多足动物亚门主要类群的谱系发生与谱系年代分析——基于形态、化石和分子的综合数据

多足动物可能是最早入侵陆地环境的无脊椎动物之一。随着泛甲壳动物大类的确立,多足动物亚门的谱系发生问题已成为节肢动物研究中的焦点。基于表型性状的系统学研究中,多足动物亚门在节肢动物门中的系统分类和单系性等问题一直存在争议;化石记录的稀少又使多足动物的起源及演化历史变得迷雾重重。近年来分子系统学的进展为深入探讨多足动物谱系发生问题开辟了新的途径;分子定年的应用为探讨多足动物起源、登陆等早期演化问题提供了新的手段。谱系年代学综合了化石记录和分子定年两方面的优势,为更加精确地讨论多足动物起源、内部类群分歧时间及其地质背景奠定了基础。谱系年代分析显示,多足动物类起源于寒武纪晚期或更早;多足动物内部类群的分歧不晚于奥陶纪;而化石证据显示,多足动物的登陆事件也可能发生在这一时期,多足动物内部类群的分歧事件(及食性分化)可能与登陆过程有关。精确的多足动物亚门谱系发生关系以及谱系年代学细节还有待于进一步综合系统学、多基因和多重化石参照点的合理分析加以深入和完善,进而为早期陆地复杂生态系统的建立提供新的证据。     

镜湖萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）种群遗传多样性的季节变化

运用随机扩增多态DNA（RAPD）技术研究了于2005年春季和夏季采自芜湖市镜湖的萼花臂尾轮虫（Brachionus calyciflorus）种群基因组DNA多态性。从44个随机引物中筛选出10个谱带清晰、重复性好的引物。10个引物共检测到76个位点,其中65个位点显多态性,多态位点比例（P）为85.5%。对RAPD扩增结果进行聚类分析,基于遗传距离指数构建了萼花臂尾轮虫的UPGMA和ME系统树。经计算,各克隆平均遗传距离指数为0.5219,春季种群内遗传距离指数（0.4416）大于夏季种群内遗传距离指数（0.4304）;两季节种群间遗传距离指数为0.6010,明显大于季节种群内遗传距离指数。16个克隆分别聚在2个主要簇群中,在UPGMA系统树中,春季种群和夏季种群明显分聚在两个主要支系中;而在ME树中,除了夏季Su2克隆和春季种群聚到一个支系外,其它夏季种群则聚在一个独立支系中。上述结果表明,春季种群和夏季种群在遗传上具有较大的差异;镜湖萼花臂尾轮虫种群存在着明显的季节更替,而Su2克隆可能是春季和夏季种群间的过渡。     

应用RAPD标记对斜生褐孔菌菌株亲缘关系的分析

采用RAPD技术对采集不同地区的8个斜生褐孔菌野生菌核分离得到的菌株亲缘关系进行研究,获得了斜生褐孔菌不同菌株的DNA指纹图谱。结果显示:12个引物共扩增出167条带,其中101条为多态性带,多态性比率为60.5%,同一培养时期的各菌株间RAPD图谱表明菌株间存在一定的种内及地理来源差异。若以遗传距离0.508为结合线,可将供试菌株划分为三大类,BCX01、BCX02归为一类,JL01、JL02、JL03、JL04、JL05归为一类,HLJ01单独聚为一类。     

取食和交配对苹小吉丁飞行能力的影响

【目的】苹小吉丁Agrilus mali是一种严重危害苹果树的钻蛀性害虫。本研究旨在明确苹小吉丁的飞行扩散能力及对其飞行能力产生影响的关键因子。【方法】以SUN-FL型智能飞行磨系统对苹小吉丁不同日龄雌雄成虫的飞行能力进行了测定,同时评价了取食和交配情况对其飞行能力的影响。【结果】苹小吉丁飞行能力均随日龄的增加先增强后逐渐降低,初羽化的成虫飞行能力最低,11日龄成虫的飞行能力最强。雌成虫飞行能力强于雄成虫。在24 h内雌雄成虫的最长飞行距离分别为0.4165和0.3559 km;最长飞行时间分别为0.4582和0.4873 h;最大飞行速度分别为2.4639和1.8561 km/h。取食的3日龄雌成虫的平均飞行距离和平均飞行时间分别为0.047 km和0.048 h,雄成虫的分别为0.044 km和0.042 h;而未取食的雌成虫平均飞行距离和平均飞行时间仅分别为0.016 km和0.013 h,雄成虫的仅分别为0.013 km和0.012 h。交配对飞行能力的影响存在性别差异,已交配雌成虫的飞行能力要强于未交配雌成虫的,而已交配雄成虫的飞行能力却低于未交配雄成虫的。【结论】日龄对苹小吉丁成虫的飞行能力影响作用显著。取食显著提高苹小吉丁雌雄成虫的飞行能力,交配显著提高雌成虫飞行能力。     

