绒鼠属（Eothenomys）的采样和系统发育研究基本涵盖了全部类群,发现1新亚属和4新种,分别为川西绒鼠亚属（Ermites）和石棉绒鼠（Eothenomys shimianensis）、金阳绒鼠（E.jinyangensis）、美姑绒鼠（E.meiguensis）、螺髻山绒鼠（E.luojishanensis）,原来被普遍接受的黑腹绒鼠福建亚种（E.melanogaster colurnus）、中华绒鼠康定亚种（E.chinensis tarquinius）、西南绒鼠康定亚种（E.custos hintoni）被证实为3个独立有效种,滇绒鼠（E.eleusis）、丽江绒鼠（E.fidelis）的种级分类地位进一步得到确认;大绒鼠贡山亚种（E.miletus confinii）和黑腹绒鼠滇西亚种（E.melanogaster libonotus）实为克钦绒鼠（E.cachinus）的同物异名。（2）基于形态和分子系统发育的研究支持恢复东亚䶄属（Craseomys）的属级分类地位,同时解决了䶄属（Myodes）的非单系起源问题;研究进一步证实山西䶄（Craseomys shanseius）应为棕背䶄的山西亚种（Craseomys rufocanus shanseius）。（3）高山䶄属（Alticola）的平颅高山䶄亚属（Platycranius）分类地位受到分子系统发育研究结果质疑,该亚属的唯一物种平颅高山䶄（Alticola strelzowi）与高山䶄属指名亚属物种聚在同一枝;库蒙高山䶄（A.stracheyi）实为斯氏高山䶄（A.stoliczkanus）的同物异名。基于近年系统分类研究结果,目前中国森林田鼠族分布有5属共30种。     

梅花草属叶绿体基因组进化分析

叶绿体基因组序列变异和基因组成等特征可有效反映植物类群间的系统发育和进化关系。本研究利用Illumina高通量测序平台对梅花草属（Parnassia）及其近缘属5种植物的叶绿体基因组进行测序和组装,同时基于已发表的近缘种叶绿体基因组信息,对梅花草属叶绿体基因组结构特征、序列遗传变异和蛋白编码基因密码子偏好性比对分析。结果显示：梅花草属叶绿体基因组整体结构较为保守,均为四分体结构;梅花草多个基因出现假基因化,而本属其他物种叶绿体基因组成一致,均编码115个基因;与近缘属物种相比,本属所有物种均丢失rpl16基因的内含子;蛋白质编码基因的非同义/同义替代率比值较低,叶绿体基因可能经历纯化选择作用;密码子偏好性聚类结果与蛋白编码序列重建的系统发育关系结果一致。本研究表明选择压力可能在梅花草属叶绿体基因组蛋白编码基因进化过程中发挥作用,有助于进一步理解梅花草属植物的进化和适应机制。     

喜马红景天叶绿体基因组特征及其系统发育分析

以青藏高原特有药用植物——喜马红景天（Rhodiola himalensis）为试验材料,利用高通量测序技术对喜马红景天进行叶绿体基因组测序、组装和注释,获得完整的叶绿体基因组。结果显示：喜马红景天叶绿体基因组全长为151 074 bp,GC含量为37.8%,具有1个长单拷贝区、1个短单拷贝区和1对反向重复区的典型四分体结构,其序列长度分别为82 309、17 017、25 874 bp;叶绿体基因组共编码130个基因,其中编码蛋白的基因86个、编码tRNA的基因37个、编码rRNA的基因7个;叶绿体基因组共检测出25 513个密码子,其中编码亮氨酸（Leu）的密码子占比最大;喜马红景天IRa和IRb区的rps19和ycf1基因缺失,长单拷贝区的trnH基因收缩;喜马红景天与圣地红景天（R. sacra）亲缘关系最近;短单拷贝区域的单核苷酸多态性（SNP）变异频率最高。本研究报道了喜马红景天的叶绿体基因组,并对其进行了组装、注释和序列分析,为今后开展喜马红景天的遗传多样性研究和合理开发利用提供理论依据。     

假尾孢属(Pseudocercospora)一新变种

在福建省南平、顺昌、建宁、崇安等地的猕猴桃的枝、叶、果上发现-种假尾孢菌, 与已报道的P.actinidiae Deighton有别, 故定为新变种, 即福建猕猴桃假尾孢Pseudocercospora actinidiae var.fujiana T.Z.Huang。     

