黄海沉积物柱状样中有孔虫古DNA的提取和PCR扩增的方法学初探

海洋沉积物柱状样有孔虫古DNA是近年来国际新兴的研究技术,对于解释海洋全球变化可以获取到传统形态学检获不到的遗传信息,并对其进行比较和补充。目前国际上有孔虫古DNA的研究主要开展于深海和极地等有利于DNA保存的环境,但对于近海陆架海域尚无相关有效的技术研究。为了探索适合提取和扩增陆架浅海环境沉积物柱状样中的有孔虫古DNA的方法,本实验以采自山东半岛附近的黄海沉积物柱状样为研究对象,通过改进DNA提取过程的涡旋震荡时间和洗脱液体积、比较不同的PCR扩增条件和引物对,对陆架浅海地区沉积物柱状样中有孔虫古DNA提取和PCR扩增的方法进行了探索。借助ImageJ软件对PCR产物的凝胶电泳图像进行了定量分析与比较。研究结果显示,延长涡旋震荡时间和减少洗脱液体积可以提高对海洋沉积物环境总古DNA的提取效能,使用引物对s14F0和s15以及优化后的PCR条件能成功扩增陆架浅海环境沉积物中的有孔虫古DNA。本文探索了适用于陆架浅海环境沉积物柱状样的有孔虫古DNA的研究技术,可为古海洋和古环境研究提供新的研究思路。     

北部湾涠洲岛水域发现上颌和须板异常的布氏鲸:对保护的启示

2018年初以来,北部湾涠洲岛附近出现了布氏鲸（Balaenoptera edeni）的活动。一头上颌与须板异常的小布氏鲸个体引发热议,其视频在网络上广泛流传。我们在船只调查时,目击该个体10次,其以单独活动为主（90%）,主要出现在涠洲岛到斜阳岛之间的水域,最小凸多边形家域面积为14km2,核心家域面积为166.9km²。然而,在 2019年3月30日我们发现该个体已死亡漂浮在海面,根据尸体腐烂状况来推测,该个体的死亡时间大约为3~5日,死亡原因不明。根据照片和现场解剖分析,推测该小布氏鲸的上颌和鲸须异常可能是被渔网或绳索缠绕导致的。由于无法从外形上确认属于哪一个亚种,因此我们测定了该个体的线粒体DNA D-loop（mitochondrial DNA, mtDNA）和细胞色素b（cytochrome b, Cyt b）基因,分别得到909bp和395bp的序列,经比对和系统发育重建,发现该个体属于近岸分布的小布氏鲸亚种（Eden’s whale, B. e. edeni）。由于小布氏鲸具有一定季节迁移特性,我们无法判断造成其上颌伤害的渔网或绳索是否在中国水域。尽管如此,仍然建议当地部门应加强宣传,减少渔网等海洋垃圾的丢弃和排放,为小布氏鲸营造一个安全的栖息环境。     

基于海岛生态脆弱性模拟的朱家尖岛空间管控对策

近10年来,桥隧连陆型海岛数量快速增长,这类工程的建设改善了海岛的交通可达性,使得海岛旅游人口快速增长,实现了海岛经济的快速发展.而旅游人口的快速增加和海岛土地利用结构的变化,使得海岛生态脆弱性增加.为实现海岛生态系统的科学管理,科学评价和预测海岛生态系统脆弱性变化趋势及敏感区域,制定不同区域的生态系统管理方式显得尤为迫切.本研究构建了海岛生态脆弱性评价模型,评估了朱家尖岛生态脆弱性现状,以2015年作为基期模拟未来20年旅游人口和土地利用变化,以及未来20年的海岛生态脆弱性变化,在此基础上分析脆弱性变化的敏感区域,并提出相应的管理措施.结果表明:朱家尖岛目前的生态系统处于良好状态,中度和重度脆弱性面积相对较小.随着朱家尖岛旅游人口增加和岛陆开发强度的增强,海岛生态系统趋于脆弱,其中,高脆弱性面积增加,低脆弱性面积减少.针对脆弱性评估的结果结合敏感性分析,将朱家尖岛划分为禁止开发区、限制开发区和有条件开发区,以实现精细化管理.     

深海热液生物共附生可培养硫氧化细菌的多样性及硫氧化特性

[背景]深海热液环境中存在大量H2S及含硫化合物,许多微生物与大型生物形成了紧密的共生体系,例如硫氧化细菌,它们利用其独特的代谢体系协助宿主更好地适应极端环境,但目前尚未对热液底栖生物共附生的硫氧化细菌进行培养鉴定和功能分析.[目的]了解深海热液生物共附生硫氧化细菌的种群特征和功能特征,筛选出深海热液生物共附生微生物中...     

