野生动物种群DNA甲基化进展分析

DNA甲基化通常是指胞嘧啶第5位碳原子和甲基基团的共价结合,可调节基因表达程度,参与有机体的重要生命过程,是目前研究最为透彻的表观遗传过程之一。环境变化可以诱导DNA甲基化的变异,这可能是有机体适应新环境的有效途径之一。研究表明,在不同环境下生存的野生动物,其种群内和种群间均存在显著的DNA甲基化差异;同时,相对于遗传多态性水平,野生动物具有更高的表观遗传多态性水平,表明至少有一部分的表观遗传变异独立于遗传变异,这是DNA甲基化具备潜在进化作用的一个先决条件。DNA甲基化变异可能促进了野生动物种群表型多样化,且一些变异的DNA甲基化模式和水平可跨代遗传,可使其快速适应新环境,有助于种群的扩散和进化。这些研究有助于深入理解野生动物种群中非遗传分歧诱导的一些可遗传的表型现象,洞察野生动物种群环境适应性的表观遗传机制,以及DNA甲基化在物种进化中具有的潜在作用,同时我们也对野生动物种群DNA甲基化研究工作的不足进行了探讨和展望,为野生动物种群的表观遗传研究提供理论依据。     

西藏飞蝗蝗蝻群集迁移特性及其群集效应

西藏飞蝗Locusta migratoria tibetnsis Chen暴发成灾的重要原因之一是蝗蝻具有群集迁移危害习性。为阐明西藏飞蝗灾变的行为机制,为西藏飞蝗的监测预警和防治提供科学依据,利用视频跟踪技术测定了自然环境中西藏飞蝗蝗蝻群集迁移的运动速度、方向,建立自推进粒子模型模拟蝗蝻群集迁移行为,分析群集迁移效应。结果表明,①不同自然环境中的西藏飞蝗蝗蝻在群集迁移过程中,群体内个体的运动表现出定向集体运动,群集迁移速度为0.1256 m/s,0.2 m以内的个体蝗蝻方向趋向一致。沙滩、翻耕农田和草地蝗蝻群运动一致性参数均较高,分别为0.8502、0.7870和0.6987。②西藏飞蝗蝗蝻群由分散运动转变为群集迁移存在临界密度,密度较低时群体内个体分散运动,当蝗蝻密度达到12-15头/m²时,蝗蝻群体由分散运动转变为高度一致的群集迁移运动。③蝗蝻群通过群集迁移可以显著增加迁移距离,随机运动蝗蝻1 d扩展只有70-80 m,而群集迁移1 d最大距离可达2.5 km。蝗蝻群集迁移可以提高发现特别是远距离食物等资源的概率,使群体中更多的个体受益。④尽管未发现室外蝗蝻群存在先验个体,但模拟发现在群集迁移群体中,只需要少数先验个体（3%-5%）即可引导整个蝗蝻群运动。     

增温对青藏高原高寒草甸呼吸作用的影响

生态系统呼吸(ER)和土壤呼吸(SR)是草地生态系统碳排放的关键环节,其对气候变化极为敏感。高寒草甸是青藏高原典型的草地生态系统,其呼吸作用对气候变化的响应对区域碳排放具有重要的影响。以高寒草甸生态系统为对象,于2012—2016年采用模拟增温的方法研究呼吸作用对增温的响应。结果表明:增温对高寒草甸ER的影响存在年际差异,2013年和2014年增温对ER无显著影响,其他年份显著增加ER(P0.05),综合5年结果,平均增幅达22.3%。增温显著促进了高寒草甸SR(P0.05),较对照处理5年平均增幅高达67.1%;增温总体上提高了SR在ER中的比例(P0.05),最高增幅达到59.9%。ER和SR与土壤温度有显著的正相关关系(P0.05),与土壤水分没有显著的相关关系(P0.05)。对照样地中,土壤温度分别能解释33.0%和18.5%的ER和SR变化。在增温条件下,土壤温度可以解释20.5%和13.0%的ER和SR变化。在增温条件下,SR的温度敏感性显著增加,而ER的温度敏感性变化较小,导致SR的比重进一步增加。因此,在未来气候变暖条件下,青藏高原高寒草甸生态系统碳排放,尤其是土壤碳排放有可能进一步增加,土壤碳流失风险增加。     

