用ISSR标记分析不同地区紫茎泽兰种群的遗传变异

利用ISSR标记技术分析了我国32个紫茎泽兰地理种群的遗传多样性,结果表明入侵我国的紫茎泽兰具有较大的遗传多样性,物种水平上的Nei's基因多样性为0．235,shannon's指数为0．372。种群间的遗传分化研究表明,大部分变异存在于种群内,总体遗传多样性中仅34．5%来源于种群之间。紫茎泽兰种群间的遗传距离矩阵和空间距离矩阵之间呈轻度正相关(r=0．542,P＜0．001),说明地理隔离可能是阻碍紫茎泽兰种群间基因交流的原因之一。不同海拔高度紫茎泽兰种群的遗传多样性水平呈现随海拔升高而降低的趋势(r=0．368,P＜0．001),各海拔区域种群的平均ISSR标记Nei's基因多样性和Shannon's指数均随海拔升高而有所降低。     

外来植物紫茎泽兰的入侵机理与控制策略研究进展

为了解析外来恶性杂草紫茎泽兰在中国的入侵扩张机制和控制策略,从其种群形成与扩张的生态适应性及遗传分化特性、对本地植物的竞争替代和可持续控制技术基础3个方面进行了集中研究.对紫茎泽兰的主要研究进展为:(1)入侵中国的紫茎泽兰在核DNA水平上具有丰富的遗传多样性,形成了不同的地理种群,不同环境条件下的隔离是导致遗传分化的主...     

紫茎泽兰入侵前后抗虫物质含量差异及其对泽兰实蝇寄生的响应

【目的】紫茎泽兰是我国重要的入侵杂草,对我国生态环境和农、林、牧业造成重大危害。本研究通过比较紫茎泽兰原产地与入侵地种群地上部抗虫物质含量的差异及其对泽兰实蝇寄生的响应,为探明紫茎泽兰入侵种群持续扩张的化学生态机制提供依据。【方法】选取5个紫茎泽兰种群(3个中国云南种群:C1,C2,C3;2个墨西哥种群:M1,M2),比较原产地和入侵地种群地上部分碳氮比、单宁类(单宁酸、儿茶素、鞣花酸)和类黄酮物质(槲皮素、异槲皮素、山奈酚)含量差异,以及泽兰实蝇寄生前后这些抗虫物质的含量变化。【结果】入侵地种群地上部分碳氮比不同程度地低于原产地种群,茎秆部位差异最明显。紫茎泽兰入侵地种群的单宁类和类黄酮物质含量亦低于原产地种群,其中,芽尖部位单宁酸和儿茶素含量差异尤为明显,分别比原产地种群低26.4%和32.3%。泽兰实蝇寄生后,原产地和入侵地种群单宁类和类黄酮物质含量基本呈上升趋势,其中,M1种群寄生植株在虫瘿破膜前,儿茶素含量比未寄生植株升高了163.2%。【结论】紫茎泽兰入侵种群在抗虫特性方面产生了资源再分配的适应性变化,有利于其在新生境天敌缺乏条件下的持续扩张。虽然泽兰实蝇寄生会诱导紫茎泽兰原产地种群和入侵地种群抗虫物质的增加,但原产地种群增加的幅度更大,表明紫茎泽兰入侵后对专食性天敌胁迫的适应性明显下降。     

表型可塑性和局域适应在紫茎泽兰入侵不同海拔生境中的作用

紫茎泽兰是我国危害最严重的外来入侵物种之一,为探讨表型可塑性和局域适应在其入侵中的作用,在高、低海拔的两个样地内,测定了来自云南南部640～2450 m海拔范围的6个种源的紫茎泽兰种群的株高、冠宽、分枝数和高温半致死温度(HSLT).结果表明,在高海拔样地,各种群紫茎泽兰株高、冠宽、分枝数和HSLT(2130 m的哀牢山种群除外)均显著低于在低海拔样地,紫茎泽兰各种群的株高、冠宽和分枝数的可塑性指数(0.881～0.975)均较大,而HSLT的可塑性(0.052～0.200)较小.无论在高还是低海拔样地,紫茎泽兰的株高、冠宽和分枝数在种群间的差异均不显著,而HSLT在种群间的差异达极显著水平,表现出明显的遗传分化,但其在种群间的差异仍小于其在样地间的差异.在高海拔样地,紫茎泽兰各种群的分枝数与种源海拔呈显著正相关;在低海拔样地,紫茎泽兰的HSLT与种源海拔呈显著负相关,表现出明显的局域适应特征.表型可塑性和局域适应均与紫茎泽兰的入侵有关,但前者的作用可能更大.     

