哀牢山、无量山与苍山蚯蚓物种调查及系统发育与扩散分析

哀牢山、无量山与苍山是云南省地理二级阶梯生物多样性研究的关键地区之一,但鲜有蚯蚓物种记录。为完善云南省蚯蚓多样性、系统发育与演化研究,本研究对哀牢山国家级自然保护区、无量山国家级自然保护区和苍山洱海国家级自然保护区展开蚯蚓物种野外调查、形态分类、分子系统发育与扩散分析。研究共获得蚯蚓物种3科8属27种,其中巨蚓科(Megascolecidae)21种,正蚓科(Lumbricidae)4种,链胃蚓科(Moniligastridae)2种,鉴定了3个新物种——无量山远盲蚓(Amynthas wuliangmontis sp.nov.)、景东远盲蚓(Amynthas jingdongensis sp.nov.)和湖畔远盲蚓(Amynthas lacustris sp.nov.)。我们提取并测定样本的线粒体COⅠ、COⅡ、12S r RNA、16S r RNA和ND1基因序列,该地区物种间上述5基因联合序列的平均遗传距离为19.6%±0.5%,种群阶元遗传距离范围为0~2.7%;其次,构建最大似然系统发育树和贝叶斯系统发育树,阐述了该地区蚯蚓物种的系统发育关系,再次验证了远盲蚓属与腔蚓属均不为单系群的观点;最后,依据祖先分布区域重建结果,并结合之前研究,推测该地区巨蚓科蚯蚓物种的主要扩散趋势为由南至北扩散——自哀劳山、无量山向苍山方向扩散。     

蚯蚓在我国南方土壤修复中的应用

蚯蚓作为生物量最大的土壤动物, 对土壤生态系统和环境质量影响深远。本研究介绍了华南地区主要应用的皮质远盲蚓(Amynthas corticis)、毛利远盲蚓(A. morrisi)、壮伟远盲蚓(A. robustus)、参状远盲蚓(A. aspergillum)、南美岸蚓(Pontoscolex corethrurus)和赤子爱胜蚓(Eisenia fetida)的生态特征, 阐述了它们与土壤pH值、酶活性、金属富集和有效性改变、孔道和微团聚体形成之间的紧密关系: (1)蚯蚓生存的土壤酸碱性范围较广(pH为3.8-7.9), 其存活率与土壤类型、有机质含量和成分、土壤污染程度和蚯蚓种类相关; (2)肠道内、蚓粪和蚓触圈的酶活性分别表征了蚯蚓取食喜好、土壤养分循环及微生物种群特征; (3)蚯蚓能够富集不同种类的金属并改变其有效性, 这些变化具有蚓种间、金属种类间和土壤类型之间的差异; (4)蚯蚓活动及其生产的蚓粪能改变土体结构、产生孔道、影响土壤团聚体数量、大小和分布。蚯蚓的上述作用使其在解决中国南方红壤酸化、土壤金属污染、茶园土壤养分不平衡、高速公路建设临时用地土壤损毁等方面具有广阔的应用前景。目前, 由于华南远盲蚓的生理特征差异研究较少, 远盲蚓繁育技术的缺乏一定程度上限制了这些蚯蚓在中型和大型尺度下应用技术的研究和推广。有必要进一步挖掘蚯蚓在土壤修复中的潜力, 进行蚯蚓主导的相关技术研发, 深入探讨其影响机制。     

福建省武夷山和梅花山远盲蚓属蚯蚓四新种及其与近缘物种的遗传关系

福建省武夷山和梅花山国家级自然保护区地处中亚热带季风常绿阔叶林气候区,该区域物种多样性丰富,然而土壤动物蚯蚓的物种多样性研究相对较少。通过形态分类学方法和DNA条形码技术,本文报道在福建省武夷山和梅花山采集的巨蚓科(Megascolecidae)远盲蚓属(Amymthas)蚯蚓新物种4种:表土远盲蚓(A.epigenus Sun&Qiu,sp.nov.)、梅花山远盲蚓(A.meihuamontis Sun&Qiu,sp.nov.)、苔蘚远盲蚓(A.muscosus Sun&Jiang,sp.nov.)和腐土远盲蚓(A.humatalis Sun&Jiang,sp.nov.)。这4个新物种在Sims等(1972)的物种群中属于A.sieboldi-group,其受精囊孔均位于6/7~8/9节间。所有新种附形态学描述、图片以及与相似物种的形态学比较和提交至GenBank的条形码登记号。此外还通过在GenBank上同源性搜索,筛选出了与新物种亲缘关系较近的蚯蚓物种,并对其进行了遗传距离计算和分子系统发育关系的梳理。以上结果将福建省武夷山和梅花山国家级自然保护区记录的蚯蚓物种数由4种增加至8种。     

