系统发育基因组学研究进展

系统发育基因组学是利用全基因组数据构建系统发育树的新领域。全基因组数据能有效消除横向基因转移和类群间基因进化速率差异等因素对系统发育树的影响。根据所使用的全基因组数据的类型, 可以将系统发育基因组学方法分为以下5类：多基因联合建树方法, 基于基因含量的方法, 基于基因排列信息的方法, 基于序列短串含量特征信息的方法及基于代谢途径的方法。文章系统地总结了每一类方法的原理、速度、准确性、适用范围及在各个生物类群中的应用, 并对系统发育基因组学的前景及面临的挑战进行了概述。     

弄岗北热带喀斯特季节性雨林群丛数量 分类及与环境的关系

以弄岗15 ha北热带喀斯特季节性雨林监测样地各样方的相对海拔、坡度、坡向、凹凸度和物种重要值数据为变量, 采用多元回归树方法将喀斯特季节性雨林森林群落分为8个群丛。同时, 按乔木层、亚乔木层优势种为主, 灌木层指示种为辅的方法分别把8类群丛命名为: (A)南方紫金牛(Ardisia thyrsiflora)–苹婆(Sterculia monosperma)–中国无忧花(Saraca dives)群丛, 该群丛类型主要分布于土壤和空气的湿度都较大的谷底边缘; (B)对叶榕(Ficus hispida)–苹婆–董棕(Caryota obtusa)群丛, 该群丛类型主要分布于伴有季节性水淹、土壤和空气湿度都很大的谷底; (C)山石榴(Catunaregam spinosa)–广西牡荆–蚬木(Excentrodendron tonkinense)群丛, 该群丛类型主要分布于受太阳直射时间较长、水分条件中等偏旱的中下坡阳坡地带; (D)垂茉莉(Clerodendrum wallichii)–苹婆–广西棋子豆(Cychidendron guangxiensis)群丛, 该群丛类型主要分布于受太阳直射时间稍短、水分条件适中的中下坡阴坡地带; (E)米仔兰(Aglaia odorata)–闭花木(Cleistanthus sumatranus)–蚬木群丛, 该群丛类型主要分布于土壤湿度中等偏旱的中上坡半阴坡地带; (F)割舌树(Walsura robusta)–闭花木–蚬木群丛, 该群丛类型主要分布于土壤湿度中等偏旱、比较陡峭的半阳坡地带; (G)枝花流苏树(Chionanthus ramiflorus)–广西牡荆–蚬木群丛, 该群丛类型主要分布于坡度缓和、太阳直射的时间较短、水分条件适中的垭口部位; (H)齿叶黄皮(Clausena dunniana)–黄梨木(Boniodendron minius)–蚬木群丛, 该群丛类型主要分布于受到太阳直射时间最长、岩石裸露度最大、气温干燥、土壤水分严重不足的山顶及其周围。群丛划分说明该区域植被差异主要源于相对海拔和坡向变化, 各群丛物种组成并不存在明显界限, 而是随环境梯度逐渐变化, 反映了植被分布具有连续性, 间断只是相对的。     

广东阳春百涌自然保护区桫椤科植物资源调查

广东阳春百涌自然保护区属云开山脉,区内桫椤科植物资源丰富,但具体种类及其资源量并无准确资料,为此我们开展了相关野外调查和统计。调查表明,保护区内共有4种桫椤科植物,即桫椤Alsophila spinulosa、大叶黑桫椤Gymnosphaera gigantea、小黑桫椤G. metteniana和黑桫椤G. podophylla。依据保护区内桫椤科植物主要沿林道分布的特点,提出了按林道长度估算资源量的方法,据估算,保护区内有桫椤约900株,大叶黑桫椤约1.5万株,小黑桫椤约320株,黑桫椤约4500株。阳春百涌保护区是华南地区大叶黑桫椤的主要保存地。     

