生境片断化对植物种群遗传结构的影响及植物遗传多样性保护

生境片断化是指大而连续的生境变成空间隔离的小种群的现象。生境片断化对植物种群遗传效应包括生境片断化过程中的取样效应及其后的小种群效应（遗传漂变、近交等）。理论研究表明,生境片断化后,植物种群的遗传变异程度将降低,而残留的小种群间的遗传分化程度将升高。然而对一些植物的研究表明,生境片断化对植物种群的遗传效应要受其他一些因素的影响,如世代长度、片断化时间、片断种群的大小、基因流的改变等。最后,针对生境     

濒危植物毛柄小勾儿茶片断化居群的遗传多样性

采用扩增片段长度多态性(AFLP)标记对我国特有的濒危植物毛柄小勾儿茶(Berchemiella wilsonii var. pubipetiolata)现存于浙江和安徽的4个片断化居群中的89株个体进行了遗传多样性和遗传结构的研究。结果表明,与其它木本濒危植物相比,毛柄小勾儿茶具有与它们相当的遗传多样性,8对选择扩增引物共扩增出122条清晰的条带,居群的平均多态位点百分率为P_p=26.4%,其中马家河居群最高(29.5%)而湍口居群最低(23.8%),居群的平均基因多样度为H_ep=0.162 8(0.140 5~0.172 4);而在物种水平上的遗传多样性为P_s=36.9%, H_es=0.202 4。居群间的遗传分化系数F_ST=0.193 9,表明居群间有显著的遗传分化,进一步利用AMOVA软件对遗传变异进行等级剖分发现:24.88%的遗传变异存在于地理宗间(浙江地理宗和安徽地理宗),14.71%的遗传变异存在于居群间,60.42%存在于居群内。该研究结果表明,由于人为干扰引起的生境片断化和居群减小导致了毛柄小勾儿茶居群的遗传多样性丧失和遗传分化,并对毛柄小勾儿茶的生存造成潜在威胁。该文还就保育策略进行了讨论。     

千岛湖生境片断化对苔藓植物多样性的影响

选取浙江千岛湖东南湖区的10个岛屿和1个半岛,详细研究了苔藓植物组成及生境片断化对其多样性的影响。研究结果表明：该区域有苔藓植物37科71属129种,其中浙江新记录3种。群落类型主要包括土生群落、石生群落和树生群落。苔藓植物区系以东亚成分为主,其次为北温带成分和热带亚洲分布,分别占总种数的39.45%、20.18%和18.35%,说明该地区苔藓植物区系具有典型的东亚特征。岛屿面积对苔藓植物分布影响结果显示：不受岛屿面积影响的苔藓植物有29种,受岛屿面积影响的苔藓植物有58种;各岛屿苔藓植物物种数与岛屿累加面积存在明显正相关。     

准噶尔无叶豆5个自然居群ISSR遗传变异的空间自相关分析

采用空间自相关分析方法对准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)5个居群遗传变异的空间结构进行了研究。根据8对ISSR引物扩增的多态性位点,选择了基因频率在30–70%的ISSR位点,运用GenAlEx6和SAAP4.3软件以及地理距离间隔方法分别计算了5个居群的空间自相关系数。结果表明:准噶尔无叶豆居群具有明显的空间遗传结构,绝大多数ISSR位点变异呈非随机分布。位于沙漠腹地的B、D居群和位于沙漠东缘的F居群的遗传变异呈现渐变模式,分别在7m,7m及9m范围内个体呈现显著正相关,推测与克隆繁殖占绝对优势、有性更新罕见发生有关,而克隆大小的差别则主要由微生境差异所引起。位于沙漠北缘的G居群的遗传变异呈现双向渐变模式,在3m内个体呈现显著正相关,这与该居群实生幼苗增补密切相关,但花粉和种子的有限散布所导致的距离隔离对该居群空间遗传结构产生了重要影响。而沙漠腹地的A居群呈现衰退模式,是因为小居群增加了近交的几率,并引起了遗传漂变。     

陆地景观片断化对鸟类多样性的影响

景观的片断化是威胁物种生存的重要因素之一,它的研究对物种的保护和管理具有重要意义,就片断化的含义,片断化对物种灭绝与再定居以及片断化所造成的屏障与孤立效应进行了探讨。     

