藏羚羊(AC)_n,(AG)_n微卫星文库构建

藏羚羊Pantholops hodgsonii是我国珍稀的动物资源,开发其微卫星标记具有重要的科研与应用价值。本研究采用FIASCO法(Fast Isolation by AFLP Sequences Containing repeats)构建了藏羚羊的(AC)n和(AG)n微卫星富集文库。各文库随机挑取150个白色菌落,分别筛选到76个(AC)n和61个(AG)n阳性克隆;经测序得到含AC重复的微卫星序列37条和含AG重复的序列29条。研究共设计、合成微卫星引物47对,以扩增、电泳等方法进行筛选,最终获得15个可稳定扩增且具有多态的微卫星标记。筛选出的引物可用于评估藏羚羊的核DNA遗传多样性、遗传结构、种群动态以及构建藏羚羊遗传图谱等。     

基于磁珠富集法的绣线菊SSR分子标记分离与筛选

微卫星序列（SSR）具有多态性高、共显性遗传等特点,是一种极具价值的分子遗传标记。采用磁珠富集法从高山绣线菊基因组DNA中分离和筛选SSR标记。高山绣线菊基因组经限制性内切酶Mse I酶切后与接头连接,并与生物素标记SSR探针（AC）15和（AG）15杂交,然后通过链霉亲和素磁珠富集、洗脱、PCR扩增、克隆,完成微卫星文库构建。利用载体通用引物和探针序列引物进行PCR扩增,筛选重组克隆并测序,获得112条序列。随机挑选其中60条序列设计的引物,经初期筛选获得多态性引物16对。用所得16对引物对4个居群92个个体的蒙古绣线菊和高山绣线菊进行PCR扩增。统计分析PCR产物的毛细管电泳结果,发现4个居群的平均等位基因数、平均期望杂合度及平均观测杂合度都比较高。64个数据系列（4个居群×16个位点）中的26个显著偏离HardyWeinberg平衡,推测可能由于无效等位基因的存在所引起。分析显示研究开发的16对多态性SSR引物可以用于后续遗传多样性、物种进化与亲缘关系等方面研究,丰富了绣线菊遗传多样性研究的分子标记。     

基于查尔酮合酶基因探讨鲜卑花的种群动态历史与遗传分化

以高山灌木鲜卑花为研究材料,收集其在中国全部分布区域内的13个居群共139个个体,以查尔酮合酶基因(CHS)的内含子区域为分子标记,探讨鲜卑花的种群动态历史、遗传分化的时间与成因。在鲜卑花中CHS共鉴定了29种单倍型,单倍型多样性和核苷酸多样性分别为0.9248和0.007 545,遗传变异大;贝叶斯分析说明鲜卑花种内遗传分化的时间始于4.37 Ma左右。中性检验与歧点分布分析一致表明鲜卑花在近期经历了明显的居群扩张,估算的扩张时间在55.8 ka左右。研究结果表明鲜卑花在末次冰期间冰阶时期从冰期避难所向外经历了明显的居群扩张;而青藏高原的整体隆升导致的环境剧变,加剧了鲜卑花居群间的遗传分化。     

窄叶鲜卑花(Sibiraea angustata)nrDNA ITS和cpDNA trnL-F序列分子进化特点的分析

应用PCR产物直接测序法分析了窄叶鲜卑花居群间nrDNA(核糖体DNA)ITS序列和cpDNA(叶绿体DNA)trnL-F的碱基差异,并与cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列进行比较,从而初步研究两套植物基因组的变异速率。采用改良的CTAB法从硅胶干燥的窄叶鲜卑花叶片中提取总DNA,并对nrDNA ITS和cpDNAtrnL-F区域进行扩增、纯化、测序。nrDNA ITS序列共有601 bp,有变异位点3处,变异位点百分率为0.05%,(G+C)含量为41.4%。cpDNAtrnL-F序列共有927 bp,有变异位点1处,变异位点百分率0.01%,(G+C)含量为32.6%,两种序列的核苷酸多样性非常低。比较发现,窄叶鲜卑花nrDNA ITS区域较cpDNAtrnS-G序列和rpl20-rps12序列保守,变异速率较慢,比cpDNAtrnL-F序列变异速率稍快。通过对ITS序列单倍型(haplotype)进行分析发现,窄叶鲜卑花现有分布范围经历了居群近期范围扩张,与叶绿体基因组(trnS-G和rpl20-rps12序列)得出的结论一致。因此,窄叶鲜卑花nrDNA ITS序列适合该种的谱系地理学研究。     

