基因组时代的新视野: 东南亚哺乳动物类群在第四纪冰河时期多样性的起源与分化

东南亚地区东起菲律宾群岛, 西至印度次大陆, 北及中国中部, 南至巽他群岛, 涵盖了世界上25个最重要的生物多样性热点地区之中的6个, 具有极其重要的全球生物多样性保护的战略意义。该地区复杂的地质地貌和气候历史使其动植物的种类和数量都极为丰富。经典的生物地理分界线华莱士线和克拉地峡将该地区进一步划分出包括部分巽他群岛和马来半岛在内的南部巽他区和北部印度支那区两个生物多样性热点地区。主要基于形态学的生物地理学研究认为巽他区和印度支那区通过马来半岛陆地相连, 并且第四纪大部分时间海平面下降形成大陆桥, 直到一万年前该地区的众多岛屿仍与大陆连接, 促进了哺乳动物的种群迁徙与基因交流, 因此物种种群间的差别将很细微。然而近来分子遗传学研究表明, 由于其他生态因素制约, 哺乳动物的迁移能力可能比以往认为的低, 大陆桥的存在并不一定导致迁徙的发生, 许多种群的隔离早在200万年前便已形成, 并且没有因为后来冰川期海平面降低而恢复种群交流, 而距今7.3万年前发生的苏门答腊多巴超级火山爆发也可能进一步影响了物种间和物种内多样性的形成和分化。通过已有的东南亚哺乳动物种群遗传学研究结果, 我们认为物种间或种群间的差异主要表现为三个层次: 巽他区种群与印度支那区种群间约百万年尺度的分化, 巽他区不同岛屿种群间约数十万年尺度的分化, 以及发生于晚更新世的分化事件。已有的东南亚种群遗传学研究主要采用线粒体及核基因多位点数据进行分析, 而种群基因组学分析则使得获得详尽的种群历史动态成为可能, 并使我们可以进一步了解东南亚哺乳动物类群所经历的物种形成过程。     

季风对亚洲热带植物分布格局的影响

亚洲是全球季风气候最典型的区域,也是热带植物分布距离赤道最远的地区。揭示季风对热带植物迁移与进化的影响规律,有利于深入认识东亚植被分布和生物多样性形成与维持机制。亚洲地区夏季盛行东亚季风、南亚季风和西北太平洋季风。历史上,季风盛行的时间与早期被子植物在东南亚群岛、华夏古陆起源的时间大致吻合,季风可能促进了被子植物的快速分化与扩散。季风是热带植物得以向北扩散到我国滇黔桂交界区和雅鲁藏布江河谷的根本原因,并导致了热带季节性雨林、热带季雨林、干旱河谷稀树灌丛或草原、海南岛西部滨海稀树草原等特殊植被的形成。亚洲的三大夏季风在高山纵横、大河奔流和石灰岩地貌密布的中国西南与中南半岛一带交汇、叠加,使之成为一些典型热带类群的物种多样与特有种分布中心。这可能是中国-缅甸生物多样性热点地区形成与维持的一个重要原因。随着全球气候变暖,季风可能促进热带植物的进一步北迁,增加中国南方植物区系的热带植物成分。     

云南被子植物菊类分支的系统发育多样性及其分布格局

全球气候变化与人为活动等因素导致的生物多样性丧失,引起了全球各界对生物多样性保护的高度关注。传统生物多样性保护主要对物种、特有种、受威胁物种的种类组成及其分布模式开展研究,忽视了进化历史在生物多样性保护中的作用。云南是全球生物多样性热点地区的交汇区,生物多样性的保护历来受到广泛关注,为了更好地探讨云南生物多样性的保护措施,该研究以云南被子植物菊类分支物种为研究对象,基于物种间的演化关系,结合其地理分布,从进化历史的角度探讨物种、特有种、受威胁物种的种类组成及系统发育组成的分布格局,并整合自然保护地的空间分布,识别生物多样性的重点保护区域。结果表明:云南被子植物菊类分支的物种、特有种及受威胁物种的物种密度与系统发育多样性均显著正相关; 通过零模型分析发现,由南向北标准化系统发育多样性逐渐降低; 云南南部、东南部、西北部是云南被子植物菊类分支的重点保护区域,加强这些区域的保护,将最大化地保护生物多样性的进化历史和进化潜能。由此可见,融合进化历史信息的植物多样性格局分析不仅有助于更加深入地理解植物多样性的形成与演变,也为生物多样性保护策略的制定提供更多的思路。     

