基于δD和δ18O的青海湖流域芨芨草水分利用来源变化研究

水分条件是限制干旱半干旱地区植物生长重要的生态因子,为了揭示青海湖流域典型生态系统下芨芨草植物的水分利用来源及其如何响应水分条件的变化,选择了自然和干旱控制条件下芨芨草植物,通过测定芨芨草植物茎水和各潜在水源(土壤水、地下水及降水)中δD、δ~(18)O组成,并利用直接比较分析法和多源混合模型计算芨芨草植物对土壤水的利用比例。研究结果表明:表层土壤水分和土壤水中δD、δ~(18)O值表征出较大波动范围,其直接受降水和蒸发作用影响,土壤蒸发线的斜率和截距明显小于大气水线斜率和截距,表明土壤水中同位素组成经历了强烈的蒸发分馏过程,而芨芨草茎水中δD、δ~(18)O值都集中分布土壤水蒸发线附近,说明芨芨草根系主要利用不同深度的土壤水。自然条件下芨芨草在生长季初期(6月)利用表层土壤水(0—10cm,45.1%),8—9月份大降水事件影响土壤含水量和同位素组成,降水入渗深度较深且芨芨草根系对土壤水分吸收的比例相差不大,表明根系在土壤含水量较高时均能吸水不同深度土壤水。在干旱控制条件下芨芨草在7月初主要利用表层土壤水(0-30cm),随着表层土壤水分的减少,根系吸收深度转向较深土壤层,而灌溉后表层土壤水分明显增加,其吸收深度又转向表层,表明芨芨草根系吸收深度能敏感地响应土壤水分的变化。另外还发现芨芨草在生长季内并未直接利用地下水。     

稳定同位素分析在鸟类食性及营养级结构中的应用

稳定同位素分析(stable isotope analysis,SIA)自20世纪70年代末引入鸟类生态学领域以来,在研究鸟类食性和营养级结构方面展现了强大的发展潜力和广泛的应用前景。总结了该技术在鸟类食源组成和营养级结构方面研究的前期准备、实验流程、数据分析和研究进展等,重点阐述了其在鸟类保护与管理方面的应用。鉴于稳定同位素在生物体内存在分馏现象,从鸟类不同组织和部位对营养级富集因子、转化周期、同位素印记的差异,提出了完善该方法的建议和应用前景。     

贵州山区3种木本植物无机碳利用特性的比较

以生长在喀斯特高原地区玉舍国家森林公园内的成熟银鹊树(Tapiscia sinensis)、白栎(Quercus fabri)和亮叶桦(Betula luminifera)为实验材料,通过对光合作用、叶绿素含量、叶绿素荧光参数、羧化效率(CE)、呼吸速率(Resp)、碳酸酐酶活性(WA)以及稳定碳同位素组成(δ13 C)等指标的测定,分析3种植物不同的无机碳利用特性,为该区生态环境修复选择合适的建群植物种提供依据。结果显示:(1)银鹊树、白栎和亮叶桦分布都较为广泛,银鹊树生长的最佳土壤pH是4.5~5.5,而白栎更倾向于中性到弱酸性土壤,肥沃的酸性土壤则更有益亮叶桦生长;白栎和亮叶桦都能忍受干旱和贫瘠,但是银鹊树不能忍受干旱和高温。(2)银鹊树叶片的Pn、Tr和Gs显著大于白栎和亮叶桦,亮叶桦和白栎的Pn、Tr和Gs分别是银鹊树的69.5%、48.2%、66.7%和28.6%、21.7%、22.2%;亮叶桦叶绿素含量均为银鹊树和白栎的2倍,但3种植物间的WUE则无显著差异。(3)3个树种叶片净光合速率均随着CO2浓度升高呈持续上升的趋势,但它们之间的CO2补偿点和饱和点明显不同。其中,银鹊树和亮叶桦的CO2补偿点均低于50μmol·mol-1,而白栎的则在250~300μmol·mol-1之间;银鹊树的CO2饱和点在1 200μmol·mol-1左右,亮叶桦则在2 300μmol·mol-1左右,而白栎的CO2饱和点明显高于2 300μmol·mol-1。(4)3个树种的CE、Resp和WA均为银鹊树>亮叶桦>白栎;而δ13 C值则以银鹊树最低,亮叶桦和白栎较高。其中,白栎和亮叶桦的CE、Resp、WA分别为银鹊树的5.1%、25.7%、4.0%和45.3%、54.6%、6.8%,且树种间差异显著;白栎和亮叶桦的δ13 C值显著高于银鹊树。研究表明,银鹊树能够吸收大气中的CO2或者在高活性碳酸酐酶作用下转化利用细胞内的HCO3-,它拥有较高的CO2利用能力及无机碳同化效率,因而能够拥有较高的产能;亮叶桦只能获取大气中的CO2作为无机碳源,但它对CO2的利用能力也较高,其产能仅次于银鹊树;白栎同样只能获取大气中的CO2作为无机碳源,同时它对大气中CO2的捕获、利用能力均低于银鹊树和亮叶桦,因而白栎生长非常缓慢,造成其本身对无机碳的需求也最低,所以其产能最低。     