三江平原湿地生态风险评价及空间阈值分析

湿地生态风险评价对区域自然资源保护及规划管理具有重要意义。以三江平原湿地为研究区域,基于2000年、2005年、2010年、2015年4期土地利用数据,以城市扩张导致的土地利用变化、道路建设等人类活动为风险源,景观生态格局、生态系统服务价值为风险受体构建了三江平原湿地生态风险综合评价体系,分析三江平原湿地生态风险时空变化特征。进而,利用距离阈值确定空间距离权重,采用双变量空间自相关模型揭示了不同时间尺度下生态风险的空间集聚分布特征。结果显示：从风险源角度,人类活动风险源强度呈增加趋势,松花江、穆棱河、倭肯河地区一直处于中高风险水平;从风险受体角度,景观生态风险的中高风险地区重点集中在湿地与水体分布区,生态系统服务低价值区主要分布在中部水田、旱田、建设用地以及东北部与东南小范围的湿地区域。综合生态风险结果显示,三江平原生态风险在时间上呈增加趋势,空间上由松花江河滩型湿地区与穆棱河地区逐渐向四周蔓延。此外,生态风险的强弱受到空间距离的影响显著,选取5km为自相关分析的距离阈值,土地利用与综合生态风险的空间格局存在显著的空间正相关关系,高-高地区集中分布在研究区内的松花江流域及周围滩地地区,随着土地利用变化及转移,空间关联逐渐增强且区域分布不断扩大。研究结果可从人类活动控制、景观格局优化、生态服务价值提升等方面为三江平原生态风险防控分区管理提供理论依据。     

基于空间距离指数的青藏高原生态敏感性综合评价及时空演变分析

生态敏感性是生态系统对外界压力的适应性及遭受破坏的恢复力,开展生态敏感性评价是识别区域生态环境问题的有效手段之一。根据青藏高原的区域特性和主要生态环境问题,在定量构建土地荒漠化敏感性、水土流失敏感性、滑坡灾害敏感性和冻融侵蚀敏感性的基础上,通过空间距离指数法对青藏高原生态敏感性进行综合评价,并采用空间自相关分析和生态敏感性变化模式分析,探讨其时空演变特征和保护管理区划。结果表明：（1）青藏高原综合生态敏感性由西北向东南递减,极度和重度敏感区主要集中在西北部和高大山脉区,不敏感区主要集中在东南部;（2）2000-2018年间青藏高原综合生态敏感性指数值从1.49上升到1.51,表明该区域生态敏感性逐步下降,生态环境改善明显;（3）青藏高原生态敏感性存在显著的空间正相关,低-低聚集网格数量波动上升,从2000年的7277增至2018年7357,表明青藏高原部分地区的生态环境仍存在着一定恶化的风险;（4）根据区域生态敏感性变化模式分析,将青藏高原划分为严格保护区、生态退化区、潜在治理区、生态改善区和综合发展区五个区域,并提出了相应保护与管理对策。研究结果可以为青藏高原生态保护和可持续发展提供参考,从而有效推动保护管理措施的制定。     

蛋白质结构确定领域中的几种矩阵填充算法的对比评估

目的 目前,如何从核磁共振(nuclear magnetic resonance,NMR)光谱实验中准确地确定蛋白质的三维结构是生物物理学中的一个热门课题,因为蛋白质是生物体的重要组成成分,了解蛋白质的空间结构对研究其功能至关重要,然而由于实验数据的严重缺乏使其成为一个很大的挑战。方法 在本文中,通过恢复距离矩阵的矩阵填充(matrix completion,MC)算法来解决蛋白质结构确定问题。首先,初始距离矩阵模型被建立,由于实验数据的缺乏,此时的初始距离矩阵为不完整矩阵,随后通过MC算法恢复初始距离矩阵的缺失数据,从而获得整个蛋白质三维结构。为了进一步测试算法的性能,本文选取了4种不同拓扑结构的蛋白质和6种现有的MC算法进行了测试,探究了算法在不同的采样率以及不同程度噪声的情况下算法的恢复效果。结果 通过分析均方根偏差(root-mean-square deviation,RMSD)和计算时间这两个重要指标的平均值及标准差评估了算法的性能,结果显示当采样率和噪声因子控制在一定范围内时,RMSD值和标准差都能达到很小的值。另外本文更加具体地比较了不同算法的特点和优势,在精确采样情况下...     