镉胁迫下麻疯树转录组测序分析

麻疯树是一种能适应多种恶劣环境条件的能源植物,目前关于其抵抗重金属胁迫的分子调控机理尚不清楚。从组学水平整体分析其基因表达模式对于筛选关键基因、解析镉胁迫响应调控网络和促进分子育种具有重要意义。利用Illumina测序技术对水培条件下培养的处理组(Cd 100)和对照组(CK)麻疯树幼苗叶的转录组进行高通量测序,两个数据库的测序数据经de novo组装得到50448条高质量的Unigene。两个样品中发现了2551条差异表达基因,其中539条上调基因,2012条下调基因。根据不同数据库的注释信息,发现麻疯树镉胁迫引起叶片中多种代谢途径的变化,包括碳代谢,光合作用,植物激素信号转导以及植物病原响应途径。DAVID分析显示镉胁迫引起了麻疯树叶中与离子转运相关基因的变化,导致叶片中Na离子和铁离子稳态的变化。转录因子分析发现WRKY和ZIP在镉胁迫中发挥重要作用。用qRT-PCR技术对随机挑选的5个基因进行荧光定量验证,结果与测序数据一致,证实了差异表达基因数据的有效性。深入探讨了麻疯树镉胁迫的分子机理,为进一步应用于基因工程和植物修复提供基础。     

麻疯树不同种源的结实性差异与初期选择

采用随机完全区组设计对5年生麻疯树Jatropha curcas种源林进行结实性调查。结果表明,不同种源麻疯树单株产种量有不同程度的差异,云南元阳种源最高,达218.96 g,四川盐边种源最低,仅为48.42 g。不同种源麻疯树种子平均含油率也有所不同,广西隆林种源最高,达42.80%,贵州望谟种源最低,为37.23%。单株产种量与种源地纬度、年均气温显著相关,而与种源地无霜期极显著相关,其中与纬度为负相关,与年均气温、无霜期为正相关,说明纬度较低、气温较高和无霜期较长的种源在福建平和县的单株产种量高。而种子平均含油率与各地理气象因子之间没有显著相关性。根据单株产种量和种子平均含油率聚类分析,分别将9个种源分成优、良、中、差4个不同的类别,综合来看,云南东南部和广西西北部可能是麻疯树的优良种源区,该区域内的5个种源,单株产种量达147.43 g,种子平均含油率达41.07%。     

建立正常人肺血管容量的无创精确测量方法的初步报告*

目的: 由于传统呼吸调控环路忽略了对血液循环的决定性作用,肺（静脉）血管容量相关研究甚少,亟需建立肺血管容量测量方法。方法: 选择正常志愿者完成CT全肺扫描,图像数据经过计算机软件分析处理,从肺尖到肺底以40~50层进行肺野手工切划,相邻层间由计算机自动模拟连接,在去除干扰后进行全肺血管（≥0.6 mm）高精度三维立体成像技术处理,进而计算全肺和肺血管容积。结果: 12例正常志愿者从肺尖到肺底CT扫描图片层数为530±98（431~841）张。全肺和肺血管的总容积是3705±857（2398~5383）ml ,肺血管血液总的容积是125±32（94~201）ml。按肺静脉系统血管容量约为全肺血管血液容量一半计算,应该是63±16（47~100）ml。结论: 肺CT扫描数据分析三维立体成像建立肺血管容量无创测量方法精确可行。     

多元回归树与双向指示种分析在群落分类中的应用比较

采用两种群落分类方法——以环境梯度为分类依据的多元回归树(MRT)和多年来广泛应用的双向指示种分析(TWINSPAN), 对吕梁山南段森林群落进行了数量分类, 同时依据植物群落分类和命名原则, 对分类后的各群系进行命名, 并用吻合系数比较两种分类结果的吻合程度, 分析MRT的优劣势, 为以后选择合适的植物群落数量分类方法提供参考。结果表明: (1) MRT将41个森林样方分为4个群系, 分别为侧柏(Platycladus orientalis)群系、青榨槭(Acer davidii)群系、辽东栎(Quercus wutaishanica)群系、柿(Diospyros kaki)群系, 群系类型与TWINSPAN的分类结果相同; (2)根据群系的样方组成, 两种分类结果的吻合度较高, 吻合系数达80.5%; (3)与TWINSPAN相比, MRT同时以物种和环境信息为依据, 对有过渡性质的样方划分更为可靠。因此, 单纯从植被分类的角度来看, 尽管TWINSPAN的分类结果更客观, 但当TWINSPAN分类遇到困难时, 如在划分大样地连续样方或具有过渡性质样方时, MRT更有优势。     