甜瓜果实糖含量相关性状QTL分析

以高糖栽培亲本自交系‘0246’为母本,低糖野生亲本自交系‘Y101’为父本,通过杂交得到了含135个单株的甜瓜远缘F2群体,分别测定甜瓜果实果糖、葡萄糖和蔗糖含量,将三者之和作为总糖含量,进行遗传连锁图谱构建及QTL分析。结果表明:(1)构建的甜瓜果实遗传图谱包含14个连锁群,覆盖基因组长度726.30cM,标记间平均距离为12.74cM。(2)检测到与总糖含量和果糖含量相关的QTL位点各1个,分别命名为Ts3.1和Fru4.1,贡献率分别为14.89%和13.02%,分布于第3、4连锁群,LOD值分别为3.60和3.10。2个QTL位点均为正向加性遗传,分别对增加总糖和果糖含量表现为增效累加效应。研究结果为开展甜瓜糖含量相关基因精细定位和克隆研究奠定了基础。     

种植密度和施氮水平对小麦吸收利用土壤氮素的影响

2011-2013小麦季,在大田条件下设置2个氮肥水平(180和240kgN· hm-2)和3个种植密度(135、270和405万·hm-2),并将15N-尿素分别标记在20、60和100 cm土层处,研究种植密度-施氮互作对小麦吸收、利用土壤氮素及硝态氮残留量的影响.结果表明:种植密度从135万·hm-2增加至405万·hm-2,小麦在20、60和100 cm土层的15N吸收量分别增加1.86、2.28和2.51 kg·hm-2,地上部氮素积累量和吸收效率分别提高12.6％和12.6％,氮素利用效率降低5.4％;施氮量由240 kg N·hm-2降至180 kg N·hm-2,小麦在20、60 cm土层的15N吸收量分别降低4.11和1.21 kg·hm-2,在100 cm土层的15N吸收量增加1.02 kg·hm-2,地上部氮素积累量平均降低13.5％,氮素吸收效率和利用效率分别提高9.4％和12.2％.施氮180kg N·hm-2+种植密度为405万·hm-2处理与施氮240 kg N·hm-2+种植密度为270或405万·hm-2处理相比,其籽粒产量无显著差异,深层土壤氮素的吸收量显著提高,氮素吸收效率和利用效率分别提高13.4％和11.9％,O～ 200 cm土层的硝态氮积累量及100～ 200 cm土层硝态氮分布比例降低.在适当降低氮肥用量条件下,通过增加种植密度可以促进小麦吸收深层土壤氮素,减少土壤氮素残留,并保持较高的产量水平.     

基于线粒体COI和16S片段序列的北部湾北部水螅水母DNA条形码分析

水螅水母类是浮游动物群落的重要组成部分,在近岸海洋生态系统物质循环和能量流动中扮演着重要角色。水螅水母类形态结构简单,但其物种的准确鉴定一直是分类工作中的难点。DNA条形码极大地促进了水螅水母物种的快速、准确鉴定。本研究扩增了北部湾北部28种水螅水母的线粒体COI和16S序列,分别为92条和116条;比较了2个基因片段的种内、种间K2P(Kimura 2-parameter)遗传距离;构建了基于这2个基因片段的系统发育邻接树(neighbor-joining phylogenetic tree);并结合矢量分析构建了Klee-diagram图。结果显示:COI序列的种内遗传距离为0.008±0.005(0–0.033),种间遗传距离为0.298±0.128(0.092–0.597);16S序列的种内遗传距离为0.006±0.010(0–0.047),种间遗传距离为0.394±0.195(0.068–0.898)。2个基因序列在所调查种类中,种内遗传差异均小于种间遗传差异,存在明显的条形码间隔(barcoding gap)。基于2个基因片段的NJ树均显示,单种所有个体都位于同一独立分枝。研究结果表明,以COI和16S作为DNA条形码均能对北部湾北部常见水螅水母类进行物种鉴定。     

