神农架海拔梯度上的植物种域分布特征及Rapoport法则检验

根据Rapoport法则, 动物、植物物种的纬度或海拔分布宽度存在着从高纬度或高海拔地区向低纬度或低海拔地区逐渐变窄的现象。本文基于物种的海拔分布数据, 分析了神农架维管束植物及不同种域宽度组的物种丰富度海拔格局; 采用已有的4种方法和本文改进的种域分组中点法, 分析了海拔梯度上种域宽度与种域中点的关系, 并检验其是否符合Rapoport法则。结果表明, 神农架地区维管植物丰富度的海拔梯度分布格局呈单峰型, 峰值在1,000–1,500 m; 不同种域组的物种丰富度分布具有类似的单峰格局, 但随着种域宽度减小, 其物种丰富度的峰值逐渐偏向低海拔。对于神农架的物种海拔分布数据, Stevens方法、Pagel方法和逐种方法的结果都支持Rapoport法则, 而中点法的结果主要反映中域效应的影响, 种域分组中点法可有效控制中域效应的影响, 但不支持Rapoport法则。上述结果表明, 对于Rapoport法则的检验亟待研究方法的改进; 而种域的海拔格局及其形成机制, 还需要更多案例的比较研究, 才能形成普遍性的认识。     

白水江自然保护区两栖爬行动物物种丰富度和种域海拔梯度格局及对Rapoport法则的验证

物种丰富度和种域宽度沿海拔梯度分布格局及其形成机制一直是生物地理学和生物多样性讨论的重要议题之一。海拔Rapoport法则认为,物种丰富度随海拔升高而逐渐变低,种域宽度逐渐变宽。本文基于白水江保护区两栖爬行动物物种的海拔分布数据,分析了白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度及其种域宽度的海拔梯度格局;采用常用的4种验证方法,验证了不同类群、不同区系物种丰富度和不同阶元丰富度与其分布中点间的关系,并检验了Rapoport法则的适应性。结果表明:(1)白水江保护区两栖爬行动物物种丰富度随海拔升高呈逐渐下降趋势,大体符合单调递减模式,水分可能是决定两栖动物物种分布格局的主要环境因子,而决定爬行动物物种分布的环境因子主要是温度,这可能由这两种类群动物不同的生理需求所致。(2)两栖爬行动物物种(特别是狭域种)主要分布在低海拔,因此保护两栖爬行动物应该把重点放在低海拔段。(3)Stevens方法、Pagel法和逐中法验证结果支持海拔Rapoport法则,中点法由于受中域效应的影响,物种种域与海拔梯度呈先升后降的单峰分布模型。因此,验证方法对Rapoport法则的验证结果具有重要的影响。Rapoport法则验证的研究方法亟待改进,物种丰富度和种域的海拔梯度格局及其形成机理需要更多的案例比较研究,以形成普遍性的认识。     

秦岭小陇山保护区维管植物丰富度和种域海拔梯度格局及其对Rapoport法则验证

物种丰富度和种域的海拔梯度格局及其形成机制一直是生物地理学和生物多样性研究的重点.海拔Rapoport法则认为,物种丰富度随海拔升高而逐渐降低,种域逐渐变宽.本文分析了秦岭小陇山国家级自然保护区维管植物物种丰富度及其种域宽度的海拔梯度格局;采用4种常用方法,验证不同类群、不同生长型和不同阶元的物种丰富度与其分布中点间的关系,并检验其是否支持海拔Rapoport法则.结果表明: 除窄域种外,秦岭小陇山维管植物物种丰富度随海拔升高呈先升后降的单峰分布格局;狭域种主要分布在低海拔和高海拔段,低海拔段的丰富度高于高海拔段;物种海拔分布宽度与海拔关系因不同类群和验证方法而异,随分类阶元的增大更容易支持Rapoport法则,这可能与不同分类阶元所占据的生态位不同有关;被子植物的平均种域呈单峰分布格局,蕨类植物和裸子植物的种域海拔梯度格局无明显规律;藤本植物平均种域随海拔升高而变宽,灌木能适应不同的环境条件,因此,灌木分布对海拔梯度的变化不敏感.Pagel验证方法最容易支持Rapoport法则,Stevens方法次之,中点法受中域效应的影响物种平均种域分布呈单峰分布格局而不支持Rapoport法则,逐种法受散点图分布格局的影响线性模型拟合结果解释力很低.
     