中国巨蚓科蚯蚓的起源与演化

截至2017年中国已记录巨蚓科蚯蚓579种(亚种), 优势类群为远盲蚓属(Amynthas)与腔蚓属(Metaphire), 其丰富的物种多样性值得深入研究。近年来的研究指出联合形态分类与分子系统发育可较好地探讨中国巨蚓科蚯蚓的起源、分化与扩散。本文概述了中国巨蚓科蚯蚓物种的起源、分化时间以及扩散历程, 探讨了受精囊孔、盲肠形状等重要特征的演化, 分析了现行分类系统的缺陷。多项研究表明, 中国巨蚓科主要类群的祖先起源于中南半岛, 于白垩纪末期至新生代初期进入中国, 在新生代得以繁荣发展; 受精囊孔的对数或位置是多起源的, 盲肠形状演化中有祖征重现的现象, 故使用少数形态特征进行类群划分的现行分类系统有待改进。此外, 中国巨蚓科蚯蚓的具体演化机制及影响因素仍不明确。因此, 在未来研究中整合形态特征、分子数据与地理格局、地质历史及环境因子等信息, 定量分析类群演化与古地理、生物与非生物因素间的关系, 将有助于全面厘清中国巨蚓科蚯蚓演化的具体机制。     

中国扁桃亚属四种野生扁桃的系统发育与物种分化

基于核基因ITS序列研究中国4种野生扁桃: 新疆野扁桃(Amygdalus ledebouriana)、蒙古扁桃(A. mongolica)、长柄扁桃(A. pedunculata)和西康扁桃(A. tangutica)的系统发育关系和物种分化, 为4种植物的遗传与演化研究提供数据支撑。利用单倍型网络和主坐标分析揭示单倍型的聚类关系; 利用最大似然树和贝叶斯系统树分析单倍型的系统发育关系; 利用R语言“ecospat”包分析4种扁桃的生态位分化及其环境驱动因子。4种扁桃ITS1-ITS4片段总长为634 bp, 鉴别出27个核苷酸变异位点, 共定义了28个单倍型。4种扁桃种间最小遗传距离均大于种内最大遗传距离, 种间存在显著的遗传分化。4种扁桃的单倍型聚为两支: 新疆野扁桃、蒙古扁桃和西康扁桃聚为一支, 长柄扁桃为另一支; 单倍型网络和主坐标分析揭示的单倍型聚类关系与系统树一致。西康扁桃与蒙古扁桃、与长柄扁桃之间均表现出了显著的生态位分化, 最暖月最高气温、年平均气温、最冷月最低气温和最暖季降水量是驱动物种生态位分化的关键因子。     

海南岛陆栖寡毛类二新种记述(寡毛纲:巨蚓科)

1982年采自海南岛尖峰岭热带原始森林的巨蚓科(Megascolecidae)远盲,属Amynthas蚯蚓二新种:双陷远盲蚓 Amynthas biconcavus sp.nov.和四突远盲蚓 Amynthas tetrapapillatus sp.nov.。文中采用的是Sims & Easton 1972和Easton 1979对环毛属Pheretima订正后的分属系统。     