西太平洋浮游有孔虫Globigerinita glutinata种内SSU rDNA多样性研究

有孔虫分子鉴定和分子多样性研究多基于SSU rDNA序列片段分析,但某些浮游种内可能存在基因组内rDNA变化,影响分类学和分子生态学的研究结果。为了研究浮游有孔虫物种内是否存在rDNA多样性,本工作以采自热带西太平洋的浮游有孔虫Globigerinita glutinata活体标本作为研究对象,经形态学鉴定后,利用单细胞PCR和克隆技术,获得5个虫体的20条SSU rDNA目的片段(300—400 bp),同时对其序列结构进行了研究。结果显示,同种G.glutinata出现了四类不同的SSU rDNA核酸类型。序列成对分析显示,该种遗传距离差异最长可达0.249,远高于其它物种。此外,同一样本不同克隆片段中,出现了高达四个不同的SSU rDNA核酸型。序列的差异主要集中在三个不同的高变异区,高可变区的长度范围为21 bp到63 bp。从差异序列的间隔分布推断,核糖体基因簇的重组可能是不同SSU rDNA核酸型出现的原因。本工作在国内首次揭示了热带西太平洋浮游有孔虫G.glutinata种内的SSU rD NA核酸型,研究结果表明G.glutinata的种内SSU rDNA变异性极大,复杂的生活史以及假基因的存在或许是造成该现象的原因。     

黄海生态区保护空缺分析

黄海生态区是世界自然基金会筛选出来的全球最优先保护的43个海洋生态区之一。目前, 我国已在黄海生态区内建立多处海洋保护地, 有效保护了其海洋生态系统及生物多样性。然而我国海洋保护地管理和建设中仍有许多问题, 存在较多保护空缺区域。因此, 完善黄海生态区内的海洋保护地建设是非常关键的。本文利用空缺分析法研究了黄海生态区内的重要滨海湿地、关键物种以及重点海域, 以识别保护空缺理论图斑, 从而提出新建保护地的提议。根据空缺分析结果, 黄海生态区内的主要保护空缺为辽河口湿地、曹妃甸海草床、天津塘沽和黄骅湿地、胶东半岛湿地、舟山群岛等。建议优化整合黄河口海洋保护地, 扩大或新建斑海豹(Phoca largha)、勺嘴鹬(Eurynorhynchus pygmeus)保护地, 并加强对东亚江豚(Neophocaena asiaeorientalis sunameri)以及小须鲸(Balaenoptera acutorostrata)的调查研究, 以形成更有效的海洋保护地网络。     

江西武夷山珍稀濒危植物南方铁杉种群动态与空间分布

明晰江西武夷山国家级自然保护区内180年生的珍稀濒危植物南方铁杉(Tsuga chinensis var.tchekiangensis)的种群特征，并提出针对性的保护策略，对南方铁杉种群的就地保护具有现实意义。通过分析保护区内6.4 hm~2动态监测固定样地的南方铁杉种群数据，编制了静态生命表，绘制了存活曲线、死亡率和消失率曲线、生存函数曲线，采用了时间序列模型对种群数量特征进行未来预测；同时，运用点格局分析Ripley′s K函数中的成对相关函数g(r)判断不同生长阶段的南方铁杉种群在不同尺度下的空间分布格局。结果表明：(1)南方铁杉种群的年龄结构呈“金字塔”型，属于衰退型种群；各龄级间的数量变化动态关系显示该种群在当前阶段呈增长型，但是种群的天然更新能力较差；(2)南方铁杉种群的存活曲线表现为Deevey-I型，种群个体在进入生理死亡阶段后产生一定的波动；(3)南方铁杉种群的生存率随龄级增加而逐渐下降，累积死亡率逐渐递增；死亡密度整体偏低，在第1—2龄级较高，总体波动幅度较小；危险率曲线总体呈现上升的趋势；(4)在经过不同龄级的时间后，南方铁杉幼龄树数量降低，中龄树和老龄树数量持平...     