青藏高原高寒草甸初级生产力及其主要影响因素

青藏高原有各类天然草地14×108hm2,其中高寒草甸和高寒灌丛约占青藏高原天然草地面积的50%,占全国草地总面积的16.2%。嵩草草甸是高寒草甸的主体,包括矮嵩草草甸、金露梅灌丛草甸、藏嵩草草甸、小嵩草草甸和高山嵩草草甸等,这5类高寒草甸平均地上生物量分别为354.2、422.4、445.1、227.3和368.5g/m2,地下生物量分别为3389.6、3548.3、11922.7、4439.3、5604.8g/m2,地下与地上生物量的比例分别为10.55、10.15、27.82、14.82和15.21,远大于IPCC(2006)报告中地下/地上生物量比例的默认值(2.8±95%)。地下生物量对气候变化和放牧的反应比地上生物量更敏感,干旱和重度放牧均降低了地下/地上生物量的比例。在极度退化状态下地下/地上生物量的比例2。对于轻度和中度退化的高寒草甸应以围封禁牧为主要恢复措施,但如果结合补播和施肥,则恢复速率会加快;对于重度和极度退化的高寒草甸,由于草地植物群落中优良牧草的比例极低,仅靠自然恢复很难进行恢复或需要的年限很长,所以必须采用人工重建的措施,并结合毒杂草防除和施肥等措施进行恢复,通过建立人工或半人工草地的措施予以重建。     

3种高山植物紫外吸收物质含量随海拔与季节的变化特征

在植物生长季,对生长于不同海拔高度的3种高山植物矮嵩草(Kobresia humilis)、珠芽蓼(Polygonum viviparum)和平车前(Plantago depressa)的紫外吸收物质含量的季节和海拔变化特征进行了比较研究,以揭示高山植物对极端环境适应的生理生态学机制.结果显示:(1)在整个生长季,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量在同时期同海拔条件下表现为平车前最低,珠芽蓼最高.随着海拔升高,紫外吸收物质含量在3种植物中均呈现增加趋势,并与海拔高度存在正相关关系.(2)3种高山植物紫外吸收物质含量随季节均呈现单峰变化趋势;矮嵩草和珠芽蓼的紫外吸收物质含量在草盛初期的6月份达到最大值,而后逐渐降低,并且与紫外辐射强度的季节动态存在一定正相关性;平车前紫外吸收物质含量在草盛期的7月份达到最大值,而后含量逐渐降低,其紫外吸收物质含量的季节变化与紫外辐射强度的季节变化呈较低的负相关,而与植物发育时期可能有关.可见,3种高山植物叶片紫外吸收物质含量随海拔与季节变化特征存在差异,这可能与它们的遗传特性和适应高原强紫外辐射环境胁迫策略有关.     

典型高寒植物生长繁殖特征对模拟气候变化的短期响应

高寒植物的生长繁殖策略对气候变化的响应十分敏感但研究较少。在青藏高原东北的祁连山南麓坡地,于2007年沿3200～3800m海拔进行了植被的等距双向移栽实验并研究了典型高寒植物的生长繁殖策略对模拟气候变化的响应。结果表明,移栽样线年平均气温随海拔升高的递减率为0.51℃/100m。高寒植物移栽到高海拔后,其株高、基叶数、最大(小)叶面积等生长性状指标均发生显著变化,呈现出在3400m海拔处最高,其余3海拔处较低的趋势;而生殖枝数、花数和有性繁殖投入等生殖策略的响应则不明显,但具有随海拔升高而降低,最后在3800m处升高的变化。结果印证了气候变化对高寒植物生长性状的影响比生殖策略快速的假说。     

高原鼢鼠种群历史动态研究

利用细胞色素b基因序列作为分子遗传标记,分析了高原鼢鼠Eospalax baileyi整个分布区及4个地理种群历史动态变化.结果显示,0.33～0.16百万年前(Ma),该物种有效种群大小出现最高值与最低值,种群剧烈波动;0.16～0.08 Ma,种群大小基本保持不变;0.08 Ma至今,基本呈现缓慢下降趋势.结果充分说明倒数第二次冰期造成了高原鼢鼠有效种群大小的急剧下降或波动,间冰期有利于该物种种群数量稳定水平的维持,而末次冰期仅仅限制了有效种群大小的增加,并未导致种群崩溃或灭绝.     