猕猴桃属植物的cpSSR遗传多样性及其同域分布物种的杂交渐渗与同塑

同域分布的近缘物种常常发生杂交而导致种间基因渐渗, 从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响, 近缘种间的杂交渐渗已成为进化生物学和保护生物学关注的热点。本研究采用8对cpSSR引物对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带同域重叠分布的猕猴桃属(Actinidia)7个物种的自然居群遗传多样性、居群遗传结构和同域分布种间遗传分化进行了检测。结果表明: (1)在6个多态性位点检测到18个等位基因形成的42个单倍型, 尽管各单倍型间显示了复杂的网状进化关系, 但还是具有明显的物种特异性; (2)各物种有丰富的cpSSR遗传多样性, 但种间存在较大差异, 绵毛猕猴桃(Actinidia fulvicoma var. lanata)的遗传多样性水平最高(P = 62.50%, h_T = 0.173, H_T = 0.897), 美味猕猴桃(A. deliciosa)的最低(P = 37.5％, h_T = 0.041, H_T = 0.516); (3)尽管不同物种的居群分化程度存在较大差异, 但种内居群间存在明显分化(G_ST为0.319–0.780, F_ST为0.401–0.695), 居群间的基因流不足(N_m为0.219–0.747<1); 其中以美味猕猴桃的居群遗传分化度最高(G_ST = 0.780, F_ST = 0.695); (4)遗传分化系数G_ST(unordered alleles)与N_ST(ordered alleles)无显著差异, 揭示本研究的大多数猕猴桃属物种不存在系统地理结构, 与用Mantel检验得出的居群遗传距离和地理距离不存在显著性相关的结果一致; (5)除了中华/美味猕猴桃复合体(A. chinensis / A. deliciosa complex)的湖北五峰(HW)和广西资源(GZ)两个同域复合居群外, 同域分布的物种间遗传分化强烈(F_ST为0.476–0.990), 与UPGMA聚类时多数居群按各自物种聚类的结果一致。进一步分析表明, 中华/美味猕猴桃复合体近缘种间存在明显的共祖多态性和杂交渐渗现象, 近缘种植株分布的交错程度以及是否存在亚居群结构对杂交渐渗存在着重要影响。亲缘关系较远的物种间杂交渐渗事件稀少, 但存在个别同塑事件。本研究结果有助于进一步了解猕猴桃属植物自然居群cpDNA的遗传特性和渐渗杂交进化模式, 为我国猕猴桃野生种质资源保育及可持续开发利用提供基础数据和科学依据。     

海南岛陆栖寡毛类一新种

1980年以来,笔者在海南岛尖峰岭作林地蚯蚓生态调查中,采得环节动物寡毛类一优势种,经鉴定为钜蚓科环毛蚓属Pheretima的一新种,描述如下。尖峰环毛蚓,新种Pheretima jianfengensis sp.nov.(图1—4) 外部特征:体型较大,体长160—250毫米,宽6—10毫米,体节数131—173(正模标本:160毫米长,6毫米宽,173节)。口前叶为1/2上叶式。背孔自12/13节间起出现。     

多基因联合揭示海南鲌的遗传结构与遗传多样性

海南鲌(Culter recurviceps)是我国华南地区重要经济鱼类, 由于受到近些年水利开发、过度捕捞、环境污染等诸多因素的影响, 其资源量快速下降, 亟需得到更多的关注和保护。为保护和合理开发海南鲌种质资源, 本研究采集了华南地区23个地理群体207尾海南鲌样本, 测定了2个线粒体基因(Cytb和ND2)并从Barcode of Life Data System数据库获得相对应线粒体COI基因, 结合多种分析方法(系统发育分析、分化时间估算、单倍型网状图、群体遗传分析和Mantel检验)对海南鲌的遗传结构和遗传多样性展开研究。系统发育分析和单倍型网状图表明华南地区海南鲌群体被分成3个谱系(I、II和III), 其中谱系I和III由珠江的群体组成, 谱系II由海南岛的群体组成。分化时间估算发现3个谱系之间的分化时间介于0.028-0.251 Ma之间, 表明华南地区更新世气候变化可能是造成海南鲌谱系分化的重要原因。群体遗传分析发现海南鲌群体之间存在极显著的遗传分化(F_ST = 0.511, P < 0.001), 并且符合距离隔离模式(R = 0.348, P = 0.0010)。群体动态历史分析表明, 海南鲌群体可能在0.010-0.025 Ma经历了群体扩张, 表明更新世的气候波动也影响了海南鲌的群体大小和分布。综上所述, 海南鲌群体由3个谱系组成, 更新世气候变化是导致3个谱系分化和影响海南鲌群体动态历史的重要因素。此外, 海南鲌群体之间的遗传分化也可能受到了空间距离的影响。     

贵州远盲属蚯蚓一新亚种记述(寡毛纲:巨蚓科)

本文报道了发现于贵州的远盲属蚯蚓一新亚种——双瓣远盲蚓梵净山新亚种Amynthas daulis fanjinmontis subsp.nov.模式标本保存于贵州科学院生物研究所动物标本室(贵阳)。     

Genomic variation patterns of subspecies defined by phenotypic criteria: Analyses of the mangrove species complex,Avicennia marina

Subspecies is used to designate taxa below species but above geographical populations. What patterns of genomic variation are expected if taxa are designated as subspecies? In this study, we carry out such a survey on the mangrove tree Avicennia marina (Forssk.) Vierh. of the Indo-West Pacific coasts. This species has three subspecies, distinguished by morphological traits and geographical distribution. We collected samples from 16 populations (577 individuals) covering all three subspecies and sequenced 94 nuclear genes. We reveal comprehensive genetic divergence among subspecies, generally higher than among geographical populations within subspecies. The level of genetic diversity differs among the three subspecies, possibly hinting at a degree of separation among their gene pools. We observed that divergence varies from locus to locus across the genome. A small portion of the genome is most informative about subspecies delineation, whereas the rest is undifferentiated or slightly differentiated, hinting at uneven gene flow and incomplete isolation. The three subspecies likely split simultaneously with gene flow among lineages. This reticulate evolution results in some discordance between morphology and genetics in areas of population contact. In short, A. marina subspecies show species-like patterns in some respects and population-like patterns in others. We propose that the subspecies designated in A. marina are informative in predicting genetic divergences and useful in making conservation decisions.     