林业活动和森林片断化对甲虫多样性的影响及保护对策

森林片断化是造成生物多样性丧失的主要原因之一,而林业活动是导致森林片断化的重要因素,同时也在森林恢复中起重要作用。本文从小尺度、局域尺度以及生物地理尺度（大尺度）3个生态尺度分析林业活动和森林片断化对甲虫多样性的影响。在小尺度下,林业活动能够通过改变森林生境或微生境的类型和特性而影响甲虫物种分布。在局域尺度下,林业活动（尤其是森林砍伐）往往能提高许多甲虫类群（如步甲）的物种丰富度（α多样性）,这主要与来自周围环境物种扩散以及保留了若干耐受新环境能力较强的森林物种有关;然而,对森林生境依赖性很强的特有种受到了森林片断化的负面影响,面临局域种群灭绝的危险。在生物地理尺度下,林业活动（伐木或森林恢复）使森林生境单一化、异质性降低,从而导致对森林生境变化敏感的物种种群数量降低甚至灭绝。基于以上结果,可以归纳出3个基本原则用于指导林业管理,既能保证林业经济收益,又能维持森林生物多样性。首先,保留大面积的原始森林作为特有种的栖息环境基地,为这些物种在将来森林恢复后重新定居提供资源;其次,由于保护区内原始森林面积有限,且所代表的生境类型有限,所以发展依据自然干扰模式的新伐木方法十分必要;最后,依据自然规律（如火灾）进行森林恢复和天然演替,避免森林的单一化,丰富森林生境类型。     

鹅掌楸贵州烂木山居群的微卫星遗传多样性及空间遗传结构

濒危植物鹅掌楸(Liriodendron chinense)目前仅零散分布于我国亚热带及越南北部地区, 残存居群生境片断化较为严重。研究濒危植物片断化居群的遗传多样性及小尺度空间遗传结构(spatial genetic structure)有助于了解物种的生态进化过程以及制定相关的保育策略。本研究采用13对微卫星引物, 对鹅掌楸的1个片断化居群进行了遗传多样性及空间遗传结构的研究, 旨在揭示生境片断化条件下鹅掌楸的遗传多样性及基因流状况。研究结果表明: 鹅掌楸烂木山居群内不同生境斑块及不同年龄阶段植株的遗传多样性水平差异不显著(P>0.05), 居群内存在寨内和山林2个遗传分化明显的亚居群。烂木山居群个体在200 m以内呈现显著的空间遗传结构, 而2个亚居群内的个体仅在20 m的距离范围内存在微弱或不显著的空间遗传结构。鹅掌楸的空间遗传结构强度较低(Sp = 0.0090), 且寨内亚居群的空间遗传结构强度(Sp = 0.0067)要高于山林亚居群(Sp = 0.0053)。鹅掌楸以异交为主, 种子较轻且具翅, 借助风力传播, 在一定程度上降低了空间遗传结构的强度。此外, 居群内个体密度及生境特征也对鹅掌楸的空间遗传结构产生了一定影响。该居群出现显著的杂合子缺失, 近交系数(F_IS)为0.099 (P < 0.01), 表明生境片断化的遗传效应正逐渐显现。因此, 对鹅掌楸的就地保护应注意维护与强化生境的连续性, 促进基因交流。迁地保护时, 取样距离应不小于20 m, 以涵盖足够多的遗传变异。     

云南金钱槭天然居群等位酶遗传多样性研究

云南金钱槭(Dipteronia dyeriana)是我国特有的国家Ⅱ级重点保护珍稀濒危植物,仅分布于云南的文山、屏边和蒙自三县交界地区。采用水平切片淀粉凝胶电泳等位酶分析方法,对采自三个县的天然居群的63个样品进行了遗传多样性检测。8个酶系统的13个等位基因位点分析表明,云南金钱槭的遗传多样性水平低,其平均多态位点百分率P=15.4%,每位点平均等位基因数A=1.2,平均预期杂合度H_e=0.064,各居群都偏离Hardy-Weinberg平衡,杂合子过量,居群间的基因分化系数G_ST=0.099,遗传变异主要发生在居群内(90.1%),居群间分化较小,居群间遗传一致度较高(I=0.985~1),具有一定的基因流(Nm=2.669)。不加权对平均法(UPGMA)聚类可将4个居群分为两支,水头箐居群和马家寨居群亲缘关系最近,聚类后与黑洞居群形成一支再和中槽子居群聚类,这与其地理分布格局大致吻合。据此提出了关于云南金钱槭保育策略的建议。     