基于红外相机技术调查长江正源沱沱河流域鸟兽多样性

沱沱河是长江正源, 该流域自然生态系统敏感, 生态环境脆弱, 孕育了诸多适应高海拔、寒旱气候的青藏高原特有物种。为了调查该区域的生物多样性, 我们选取沱沱河流域的班德山、达尔宗山和通天河3个样地, 采用 1 km × 1 km网格法在各样地分别选取20个连续网格, 每个网格内设置1个相机位点, 对流域内的鸟兽物种多样性进行监测。2017年9月至2018年12月, 累计4,288个有效相机工作日, 共获得独立有效照片2,353张, 鉴定兽类5目10科15属16种, 鸟类8目15科19属22种。其中, 国家I级重点保护野生动物有雪豹(Panthera uncia)、白唇鹿(Cervus albirostris)、藏野驴(Equus kiang)和胡兀鹫(Gypaetus barbatus)等4种, 国家II级重点保护野生动物11种, “三有”动物(国家保护的有益的或者有重要经济、科学研究价值的陆生野生动物) 11种。被IUCN濒危物种红色名录评估为濒危(EN)的野生动物1种, 易危(VU)的2种, 近危(NT)的5种。相对多度指数(RAI)排前5位的兽类依次是岩羊(Pseudois nayaur, RAI = 11.17)、高原鼠兔(Ochotona curzoniae, RAI = 6.48)、高原兔(Lepus oiostolus, RAI = 4.99)、藏狐(Vulpes ferrilata, RAI = 3.36)和藏原羚(Procapra picticaudata, RAI = 2.87); 鸟类RAI排前5位的物种为红嘴山鸦(Pyrrhocorax pyrrhocorax, RAI = 3.08)、赭红尾鸲(Phoenicurus ochruros, RAI = 1.26)、棕颈雪雀(Pyrgilauda ruficollis, RAI = 1.26)、大鵟(Buteo hemilasius, RAI = 0.82)和白腰雪雀(Pyrgilauda taczanowskii, RAI = 0.61)。此外, 红外相机还监测到较多的家畜和人为活动(RAI = 8.72)。本研究利用红外相机技术客观记录了长江正源沱沱河流域鸟兽资源的本底情况, 可为进一步调查该地区生物多样性以及制定相应的保护措施提供科学数据。     

青藏铁路对雄性藏羚行为时间分配的影响

行为时间分配是动物对资源获取和风险防御的权衡,受到诸多因素影响。本研究采用目标动物观察法记录了可可西里冬季（交配季）雄性藏羚的行为表现,并将行为分为觅食、警戒、卧息、移动和“其他”5种类型。首先,本文通过对比青藏铁路运营前后两个交配季（2003-2004年建设期和2017-2018年运行期）之间雄性藏羚的行为时间分配差异,探讨青藏铁路的出现对雄性藏羚行为的影响。随后,基于2017-2018年交配季雄性藏羚的行为数据,分析了年龄对其行为时间分配的影响。结果表明：与建设期相比,雄性藏羚的觅食和“其他”行为时间比例明显增加,而警戒和卧息的行为时间比例显著降低,这说明铁路稳定运营后对雄性藏羚的影响降低。交配群中成年雄性藏羚的警戒、移动,以及“其他”行为中的繁殖行为的时间比例显著高于亚成体,而觅食和卧息行为时间比例显著低于亚成体, 这与交配群中不同年龄雄性个体所处的地位等级有关。成年雄性藏羚在交配群中占据主导地位,拥有更多配偶资源,增加警戒和移动,减少觅食和卧息有助于其维持交配群的稳定。