第21届国际生物学奥林匹克竞赛试题实验4·生态学

I．沿海动物群落的特征（16分） 实验材料 群落模型板（40cm×37cm） 透明样方板（37cm×37cm） 计算器 前言 种群是指柄息在特定地域的同一物种个体组成的群体,而群落是指柄息在特定地域的不同物种种群组成的群体。因此,辨识种群和群落的特征,是预测环境凶索引起生态变化的基本条件。     

利用线粒体COI和微卫星标记分析文蛤7个地理群体的遗传变异

利用线粒体细胞色素氧化酶亚基I(COI)和微卫星标记分析了文蛤7个地理群体(朝鲜新义州,辽宁丹东、蛤蜊岗和盘山,山东东营,江苏如东和启东)的遗传多样性和群体分化。PCR扩增获得142条602 bp的COI核苷酸片段,比对到13个变异位点,包括11个转换和2个颠换,定义了22个单倍型,共享单倍型12个,新义州、丹东和启东群体分别拥有特有单倍型。单倍型多样性最高的是如东群体(h=0.900),最低的是东营群体(h=0.600);核苷酸多样性最高的是丹东群体(π=0.00350),最低的是蛤蜊岗群体(π=0.00115)。基于COI数据的Fu's Fs中性检验和核苷酸不配对分析揭示文蛤种群历史上曾经历过群体扩张事件。分子变异分析(AMOVA)表明,群体内遗传变异占71.64%,群体间遗传变异占28.36%,群体间发生显著的遗传分化(P0.05)。7个微卫星标记扩增280个个体共获得54个等位基因,平均等位基因数为7.7个,平均观测杂合度和期望杂合度分别为0.3878和0.7996。江苏群体具有较高的遗传多样性,但7个群体间遗传多样性不存在显著差异(Kruskal-Wallis检验,P0.05)。Hardy-Weinberg平衡检验结果显示49个群体-位点组合中有18个偏离平衡(P0.05),表现为杂合子缺失。单倍型邻接(NJ)树显示聚类未展示地域性特色,但某几个同一或者相近地理群体的单倍型具有聚类现象(如东和启东部分单倍型出现地理聚类)。依据群体间遗传距离以Kimura 2-parameter为模型建立UPGMA系统发育树,显示丹东群体和江苏的如东和启东群体聚为一支,暗示江苏苗种的异地养殖已经污染丹东文蛤的遗传背景。     

利用宏DNA条形码研究浮游动物多样性——以鸭绿江口为例

为评价宏DNA条形码技术在我国海洋生物多样性监测中的应用潜力,采集了22份鸭绿江口浮游动物样品,分别利用宏条形码分子鉴定和形态鉴定方法对优势类群桡足类进行多样性的比较研究。结果显示:(1)利用宏条形码分子鉴定方法共鉴定出4目23科32属229个操作分类单元(Operational Taxonomic Units, OTUs),形态方法共鉴定出3目5科5属6种;同时,利用形态鉴定得到的分类阶元多数(目:100%、科:80%、属:80%)能用宏条形码分子鉴定方法鉴定出来,而宏条形码分子鉴定方法鉴定得到的分类阶元多数(目:25%、科:83%、属:88%)却未能用形态鉴定出来,表明宏条形码分子鉴定方法在鉴定物种丰富度方面具有明显优势。(2)利用宏条形码分子鉴定与形态鉴定桡足类的多样性指数呈显著的一致性(r=0.524,P=0.024),表明宏条形码鉴定方法与形态方法在评价物种多样性方面具有较好的可比性。本研究表明宏条形码分子鉴定方法在我国海洋浮游动物业务化监测中具有较高的应用潜力。     

鼠类对辽东栎橡子的搬运

在北京东灵山地区,在灌丛、森林2 种生境类型中共设计了5 个处理,以检验种子质量、种子可视度、生境类型如何影响鼠类对辽东栎（Quercus liaotungensis）橡子的搬运。每个处理包括200 枚种子。每日检查种子状态,实验持续16 d。鼠类在几天之内将大多数种子搬运走。完好橡子比虫蛀橡子消失得快。橡子在森林生境中明显比在灌丛生境中消失的快。鼠类对放置在灌丛下方和灌丛之间的橡子的搬运速率差别不大。放置在落叶下方的橡子消失速率明显慢于地表的橡子。本研究利用半存活时间测量种子的搬运率。各处理的半存活时间范围是0. 6 ～ 8. 6 d。各处理的橡子搬运率均较高,这说明鼠类有能力在种子下落到冬季来临的2 个月时间内,搬运绝大多数的橡子。实验说明,鼠类是辽东栎橡子重要的捕食者和扩散者。