特有植物多样性分布格局测度方法的新进展

特有植物是生物多样性保护的重要对象,对其分布格局的研究可以为生物多样性优先保护区的确定提供重要参考.研究人员利用多种测度和分析方法,在不同地理区域对特有现象的分布格局开展了大量研究.随着分子系统学方法的不断完善及一些空间统计分析方法的引入,新的生物多样性测度方法应运而生.本文介绍了生物多样性测度方法的类型及其特点、应用现状与前景.这些测度方法的发展经历了从单一的时间或空间格局到时空格局统一的过程,具体涉及物种丰富度、谱系多样性、进化特异性以及这3种测度方法整合空间分布加权的算法.其中,谱系多样性指数(phylogenetic diversity)、谱系特有性指数(phylogenetic endemism)以及空间加权的进化特异性指数(biogeographically weighted evolutionary distinctiveness)尤其值得关注.中国特有植物分布格局的研究需要在以下4个方面进一步开展工作:(1)完善特有物种的分布格局研究;(2)加强物种的测序工作,完善谱系多样性格局的分析;(3)结合系统发育信息,揭示谱系多样性及进化历史的分布格局,进而深入开展物种p多样性和谱系p多样性的研究;(4)加强物种分布区变化的模拟,在时间维度上探讨特有现象的变化格局,为生物多样性保护提供更完善的理论支持.     

联苯菊酯降解菌株BF-3的分离筛选、鉴定和降解特性

【背景】联苯菊酯是人工合成的类似天然除虫菊素的一种仿生杀虫剂,近年来被广泛应用于农业病虫害的防治。联苯菊酯化学性质较稳定,在环境中的残留期长,是我国出口果蔬、茶叶中残留较严重的农药之一。微生物降解具有降解速度快、无二次污染等优点,被认为是有效去除农药残留的绿色生产技术。【方法】通过富集驯化,从农药厂排污口的污泥中筛选分离能够降解联苯菊酯的菌株,经形态学观察、生理生化特性测定及16SrRNA序列分析对其进行鉴定,通过单因素试验对菌株的降解特性进行研究。【结果】分离到1株联苯菊酯的降解菌株BF-3。菌株BF-3为革兰氏阳性菌,被鉴定为蜡状芽孢杆菌;该菌株在联苯菊酯质量浓度为100mg·L^-1的无机盐液体培养基（MSM）中呈现s型生长,7d后对联苯菊酯的降解率达到87．9％。单因素试验表明,菌株最适降解条件为pH7．0、30oC,初始菌株D600am=1．0。【结论与意义】蜡状芽孢杆菌BF．3能够有效降解联苯菊酯,在环境中联苯菊酯残留的生物修复方面具有应用潜力。     

低温细菌与古菌的生物多样性及其冷适应机制

低温细菌与古菌广泛分布于地球的低温环境,包括南极、北极及高山地带的冻土、低温土壤和荒漠、冰川、湖泊、海冰,以及深海、冰洞和大气平流层等.栖息在这些低温环境中的细菌与古菌具有丰富的多样性,主要为α,p和γ-Proteobacteria分支、CFB类群分支和革兰氏阳性细菌分支等.由于低温环境中的微生物流动性低,因而是研究微生物地理学理想的生态系统,有助于理解地球微生物的多样性、分布规律乃至形成机制.由于长期生活在冰冻环境中,低温细菌与古菌形成了多种适应低温环境的生理机制,如它们通过细胞膜脂类的组成来调节膜的流动性以维持正常的细胞生理功能;利用相容性溶质、抗冻蛋白、冰核蛋白及抗冰核形成蛋白等实现低温保护作用;产生冷激蛋白、冷适应蛋白和DEAD-box RNA解旋酶保持低温下RNA的正确折叠、蛋白质翻译等重要的生命活动;另外还产生低温酶,提高能量产生和储存效率等以适应低温环境.随着DNA序列分析技术的飞速发展,各类组学方法也用于揭示微生物全局性的冷适应机制.     