不同倍性桤木属植物遗传差异的AFLP分析

采用AFLP技术对桤木属4种不同倍性的116份材料指纹图谱进行了分析,5对引物组合共得到301个位点,282个为多态位点,多态位点百分率为93.7%。4个种群多态位点百分率为35.2%~72.4%,平均多态位点百分率为54.6%。总的Nei's基因多样性为0.3043,总Shannon多态信息指数为0.4578。种群间及种群内部均具有较丰富的遗传多样性,种群间的遗传差异大于种群内部的遗传差异。NJ聚类分析与主坐标分析结果一致,所有的供试材料明显的分为3个组,地理分布距离较近的种群优先聚在一起。     

紫茎泽兰入侵前后根部蜡样芽孢杆菌含量比较及其对化感物质处理的响应

[目的] 比较紫茎泽兰入侵地种群根部有益菌蜡样芽孢杆菌含量与原产地种群的差异,及其对化感物质的响应,为揭示紫茎泽兰与有益菌互作在入侵前后的变化及其机制提供参考。[方法] 分别以紫茎泽兰原产地墨西哥的3个种群(M1、M2、M3)和入侵地云南的3个种群(C1、C2、C3)为材料,采用同质园试验方法和蜡样芽孢杆菌分子定量的技术,检测原产地和入侵地紫茎泽兰种群植株根部(根系、根际土壤)蜡样芽孢杆菌的含量;使用不同种群紫茎泽兰植株叶片淋溶液和根系分泌液处理入侵地土壤,检测化感物质对土壤中蜡样芽孢杆菌含量的影响。[结果] 紫茎泽兰入侵地种群根系蜡样芽孢杆菌含量高于原产地种群,其中入侵地种群C2的含量比原产地种群M1高1172%;在根际土壤中, 2年生紫茎泽兰入侵地3个种群的蜡样芽孢杆菌含量显著高于原产地种群M1和M3。紫茎泽兰叶片淋溶液和根系分泌液处理均促进了土壤蜡样芽孢杆菌含量增加,入侵地种群叶片淋溶液处理的土壤的蜡样芽孢杆菌增加量高于原产地种群,根系分泌液处理的后期测定中也如此。[结论] 与原产地相比,紫茎泽兰入侵后,根系与根际土壤蜡样芽孢杆菌含量均有所增加,增强了有益菌对入侵地种群的正反馈效应。     

四川攀西地区云南松群落物种多样性和谱系多样性对紫茎泽兰入侵的影响

外来植物入侵严重威胁着入侵地本土植物多样性和生态系统功能, 认识外来物种的入侵机制有助于提高对入侵植物的防控能力。本文以攀西地区云南松(Pinus yunnanensis)林下外来入侵植物紫茎泽兰(Ageratina adenophora)为研究对象, 基于大量野外群落调查, 从群落可入侵性入手, 分析了环境因子和群落物种多样性、谱系多样性等群落生态学特征对紫茎泽兰入侵的影响。结果表明: 海拔、坡向和火烧强度等环境因子和冠层郁闭度、灌木层盖度等生物因子对研究区紫茎泽兰入侵强度没有显著影响(P > 0.05); 但群落灌木层物种多样性和草本层组分种与紫茎泽兰的亲缘关系显著影响紫茎泽兰的入侵强度(P < 0.05), 说明灌木层对光照等环境资源的占用和草本层(同层)物种对相似资源的竞争能够在很大程度上抑制紫茎泽兰的入侵。     

不同地理种群紫茎泽兰生长繁殖特征的比较研究

对云南省9个不同地理种群紫茎泽兰的野外生长繁殖特性进行了调查,并采集各种群种子在温室内培植,观测比较它们在同质环境下的种子萌发、幼苗生长发育及植株开花结实情况.研究结果显示,(1)野外不同地理种群紫茎泽兰之间其植株生长和繁殖特征均存在显著差异,从南到北各种群植株的生长发育特征均呈现出先升后降的趋势,符合从高温边缘区到适生区再到低温边缘区的分布格局规律.(2)在温室同质环境下不同地理种群紫茎泽兰之间除植株根冠比和种子发芽指数差异显著外(P＜0.05),植株生长繁殖的其他指标的差异均不显著,说明野外不同地理种群紫茎泽兰的生长繁殖特性差异基本还不具有遗传性,局域适应对紫茎泽兰入侵能力的影响还较小,而较强的表型可塑性对紫茎泽兰入侵能力可能起到主要作用,这可能与其入侵时间较短有关.表明在分布区边缘,紫茎泽兰仍具有较强的繁殖能力,将随着其生理抗性的适应性分化而具有更宽的入侵范围.     