一个新的高温产氢菌及产氢特性的研究

利用Hungate滚管技术从西藏山南地区热泉淤泥中分离到一株高温产氢的厌氧发酵细菌T42。菌株T42革兰氏染色反应为阴性,但KOH裂解试验证实其为革兰氏阳性杆菌。菌体大小为0.7μm~0.9μm×3.2μm~7μm,不运动,不产芽孢。其生长温度范围为32℃~69℃,最适生长温度为60℃~62℃,生长pH范围为5.0~8.8,最适生长pH为7.0~7.5,代时30min。有机氮源是T42菌株的必需生长因子。菌株T42利用淀粉、纤维二糖、蔗糖、麦芽糖、糊精、果糖、糖原和海藻糖等底物生长并发酵产氢,发酵葡萄糖的终产物为乙酸、乙醇、H2和CO2。G C含量为31.2mol%。系统发育分析表明菌株T42与Thermobrachium celere和Caloramator indicus位于同一分支,生理生化特征也表明菌株T42应是Thermobrachium属的一个新菌株,在中国普通微生物菌种保藏中心的保藏号为AS1.5039。菌株T42的最佳产氢初始pH为7.2,最佳产氢温度为62℃,其氢转化率为1.06mol H2/mol葡萄糖,最大产氢速率为24.0mmol H2/gDW/h。20mmol/L的Mg2 和2mmol/L的Fe2 可分别提高菌株T42的产氢量20%和23.3%,而Ni2 对其产氢无明显的作用。当菌株T42和热自养甲烷热杆菌(Methanothermobacter thermautotrophicus)Z245共培养时,由于降低了氢分压,使其葡萄糖利用率和氢产量分别提高1倍和2.8倍,发酵产物乙酸和乙醇的比例也从1提高到1.7。     

低等白蚁肠道共生微生物的多样性及其功能

低等白蚁肠道里存在着复杂的微生物区系,包括真核微生物鞭毛虫和原核生物,细菌及古细菌。低等白蚁的后肠以特别膨大的囊形胃及其氢氧浓度的明显梯度分布和丰富的微生物区系为特征,是白蚁进行木质纤维素消化的主要器官。后肠内的鞭毛虫能将纤维素水解并发酵为乙酸,二氧化碳和氢,为白蚁提供营养和能源。系统发育研究表明,低等白蚁肠道共生细菌的主要类群为白蚁菌群1、螺旋体、拟杆菌,低G C mol%含量的革兰氏阳性菌和紫细菌等。而古细菌主要为甲烷短杆菌属的产甲烷菌。共生原核生物与二氧化碳的还原和氮的循环等代谢有关。但肠道共生微生物的具体功能和作用机制还有待进一步的揭示。     

河南济源人工引水渠隧道蝙蝠冬眠生态学特征

2017-2020年期间,每年1月份对河南省济源市邵原镇布袋沟水库人工引水渠隧道内蝙蝠进行冬眠生态学特征调查,共发现2科5属7种蝙蝠在此冬眠,包括马铁菊头蝠（Rhinolophus ferrumequinum）、小菊头蝠（R.pusillus）、华南水鼠耳蝠（Myotis laniger）、白腹管鼻蝠（Murina leucogaster）、金管鼻蝠（Mu.aurata）、奥氏长耳蝠（Plecotus ognevi）和亚洲宽耳蝠（Barbastella leucomelas）。马铁菊头蝠是优势种（约52%-73%的冬眠个体）,其次是小菊头蝠（约19%-37%）、华南水鼠耳蝠（约5%-8%）,其余蝙蝠物种数量不足3%。2017-2020年冬眠蝙蝠个体总数呈增长趋势,但仍少于早期报道的数量。有42个隧道每年均有蝙蝠冬眠,而且不同年度冬眠数量也不尽相同。通过多元线性回归分析发现,隧道长度可能是影响蝙蝠冬眠栖息场所选择的主要影响因子（Adjusted R²=0.208,P=0.001）。每个隧道内,蝙蝠具有不同的冬眠栖点位置,约4/5的蝙蝠选择温暖且环境相对稳定的隧道深处（> 30 m）作为冬眠栖点,超过95%的个体选择长度> 60 m的隧道冬眠。蝙蝠具有不同的冬眠方式,绝大多数个体采用独栖方式进行冬眠（> 90%）,少数采用聚集方式。不同的冬眠栖点和冬眠方式可能有利于冬眠成本优化。此外,栖点温度与蝙蝠体温之间呈显著正相关（R²=0.98,P < 0.001）,而且蝙蝠冬眠期间的栖点温度具有种内和种间差异。研究结果为我国蝙蝠种群保护和冬眠场所管理提供科学依据。     