我国胡椒属植物区系地理研究

胡椒属(Piper)为胡椒科(Piperaceae)重要的泛热带组成成分,约有1 000 ～2 000个植物种类,中国是其天然分布的北缘.本文对我国产胡椒属植物区系地理进行了分析,揭示其区系特征、物种起源和散布途径等.结果表明:云南是我国胡椒属植物的重要分布地,并以此为中心向我国东部和北部扩散,物种数量逐渐减少.各省胡椒属物种组成相似性较低,大致可被聚为热带地区、亚热带地区和台湾地区3大分支.在区系成分上,国产胡椒属植物中的中国特有比例最高,其次是热带亚洲分布,只有个别种为泛热带分布和东亚分布.我国胡椒属区系与中南半岛、印度半岛及爪哇群岛存在一定联系,但并不紧密.分析认为,云南是胡椒属植物的起源中心或分化中心之一,而中国台湾岛种类主要由菲律宾群岛等传入并分化.本结果对于研究该属系统分类和起源演化将具有一定意义.     

汶川地震灾区生物多样性热点地区分析

汶川地震灾区位于长江上游,是我国大熊猫(Ailuropoda melanoleuca)的主要分布区,被保护国际认定的25个全球生物多样性热点地区之一.2008年5月12日发生的汶川大地震导致该区域生态环境遭受严重破坏,需要识别生物多样性热点地区,指导灾后生物多样性保护.选取物种生境质量、植被景观多样性指数和物种多样性指数作为评价指标,其中生境质量采用InVEST生物多样性模型计算,然后利用空间相关分析中G系数进行热点地区分析,探测出灾区生物多样性的热点区,并在此基础上与现有保护区分布、物种生境分布以及Marxan模型计算出的优先区进行对比验证.结果显示:热点区范围涉及到现有76％的保护区,且保护区内的热点区面积达到灾区所有保护区面积的55％;在选取的69个指示物种中有60个物种位于热点区的生境面积占这些物种在灾区的总生境面积的50％以上,有32个物种在80％左右,热点区内的所有指示物种生境总面积占整个灾区指示物种生境总面积的70％以上.基于空间相关分析方法得出的热点地区基本上与Marxan模型输出的优先保护区范围结果基本一致.但空间相关分析的热点区划分克服了Marxan模型优先保护区分布过于离散,孤岛效应明显的不足.     

菲律宾海脊索动物多样性评估: 基于OBIS数据库

菲律宾海邻近全球生物多样性和进化的中心, 分布着多种重要生物资源。了解本区生物多样性及受威胁物种的分布特征可对掌握其生物多样性现状, 以及未来实施有效的生物多样性保护管理策略提供重要依据。本文利用海洋生物地理信息系统(Ocean Biogeographic Information System, OBIS)数据库, 并参考世界自然保护联盟濒危物种红色名录(IUCN Redlist)的物种濒危程度评估结果, 构建了菲律宾海脊索动物生物多样性和受威胁物种数据库, 结合海洋生态因子特征对该海区脊索动物的物种多样性和不同等级受威胁物种的数量空间分布格局进行了初步分析, 并对脊索动物不同分类阶元生物多样性与生态因子的关系进行了相关性分析。结果表明, 本区海洋脊索动物门已报道11纲56目320科1,171属2,876种。其中在菲律宾海的边缘区域, 特别是菲律宾群岛、台湾岛、日本群岛、马里亚纳群岛及中央的九州-帕劳海脊附近海域, 生物多样性水平相对较高, 而中央海盆区的生物多样性较低。本海域鱼类生物多样性尤其丰富, 共计4纲45目292科1,105属2,768种, 在物种水平上占本区脊索动物物种数的96%。各分类阶元水平的多样性与初级生产力呈显著正相关, 而与水深呈显著负相关。本区脊索动物门受威胁物种共计54种, 其中极危3种、濒危5种、易危22种、近危24种, 分别约占全区脊索动物总种数的0.10%、0.17%、0.76%、0.83%。与本区生物多样性分布格局相似, 受威胁物种多分布于菲律宾海边缘区域, 在中央海脊和深水盆地区域分布较少。本研究表明, 对菲律宾海脊索动物特别是受威胁物种的保护应当以边缘区域优先; 但考虑到当前菲律宾海深海区域生物多样性数据的不足, 也应加强对中央海脊和深水盆地等区域的生物多样性普查。     