小泡巨鼠(Edwards'rat)一新亚种——海南小泡巨鼠

海南岛中南部山地林区产的小泡巨鼠(Rattus edwardsi)与分布于华南地区的模式亚种(R.e.edwardsi)、分布于四川的亚种(R.e.gigas)明显不同,与国外产的马来半岛亚种(R.e.ciliatus)、苏门答腊亚种(R.e.setiger)及苏门答腊西部亚种(R.e.siporanus)亦有明显的差别,经研究为一新亚种,定名为小泡巨鼠海南亚种Rattus edwardsi hainanensis Xu et Yu subsp.nov.。     

东北杏种质资源多样性及其地理变化

东北杏(Armeniaca mandshurica)是集观赏、经济、用材于一体的重要树种, 长期以来主要处于野生和半野生状态, 鲜有相关研究报道。该研究对东北杏主要分布区内种质资源状况开展了调查, 选择来自辽宁、吉林与黑龙江的47份典型种质进行了22个定量描述性状和7个定性描述性状的观测, 旨在为该树种的种质资源收集、评价与保护提供重要参考。采用变异系数等指标分析定量描述性状多样性, 使用频率分布等指标分析定性描述性状多样性。通过趋势面方法分析定量描述性状的地理变化规律。利用99对SSR引物对47份东北杏种质进行PCR扩增, 应用遗传相似系数分析东北杏种质的遗传多样性。基于表型性状和SSR分子标记采用聚类分析方法分别对种质进行分类。东北杏不同种质间呈现出较高的表型多样性, 其中19个定量描述性状指标的变异系数在9.40%-55.98%之间, 变异系数最大的为小枝长度, 变异系数最小的为种仁宽; 7个定性描述性状的Shannon-Wiener指数在0.58-1.22之间。由于调查区域的地理位置与主要气候因子间存在着显著的相关性, 东北杏种质的定量描述性状与其地理位置有着密切的关系。其中, 小枝长度呈由东向西逐渐增大的梯度变化, 小枝粗度、种子质量呈由北向南逐渐增大的梯度变化, 果柄长呈由东北向西南逐渐增大的梯度变化; 小枝长度、果柄长与海拔呈正相关关系, 小枝粗度与海拔呈负相关关系, 种子质量与海拔相关性很小。基于26个表型性状进行系统聚类, 将47份东北杏种质分为4类, 分类结果主要体现了东北杏种质特征的差别, 同时也在一定程度上体现了种质产地的效应; 基于遗传相似系数进行聚类分析, 将47份东北杏种质也分为4类, 分类结果体现了种质产地效应; 卡方检验表明, 两种聚类结果相关性不显著, 外在环境是影响东北杏表型变异的重要因素。     

海南岛淡水龟类区系特点及保护优先性分析

海南岛是我国淡水龟类分布较为集中、物种丰富度高、动物区系独特的地区,已知的淡水龟有2科8属11种,占全国淡水龟种数(24种)的46％。海南岛淡水龟物种密度为3．2种／10^4km^2,均为东洋界成分,其中华南区种4种,占36．4％;华中-华南区共有的种7种,占63．6％;海南特有种2种,占岛内淡水龟种数的18．2％。海南岛淡水龟占华南地区淡水龟种数(19种)的57．9％。海南与广东、广西和香港的淡水龟类区系关系也十分密切,与它们的生物相似值分别为0．76、0．64和0．47。目前,中国75％的淡水龟类濒危,海南岛81．8％的淡水龟类濒危。分析表明,海南岛应是我国淡水龟类资源优先保育的地区。     

