转基因植物与近缘种之间基因流的研究进展

随着转基因植物的大面积种植,转基因植物的生态风险受到广泛关注,其中主要的风险是转基因植物与近缘物种之间的基因流及其影响。本文综述了目前商业化种植的转基因作物油菜、棉花、玉米和大豆,以及未商业化种植的水稻、小麦的基因流研究进展;分析了不同转基因作物与其近缘种之间发生基因流的频率和最远发生距离;介绍了降低基因流发生的方法。基因流频率受物种亲缘关系、花期重叠时间、风速风向等因素的影响,最远发生距离受气候条件、传粉媒介、地理条件等因素的影响。转基因作物与其近缘种之间的基因流频率与距花粉源的距离呈负相关关系(y=-0.59x-0.46,R²=0.25,P<0.01),亲缘关系近的基因流频率高。为了降低转基因植物与其近缘物种之间的基因流风险,建议采取“分区管理”的策略,并加强基因流发生之后的生态风险评价研究。     

我国古树资源的生存现状评估及威胁因素分析

古树是生态系统的组成部分,具有重要的生态功能和丰富的遗传多样性。为加强古树的科学保护和管理,本文分析了我国古树资源的分布、生存和保护现状以及受威胁因素。结果表明: 我国古树共记录1066万株,其中内蒙古自治区和云南省均超过100万株。分析全国102个县级地区的44万株古树的生长现状,发现有94.3%的古树生长良好,5.5%生长衰弱或濒危,0.2%已经死亡。古树受威胁因素主要有高温、干旱、火灾等自然灾害,以及城市化和土地利用、病虫害和乱砍偷盗等。病虫害的威胁最严重,有83个地区(81.4%)受病虫害威胁严重;其次是自然灾害的威胁,有68个地区(66.7%)发生过自然灾害。大部分古树(89%)分布在农村等偏远地区,缺乏有效的保护措施。可以利用无人机等新技术监测古树生长状态,加强病虫害防治和规避自然灾害,并建立古树资源数据库实现信息及时更新共享,避免偷盗砍伐。     

氢气在植物抗胁迫中的作用

近年来,一些研究发现氢气作为一种新的信号分子参与植物抗胁迫网络并具有重要作用。本文综述了近年来氢气参与植物胁迫应答的研究,总结氢气主要通过调节活性氧(ROS)来参与植物抵御胁迫的过程。在植物抗干旱过程中,氢气通过促进ROS的产生来调节气孔的闭合;而在植物抗盐渍、金属离子和农药损伤过程中,氢气通过去除ROS来修复氧化损伤;氢气还对植物抗病虫害相关基因的表达有调节作用。     

中国纳入一级保护的极小种群野生植物濒危机制

为科学有效地保护极小种群野生植物, 明确其濒危机制具有重要意义。本文通过分析中国28种极小种群一级保护野生植物的种群特征及其濒危的内在原因和受威胁因素等, 总结了极小种群野生植物的濒危机制。极小种群野生植物的种群特征表现为遗传多样性低(13种)、衰退型种群结构(11种)、聚集型分布(11种)且分布区域狭窄(20种)。极小种群野生植物濒危的内在原因主要是繁殖力低(21种)和竞争能力弱(16种)。受威胁因素主要包括过度采挖等人类活动导致的种群数量减少(15种)和生境破坏(25种)以及气候变化等。因此, 除了保护极小种群野生植物免遭人类活动破坏, 保护策略应加强关注种群规模的维持和遗传多样性的保护。     

转基因油菜与野芥菜混作对土壤线虫群落的影响

随着转基因作物在全球的广泛种植,转基因作物对非靶标生物的影响受到人们的广泛关注。转Bt基因抗虫作物与非转基因作物种间混作是避免昆虫产生抗性的一种生态防御策略,但混作对非靶标生物尤其是土壤线虫影响研究较少。设置不同比例的转基因油菜(Brassica napus)与野芥菜(B.juncea)混作5种处理,包括处理A、B、C、D、E分别为转基因油菜和野芥菜比例0∶100;25∶75;50∶50;75∶25;100∶0,调查不同生育期土壤线虫种类与数量变化。结果表明,在油菜与野芥菜生育期内,不同处理线虫优势类群均为拟丽突属Acrobeloides和真滑刃属Aphelenchus,各处理线虫属数由多到少顺序为处理B(30属)处理C(28属)处理A(26属)处理D和处理E(25属)。线虫生活史策略(c-p值)组成一致,各处理间线虫生活史组成不存在明显差异。不同处理的线虫总数以及各营养类群均无显著差异,线虫群落生态指数亦无显著差异,但不同采样时期间线虫ShannonWiener多样性指数、Simpson优势度指数、均匀度指数、成熟度指数和线虫通路指数差异显著。结果表明转基因油菜与野芥菜单作和混作短期内不影响土壤线虫群落结构。     

多倍体植物混合倍性种群的建立机制研究进展

基因组多倍化是物种形成和进化的重要驱动力, 几乎所有植物都经历过至少一次基因组加倍。然而, 由于多倍体植株比二倍体表现出更高的死亡率, 多倍化机制被认为是植物进化的“死胡同”。一些植物物种具有自然混合倍性种群, 即同一物种具有不同倍性, 这为揭示多倍体的进化机制提供了最佳途径。本文从基因组加倍形成多倍体植物开始, 综述了混合倍性种群的形成、建立与维持的研究进展, 探讨了多倍体适应自然环境的种群分化而形成多倍体物种的机制。研究自然混合倍性种群的倍性组成、重复基因的功能分化以及多倍体的生态位分化, 有利于明确混合倍性自然种群的生态适应与维持机理, 以及多倍体植物的进化机制。     

转基因水稻基因流的发生与生态学后果

中国是水稻的起源中心之一,分布着丰富的野生种质资源.自转基因水稻获得安全证书以来,转基因水稻与其近缘野生种间的基因流受到广泛关注.本文对转基因水稻基因流的发生及其可能引起的生态学后果进行了综述和展望.认为转基因水稻能够与栽培稻、野生稻、杂草稻、稗草等成功杂交,但基因流发生频率较低且变化较大.基因流成功发生后,由于转基因水稻具转基因新性状而有适合度优势,转基因可能只通过少数几代就进入野生种群.当转基因植株进入野生种群并在自然条件下长期存在时,转基因植株与近缘野生种间的竞争关系和相对适合度将决定混合种群的动态变化.研究转基因水稻基因流的影响及其长期生态学后果对合理保护与利用野生种质资源具有重要意义.     

农业活动及转基因作物对农田生物多样性的影响

农田生物多样性是生态系统生物多样性的重要组成部分,但较少受到关注.近50年来,由于农业活动引起的环境污染、生境破碎和单一化种植等严重威胁着农田生物多样性.为了了解各因素对农田生物多样性的影响程度,优化农田管理措施,以提高农作物产量并降低环境影响,本文综述了种植方式、地膜覆盖、农药和化肥使用等农业活动及转基因作物对我国农田生物多样性的影响.农药和化肥的过度使用对农田生物多样性的影响最大;而转基因作物对农田生物多样性的影响受诸多因素影响,如携带的转基因性状等.需要加强转基因作物生态环境影响评价研究,特别是对农田生物多样性的潜在影响.农业生产活动应当与农田生物多样性保护密切结合,不仅有利于提高农作物产量,同时也可减少对环境的负面影响.