黄梅秤锤树孤立居群的遗传多样性及其小尺度空间遗传结构

研究濒危植物片断化孤立居群不同年龄阶段植株的遗传多样性和小尺度空间遗传结构有助于认识残存居群动态和制订保育策略。本研究选取黄梅秤锤树(Sinojackia huangmeiensis)的一个片断化孤立居群(面积160m×80m)为研究对象,对居群内60株成年个体、175株幼树和198株幼苗全部定位,采用8个微卫星位点检测了居群内不同生活史阶段植株的遗传多样性、空间遗传结构,并分析了花粉和种子传播距离和式样。结果表明,黄梅秤锤树居群3种不同年龄阶段植株的遗传多样性之间无显著差异;居群出现显著的杂合子缺失,可能是由近交造成的;在10m以内成年个体、幼树和幼苗植株均呈现出显著的空间遗传结构,说明种子扩散限制于成年母树周边;种子和花粉传播的平均距离分别为9.07±13.38和23.81±23.60m,且花粉和种子传播式样均呈"L"型分布;种子雨重叠少、有限的基因流、自疏以及近亲繁殖是造成各年龄阶段出现空间遗传结构的主要原因。本研究结果启示,在采集秤锤树迁地保护材料时个体间距离应超过10m,以降低采样个体的遗传相似性;同时在就地保护过程中需要人为促进基因流和加强幼苗管理,以降低近交风险。     

根茎型木本克隆植物准噶尔无叶豆的种群数量动态

 根据根茎型木本克隆植物的特征, 不以种群的分株数量代表种群大小, 而尝试以不同茎级的根茎长度代表种群大小, 运用种群静态生命表、存活曲线、生殖力表和Leslie矩阵模型, 研究了准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum)的两个种群——A种群(46°31.09′ N, 88°33.06′ E, 紧邻乌伦古湖)和B种群(46°28.07′ N, 88°33.07′ E, 位于沙漠腹地)的种群数量动态。结果表明: 种群存活表现为Deevey-I型。A种群在中龄阶段受到的人为干扰较大, 死亡率出现高峰, 种群的净增长率(R₀)、内禀增长率(r_m)和周限增长率(λ)较低, 表现为衰退型种群, Leslie矩阵模型的模拟结果表明, 15 a内种群呈现下降趋势; B种群所受到的压力主要是干旱贫瘠的荒漠环境所导致的系统压力, 种群的R₀、r_m和λ值适中, 表现为缓慢增长型种群, Leslie矩阵模型的模拟结果表明, 15 a内种群呈现先下降、再上升的趋势。此外, 研究结果验证了Leslie矩阵模型可以扩展应用到根茎型木本克隆植物这类特殊生活型植物的种群数量动态研究上。     

准噶尔无叶豆的引种栽培

准噶尔无叶豆的引种栽培刘生龙王理德高志海仲述军（甘肃省治沙研究所,武威７３３０００）ＴｈｅｉｎｔｒｏｄｕｃｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｏｆＥｒｅｍｏｓｐａｒｔｏｎｓｏｎｇｏｒｉｃｕｍ（Ｌｉｔｖ．）ＶａｓｓＬｉｕＳｈｅｎｇ－Ｌｏｎｇ,ＷａｎｇＬｉ－Ｄｅ...     

Seed development in the rare cold desert sand dune shrub Eremosparton songoricum and a comparison with other papilionoid legumes

No study has yet been carried out on seed development in a cold desert sand dune papilionoid legume. Thus, our primary aims were to (i) monitor seed development in the cold desert sand dune species Eremosparton songoricum from the time of pollination to seed maturity, and (ii) compare seed development in this species with that in other species of papilionoid legumes. Fruit and seed size, mass and seed moisture content, and seed imbibition, germination, desiccation tolerance and water retention during development (pollination to seed maturity) were monitored in the papilionaceous shrub E. songoricum in the Gurbantunggut Desert of northwest China. The duration of seed development was 40 days. Seeds reached physiological maturity 28 days after pollination (DAP), at which time 58% of them germinated and they had developed desiccation tolerance. Seeds became impermeable 36–40 DAP, when their moisture content was about 10%. The final stage of maturation drying occurred via loss of water through the hilum. The developmental stages and their timing (DAP) in seeds of E. songoricum are generally similar to those reported for other papilionaceous legumes with a water‐impermeable seed coat (physical dormancy). In general, the developmental features of seeds with water‐impermeable coats at maturity do not appear to be specific to habitat or phylogeny.     

