基于线粒体COⅠ基因序列探讨臂尾轮属的系统发生和几种轮虫的分类地位

通过对萼花臂尾轮虫、角突臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、十指臂尾轮虫、镰形臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫和红臂尾轮虫等7种轮虫mtDNA COⅠ序列分析,并以透明囊足轮虫为外群,使用MEGA软件构建臂尾轮属轮虫系统发生树(ME树和NJ树)以探讨臂尾轮属的系统发生和该属中几个种类的分类地位.结果表明本研究所涉及的轮虫mtDNA COⅠ平均序列差异百分比为24%;在两个系统树中,淡水臂尾轮虫和海水臂尾轮虫均独立成枝;用两种方法得到的系统发生树均支持将十指臂尾轮虫作为一个独立的支系分离出来.壶状臂尾轮虫和红臂尾轮虫应属于不同的种;来自芜湖、墨西哥和美国的十指臂尾轮虫以及来自芜湖和澳大利亚的萼花臂尾轮虫应分别互为姐妹种.本研究还首次揭示了角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫和镰状臂尾轮虫与其它臂尾轮虫间的系统关系.     

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。     

萼花臂尾轮虫种复合体遗传分化的空间格局

对采自中国东部八个地理区域中的萼花臂尾轮虫种复合体（Brachionus calyciflorus species complex）内124个轮虫克隆的核DNA ITS区进行了测序和分析,重建了萼花臂尾轮虫种复合体的系统发生树。研究发现73个单倍型聚合为三个支系,支系间序列差异百分比为4.2%－25.3%,表明萼花臂尾轮虫实际上是由三个隐种组成的种复合体,在广州、儋州和芜湖采样点均具有隐种共存现象。萼花臂尾轮虫种复合体的核苷酸多样性和单倍型多样性均较高,隐种III内各种群间遗传分化指数也较高,这可能是由于栖息地的片段化、有限的基因流以及在冰期瓶颈后拓殖种群的快速增长阻碍了有效基因流,加速了地理种群间的遗传分化。巢式支系分析显示部分巢支具有一定的系统地理格局,而Mantel检验表明种群间平均净遗传距离及遗传分化指数和地理距离间均没有显著的相关性。末次盛冰期之后的新仙女木事件（YD Event）可能对我国萼花臂尾轮虫隐种的分布和地理格局造成较大影响。在YD时期,三个萼花臂尾轮虫隐种可能退缩并共存于南岭以南地区的多个残遗种避难所,而此后的休眠卵长距离拓殖并伴随后期的栖息地片段化可能是形成当前地理格局的主要原因。萼花臂尾轮虫种复合体在全球范围内的地理分布可能与大陆板块构造运动有关。     

生态学设计性实验教学与科研相结合的模式探索

将科研项目中的有关内容与设计性实验教学相结合,选取科研项目中的研究对象为实验材料,把科研内容设计成系列生态学实验,以激发学生学习兴趣,增强动手能力,培育创新意识和创新能力、掌握科学研究方法等,为日后独立开展工作奠定基础。     

基于rDNAITS序列分析莲塘湖萼花臂尾轮虫两种形态型的分类地位

轮虫的周期变形是指种群内出现的轮虫形态随时间推移而发生的周期性变化,包括轮虫个体大小的变化、轮虫后棘刺或后侧棘刺的有无及长度的变化等。广泛存在的周期变形使轮虫的分类更加复杂。利用分子标记对不同形态型轮虫的遗传分化进行研究将有助于正确认识它们的分类地位。为此,研究对采自芜湖市莲塘湖水体中萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)30个有棘刺型(Spined morphotype)的克隆(S1-S30)和18个无棘刺型(Unspined morphotype)的克隆(U1-U18)进行了rDNA ITS序列分析;以十指臂尾轮虫(B.patulus)为外群,构建了48个克隆的系统发生树(NJ、MP、ML和贝叶斯树)。结果表明,所测48个克隆共包括16个单元型。在ITS序列中,T、C、A、G碱基的平均含量分别为28.6%、18.7%、35.9%、16.8%,其中A+T含量为64.5%,C+G含量为35.5%。单元型U12与其他单元型间的序列差异百分比为26.2%-26.6%,平均为26.47%;其中,发生在ITS1、5.8S和ITS2区间的序列差异百分比分别为26.9%-27.8%、2.9%-3.5%和44.4%-45.0%,平均依次为27.27%、3.09%和44.48%。而其他单元型间平均序列差异百分比为0.41%。4个系统树均支持将48个克隆分为2个支系:无棘刺型克隆U12独成一支,无棘刺型的其余克隆与所有有棘刺型克隆构成另一支系。单元型U12与其他单元型应分别属于两个不同的姐妹种;但两种形态型并非不同的亚种或互为姐妹种,它们间的形态差异主要由表型可塑性引起。       

不同地理居群角突臂尾轮虫遗传多样性的RAPD分析

随机扩增多态DNA(Random Amplified Polymorphic DAN,RAPD)技术具有检测快速、操作简便、灵敏度高、成本低等特点, 已被广泛应用于生物遗传多样性的检测, 也曾被用于轮虫种间关系研究, 然而将RAPD 技术应用于轮虫遗传多样性和不同地理居群轮虫间的系统关系研究尚未见报道。本文以各类水体中广泛分布的、且在水产养殖上有较大应用前景的角突臂尾轮虫为对象, 运用RAPD 技术对采自广州、芜湖和青岛等地的不同地理居群轮虫进行了基因组DNA 多态性研究, 旨在从DNA 水平上探讨其遗传多样性、遗传差异及系统进化关系。       