生物多样性重要区域识别——国外案例、国内研究进展

生物多样性丧失已经成为全球重大环境问题之一,重要区域或重要物种的识别是制定和实施保护计划的首要步骤,生物多样性保护的优先性研究成为保护生物学研究的焦点之一。优先保护的概念很早就被提出,保护国际(Conservation International,CI)一直倡导的热点地区途径受到国际社会的重视,生物多样性重要区域(KBAs)可以是综合的,也可以是单一类群的重要区域,如不同的国家已经开展了鸟类重要区域(important bird areas,IBAs)、植物重要区域(important plants areas,IPAs)、蝴蝶重要区域(prime butterfly areas,PBAs)和两栖爬行动物重要区域(important amphibians and reptiles areas,IARAs)等的识别研究工作。集中力量优先保护一些重要的地区是目前生物多样性保护较为现实和高效的途径。以佛得角群岛(the Cape Verde Islands)、意大利(Italy)、荷兰(the Netherlands)分别依据动物、植物单一类群或多个类群组合进行生物多样性重要区域识别为例,介绍了几个国家的生物多样性重要区域识别经验,概述国内在生物多样性重要区域识别领域的研究现状,详细介绍了海南岛生物多样性保护优先区识别案例,同时以国务院2010年批准实施的《中国生物多样性保护战略与行动计划(2011—2030年)》划定的32个陆地生物多样性保护优先区为例,提出中国未来应全面开展生物多样性本底调查,在充分获取生物多样性分布数据的基础上,依据植被类型和物种多样性以及受威胁因素等,在32个陆地生物多样性保护优先区内进一步客观准确地识别生物多样性重要区域(热点中的热点或重要区域中的重要区域),为中国未来的保护地规划、生物多样性监测、政策制定等提供科学支撑。     

东亚植物区系的一些分布式样和迁移路线

本文根据毛茛科等科的一些植物的地理分布划分出由西到东方向的7种分布式样和由西南到东 北方向的8种分布式样,并列出了属于每种式样的植物。根据这些分布式样和对一些植物的地理分布 和亲缘关系的分析,看出了自我国西南部分别向东、向西和向东北诸方向伸展出的三条迁移路线：(1)由 西南部向东,在北部沿秦岭和大别山(秦岭-大别山走廊),在中部沿武陵山、幕阜山等山脉,在南部沿南 岭(南岭走廊)到达华东沿海地区、台湾或进一步到达日本和邻近地区;(2)从西南部向西达喜马拉雅山 区(喜马拉雅走廊);(3)从横断山区向东北方向经秦岭、黄土高原东部、阴山、长白山和小兴安岭,到达西 伯利亚及相邻地区;这条迁移路线可称为中国西南－东北走廊,在第四纪冰期中曾是一些植物从西伯利 亚或我国东北到我国西南部之间的往返通道。此外,还根据半蒴苣苔和吊石苣苔的地理分布,根据光萼 唇柱苣苔和芒毛苣苔的分布,根据斑叶唇柱苣苔、齿叶吊石苣苔、华丽芒毛苣苔、显苞芒毛苣苔、毛线柱 苣苔、光叶楼梯草、多序楼梯草、华南楼梯草、细齿崖爬藤和长蓖木兰的地理分布,根据山豆根属、山桂花 属、盾片蛇菰、滇黔楼梯草、微柱麻和单蓖麻的地理分布,以及根据檬果樟属的地理分布,分别区分出下 列迁移路线：(1)从云南东南和广西西部向东北分布到华东和日本的一条迁移路线;(2)由云贵高原南部 向东沿南岭走廊达台湾的一条迁移路线;(3)由云贵高原南部和中南半岛北部向西沿云南高原的南缘和 西缘达我国西藏东南部或印度东北部,最后沿喜马拉雅走廊达尼泊尔的迁移路线;(4)由云南高原南部 和中南半岛北部向南经马来半岛到苏门答腊和爪哇岛,以及向东南经婆罗洲到菲律宾的二条迁移路 线。根据对一些植物的分析,以及上述诸迁移路线的辐射状分布格局,并根据有关古植物学的研究(被 子植物可能起源于赤道地区;北半球和南半球的温带植物区系是在中白垩纪分化出来的),以及李惠林、 ВУЛЪВ和吴征镒等学者对我国植物区系的起源、性质等方面的重要论断,作者推测云贵高原和四川一带 可能是在中白垩纪,被子植物在赤道地区起源后向北半球扩展到达上述地区形成的一个重要发展中心,在这里发生了强烈的演化辐射,上述的诸条迁移路线就是这个辐射出现后的产物。     