浙江西门岛海洋特别保护区大型底栖动物功能群特征及其与环境的关系

为研究浙江西门岛海洋特别保护区大型底栖动物功能群的变化规律及其与环境因子的关系,作者分别于2010年4月(春季)、11月(秋季),2011年8月(夏季)和2012年2月(冬季)进行了4个航次的大型底栖动物调查,共鉴定出大型底栖动物78种,根据其食性类型划分为浮游生物食者、植食者、肉食者、杂食者、碎屑食者5种功能群.各功能群平均密度从高到低依次为浮游生物食者＞肉食者＞植食者＞碎屑食者＞杂食者,平均生物量从高到低依次为浮游生物食者＞碎屑食者＞肉食者＞杂食者＞植食者.单因素方差分析结果表明,大型底栖动物各功能群的密度和生物量季节间均无显著性差异.典范对应分析结果表明,影响大型底栖动物功能群的主要环境因子包括温度、溶解氧、溶解态无机磷和表层沉积物的中值粒径,排序轴对功能群-环境关系的贡献率计算结果表明环境变量可以较好地解释功能群的变化情况.     

不同类群水生昆虫群落间的一致性以及空间和环境因子的相对作用

生物多样性监测和保护过程中通常用到指示类群,然而对于这些指示类群有效性的测度仍然十分欠缺.为探讨不同类群水生昆虫群落的一致性及空间因子、环境变量的相对影响,作者于2010年4月对东苕溪流域源头溪流21个采样点进行了调查.共记录水生昆虫7目44科92属130种.我们将水生昆虫群落划分成鞘翅目(C)、蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)和双翅目+广翅目+蜻蜒目(DMO)3个类群.一致性分析结果表明:3个类群的群落一致性(r)较高,分别为C对EPTr=0.65 (P＜0.001)、C对DMO r=0.67 (P＜0.001)、EPT对DMO r=0.82 (P＜0.001).方差分解表明环境变量是影响不同类群水生昆虫群落结构的主要因素,空间因子的影响相对较小.环境因子中影响不同类群水生昆虫群落的关键变量大体相似,其中海拔、pH、平均流速和化学需氧量是最主要的驱动因子.我们的结果表明该研究区域不同类群的水生昆虫群落一致性很高,且对环境变量的响应也相似;因此,在水生昆虫生物多样性保护中可考虑利用其中的某一类群,如蜉蝣目+襀翅目+毛翅目(EPT)类群,作为有效的指示类群.     

湖泊水体细菌多样性及其生态功能研究进展

维护湖泊生态系统健康发展是一个全球关注的热点问题.细菌不仅是湖泊系统食物网的重要组成部分,同时在控制和调节湖泊水质方面发挥着重要作用.本文对于细菌多样性的相关概念和评价方法、细菌群落在湖泊水体中的分布特征、形成机制及其生态功能等方面进行了综合论述和分析.目前,在湖泊水体中共发现21个典型的淡水细菌门类,其中变形菌门(Proteobacteria)、蓝细菌门(Cyanobacteria)、拟杆菌门(Bacteroidetes)、放线菌门(Actinobacteria)和疣微菌门(Verrucomicrobia)是最主要的5个门类.Beijerinck和Baas-Becking的观点及Meta-群落假说,均表明湖泊水体细菌群落多样性和物种分布特征是“随机分布”和“环境决定”两种过程共同作用的结果.对湖泊细菌功能的研究,主要集中于细菌参与下的湖泊水体生产力和元素的生物地球化学循环过程.尽管经过十几年的不懈努力,人们对湖泊细菌群落多样性和功能的认识还十分有限,湖泊细菌生态学仍是一门年轻的科学,限制着人们对湖泊微生物群落的进一步认识.未来研究者们需要在以下4个方面重点开展工作:(1)综合细菌表型、基因型、系统发育史及生态特征的一致性来界定细菌“种”的概念;(2)在区域尺度上研究细菌在不同斑块间的扩散作用;(3)在微观尺度上研究细菌群落多样性及功能特征;(4)提出或验证湖泊细菌群落多样性的生态理论及假说,完善微生物生态学相关理论框架.     

植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响:基于个体模型的研究进展

植物间的相互作用对种群动态和群落结构有着重要的影响。大量的野外实验已经揭示了正相互作用(互利)在群落中的普遍存在及其重要性。为了弥补野外实验方法的不足, 模型方法被越来越多地应用于正相互作用及其生态学效应的研究中。该文基于个体模型研究, 探讨了植物间正相互作用对种群动态和群落结构的影响。介绍了植物间正相互作用的定义和发生机制、植物间相互作用与环境梯度的关系。正相互作用是指发生在相邻的植物个体之间, 至少对其中一个个体有益的相互作用。植物通过直接(生境改善或资源富集)或间接(协同防御等)作用使局部环境有利于邻体而发生正相互作用。胁迫梯度假说认为互利的强度或重要性随着环境胁迫度的增加而增加, 但是越来越多的经验研究认为胁迫梯度假说需要改进。以网格模型和影响域模型为例, 介绍了基于个体的植物间相互作用模型方法。基于个体模型, 对近年来国内外正相互作用对种群时间动态(如生物量-密度关系)、空间分布格局和群落结构(如群落生物量-物种丰富度关系)影响的研究进行了总结。指出未来的研究应集中在对正相互作用概念和机制的理解, 新的模型, 新的种群、群落, 甚至生态系统问题, 以及在全球变化背景下进行相关的研究。     