微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群中的多态性分析

近年来烟粉虱Bemisia tabaci(Gennadius)Q型入侵我国并在部分地区取代B型成为了烟粉虱优势生物型。外来物种的入侵过程及农药使用等因素可影响种群的遗传多样性水平及其遗传结构。本研究分析了4个微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群的多态信息含量(PIC),并在此基础上进行了遗传多样性分析。结果表明这些微卫星位点在Q型烟粉虱入侵种群中具有中度或高度多态性,说明微卫星位点能有效分析Q型入侵种群的遗传多态性。本研究为利用微卫星标记研究Q型入侵种群的遗传结构奠定了基础。     

基于微卫星的中国红火蚁种群遗传结构的研究

[背景]自入侵中国之后,红火蚁已给农林业、健康卫生、生态环境等造成了危害。红火蚁在中国的入侵、扩散路径及方式等仍然是待解决的问题。[方法]利用微卫星分子标记,对来自国内14个地区和国外1个地区共15个红火蚁地理种群的遗传多样性水平及种群遗传结构进行了研究。[结果]应用7对微卫星引物共检测到28个等位基因,15个红火蚁种群在各微卫星位点的基因型频率均符合Hardy-Weinberg平衡。各种群的平均表观杂合度HO、预期杂合度HE、Shannon信息指数Ⅰ、基因多样性指数Nei＇s和多态位点百分率P分别为0.2848、0.2708、0.3174、0.2629和43.63%,研究结果表明这15个红火蚁种群具有比较丰富的遗传多样性。种群间平均分化系数FST为0.4258,说明有42.58%的变异来源于种群间,表明红火蚁各种群之间有较高程度的分化,且遗传分化可能是由地理隔离和基因流障碍（Nem=0.7442）共同引起。遗传距离D显示,河源种群与其他种群间的遗传距离均相对高于其他各种群间的遗传距离,表明河源种群与其他地理种群之间存在较大的遗传差异,可能是较为原始的类型。[结论与意义]短距离的种群主要通过自然扩散方式传播,地理距离与亲缘关系有一定的相关性;长距离的种群主要依靠人为传播,因此地理距离与遗传距离不成正比。对于长距离的入侵事件,监控与检疫是关键的预防措施。     

外来入侵种紫茎泽兰研究进展与展望

紫茎泽兰(Eupatorium adenophorum)是20世纪40年代经中缅边境传入我国的一种外来入侵种,原产于中美洲的墨西哥和哥斯达黎加,现已在我国南方和西南地区广泛分布,并且其蔓延速度极快,引起了社会各界的广泛关注。近年来,随着研究的不断深入和拓展,新的研究成果不断涌现,使紫茎泽兰成功入侵的机理性问题不断被揭示出来。该文简要介绍了目前我国关于紫茎泽兰研究的几个热点问题,这些问题主要围绕着紫茎泽兰的分布和预测、入侵扩散机制以及防除方法3个方面展开。其中以紫茎泽兰作为典型外来入侵种来研究其入侵扩散机制的工作最多。该文就目前的研究进展做一综述,并提出今后的研究建议。     

不同地理种群紫茎泽兰耐热性差异的比较分析

以采集于紫茎泽兰（Eupatorium adenophorum Spreng．）危害较为严重的云南、广西、贵州、四川以及澳大利亚共17个种群的紫苇泽兰为实验材料,采用人工模拟气候法、模糊数学中隶属函数法（测定了净光合速率、MDA、叶绿素荧光）比较了不同种群紫茎泽兰耐热性。结果表明,高温处理后云南元江与其它种群相比热害指数最低、隶属函数值较高。最为耐热,其次为元谋种群;而云南大理种群热害指数较高,隶属函数均值也较低,其次为广西隆林。说明元江、元谋种群较为耐热,而隆林、大理种群则较为敏感。结合其生境来看,恶性杂草紫茎泽兰种群之间的这种差异性反映了其对入侵地环境的适应性。     