轮虫同域性物种形成:来自萼花臂尾轮虫克隆间的分子系统发育关系和生殖隔离的证据

对采自芜湖市三个不同水体中的萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)17个克隆的线粒体COⅠ基因和rDNAITS1序列进行的分析结果表明:萼花臂尾轮虫不同克隆间COⅠ基因序列差异百分比为0-14.0%,平均为5.1%;ITS1序列差异百分比为0-7.4%,平均为2.2%。基于COⅠ基因序列构建的分子系统树(NJ树、MP树、ML树和贝叶斯树)均支持将17个克隆划分为三个姐妹种,各姐妹种间的序列差异百分比为7.2%-14.0%。基于ITS1序列构建的同样四种分子系统树也支持将17个克隆划分为三个姐妹种,但其中的克隆HE5在姐妹种中的归属与基于COⅠ基因序列构建的分子系统树所得出的结果不同,各姐妹种间的序列差异百分比为1.9%-7.4%。混交雌体和雄体间的交配实验结果表明,轮虫各姐妹种间存在着明显的生殖隔离,克隆HE5在姐妹种中的归属应与基于COⅠ基因序列构建的分子系统树所得出的结果一致;ITS1序列进化速率较低,不宜用于轮虫姐妹种的准确甄别。COⅠ基因进化钟计算结果显示,三个姐妹种间,克隆LE9所属的姐妹种早在8百万年前便分化形成出来,HE1、HE2、HE4-7所属的姐妹种于5百万年前分化产生。     

基于 rDNA ITS 1序列探讨臂尾轮属轮虫的系统发生关系

本文通过对剪形臂尾轮虫、矩形臂尾轮虫、十指臂尾轮虫、红臂尾轮虫、角突臂尾轮虫、双棘臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫和萼花臂尾轮虫等八种臂尾轮虫rDNAITS 1序列分析,并以西氏晶囊轮虫为外群,使用PAUP和贝叶斯软件分别构建臂尾轮属轮虫系统发生树( MP树、NJ树、ML树和贝叶斯树) ,以探讨臂尾轮属的系统发生关系,并解决其中的一些分类问题。结果表明:本研究所涉及的轮虫rDNAITS 1平均序列差异百分比较高,为29 %;海水和淡水臂尾轮虫被明显分为不同的进化枝;除双棘臂尾轮虫外,在淡水臂尾轮虫中具有三对前棘刺且营附着生活的种类与前棘刺少于三对且营浮游生活的种类聚在不同支系中,这与以形态特征为主所进行的系统发生研究结果基本一致;所有的系统树均支持将十指臂尾轮虫作为一个独立的支系分离出来,裂足臂尾轮虫应归入臂尾轮属。     

基于28S rDNA基因序列研究十种臂尾轮虫的系统关系和分类地位

通过对角突臂尾轮虫、尾突臂尾轮虫、裂足臂尾轮虫、剪形臂尾轮虫、方形臂尾轮虫、壶状臂尾轮虫、红臂尾轮虫、镰形臂尾轮虫、萼花臂尾轮虫和十指臂尾轮虫等10种臂尾轮虫以及透明囊足轮虫、大肚须足轮虫和晶囊轮虫等其他3种轮虫的28S rDNA序列分析,使用MAGE软件构建这13种轮虫系统发生树(NJ树、ME树、UPGMA树和MP树),探讨了臂尾轮属、须足轮属、晶囊轮属和囊足轮属之间以及10种臂尾轮虫之间的系统关系.结果表明,本研究所涉及的轮虫28S rDNA序列差异百分比均值为30.15%,可作为分子标记应用于轮虫属间和属内种间系统关系研究;系统树均支持将十指臂尾轮虫作为一个独立的支系从臂尾轮属中分离出来;裂足臂尾轮虫应隶属臂尾轮属;壶状臂尾轮虫和红臂尾轮虫是两个独立的种;透明囊足轮虫与臂尾轮属亲缘关系较近.     

基于rDNA ITS序列探讨粉煤灰污染对萼花臂尾轮虫种群遗传多样性的影响

本文通过rDNA ITS序列测定和分析, 比较研究了粉煤灰污染水体(灰湖)与未污染水体(凤鸣湖和汀棠湖)萼花臂尾轮虫(Brachionus calyciflorus)的种群遗传多样性。结果表明, 灰湖萼花臂尾轮虫仅有1个姐妹种, 而两对照湖泊均存在2个姐妹种, 粉煤灰污染使萼花臂尾轮虫种复合体内姐妹种数量减少。就三个湖泊共有的姐妹种I而言, 灰湖轮虫种群单倍型多样性最低(h= 0.9516), 核苷酸多样性(π = 0.0066)低于汀棠湖(π = 0.0073)却高于凤鸣湖种群(π = 0.0052), 粉煤灰污染对萼花臂尾轮虫种群遗传多样性表现出一定的破坏作用; 凤鸣湖轮虫种群核苷酸多样性最低, 可能是由于水体中晶囊轮虫(Asplanchna)和桡足类动物捕食压力较高以及周围农田污染的联合作用造成的。三湖泊间, 仅汀棠湖与凤鸣湖轮虫种群间基因交流值较低(N_m = 1.95), 种群分化指数较高(F_st = 0.11358); 而灰湖与汀棠湖以及灰湖与凤鸣湖轮虫种群间基因交流水平较高(N_m均大于4), 种群分化指数较低(F_st分别为0.03535和0.00276)。AMOVA分析显示汀棠湖与凤鸣湖轮虫种群间变异所占比例较高, 为12.87%; 而灰湖与汀棠湖以及灰湖与凤鸣湖轮虫种群间变异所占比例较低, 分别为3.78%和2.78%。粉煤灰污染水体与未污染水体萼花臂尾轮虫种群间保持较高水平的基因交流, 种群分化不明显。