尚勇保护区亚洲象种群数量评估和遗传多样性分析

亚洲象(Elephas maximus)是我国国家一级保护动物,准确地评估其种群大小和遗传多样性对该物种的保护具有十分重要的意义。本文采用非损伤性取样方法,并结合野外观察数据对尚勇保护区当前亚洲象种群数量进行了评估,同时对该种群的遗传多样性进行了分析。采用7对微卫星引物对185份粪便样品进行扩增,通过基因分型,得到59个独特的基因型。文章采用两种方法评估种群数量,即聚集曲线法和分子标记重捕法,估计尚勇保护区的亚洲象种群数量为76±8头(95%置信区间内为67–99头)。遗传多样性方面,平均等位基因数为3.86,平均观察杂合度为0.52,平均期望杂合度为0.42,平均多态信息含量为0.34,表明尚勇保护区亚洲象种群遗传多样性水平为中等偏低,与勐养种群遗传多样性水平相似。     

适于蛹虫草遗传多样性研究的线粒体分子标记的筛选

摘要:【目的】从蛹虫草线粒体DNA中寻找适于遗传多样性研究的分子标记。【方法】通过PCR扩增和序列分析,比较了20个蛹虫草菌株在12个线粒体DNA片段和3个细胞核DNA片段上的序列变异。【结果】蛹虫草在线粒体DNA上的变异水平高于核DNA,主要表现为线粒体基因内含子的插入缺失多样性和较多的碱基变异位点。不同线粒体DNA片段的变异水平也有差异,而且内含子蛋白比外显子编码的蛋白质更易发生氨基酸的改变。增加使用的分子标记数目,其所揭示的遗传多样性程度也在逐渐提高。【结论】我们依 次推荐nad3-cox2、cox2-nad5、cox2、cox3、cob和cox1这6个线粒体DNA位点用于今后蛹虫草遗传多样性或群体遗传结构的分析。     

雪豹的微卫星DNA遗传多样性

利用微卫星DNA标记,对来自青海囊谦县、治多县以及甘肃阿克塞县3个地区的36份雪豹(Panthera uncia)粪便DNA样品进行了遗传多样性研究。结果显示,在8个微卫星位点上共检测到57个等位基因,有效等位基因数为2.190~5.488,平均每个位点的等位基因数为7.130,基因频率分布不均匀;期望杂合度为0.543~0.847,平均0.759;多态信息含量为0.458~0.829,平均0.722;表明这8个微卫星位点均为高度多态性位点,有较丰富的遗传多样性。3个样地雪豹居群之间的遗传距离与地理距离相关,地理距离最近的青海省囊谦县和治多县的雪豹居群遗传距离最小。根据雪豹平均遗传分化度Fst(0.053)、平均基因流(4.488)以及STRUCTURE聚类分析结果(当K=1时,ln P(D)值最大),推测3个居群间虽然有一定的遗传距离,但均来自同一个种群,暂无分化现象。     

基于微卫星标记的印度中部Madhya Pradesh地区疟疾强化控制和非强化控制区的斯氏按蚊基因流和种群遗传结构分析

[目的]斯氏按蚊Anopheles stephensi是亚洲东南部城市人体疟疾的主要媒介,印度12％的疟疾病例由其引起.本实验研究了印度中部Madhya Pradesh地区东北部的疟疾强化控制(EMCP)区和非强化控制(非EMCP)区斯氏按蚊的基因流.在EMCP区,由于采用了各种疟疾防控措施因而疟疾病例首先降低,但是很快回升,说明总的疟疾风险维持稳定.[方法]应用7个微卫星位点,对印度中部Madhya Pradesh地区东北部的4个EMCP区和非EMCP区采集的斯氏按蚊进行基因分型,以分析各种群参数.[结果]发现各标记在所有种群中表现出高度的多态性.在两区间未发现很大的遗传多样性.观察到EMCP区的东部种群(FST=0.0485,RST =0.1112)比非EMCP区的北部种群(FST=0.020,RST =0.0145)具有较高的遗传分化,在EMCP区和非EMCP区之间观察到较高的基因流(12.90,6.16,5.06和2.38).RST的灵敏度高于FST,说明分化可能是由于突变而非遗传漂变引起的.[结论]本研究表明,在EMCP区和非EMCP区内以及EMCP区和非EMCP区之间存在很高的基因流.基因流水平高以及抗虫性的发展似乎是EMCP区和非EMCP区疟疾病例发生增加的重要原因.