华北特有腐生型兰科植物北京无喙兰根际土壤微生物多样性研究

北京无喙兰(Holopogon pekinensis X. Y. Mu & Bing Liu)为华北地区特有珍稀腐生型兰科植物,分布在海拔约1100 m的杂木林内,生境与本区域内其他腐生型兰科植物(常在1600 m以上桦木林中生长)显著不同。本研究针对北京玉渡山和百花山两个北京无喙兰种群的根际土壤样品开展基于高通量测序技术的根际土壤微生物多样性分析,解析北京无喙兰根际土壤微生物群落组成及多样性。测序分析结果显示,共得到4973个细菌OTU(Operational taxonomic unit),发现北京无喙兰根际土壤的优势细菌类群为变形菌门、放线菌门、拟杆菌门等7个门,优势属有MND1、硝化螺菌属(Nitrospira)和Haliangium等。1914个真菌OTU的分析结果表明,根际土壤优势真菌类群为子囊菌门、担子菌门、结合菌门等;优势属有Archaeorhizomyces、蜡壳耳属(Sebacina)和被孢霉属(Mortierella)等;优势真菌多为外生菌根真菌,可能是北京无喙兰潜在的菌根真菌。多样性指数分析显示,北京无喙兰玉渡山种群根际土壤中的真菌和细菌群落的丰富度和均匀度均高于百花山种群,各种群土壤微生物多样性与北京无喙兰所在种群的乔木种类多样性具有一定的相关性。     

基于RNA-seq对南蛇藤MADS-box转录因子序列及表达分析

为了分析南蛇藤MADS-box转录因子对其雌花发育和果实形成的调控信息,本文基于南蛇藤的转录组数据,获得15个具有全长开放阅读框的MADS-box转录因子（ColMADS）,并利用生物信息学方法对其性质和结构特性进行了分析。结果表明,基因comp37814_g1和comp41380_g2属于M-type家族,不含有K盒结构,其他均为MIKC家族;除了comp37713_g1之外,其余均属于不稳定的亲水性蛋白;二级结构均含有α-螺旋、扩展链结构、β-转角和无规则卷曲,其中α-螺旋所占比例最高;序列主要包含5种保守基序,基序1和基序2分别含50个氨基酸且属于该基因家族的保守基序,仅基序1含有MADS盒。系统进化分析结果显示南蛇藤ColMADS转录因子被分为10个进化支,分属于不同类型的亚家族及不同的组。另外,利用荧光定量PCR检测方法揭示了这些基因在南蛇藤盛花、落花和幼果不同发育时期的表达情况。结果表明,2个基因在盛花期相对表达值最高,9个基因在落花期相对表达值最高,在幼果形成过程中有4个基因显著上调表达。     

东方白鹳幼鸟渤海湾越冬群体的迁徙策略

东方白鹳(Ciconia boyciana)主要在俄罗斯远东和中国东北繁殖, 在中国主要有两个越冬群体(长江越冬群体, 迁徙距离约2,600 km; 渤海湾越冬群体, 迁徙距离约1,500 km)。本文基于2016-2018年的卫星追踪数据(N = 14), 分析了渤海湾越冬群体幼鸟春季和秋季的迁徙策略和利用风的方式, 总结了850 mb压力下风速和风向对日迁徙飞行速度的影响。该群体春秋两季迁徙距离相似, 但春季的顺风条件(2.2 ± 6.3 m/s)显著优于秋季的逆风条件(-2.4 ± 4.1 m/s, P < 0.05), 这使得春季迁徙飞行速度(280.4 ± 62.0 km/d)显著快于秋季(185.5 ± 72.0 km/d, P < 0.05), 春季迁徙飞行时间(5.9 ± 2.5 d)显著短于秋季(10.3 ± 6.5 d, P < 0.05); 同时, 春季停歇时间(5.4 ± 9.7 d)短于秋季(17.8 ± 18.2 d, P = 0.05)。基于以上原因, 东方白鹳春季迁徙持续时间(11.2 ± 8.7 d)显著短于秋季(28.0 ± 21.2 d, P < 0.05)。渤海湾越冬群体幼鸟迁徙时, 春季利用顺风更快到达度夏地, 秋季逆风迁徙, 迁徙飞行速度慢, 迁徙飞行时间和停歇时间长。因此, 东方白鹳迁徙时虽然主要利用上升热气流翱翔, 但顺风也是其成功迁徙的有利因素。     