紫茎泽兰在我国的分布、危害与防除途径的探讨

紫茎泽兰于解放前后由缅、越方向传入我国云南南部,目前向北已蔓延到25°33′N地区,向东扩展到广西、贵州境内。其中在早期侵入的滇南地区,早已发展成连片的单优群落,侵占农地,危害牲畜,影响林木生长,广大群众反映十分强烈。 文章提出要消除紫茎泽兰的这种危害,首先应采取严禁毁林开荒,固定耕地,森林采伐迹地要及时更新等预防措施。同时尽快引进泽兰天敌,开展以恢复种群生态平衡为基础的生物防除。应用2、4-D、2、4、5-T百草枯等行之有效的化学防除方法也是十分必要的。至于诸如人工拔除等机械措施,据国内外试验证明一般是无效的。 文章最后着重分析了紫茎泽兰在我国这样的新发展医域,其潜在危害十分广泛,应引起注意。     

AFLP analysis of genetic diversity of Jatropha curcas grown in Hainan, China

Amplified fragment length polymorphism (AFLP) was used to determine the genetic diversity among 38 populations of Jatropha curcas L. grown in a seed source trial in Hainan Province of China. The populations studied consisted of one source from Indonesia and 37 sources from the main cultivating areas of jatropha in China, viz. Guangdong (1), Guangxi (10), Guizhou (4), Hainan (6), Sichuan (8) and Yunnan (8). Nine AFLP primer combinations were used to generate a total of 246 fragments, of which 72 (26.99%) were polymorphic. Three-marker attributes: polymorphism information content (PIC), marker index (MI) and resolving power (RP), were all found to be reliable to determine the discriminatory power of the nine primer combinations. The Jaccard’s similarity coefficient showed a high similarity range from 0.866 to 0.977, suggesting a low genetic diversity among the 38 populations. The UPGMA-based dendrogram and biplot of a principal component analysis did not reveal a clear pattern of groupings by geographic locations of the seed sources; populations from across different provinces were mixing in the same groups. The low genetic diversity and a lack of variation pattern among the populations in China suggest that it is necessary to import new germplasm preferably from the species’ natural distribution range to broaden the genetic base for improvement program.     

黄顶菊在中国的潜在适生区

菊科黄菊属植物黄顶菊近年出现在我国华北地区天津市和河北省的衡水、廊坊等地,其入侵范围有不断扩大的趋势.黄顶菊是一种入侵性极高的一年生杂草,对农牧业生态系统有极大的破坏性.为指导黄顶菊的防除和制定相关的控制政策,本研究根据黄顶菊在其原产地南美洲及扩散入侵地的分布资料,采用CLIMEX生态位模型对其在中国的潜在适生分布区域进行预测.结果表明,黄顶菊在中国的潜在适生区域集中分布于东南部的广东、广西、云南、海南、福建、台湾、江西、湖南、贵州、四川、重庆、湖北、安徽、江苏、上海15个省（市、自治区）,其中高风险区域包括广东、广西、台湾、海南、福建、云南、四川、贵州、重庆和西藏局部地区.     

Population genetics of Ageratina adenophora using inter-simple sequence repeat (ISSR) molecular markers in China

Abstract

Understanding distribution and diversity of invasive weeds is essential for the development of efficient control measures against it. In the present study, inter-simple sequence repeat (ISSR) markers were used to assess the biogeographic relationships among populations of the invasive Crofton weed (Ageratina adenophora (Spreng.)) during 2004–2006 in China. A total of 100 ISSR primers with di-, tri-, tetra- and penta-nucleotide repeats were screened, from which 20 polymorphic and informative primers were selected. Amplification of the 20 primers generated a total of 479 polymorphic bands among the 64 weed populations, and a high level of genetic diversity (H _E = 0.1541 ± 0.0193) was detected in A. adenophora. Neighbor-joining (NJ) cluster analysis based on genetic distances among populations grouped the populations according to their geographical origin, i.e. (1) populations of southwestern Guizhou, (2) populations of Liangshan city in Sichuan, (3) populations of western Guizhou, (4) Guangxi populations plus Chongqing populations, (5) populations of southern Yunnan, and (6) populations of Yangtze River Valleys in Sichuan plus populations of western Yunnan. A significant positive correlation between geographical and genetic distance was detected by the Mantel test (r = 0.183, p = 0.0012). Based on the divergence relationships revealed by ISSR markers, it was assumed that A. adenophora mainly dispersed through wind and water in China.     