海洋生态系统调节服务价值评估方法及应用——以温州市为例

海洋生态系统服务可分为供给、调节、文化和支持4组服务,调节服务是海洋生态系统服务的关键构成要素之一。现行国家标准《海洋生态资本评估技术导则》(GB/T 28058-2011)中调节服务价值已有相应评估指标和方法,但与陆地生态系统的评估体系并不统一。为了更好地接轨陆地生态系统评估体系和将海洋生态系统服务价值评估纳入国民经济核算体系,首先对调节服务价值的评估指标和方法进行改进和完善,之后以温州海域为例开展应用验证,并与国标方法评估的结果进行比对。选择固碳、气候调节和废弃物处理3项指标,分别采用替代市场价格法和替代成本法对2013—2017年5年间温州海域生态系统提供的调节服务价值进行评估,并初步揭示其空间分布规律。结果表明,采用改进后的评估指标和方法,2013—2017年温州海域调节服务价值变化范围为(63.59—86.25)亿元;其中,以废弃物处理提供的服务价值占主导地位(56.53%—76.64%),其次是气候调节服务提供的价值(23.33%—43.45%),二者合计占调节服务价值的99.9%以上。可见,温州海域调节服务价值的贡献主要来自废弃物处理和气候调节服务提供的价值。温州海域面积8649 km~2,2013—2017年其调节服务价值平均分布密度范围为(73.52—99.72)万元/km~2。此外,温州海域提供的调节服务价值相当于同年温州市地区海洋生产总值的7.34%—11.88%,相当于同年温州市地区生产总值(GDP)的1.26%—2.00%,对温州市第二产业增加值的贡献度为17%—27%,由此表明温州海域调节服务价值对温州市经济发展有着重要的支撑作用。温州海域调节服务价值的空间分布总体呈现出从近岸向外海明显降低趋势。采用新的评估指标和评估方法,能大幅度提高调节服务的价值(是旧方法评估价值的6—9倍),从而使温州市海洋生态系统服务总价值得到大幅提升。本研究对温州市海洋生态系统调节服务价值的评估,反映出近年来温州市海洋生态环境处于良好状态,同时表明海洋生态系统为人类带来了巨大效益,也可为温州市海洋生态文明建设和海洋部门管理工作提供一定的决策依据。     

天津市自然保护地与区域生境质量的时空演变格局

生境质量是反映区域生物多样性水平的重要指标,而规划科学、管理有效的自然保护地对于维护生境质量、巩固区域生态安全具有重要作用。以天津市为例,运用InVEST模型Habitat Quality模块评估了天津市2000、2005、2010、2015、2018年生境质量时空变化格局,基于叠加分析自然保护地内外生境质量变化探讨自然保护地对维护区域生境质量发挥的作用。结果表明：(1)2000—2018年间天津市生境质量总体下降了13.18%,并呈现出明显的由中心城区向环城四区扩散的趋势,高质量区域仅占天津陆域国土面积的4%,主要分布在天津北部山区和于桥水库、团泊洼、北大港、大黄堡等湿地。(2)天津保护地空间分布上呈集中分布态势,覆盖了天津市约75%的高质量生境区域和25%的较高质量生境区域。(3)从整体上看不同类型的自然保护地内生境质量保护效果不同,自然保护区优于其它类保护地,其生境质量明显得到提升。所有保护地中有10处保护地生境质量略有下降,但低于全域下降水平,只有盘山风景名胜区和古海岸与湿地自然保护区生境质量下降高于全域平均水平。(4)自然保护地对天津市生境质量下降的趋势起到了一定缓冲作用,其...     

黄海沉积物柱状样中有孔虫古DNA的提取和PCR扩增的方法学初探

海洋沉积物柱状样有孔虫古DNA是近年来国际新兴的研究技术,对于解释海洋全球变化可以获取到传统形态学检获不到的遗传信息,并对其进行比较和补充。目前国际上有孔虫古DNA的研究主要开展于深海和极地等有利于DNA保存的环境,但对于近海陆架海域尚无相关有效的技术研究。为了探索适合提取和扩增陆架浅海环境沉积物柱状样中的有孔虫古DNA的方法,本实验以采自山东半岛附近的黄海沉积物柱状样为研究对象,通过改进DNA提取过程的涡旋震荡时间和洗脱液体积、比较不同的PCR扩增条件和引物对,对陆架浅海地区沉积物柱状样中有孔虫古DNA提取和PCR扩增的方法进行了探索。借助ImageJ软件对PCR产物的凝胶电泳图像进行了定量分析与比较。研究结果显示,延长涡旋震荡时间和减少洗脱液体积可以提高对海洋沉积物环境总古DNA的提取效能,使用引物对s14F0和s15以及优化后的PCR条件能成功扩增陆架浅海环境沉积物中的有孔虫古DNA。本文探索了适用于陆架浅海环境沉积物柱状样的有孔虫古DNA的研究技术,可为古海洋和古环境研究提供新的研究思路。