麻雀幼鸟和成鸟逃逸距离的比较

逃逸是鸟类常用的反捕食手段。自然选择会优化鸟类的逃逸距离,以便在躲避被捕食风险和保持能量之间做出权衡。理论模型预测动物个体可依据期望寿命来调整自身的行为：期望寿命短的个体倾向于风险偏好,即逃逸距离短;而期望寿命长的个体倾向于风险回避,即逃逸距离长。同时,逃逸距离还受到外部因素（如人为干扰强度、鸟类群体大小）的影响。本研究在北京城区收集了麻雀（Passer montanus）145只成鸟和75只幼鸟的逃逸距离数据,发现麻雀成鸟比幼鸟有着更长的逃逸距离,且成鸟更可能是群体中首先逃逸的个体。此外,研究发现麻雀的逃逸距离随着人为干扰强度的增加而降低,随着群体大小增加而增加。本研究结果符合理论预期：存活率高的类群（成鸟）有着更长的逃逸距离。     

基于COⅠ基因对温州沿海岛屿疣荔枝螺遗传多样性研究

温州沿海岛屿众多,水文环境复杂,疣荔枝螺（Reishia clavigera）是岩相潮间带常见种,对其群体间遗传多样性的分析,有助于合理保护和开发利用种质资源。本实验对温州沿海14个典型岛屿的158个疣荔枝螺个体,进行细胞色素氧化酶亚基Ⅰ（COⅠ）基因片段序列测定,得到158 条长度为672 bp的序列,A、T、C、G 四种碱基含量分别为23.0%、38.4%、17.4%和21.2%。共检测到保守位点562个,变异位点108 个,其中包括简约信息位点57 个,单突变位点51 个。所有个体的核苷酸多样性指数Pi为0.008 0 ± 0.029 7,单倍型多样性为指数Hd为0.978 ± 0.006,平均核苷酸差异度为5.328。群体间遗传距离在0.005 7 ~ 0.011 1之间,群体内遗传距离在0.005 7 ~ 0.010 8之间,不同疣荔枝螺群体之间的遗传距离处于同一水平。霓屿岛和大竹峙岛群体内遗传距离最小,洞头岛群体内遗传距离最大。共检测到102 个单倍型,大部分单倍型聚合为一支,没有形成明显的区系结构,各个岛屿的疣荔枝螺存在基因交流。     

水稻亚种间杂种F1光合特性研究

用绵恢725、蜀恢527和蜀恢881三个籼型恢复系、1个美国稻Lemont和1个爪哇稻香大粒作母本,与1个日本特早熟粳稻Kitaake杂交,研究了5个杂种F1及其亲本的光合生理表现.结果表明,在高光通量密度(Photosynthetic flux density,PFD)条件下,5个杂种F1净光合速率(Pn)明显高于双亲或双亲之一,推测亲本与杂种F1之间不同的Pn同叶片中Rubsico活性有关.杂种F1的比较中,在表观量子效率(ψ)、羧化效率(CE)、CO2补偿点(T)等方面,籼粳亚种间杂种F1(绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake、蜀恢881/Kitaake)对2个亚种内杂种F1香大粒/Kitaake(粳爪交)、Lemont/Kitaake(不同生态型的粳粳交,美国稻属于特殊粳稻)具有明显的优势,而蜀恢881含有粳型血缘,蜀恢881/Kitaake也比典型籼粳亚种间杂种F1绵恢725/Kitaake、蜀恢527/Kitaake优势稍逊一筹.5个杂种F1因为具有不同的遗传差异而表现出不同的光合优势,在这方面,典型籼粳亚种间杂交蜀恢527/Kitaake、绵恢725/Kitaake要优于其他杂交种,说明亲本间遗传差异越大,其杂种F1的光合优势越强.