大围山樱属植物群落结构及物种多样性

研究大围山樱属植物群落结构特征和物种多样性,为野生樱属植物保护和利用提供科学依据。结果表明: 大围山樱属植物有钟花樱桃群落、尾叶樱桃群落、华中樱桃群落和雪落樱桃群落,生活型结构以高位芽植物为主,植物区系组成以泛热带植物成分为主。物种多样性为灌木层＞乔木层,尾叶樱桃群落＞华中樱桃群落＞钟花樱桃群落＞雪落樱桃群落。种群以中幼龄和壮龄树个体为主,群落处于稳定期。雪落樱桃种群地径结构呈典型的金字塔结构,属增长型种群。华中樱桃群落是以华中樱桃为优势种的单优群落,尾叶樱桃和钟花樱桃是其群落乔木层重要伴生种,这3种樱桃均缺乏更新幼龄树,有被其他针阔叶树种取代的趋势。     

Evidence for conspecificity of Piper methysticum forst. f. and Piper wichmannii C. DC

Morphological, chemical, cytological and genetic evidence demonstrating the absence of taxonomic distinction between Piper methysticum and Piper wichmannii are reviewed. Piper methysticum is not a separate species, but rather a group of sterile cultivars selected from somatic mutants of P. wichmannii. As P. methysticum was described first (1786), it has priority and P. wichmannii (1910) is superfluous. A new subspecific classification is suggested that makes a distinction between the sterile cultivars (P. methysticum var. methysticum) and the wild populations (P. methysticum var. Wichmannii).     

红花尔基不同龄级天然樟子松外生菌根真菌群落结构特征

红花尔基被誉为樟子松Pinus sylvestris var. mongolica的故乡,樟子松是我国北方主要的造林树种之一,也是典型的菌根依赖型树种。研究樟子松根围外生菌根真菌（ectomycorrhizal fungi,ECMF）群落结构特征对红花尔基沙地樟子松生态系统的保护具有重要意义。本研究以红花尔基天然樟子松根围土壤为研究对象,采用Illumina MiSeq测序技术研究了4个龄级（<10、11-20、21-30和31-40年,分别称作Ⅰ、Ⅱ、Ⅲ和Ⅳ龄级）天然樟子松根围土壤ECMF群落结构特征。结果表明：（1）测序共获得87 516条ECMF序列,划分为177个OTUs（operational taxonomic units,OTU）,隶属于2个门,4个纲,12个目,26个科,43个属。（2）Ⅳ龄级中Ace丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数均显著高于Ⅰ龄级（P<0.05）。（3）不同龄级根围ECMF优势属占比不同,Ⅰ龄级中占比最大的为Inocybe（42.55%）;Ⅱ和Ⅲ龄级中占比最大的均为Tricholoma,分别为31.64%和27.69%;Ⅳ龄级中占比最大的为Cortinarius（28.80%）。（4）冗余分析表明,土壤pH值对ECMF的影响程度最大,其次为速效钾和碱解氮;同时,不同理化因子对群落中优势属的影响也存在差异。     

Molecular characterization and mitochondrial sequence variation in two sympatric species of Proechimys (Rodentia: Echimyidae) in French Guiana

Variations in mitochondrial DNA characters were used to characterize two morphologically similar and sympatric species of Neotropical terrestrial rodents of the genus Proechimys (Mammalia: Echimyidae). We sequenced both cytochrome b (1140 pb) and part of the control region (445 pb) from four individuals of P. cuvieri and five of P. cayennensis from French Guiana, which allowed us to depict intra- and inter-specific patterns of variation. The phylogenetic relationships between the nine sequences evidence the monophyly of each species, and illustrate that more polymorphism might exist within P. cuvieri than within P. cayennensis. By developing species-specific primers to amplify a fragment of the cytochrome b gene, we were able to identify 50 individuals of Proechimys spp. caught in two localities of French Guiana. In both sites of primary rainforests, we showed that the two species live in syntopy, and this observation emphasizes the need to document ecological differences which should exist in order to diminish inter-specific competition.     

基于形态性状的淫羊藿属（小檗科）的分支分析

小檗科（Berberidaceae）淫羊藿属（Epimedium Linn.）植物全世界约有55种,中国分布有44种,其余种类则分布于东亚、克什米尔、北非和高加索等地。该属植物具有复杂的形态学变异（例如：单叶、一回三出复叶、二回三出复叶,花茎具两叶、三叶或一叶,花瓣无距、有距、距多样式等）,导致仅依靠直观判断不能对该属系统进行划分。李超等[1]采用数量分类法对该属55种植物的分类结果多数与Stearn[2]25-26和王悦云等[3]的研究结果一致,但部分种类的分类仍存异议,例如：Sect.     