基于卫星追踪探讨黄河流域自然保护区对3种水鸟栖息地的保护现状

自然保护区是生物多样性保护的重要形式, 对于迁徙水鸟而言, 它的规划尤为重要。本研究于2016-2018年间在中国、蒙古国和俄罗斯捕捉6只斑头雁(Anser indicus)、5只白琵鹭(Platalea leucorodia)和10只东方白鹳(Ciconia boyciana)进行卫星追踪, 探讨了黄河流域自然保护区对它们栖息地的保护现状。基于4年累积获取的844,592条高频数据, 分析了这21只水鸟在黄河流域活动的时间和利用的土地类型, 并使用核密度法拟合了3种鸟类的家域。结果表明: 3种鸟类均利用黄河流域湿地作为迁徙途中的停歇地, 其中一部分白琵鹭幼鸟利用黄河流域湿地作为度夏地, 一部分东方白鹳利用黄河三角洲湿地作为越冬地; 3种水鸟在黄河流域内的土地利用情况存在差异, 斑头雁对草地(49.0%)、裸地(26.2%)与水体(22.5%)的利用率较高, 白琵鹭对农田(42.1%)、草地(19.8%)和湿地(19.6%)的利用率较高, 东方白鹳对湿地(49.8%)、农田(34.5%)和水体(4.6%)的利用率较高; 斑头雁核心的50%家域被现有保护区完全覆盖, 而白琵鹭和东方白鹳核心的50%家域被现有保护区的覆盖度分别为1.6%和0, 表明后2种水鸟的栖息地极大可能存在保护空缺; 同时对覆盖范围内土地类型自身占比进行分析, 发现3种鸟类对于裸地、草地和农田的利用偏向于被动选择, 而对于湿地和水体的利用表现为主动选择。基于卫星追踪获得的高频数据可以准确反映3种水鸟在黄河流域的停歇情况、土地利用情况及潜在栖息位点。在黄河流域自然保护区的进一步规划中, 应关注白琵鹭和东方白鹳适宜生境的保护状况, 并建立覆盖全面的保护区。     

气候变化情景下大花杓兰在中国的适生区预测

大花杓兰(Cypripedium macranthos)隶属兰科杓兰属,是国家二级重点保护野生植物,与大多数杓兰属植物分布在我国西南山区不同,主要分布于我国的华北、东北和台湾等地区。多年来,过渡采挖等导致了大花杓兰种群数量和个体数目急剧下降。鉴于大花杓兰特殊的分布格局和濒危现状,选择过去、当前和未来8个气候情景,利用MaxEnt物种分布模型结合38个环境变量及来源于数据库和最新实地调查的80个分布位点进行建模,分析了影响大花杓兰分布的关键环境变量,预测了其在当前、过去和未来气候情景下的适生区及其分布中心和迁移趋势。结果表明：当前情景下,大花杓兰适生区主要分布在我国东北和华北地区。影响其分布的5个关键环境变量分别是：UV-B最强月份均值(UV-B3,贡献率：54.0%)、森林覆盖率(FOR,贡献率：14.3%)、降水量季节性变化(BIO15,贡献率：7.4%)、温度季节性变动系数(BIO4,贡献率：6.8%)和草/灌木/林地(GRS,贡献率：4.6%)。其中,紫外辐射相关变量是首次被运用在杓兰属植物的适生区分布预测中,并被证实对大花杓兰的分布具有重要影响。过去3个气候情景下大花杓兰总适生...     

南蛇藤假种皮形成过程中萜类合成基因的表达分析

为探究南蛇藤（Celastrus orbiculatus Thunb.）假种皮发育过程中萜类物质合成相关基因的表达差异,本文选取3个不同发育时期（盛花期、落花期和幼果期）的南蛇藤雌花为实验材料,构建3个cDNA文库,通过Illumina HiSeq^TM 2000平台进行转录组测序,共获得87600个unigene序列,平均长度为453bp,N50/N90比值为4.64。通过3个不同发育阶段基因差异表达的比较及功能富集分析,鉴定出16个萜类合成相关基因,其中8个基因的编码蛋白参与调控7个萜类合成代谢位点。还确定了与萜类合成相关的7个转录因子家族的成员数量以及相对表达量最高的基因。