台湾维管束植物物种丰富度和种域宽度的海拔格局及对Rapoport法则的检验

物种丰富度和种域(即物种分布范围)沿环境梯度的变化是生物地理学和生物多样性研究的核心问题.岛屿由于受到地理隔离的作用.其物种分布、多样性格局及其成因的特殊性对于发展和检验生物地理学的假说具有重要意义.Rapoport法则提出,生物种域存在着随海拔上升而增大的趋势.台湾地区具有显著的海拔梯度和典型的岛屿环境,其植物区系丰富而独特.我们首次对台湾维管束植物的海拔分布进行研究,包括不同类群植物的物种丰富度和种域的海拔梯度格局,并检验了Rapoport法则的适用性.综合相关信息得到台湾维管束植物区系包含241科1,466属4,751种(含种下单位),对其中具有海拔分布范围信息的3,330种植物进行统计,结果表明:(1)台湾维管束植物科、属、种的丰富度总体上随海拔上升而减小,入侵植物丰富度具有类似格局,而台湾特有植物呈现明显的单峰格局;按照分类群计,蕨类植物和裸子植物为单峰格局,被子植物的3个生态类群均为单调递减格局.(2)物种种域海拔宽度与海拔的关系随不同类群和分析方法而异.其中,入侵植物的种域宽度和中点海拔具有显著的正相关关系,支持Rapoport法则,而全部植物和特有植物不支持;蕨类植物的海拔分布支持Rapopott法则,裸子植物不支持,其他分类群因方法不同而结果之间不一致.我们还比较了台湾和周边大陆和岛屿山地的物种丰富度海拔格局,认为它们物种丰富度海拔梯度模式的不同可能与降水海拔格局的差异有关;而关于Rapoport法则的检验表明,即使在同一山体,不同类群植物分布范围的海拔模式也可能取决于不同的因素和作用机制.     

秦岭两栖、爬行动物物种多样性海拔分布格局及其解释

物种多样性和种域宽度沿环境梯度的分布格局及其成因机制一直是生物地理学和生态学讨论的重要议题。本研究采用多元回归模型和方差分离的方法判断面积、水分和能量、边界限制对秦岭两栖、爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度海拔梯度分布格局的影响。结果表明, 秦岭两栖爬行动物及其不同区系成分的物种丰富度均呈单峰分布格局, 但峰值分布的海拔段有所差异。形成这种格局是各种因素相互作用的结果, 3种假设的独立解释力较低。水分能量动态假设对两栖、爬行动物物种的丰富度格局有很强的解释能力, 但水分和能量的解释力中有很大一部分属于边界限制、面积的协同作用, 在解释两栖动物的海拔分布格局时, 边界限制与水分和能量之间存在较强的共线性, 而在解释爬行动物的海拔分布格局时, 面积与水分和能量之间存在较强的共线性。同时, 本研究采用Stevens法和逐种法对Rapoport法则进行了验证。结果表明, 爬行动物物种种域的海拔梯度格局基本上支持Rapoport法则, 两栖动物很难判断是否支持Rapoport法则。     

中域效应假说:模型、证据和局限性

物种多样性的地理格局是宏观生态学和生物地理学的核心问题之一, 中域效应假说是该领域的一项重要的理论进展。中域效应是指由于边界对物种分布构成限制, 使不同物种分布区在区域中间重叠程度较大, 而在边界附近重叠较少, 从而形成物种丰富度从边界向中心逐渐增加的格局。现有研究表明, 中域效应是影响物种丰富度格局的一种重要机制, 但其作用大小受很多因素的影响。本文介绍该假说的基本假设和模型, 模拟分析不同模型之间的差异, 并就中域效应假说所展开的争论进行综述, 指出该假说的合理性和局限性。我们认为, 中域效应假说的重要性在于揭示了几何(边界)限制和随机过程在物种多样性地理格局中的作用, 但其目前的模型和假设还过于简单, 需要在深入理解物种分布机制的基础上进行完善和发展。     

代谢速率调控物种丰富度格局的研究进展

提出生物多样性分布格局的普适性理论和探索其内在形成机制一直是生态学家们研究的焦点之一.到目前为止,已有很多假说被用来解释生物多样性分布规律,但是这些假说的普适性均受到学者们的质疑.最新理论--代谢速率假说以能量相当法则和代谢分形分配网络模型为基础,定量预测了个体及种群生态进化动态过程与群落生物多样性分布格局之间的关系,以及物种丰富度和环境因子之间的关系.代谢速率假说解释了生物多样性的起源问题,也回答了生物多样性如何维持的问题.该文重点综述了代谢生物多样性理论的发展及其相关研究进展.通过和其他假说比较、分析,我们认为随着代谢理论假说的不断发展和完善,代谢生物多样性理论将更具有普适性.同时我们也提出了进一步完善该假说需要解决的一些科学问题.     