基于MODIS-EVI的西南地区植被覆盖时空变化及驱动因素研究

基于MODIS-EVI和气象数据,利用最大值合成法、像元二分模型、趋势分析和相关分析等方法,探讨了西南地区2001-2015年植被覆盖时空变化特征及其对气候因子的响应,并分析了温度和降水对植被覆盖时空变化的驱动作用。结果表明：（1）2001-2015年,西南地区植被EVI以0.1%/a的变化率呈波动增加趋势,但空间异质性显著,呈现出从东南向西北逐渐递减的趋势;（2）西南地区以高和极高植被覆盖度为主,极低植被覆盖度区域约占研究区总面积的8.6%,植被覆盖度增加的区域集中分布在广西省北海-钦州、贵州省邵通-毕节-遵义、四川省广元-广安以及西藏那曲等地区,植被覆盖度呈减少趋势区域主要集中在西藏拉萨-阿里地区和四川成都-阿坝州-甘孜州等地区;（3）植被EVI与同期温度和降水相关性较好,均以正相关为主。在0.05显著水平下,受降水驱动的区域呈斑块状分布在西藏自治区和青海省交界处,以及云南和广西部分地区,约占研究区总面积的3.4%;受温度驱动的区域零星分布在各省、自治区,约占研究区总面积的1.6%;受温度和降水共同驱动的区域约占研究区总面积的7.2%,主要分布在西藏自治区的阿里地区北部,青海省的三江源地区以及四川和贵州两省交界处的小部分地区;西南地区大部分区域的植被EVI指数变化表现为非气候因素驱动。     

Genetic variation and population structure of “Zangli” pear landraces in Tibet revealed by SSR markers

Pear (Pyrus L.) is one of the most important fruits in temperate regions. Even in the mountainous border region of Tibet, Sichuan, and Yunnan Provinces (China), a variety of highly adapted pear landraces were discovered in Tibetan Autonomous Prefecture and were named “Zangli pears.” Here, we analyzed genetic diversity of 29 genotypes of Zangli distributed in Tibetan Region, together with 30 genotypes of sand pear (P. pyrifolia) in border regions, and 8 genotypes of P. ussuriensis as out groups, using simple sequence repeats (SSR) markers. Twenty-eight SSR markers displayed high polymorphism with a total of 202 alleles. Cluster analysis revealed a close genetic relationship between Zangli and sand pears, while population structure analysis revealed that gene flow between the western and eastern side of the Jin-sha River was restricted by geographic isolation. Diversity statistics for five geographic groups implied a migration event from Sichuan and Yunnan Provinces to the border region of western Sichuan, eastern Tibet, and northwestern Yunnan Provinces. Six specific genetic alleles in Zangli pear landraces might be related to their adaption to severe environmental conditions.     

Phylogenetic relationships among wild and cultivated Tartary buckwheat (Fagopyrum tataricum Gaert.) populations revealed by AFLP analyses

Phylogenetic relationships among cultivated landraces and natural populations of wild subspecies of Tartary buckwheat were investigated at the individual level by constructing a phylogenetic tree based on amplified fragment length polymorphism (AFLP) markers. Seven individuals from seven cultivated landraces and 35 individuals from 21 natural populations of wild subspecies were utilized for AFLP analyses. Three groups were recognized: (1) all cultivated landraces and wild subspecies from northern Pakistan, central and eastern Tibet, and northwestern Yunnan, (2) wild subspecies from central and southern Sichuan, (3) wild subspecies from northern Sichuan and eastern Tibet. It was concluded that cultivated Tartary buckwheat probably originated in eastern Tibet or northwestern Yunnan in China.     

Genetic diversity and population structure of invasive and native populations of Erigeron canadensis L.

小蓬草入侵地和原产地种群的遗传多样性和种群结构 外来入侵植物对全球生物多样性造成了危害。小蓬草(Erigeron canadensis L.)是危害最为严重的外来农业杂草之一,代表了洲际入侵的典型例子。本研究利用10个多态性SSR位点,分别对采自中国江苏和浙江省的入侵地和采自美国阿拉巴马州的原产地各5个种群、共计312个植株的基因型进行了遗传多样性和遗传结构分析。结果表明,江苏省和浙江省的入侵种群显示出与阿拉巴马州原产地种群相似的遗传多样性,表明入侵期间没有严重的遗传瓶颈。利用STRUCTURE对种群结构的分析结果显示,种群之间分化较低,在原产地和入侵范围内均只仅检测到两个基因群。在入侵种群中观察到的遗传多样性较高,表明在入侵初期可能存在多次引入或引入了遗传背景不同的繁殖体。上述研究为阐明小蓬草这一全球有害杂草在中国东部的入侵动态提供了新的证据。在防除实践中,应注意防范小蓬草入侵种群和本地种群之间的种子基因流传播,阻止除草剂抗性植株的引入和扩散。