海南凤仙花不同海拔种群的传粉生物学

凤仙花属(Impatiens)植物具有极为广泛的多样性和类型各异的特化传粉者, 被誉为“双子叶的兰花”, 受到众多传粉生物学家的关注。本文以海南特有种海南凤仙花(Impatiens hainanensis)为研究对象, 对3个不同海拔梯度的种群进行了开花生物学特性和开花物候、花器官结构、花粉活力和柱头活性、传粉者种类和访花行为及繁育系统的比较研究。结果表明: 单花花期4.10 ± 0.46 d, 雄性期和雌性期分别约为3.15 ± 0.24 d和0.95 ± 0.36 d; 种群开花峰期在8月初, 高海拔种群的花期高峰相对滞后。低、中海拔种群花粉活力呈现先升高后下降的趋势, 以开花第2 d花粉活力最高; 高海拔种群花粉活力随开花时间推移逐渐下降; 柱头活性随开花时间的推移而增强, 高海拔种群开花各天次均较低、中海拔种群低。主要传粉昆虫为黄黑无垫蜂(Amegilla leptocoma)和绿条无垫蜂(A. zonata), 低、中海拔种群以黄黑无垫蜂为主, 高海拔种群以绿条无垫蜂为主。未观察到自动自花授粉和无融合生殖现象, 人工授粉能明显增加坐果率(75-90%), 自然坐果率在高海拔种群相对较低(40-60%), 说明存在较强的传粉者限制。海南凤仙花的保护需要同时关注其有效传粉者的保护, 促进有效传粉昆虫在不同海拔种群之间的往来, 保证种群间的花粉流与种子流, 维持海南凤仙花的种群遗传多样性与有效种群大小。     

我国黄曲霉遗传多样性与产毒特性

黄曲霉(Aspergillus flavus)是一种广泛分布的腐生真菌, 是黄曲霉毒素B (aflatoxin B, AFB)和圆弧偶氮酸(cyclopiazonic acid, CPA)的主要产生菌, 也是动植物的条件致病菌。全球的玉米、花生和棉籽均不同程度地遭到黄曲霉及其毒素的污染。黄曲霉菌株间在形态学、遗传学和产毒特性上变异较大, 且其居群遗传结构也尚不明确。为了揭示黄曲霉居群遗传结构及其产毒素特性的规律, 本研究选取了从我国26省区(包括大小兴安岭)不同环境中分离的黄曲霉88株, 结合模式菌株和国际权威菌株9株, 基于钙调蛋白基因(CaM)和β-微管蛋白基因(benA)进行多基因序列分型(multi-locus sequence typing, MLST), 使用MEGA 6.0和Structure 2.3.4软件进行系统发育学分析和居群结构推导, 并结合菌株的产毒特性(AFB和CPA)进行比较分析。结果显示本研究的97株黄曲霉可分为3个居群, 即黄曲霉居群I、黄曲霉居群II和米曲霉居群, 该97株黄曲霉共有17个序列型(sequence type, ST), 其中我国的88株菌分布于15个序列型。米曲霉居群均不产AFB, 黄曲霉居群I和II的菌株绝大多数都产AFB和CPA, 其产毒特性只具有菌株特异性, 与居群和序列型无关。黄曲霉菌株产毒特性与地理分布或农作物类型间存在一定关系。我国东北玉米产区、西北干旱棉花产区和南方花生产区的黄曲霉居群I和II菌株均产AFB和CPA, 我国青海可可西里和四川阿坝地区的黄曲霉仅产CPA而不产AFB, 不产AFB的米曲霉居群大部分来自我国气候和地理环境多样的华北地区, 该地区也是我国农村传统酿造黄豆酱的地区。     

海南岛兽类一新亚种——海南青鼬

在研究我国青鼬种下分化过程中,发现海南岛所产青鼬与大陆青鼬其它亚种有较大区别,经鉴定认为应是一新亚种,拟命名为:青鼬海南亚种Martes flavigulahainana,新亚种。     

论中国海南岛的生物地理起源

当前海南岛植物区系以热带分布的科和属占绝对优势,在属的地理成分上热带亚洲分布属的比例最高,显示出它是一个热带性质的植物区系,并具有热带亚洲亲缘。在海南植物区系中,仅有7个特有属和约10%的特有种,极低的特有性显示了它具有明显的大陆起源特征。通过比较研究发现,中国海南植物区系与越南植物区系关系最密切,其次是广西植物区系。在哺乳动物上,也显示出与植物区系类似的生物地理格局,中国海南与越南的联系最密切。古植物学研究揭示海南岛在始新世时曾具有亚热带性质的植物区系和亚热带气候,处在比现今更北的位置。古地磁学研究揭示在中生代时期海南岛连接着越南和中国广西,处于比现在高5~6个纬度的位置。综合各方面的研究,我们从生物地理的角度提出中国海南岛在始新世时曾连接着越南和中国广西,后来发生了向东南移动和旋转,最终到达现在的位置。