不同水分下准噶尔无叶豆分株种群特征和生物量分配差异

准噶尔无叶豆是豆科无叶豆属小半灌木,在中国仅片断化分布于新疆古尔班通古特沙漠局部区域.该种自然种群种子萌发率极低(<3%),主要靠克隆繁殖维持种群.为研究克隆生长在异质性生境中的可塑性特征及其生态适应意义,对生境土壤含水量存在差异的两个准噶尔无叶豆自然种群(河边种群,沙漠种群)的分株种群特征、生物量及其分配比重进行了比较,研究发现:①在分株种群特征上,河边种群的分株显著高于沙漠种群,分株间距也显著大于沙漠种群.沙漠种群分株密度和根的密度显著大于河边种群,但每一分株拥有根的概率显著小于河边种群;②在生物量分配方面,河边种群具有比沙漠种群大的根生物量,但根茎生物量则要显著的小于沙漠种群;③在植株各部分生物量比重随植株大小的变化趋势上,河边种群各部分的比重随植株大小变化的趋势平缓,而沙漠种群各部分的比重变化趋势则较为急剧,表明河边准噶尔无叶豆分株种群随着植株的大小变化,资源分配比例并没有发生很明显的变化,而沙漠种群变化较大.结果表明,准噶尔无叶豆种群对所处生境水分条件存在可塑性响应,并通过分株种群特征变化和生物量分配差异应对水分条件的变化,形成自身的适应对策.     

沙丘坡面异质性小生境中准噶尔无叶豆对水分条件变化的响应

以多年生克隆植物准噶尔无叶豆(Eremosparton songoricum(Litv.)Vass.)为材料,选择河边(A种群)和沙漠腹地(B种群)两个沙丘,研究从沙丘底部至顶部,沿着水分条件连续变化的梯度,准噶尔无叶豆在分株种群和克隆片段水平的形态变化特征,以期能揭示其在异质性小生境内利用水分资源的对策,并为准噶尔无叶豆的资源保护、培育和利用提供有意义的参考.研究发现:①在分株种群水平,A种群分株高度及地上部生物量显著高于B种群,而B种群地下部(根)的生物量则显著高于A种群;②在克隆片段水平,随着沙丘底部至顶部,A种群与B种群克隆片段高度和地上生物量都减小,而分株密度都增加,但升高或降低的强度不同;A种群根的生物量和长度增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径10mm以下的根长度增加,而B种群根的生物量减小,但长度却在增加,主要是水平的位于地下0～10 cm层面的直径6mm以下的细根长度增加.水平细根的长度增加,更利于无性系进行广泛觅食,同时促进无性系尽快越过不利生境斑块和提高分株在有利生境中的生长概率.结果表明,准噶尔无叶豆对沙丘坡面水分条件连续变化的异质性小生境存在分株种群及克隆片段两个等级的可塑性响应,并通过可塑性变化适应了沙丘坡面水分条件的分异.     

Genetic diversity analysis of Perinereis aibuhitensis based on ISSR and SRAP markers of Chinese coast populations

The objective of this study was to obtain an overview of the genetic relationships within Perinereis aibuhitensis using Inter-Simple Sequence Repeat (ISSR) and Sequence-Related Amplified Polymorphism (SRAP) markers that were derived from related populations residing in the Chinese coasts. The percentage of polymorphic bands, Nei's gene diversity and Shannon's information index revealed a high level of genetic diversity at the species level. The analysis of molecular variance revealed that 81.22% (ISSR) and 76.29% (SRAP) of variability were partitioned among individuals within populations, which indicated the coherent trend by Nei's genetic differentiation (Gst) (0.2568/0.2876). The gene flow number (Nm) was 1.4470/1.2385, which indicated that there was limited gene exchange between populations. The phylogenetic tree of the ten P. aibuhitensis populations was separated into four major clusters using the neighbor-joining (NJ) method. These results provide a simple and useful basis for P. aibuhitensis germplasm research and aquaculture breeding.     