一个新的产氢细菌的鉴定及产氢特性的研究

利用Hungate滚管技术从福建省漳州垃圾处理厂厌氧消化器的颗粒污泥中分离到一株产氢的细菌L15。菌株L15为严格厌氧的革兰氏阳性杆菌,菌体大小为0.5μm～0.7μm×2.5μm～5.0μm,以侧生鞭毛运动。在孢肉培养基上产生端生的卵圆形芽孢。温度生长范围15℃～45℃（最适温度30℃～37℃）;pH 范围5.0～8.4（最适pH 6.3～6.8）。该菌株不水解明胶和七叶灵,不还原硫酸盐,牛奶变酸但不凝固,发酵多糖和少数的单糖、双糖和寡糖;发酵葡萄糖的最终产物为乙酸、丁酸、H2和CO2。G+C含量为298mol%。16S rDNA序列分析表明,该菌株属于梭菌的簇Ⅰ,与Clostridium paraputrificum较为接近（相似性为97.1%）。通过生理特征和16S rDNA序列的同源性分析,表明菌株L15应是梭菌属簇Ⅰ中的一个新种,命名为Clostridium defluvii。菌株L15保藏在中国普通微生物菌种保藏中心,保藏号为AS1.3489。菌株L15的最佳产氢温度为34℃、pH为7.0。当葡萄糖浓度为0.4%时,氢气产率可达到1.41mol H2/mol 葡萄糖。该菌可利用下列底物产酸产氢,括号内为产氢率(底物浓度1%)：果糖(1.00mol H2/mol)、麦芽糖(2.17mol H2/mol)、蔗糖(1.69mol H2/mol)、菊糖(4.70mol H2/mol)、糖原(5.49mmol H2/g)、淀粉(7.34mmol H2/g)。     

利用反向PCR方法扩增细菌热激蛋白HSP60基因

利用PCR简并引物扩增出HSP6 0基因中一段约 6 0 0bp的核心片段 ,将该核心片段标记为探针 ,与基因组DNA进行Southern杂交 ,选择出适宜的限制性内切酶 ,以便消化基因组DNA得到大小合适的、含有HSP6 0基因的酶切片段。将酶切片段自身环化后作为模板进行反向PCR ,引物的延伸方向自核心片段出发延环化分子向未知序列区进行 ,可扩增出核心区上下游的序列。应用该方法 ,扩增并测定了寓齿双歧杆菌 (Bifidobacteriumdenticolens)DSM1 0 1 0 5 T、奇异双歧杆菌 (Bifidobacteriuminopinatum)DSM1 0 1 0 7T 和阴道加德纳氏菌 (Gard nerellavaginalis)ATCC1 40 1 8T 的HSP6 0全基因序列及青春双歧杆菌 (Bifidobacteriumadolescentis)JCM1 2 75 T98%以上的HSP6 0全基因序列。结果表明 ,反向PCR方法可有效的扩增细菌HSP6 0基因     

《生物多样性》2000年度优秀论文奖

经我刊2/3以上编委投票,并经编委会讨论评选出2000年度优秀论文奖,公布如下： 　　黄宏文,龚俊杰,王圣梅,何子灿,张忠慧,李建强.猕猴桃属(Actinidia)植物的遗传多样性.2000,8(1)1～12 　　东秀珠,沈德龙,辛玉华.16S rDNA同源性所揭示的双歧杆菌与有关细菌的亲缘关系.2000,8（2）146～152 　　王剑伟,王伟,崔迎松.野生和近交稀有鮈鲫的遗传多样性.2000,8（3）241～247 　　本刊将对以上作者颁发荣誉证书、赠送2001年全年刊物并给予一定的物质奖励。 《生物多样性》编辑部     

nisZ启动子结构与功能的研究

应用βGlucuronidase基因(gusA)作为报告基因,通过定点突变方法分别缺失nisZ编码区上游两个启动子结构(promoter1和promoter2)中的一个,发现只有靠近编码区的promoter2是nisZ启动子诱导表达所必需。将promoter2中10区及其上游的一个碱基突变为乳酸菌中典型的组成型启动子的10区结构,该改变使nisZ启动子诱导功能下降;将promoter2的10区和35区的间隔区由20个碱基缺失突变为17个碱基,则nisZ启动子失去诱导功能。据此认为该间隔区的结构与nisZ启动子的诱导表达密切相关。