菲菊头蝠在中国北方的新纪录

菲菊头蝠(Rhinolophus pusillus),亦称小菊头蝠,英文名Least Horseshoe Bat,是目前已知体型最小的菊头蝠之一。头体长30.0～40.0mm,前臂长33.5～40.00mm。鞍状叶中间收缩,基部较宽,至顶尖渐窄呈圆形。连接叶三角形。顶叶短且呈戟状。毛色呈棕褐,毛基部灰白。据Simmons(2005)报道,菲菊头蝠模式产地在印度尼西亚的爪哇岛,广泛分布于印度、尼泊尔、泰国、缅甸、老挝、中国南部、马来半岛;印度尼西亚的明打威群岛、爪哇岛、小巽他群岛及其附近的岛屿。柬埔寨是否有该种尚未得到证实。Csorba等人(2003)还记录越南有分布。目前,被承认的亚种有:…     

基于鸟类特有种亚种分化的保护优先性

我们以中国鸟类特有种为代表,基于鸟类物种分化程度来探讨多样性保护优先区。本文参照105种中国特有鸟种的分化等级来制作物种地理分布图。依据生物种的概念,给单型种赋值“1”,对具有n各亚种分化的物种赋值“n”。利用GIS叠加与制图功能对物种的分布做图以反映不同区域的物种分化等级。结果发现分布中心赋值很高并以同心圆形式向周边递减,反映了物种在中国西南部横断山区至秦岭高度分化的地理格局,并由此向外递减。作为全球25个生物多样性热点之一的横断山区,可能不仅是物种种级而且是种下级多样性的热点。因此,该地区的多样性保护优先性,不仅要考虑目前物种多样性分布的格局而且要考虑其未来发展     

A Unique Protease Cleavage Site Predicted in the Spike Protein of the Novel Pneumonia Coronavirus (2019-nCoV) Potentially Related to Viral Transmissibility

正Dear Editor,In December 2019, a novel human coronavirus caused an epidemic of severe pneumonia(Coronavirus Disease 2019,COVID-19) in Wuhan, Hubei, China(Wu et al. 2020; Zhu et al. 2020). So far, this virus has spread to all areas of China and even to other countries. The epidemic has caused 67,102 confirmed infections with 1526 fatal cases     

Curcuminoids as inhibitors of thioredoxin reductase: A receptor based pharmacophore study with distance mapping of the active site

Curcumin is the yellow pigment of turmeric that interacts irreversibly forming an adduct with thioredoxin reductase (TrxR), an enzyme responsible for redox control of cell and defence against oxidative stress. Docking at both the active sites of TrxR was performed to compare the potency of three naturally occurring curcuminoids, namely curcumin, demethoxy curcumin and bis-demethoxy curcumin. Results show that active sites of TrxR occur at the junction of E and F chains. Volume and area of both cavities is predicted. It has been concluded by distance mapping of the most active conformations that Se atom of catalytic residue SeCYS498, is at a distance of 3.56 from C13 of demethoxy curcumin at the E chain active site, whereas C13 carbon atom forms adduct with Se atom of SeCys 498. We report that at least one methoxy group in curcuminoids is necessary for interation with catalytic residues of thioredoxin. Pharmacophore of both active sites of the TrxR receptor for curcumin and demethoxy curcumin molecules has been drawn and proposed for design and synthesis of most probable potent antiproliferative synthetic drugs.     