Genetic variation of the genus Kengyilia by ISSR markers

We investigated the genetic variation within 32 accessions distributed to 14 species and one variety by using ISSR (inter-simple sequence repeat) markers.The results showed that genetic variation was relatively higher among the accessions.A total of 593 bands were amplified by 12 ISSR primers,of which 535 bands (90.2%) were polymorphic.Eleven to 80 polymorphie bands were amplified from each prime,with an average of 44.6 bands.The interspecies GS (genetic similarity)value ranged from 0.430 to 0.866,and the average was 0.620.Cluster analysis showed that all accessions could be classified into 4 groups by ISSR markers.The different accessions in a species were clustered together,but they had genetic variation in molecular levels.There was obvious interspecies genetic variation.Species with similar morphological characteristics and from the same areas or neighboring geographical regions were clustered together and had close relationships.ISSR markers are useful in analyzing interspecies variation in Kengyilia.     

迁地保护的金花茶遗传多样性评价

采用ISSR分子标记技术对迁地保护的金花茶3个人工栽培居群进行遗传多样性分析。揭示了迁地保护金花茶的遗传多样性水平和结构。11条引物共扩增出87条带,其中36条具有多态性,多态位点比例(P)为41.38%。单个居群的多态带百分率P从21.84%到25.29%,平均值为24.14%。在物种水平上,期望杂合度和Shannon信息指数分别为0.1525和0.2273;在居群水平上:期望杂合度和Shannon信息指数分别为0.1069和0.1528。通过与野生居群遗传参数比较,表明该种质圃基本有效地保护金花茶的遗传多样性总水平。遗传分化系数为0.2990。表明迁地保护金花茶遗传变异发生在居群内的个体间占70.10%、29.90%的遗传变异发生在居群间。     

伞裙追寄蝇不同地理种群遗传多样性的ISSＲ分析

为从分子水平探索不同地区伞裙追寄蝇种群间的内在联系,本文利用ISSR分子标记技术对8个不同地区伞裙追寄蝇自然种群进行遗传多样性、种群间分化程度以及聚类分析等研究。结果表明:筛选出11对多态性稳定的ISSR引物,对8个地区伞裙追寄蝇群体的80个个体进行PCR扩增,共获得166个重复性好且清晰可辨的ISSR条带,平均每条引物扩增出15.0909个片段,且均为多态性条带,多态信息含量(PIC)为0.8441-0.8653;香农信息指数(I)为0.1240-0.3455;Nei's遗传多样性指数(H)为0.0841-0.2285;基因分化率(Gst)为28.78%,基因流(Nm)的均值为1.5702,即遗传变异主要存在于个体之间,不同种群间基因交流处于中等水平;8个地区伞裙追寄蝇种群被划分为4个类群,种群间的遗传分化与地理距离呈正相关关系。     

Genetic variation and clonal diversity in populations of Nelumbo nucifera (Nelumbonaceae) in central China detected by ISSR markers

To obtain accurate estimates of population structure for purposes of conservation planning for wild lotus (Nelumbo nucifera Gaertn.) in central China, genetic diversity among and within six populations, and clonal diversity within another two populations of the species were analyzed. The genetic diversity was high (percentage of polymorphic bands, PPB = 90.0%; Shannon's information index, I = 0.383 ± 0.234) at the species level, but low within individual study populations (PPB = 35.8%; Shannon's information index I = 0.165 ± 0.241). The mean coefficient of gene differentiation (G_st) was 0.570, indicating that 43.0% of the genetic diversity resided within the population. Analysis of molecular variance (AMOVA) indicated that 50.47% of the genetic diversity among the study populations was attributed to geographical location while 12.3% was attributed to differences in their habitats. An overall value of mean estimated number of gene flow (N_m = 0.377) indicated that there was limited gene flow among the sampled populations. The level of clonal diversity found within the populations was considerably high (Simpson's diversity index, D = 0.985) indicating that clonal diversity contributes to a major extent to the overall genetic variation in the genetic structure of N. nucifera. On the basis of the high G_st and D values detected in this study we recommend that any future conservation plans for this species should be specifically designed to include those representative populations with the highest genetic variation for both in situ conservation and germplasm collection expeditions.