分离自腹泻成人志贺菌的血清分群及耐药性分析

目的 调查志贺菌在成人腹泻患者中的主要血清群和耐药性,为临床治疗和预防提供依据.方法 对2008年1月至2012年10月浙江萧山医院临床分离自腹泻成人志贺菌菌株,进行生化鉴定、血清学分群和抗生素敏感性试验,所有数据用WHONET 5.6软件进行回顾性分析.结果 共检出125株志贺菌,其中66(52.8％)株为宋内志贺菌,58(46.4％)株为福氏志贺菌;氨苄西林耐药率最高达95.9％,复方新诺明耐药率达79.8％,头孢噻肟为48.6％,未检出头孢哌酮/舒巴坦、哌拉西林/他唑巴坦、亚胺培南和美罗培南耐药株,福氏志贺菌对环丙沙星和左旋氧氟沙星耐药率为87.0％和57.1％,而宋内志贺菌未检出氟喹诺酮类耐药株;福氏志贺菌和宋内志贺菌耐药率在哌拉西林、头孢他啶、头孢噻肟、头孢吡肟、复方新诺明和氟喹诺酮间差异有统计学意义(P＜0.01).结论 萧山地区成人志贺菌感染以宋内和福氏两种血清群为主,青霉素类和复方新诺明耐药率太高已不适合临床使用,含酶抑制剂抗生素是治疗志贺菌感染的首选药物.     

广州市风水林群落空间异质性及其对区域物种多样性的贡献

以广州地区村边风水林为研究对象,选取了67个风水林斑块,并在每个斑块内建立了一个20m×20m的样方,调查了其胸径大于1cm的植物组成。首先以种面积关系外推法和非参数法估计了风水林群落对区域生物多样性的贡献;然后以加法准则拆分了gamma多样性,以分析风水林群落物种组成的异质性;最后根据每个风水林群落的物种丰富度、稀有种(在所有群落中只出现一次的物种)数目和谱系多样性分析了在保护中需要优先考虑的区域。结果发现：（1）广州地区风水林群落至少保存了32.74%的区域物种多样性;（2）gamma多样性(184)中绝大部分由beta多样性(163.43)构建,只有很小部分来自于alpha多样性(20.57)。这表明风水林群落在物种组成上具有较高的空间异质性,要想尽可能多地保护风水林内物种多样性,就需要尽可能多地保护风水林群落斑块;（3）相对于平原地区,位于山区的风水林群落具有更高的物种丰富度和谱系多样性以及更多的稀有种数目。在保护资金和土地资源有限的情况下,位于山区的风水林群落应该给予优先考虑。     

抗性淀粉对HFA小鼠肠道菌群的影响

目的 以人源菌群(HFA)小鼠为研究模型,观察抗性淀粉(RS)对高脂饮食诱导的肥胖小鼠肠道菌群的多样性的影响.方法 将30只无菌小鼠接种健康人志愿者的粪便悬液构建HFA小鼠模型后,随机分成3组,一组喂养含20％的抗性淀粉的高脂饲料(RS组),一组喂养纯高脂饲料(CK组),一组喂养普通饲料(CONV组),取第0周和第8周的小鼠新鲜粪便,用PCR-DGGE分析3组小鼠的肠道菌群的相似性和多样性.结果 3组小鼠在第0周时肠道菌群多样性的相似度达到79％～87％,与人的肠道菌群相似性达到39％,说明构建HFA小鼠模型成功,第8周时,3组之间的均匀度(E)和Shannon指数差异无统计学意义(P＞0.05),而丰富度(S)在高脂组(CK)与普通饲料组(CONV)和抗性淀粉组(RS)之间差异都有统计学意义(P＜0.05),说明高脂饮食引起肠道菌群多样性增加,而抗性淀粉则能降低这种多样性.结论 抗性淀粉可以显著影响HFA小鼠的肠道菌群多样性.