西南地区麻疯树天然种群遗传多样性的等位酶变异

为了揭示麻疯树(Jatropha curcas)天然种群的遗传多样性和遗传结构, 采用聚苯烯酰胺凝胶垂直平板电泳技术, 对采自四川、云南、贵州3个省的10个麻疯树天然种群的叶片样本进行了同工酶分析。7个酶系统10个位点的检测结果表明: 麻疯树种群水平上的遗传多样性较高, 每位点平均等位基因数为2.428 6, 多态位点百分率为97.14%, 平均期望杂合度为0.396 4。种群间遗传分化系数为0.041 3, 种群间总的基因流较高, 为5.808 9, 种群间遗传一致度较高(Shannon信息指数为0.921 7- 0.995 3)。非加权类平均法(UPGMA)聚类结果显示, 10个种群的遗传距离与地理距离相关性不显著。麻疯树天然种群具有较低程度的遗传分化、较高的基因流, 种内及种群内多样性丰富, 这为麻疯树优良品种的选育提供了良好的遗传基础。     

川黔地区濒危植物红豆树种群结构与数量动态特征

红豆树(Ormosia hosiei)是我国南方特有珍稀濒危植物,具有极高的经济价值和人文价值。为了解红豆树种群在川黔山区的生存现状及制约种群发展的原因,该文以川黔4个区域红豆树自然种群为调查对象,采用典型样地调查的方法,根据不同种群的分布特征,每个种群分别设置2个面积为20 m×20 m的具有代表性的样地进行调查,通过编制种群静态生命表、绘制存活曲线、计算数量动态指数、利用生存函数及时间序列模型分析了川黔山区不同红豆树种群的结构与动态特征。结果表明：(1)河株村和干耳盘村种群龄级结构呈倒“J”型结构,陈家湾村和绒春村种群呈不规则“哑铃”型结构,红豆树种群自然更新能力强,但中龄级个体容易缺失。(2)4个种群均为增长型,存活曲线接近于Deevey-Ⅱ型,其中河株村、陈家湾村和绒春村种群消失率和死亡率呈“多峰型”,种群在生长中期容易受到外界干扰。(3)红豆树种群数量动态变化表现为幼龄级个体死亡率高,成熟龄级个体数量动态稳定的特点,其形成原因与山区地形特点和红豆树种子传播特性有关。(4)RDA排序结果显示,海拔和坡度是影响幼龄个体数量结构的主导因子,干扰强度是影响种群中高龄个体数量结构的主要...     

豫南夏花生种植区土壤pH时空演变及其驱动力

研究花生种植区土壤酸化特征及其驱动因素,为花生种植土壤酸化改良提供理论依据。采用数据收集和田间取样分析方法,获取豫南典型花生种植区正阳县土壤pH及其驱动因子数据,利用GIS技术分析土壤pH时空变化特征,并基于增强回归树(BRT)模型识别影响土壤酸化的关键驱动因素。结果表明：正阳县花生种植土壤pH普遍呈下降趋势;土壤pH平均值由1980年的7.06降至2020年的5.15;弱碱性与中性土壤面积大幅度下降,酸性土壤面积增加;1980—2020年土壤pH面积变化最大的区间为-2.0～-1.5,占全县面积的51.9%;砂姜黑土区土壤酸化最严重,而水稻土和潮土区土壤pH下降幅度较小;BRT模型分析表明,阳离子交换量是造成2020年土壤pH空间变异的最主要因素,其贡献率达到26.2%;其次是速效钾含量、年均降雨量、有机质含量和全氮含量,贡献率分别为11.0%、7.7%、7.2%和6.9%;土壤pH随土壤阳离子交换量、年均降雨量、速效钾含量、有机质含量的增加而增加,但随土壤全氮含量的增加而降低。综上,正阳县夏花生种植土壤酸化形势严峻,尤其是砂姜黑土区,具有普遍性和局部严重性的特征;所研究因素中,阳离...