Comparative morphology of the carpel in the Liliaceae: Hewardieae, Petrosavieae, and Tricyrteae

The young pistils in the melanthioid tribes, Hewardieae, Petrosavieae and Tricyrteae, are uniformly tricarpellate and syncarpous. They lack raphide idioblasts. All are multiovulate, with bitegmic ovules. The Petrosavieae are marked by the presence of septal glands and incomplete syncarpy. Tepals and stamens adhere to the ovary in the Hewardieae and the Petrosavieae but not in the Tricyrteae. Two vascular bundles occur in the stamens of the Hewartlieae and Tricyrtis latifolia. Ventral bundles in the upper part of the ovary of the Hewardieae are continuous with compound septal bundles and placental bundles in the lower part. Putative ventral bundles occur in the alternate position in the Tricyrteae and putative placental bundles in the opposite. position in the Petrosavieae. The dichtomously branched stigma in each carpel of the Tricyrteae is supplied by a bifurcated dorsal bundle.     

Enterovirus 71 3C proteolytically processes the histone H3 N-terminal tail during infection

Highlights
1. The N-terminal tail of histone H3 is specifically cleaved during EV71 infection.
2. Viral protease 3C is identified as a protease responsible for proteolytically processing the N-terminal H3 tail.
3. Our finding reveals a new epigenetic regulatory mechanism for Enterovirus 71 in virus-host interactions.     

Detection of EBV and HHV6 in the Brain Tissue of Patients with Rasmussen’s Encephalitis

Rasmussen’s encephalitis (RE) is a rare pediatric neurological disorder, and the exact etiology is not clear. Viral infection may be involved in the pathogenesis of RE, but conflicting results have reported. In this study, we evaluated the expression of both Epstein-Barr virus (EBV) and human herpes virus (HHV) 6 antigens in brain sections from 30 patients with RE and 16 control individuals by immunohistochemistry. In the RE group, EBV and HHV6 antigens were detected in 56.7% (17/30) and 50% (15/30) of individuals, respectively. In contrast, no detectable EBV and HHV6 antigen expression was found in brain tissues of the control group. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in 20.0% (6/30) of individuals. In particular, a 4-year-old boy had a typical clinical course, including a medical history of viral encephalitis, intractable epilepsy, and hemispheric atrophy. The co-expression of EBV and HHV6 was detected in neurons and astrocytes in the brain tissue, accompanied by a high frequency of CD8⁺ T cells. Our results suggest that EBV and HHV6 infection and the activation of CD8⁺ T cells are involved in the pathogenesis of RE.     

Perinatal Vertical Transmission of Chikungunya Virus in Ruili,a Town on the Border between China and Myanmar

正Dear Editor,Chikungunya virus (CHIKV), an arbovirus in the family of Togaviridae, genus Alphavirus, is transmitted by the A.aegyptii or A. albopictus mosquito, and causes disease in humans characterized by fever, rash, and arthralgia (Silva and Dermody 2017; Suhrbier 2019). It was first reported in 1953 in Tanzania, and caused only a few outbreaks and sporadic cases in Africa and Asia in last century. However, in the epidemic in 2004, CHIKV acquired mutations that conferred enhanced transmission by the A. albopictus mosquito(Schuffenecker et al. 2006). Since then, it has successively caused outbreaks in Africa, the Indian Ocean, South East Asia, the South America, and Europe (Zeller et al. 2016).     

Development of a Novel Reverse Transcription Loop-Mediated Isothermal Amplification Method for Rapid Detection of SARS-CoV-2

In conclusion, the novel visual RT-LAMP assay is a simple, rapid, and sensitive approach for detection of SARS-CoV-2, and it is ready for application in primary care and community hospitals or health care centers, and even patients' own houses in response to the current SARS-CoV-2 epidemic because the assay does not require sophisticated equipment and skilled personnel. Furthermore, it is also ready to be used in fields for screening samples from wild animals and environments to facilitate the identification of potential intermediate hosts that mediate the cross-species transmission of SARS-CoV-2 from bats to humans.