气候假说对内蒙古草原群落物种多样性格局的解释

物种丰富度的地理格局是宏观生态学和生物地理学的中心议题之一。本文基于内蒙古草原192个野外样地的调查数据, 结合各样地年平均气温、年降水量等9个气候因子, 探讨内蒙古草原物种丰富度格局及其主导因素, 以确定气候假说在该区的适用性。结果表明: (1)内蒙古草原物种丰富度经度格局显著, 呈现沿经度升高而增加的趋势, 同时由于经纬度的共线性, 也呈现出沿纬度升高而增加的趋势。(2)方差分解显示, 能量单独解释率为2.7%, 水分单独解释率为11.4%, 水分和能量共同解释率为46.3%, 未解释部分为39.6%, 可见能量与水分的共同作用在物种丰富度格局形成中占主导地位, 支持水热动态假说。这说明水热动态假说适用于解释内蒙古草原物种丰富度 格局。     

Global patterns of species richness of the holarctic alpine herb Saxifraga: the role of temperature and habitat heterogeneity

北半球高山和极地虎耳草属物种丰富度的地理格局：温度和生境异质性的作用 现代气候、生境异质性和长期气候变化对森林生态系统中分布的木本植物的物种丰富度格局的影响在以往研究中受到广泛关注,但对高寒-极地生态系统中的草本植物物种丰富度格局及其影响因素的研究仍较少。本研究旨在检验以往研究中基于物种丰富度和环境因子关系提出的假说是否能够解释高寒-极地地区典型草本植物-虎耳草属(Saxifraga)的物种丰富度格局。本研究利用全球437种虎耳草属物种分布数据,探讨了全部物种、广域和狭域物种丰富度格局的影响因素。采用广义线性模型和空间自回归模型,评估了现代气候、生境异质性和历史气候对虎耳草属物种丰富度格局的影响。采用偏回归分析了不同变量对物种丰富度的独立解释率和共同解释率,并检验了4种广泛使用的物种丰富度与环境关系模型对物种丰富度格局的解释能力。研究结果表明,温度与虎耳草属所有物种和广域物种的物种丰富度格局呈显著负相关关系,是影响物种丰富度格局最重要的环境因子,这可能反映了虎耳草属对其祖先温带生态位的保守性。生境异质性和末次冰期以来的气候变化是虎耳草属狭域物种丰富度空间变异的最佳预测因子。总体而言,包含5个预测变量的组合模型可以解释大约40%–50%的虎耳草属物种丰富度的空间变异。此外,进化和生物地理过程在虎耳草属物种丰富度格局形成方面可能发挥了重要作用,这有待进一步研究。     

面积、温度及分布区限制对物种丰富度海拔格局的影响: 以秦岭太白山为例

 物种丰富度的分布格局及其形成机制是生态学研究的热点。以往的研究主要描述丰富度的格局, 而对其形成机制研究较少, 且主要集中于探讨单个因子或过程的影响。物种丰富度同时受到多个因子和过程的综合作用, 面积、温度及物种分布区限制被认为是控制山地物种丰富度海拔格局的主要因素, 三者同时沿海拔梯度而变化, 同时作用于丰富度的海拔格局。幂函数种-面积关系(SAR)、生态学代谢理论(MTE)及中域效应假说(MDE)分别基于以上3个因素, 从机制上解释了物种丰富度 的海拔格局。探讨这些假说的相对影响对研究物种丰富度的大尺度格局及其形成机制具有重要意义。方差分离方法有利于分解不同因素的影响, 为此, 该文以秦岭太白山的植物物种丰富度为例, 采用方差分离和逐步回归方法, 分析了SAR、MTE及MDE对物种丰富度海拔格局的影响。结果表明, 太白山的植物物种丰富度沿海拔梯度呈单峰分布格局, 但丰富度峰值存在类群差异; 对太白山所有植物物种丰富度的垂直格局而言, SAR、MTE及MDE分别解释了其物种丰富度随海拔变化的66.4%、19.8%和37.9%, 共同解释了84.6%, 在消除其他因素的影响后, SAR和MTE的独立影响较高(分别为25.5%和17.7%), 而MDE的独立影响不显著; 分类群研究则发现, 苔藓植物丰富度的海拔格局主要受MDE的影响, 蕨类植物丰富度的海拔格局同时受到SAR、MTE以及MDE的影响, 而种子植物物种丰富度的海拔格局主要受SAR和MTE影响。     

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.