樟子松固沙林林水关系研究进展及对营林实践的指导

中国有着世界上最大面积的人工林, 如何维持人工林的可持续性已成为气候变化背景下需要面对的重大挑战。樟子松(Pinus sylvestris var. mongolica)以其抗旱、抗寒、耐贫瘠等优良特性成为中国北方生态治理中最主要的常绿针叶树种之一, 近70年来发挥了巨大的防风固沙与生态固碳功能。然而, 随着林分的生长与气候变化, 樟子松人工固沙林正经历着越来越严峻的环境胁迫, 部分地区出现了林分“早衰”或死亡的现象, 引起了人们对樟子松固沙林适应与应对气候变化能力的担忧。该文在回溯樟子松基本生物学特征与引种推广历史, 系统总结近年来樟子松林林水关系研究新成果的基础上, 全面分析了樟子松固沙林林水关系存在的主要矛盾, 并提出了基于林水关系相协调的林分经营措施的调整: 由倡导防护功能为主的单一目标向包含林分稳定性、生态固碳功能、可持续发展等多目标平衡方向调整; 由以沙地森林景观培育为主向以良好土壤生境培育为主的方向调整; 由倡导天然更新为主向以人工造林与天然更新相结合的世代更新方向调整。在立足于北方沙地脆弱生境与气候变化客观现实的基础背景下, 应坚持樟子松在固沙林生态系统演化过程中的先锋种与建群种地位, 基于“以水定绿”原则, 采取“隔行带伐+再造林”等方式开展林分密度动态调控, 促进林分向异龄林结构演化, 促进樟子松固沙林生态服务的优质化和生态固碳功能的最大化。     

四种抗旱植物在不同区域的生长稳定性

我国抗干旱林木种质资源十分丰富,评价和筛选适合多样化干旱逆境的优良种质,是造林工作者亟待解决的难题。本研究以不同种源的山桃、山杏、黄柳、蒙古莸4个林木树种为试材,选择内蒙古自治区中东部的达拉特旗、四子王旗、库伦旗扣河子镇和库伦旗六家子镇4个不同土壤类型进行区域化多点试验,分析不同物种、不同种源树种的生长生理状况,并采用AMMI模型评价种质的区域适应性和稳定性。结果表明: 山桃、山杏、黄柳、蒙古莸的生长和生理指标在种源间和地点之间表现出一定的差异;不同地点的土壤条件(K、N含量、pH值)和气候条件(年均温、年降水量、潜在蒸散量)均对不同种源树种的生长产生一定的影响。从物种层面来讲,黄柳和蒙古莸更适应达拉特旗和四子王旗的沙壤土和栗钙土环境;山桃和山杏更适应库伦旗扣河子镇和六家子镇的黄土和风沙土环境。从种源层面来讲,土左旗种源的山桃,宁城、原州种源的山杏,蓝旗种源的黄柳和靖边种源的蒙古莸为区域稳定性较高且生长适应性较好的种源树种,适宜在相似区域推广造林。     

Are Polyommatus hispana and Polyommatus slovacus bivoltine Polyommatus coridon (Lepidoptera: Lycaenidae)? The discriminatory value of genetics in taxonomy

Taxonomic confusion exists in several sibling species groups. The Polyommatus coridon species complex (Chalk Hill Blues) serves as a model group of sibling species in which genetic analyses provide suitable means for taxonomic clarification. We studied the allozyme patterns of the two described bivoltine species of this complex, Polyommatus hispana and Polyommatus slovacus, and compared them to the two genetic lineages of the univoltine P. coridon. P. hispana is well distinguished from P. coridon (genetic distance: 0.081), and most probably is a sibling species that has evolved during glacial isolation on the Iberian Peninsula. P. slovacus is genetically indistinguishable from the eastern, Pontic–Mediterranean lineage of P. coridon; therefore we suggest that it represents a local bivoltine population only. Since the spring generation of P. slovacus was much less common than the summer generation and showed less genetic diversity, it is probable that uni-/bivoltinism is a dimorphism affecting only part of the whole population. We suggest that the higher genetic diversity of the second generation may be a consequence of gene flow from adjacent single-brooded populations.     

Molecular identification of Chinese cultivated Porphyra (Bangiaceae, Rhodophyta) based on the rDNA internal transcribed spacer-1 sequence and random amplified polymorphic DNA markers

Porphyra yezoensis Ueda and P. tenera Kjellman are two common commercial seaweeds cultivated in China, but it is difficult to identify them routinely because they are morphologically and systematically very close. The nuclear ribosomal internal transcribed spacer-1 (ITS-1) region of nine selected Porphyra cultivars from China were sequenced and determined. Combined with some ITS-1 data from GenBank, the phylogenetic analysis inferred from the neighbour-joining method indicated that the Porphyra species in this study exhibited clear taxonomic relationships and could be identified clearly to species. Based on the results, the random amplified polymorphic DNA (RAPD) technique was applied to distinguish 12 Porphyra cultivars, some of which turn out to be different lineages of the same Porphyra species. Eight specific RAPD markers were scored and used to construct a fingerprint that could distinctly identify different Porphyra cultivars. The results suggest that both the rDNA ITS-1 sequence and RAPD markers are useful methods to identify Porphyra cultivars, and may also be valid for phylogenetic and taxonomic studies.