植物病原-媒介昆虫互作:研究进展与展望

大多数植物病毒及一些植物病原细菌由介体昆虫传播。植物病原与介体昆虫关系的研究有助于找到防控介体传播病原的关键环节,因此植物病原与介体昆虫的互作关系是植物病原传播机理研究中的核心问题。本文概述了国内外在植物病原与介体昆虫互作研究的最新进展,推介了本专辑论文的主要内容,并在此基础上,从生态和进化的角度提出了在植物病原-媒介昆虫互作研究中以下3个值得关注的研究方向:(1)植物病原与介体昆虫互作对生态系统的影响;(2)昆虫介体传播植物病毒的不同方式之间的关联性以及病毒、介体和植物之间的协同进化关系;(3)自然条件下植物病原-媒介昆虫互作的机理。植物病原与媒介昆虫互作的研究,既是生态和进化的理论问题,也和植物病原及其介体昆虫的绿色防控密切相关。     

协同还是共同：生命观念导向下coevolution的概念辨析

以生命观念为导向,对“协同进化”与“共同进化”概念进行辨析,指出“coevolution”概念强调2个相互作用的物种发生了相互适应的进化性变化,并且这种变化是由另一个互动主体施加的选择引起的;“共同”只能反映双方在一起,而“协同”能准确反映双方协同互作;因此,“协同进化”能更准确反映“coevolution”概念的核心内涵。     

细胞核质互作形成的生态与进化过程分析

细胞核质互作是形成真核生物细胞的必经步骤,细胞核质基因组在遗传方式、突变率、倍数、重组、有效群体数等方面存在根本差异,这些差异必然与生态和进化过程互作,影响和参与维持核质基因组的协同进化.本文从生态与进化过程深度阐述了形成核质互作的理论和实际研究进展,包括核质基因连锁不平衡的进化理论、核质互作效应检测、核质互作的分子证据、核质基因渐渗与遗传谱系的差异、核质不亲和与物种形成等.理论和实际结果显示,基本进化动力(突变、选择、漂变及迁移)可不同程度地改变核质互作效应.今后研究重点就是基于核质全基因组序列筛选核质互作位点,分析位点的遗传进化属性,揭示核质互作形成的分子机制;理论上解析与核质根本差异都有互作的交配系统的角色,分析交配系统怎样影响群体核质不亲和及其导致的物种形成过程.     

气候变化下生物交互作用对树线生态过程的影响

树线交错带是具有强烈生物交互作用的高寒生态过渡带,生物互作与树线生态过程密切相关。本研究系统综述了气候变化下植物间、动植物间和微生物与植物间互作因子对树线生态过程的影响。植物间互利或竞争作用的强度调控变暖背景下树线生态过程的变化,目前尚缺少树轮生态学证据,且亟待检验高阶互作的适用性;动物采食活动、微生物与植物间互作可通过影响土壤状况、改变树木生长和更新等生态过程动态,增强或削弱树线与气候间耦合关系。迄今为止,地下与地上过程联系如何影响气候变暖下的树线动态尚不明晰,而营养级间互作可能调制树线生态过程对气候响应。青藏高原等高寒区具有开展此类研究的优势与潜力。     

湖北菱科植物的数量分类研究——Ⅲ.分类性状的定量评价

用R聚类分析和主分量分析,定量研究了湖北菱科5种8变种37个形态和生态性状的变异及分类学价值.结果表明,植物体大小变异是形态演化的主要方向之一.形态演化的同时,也发生生态分化.除少数性状例外,形态演化与生态分化在相当程度上是独立的.     

生态安全研究的主题漂移与趋势分析

近年来,国际上关于生态安全研究的文献大量涌现。随着全球变化和人类活动影响加剧,生态安全研究正发生着深刻变化,呈现出多目标、多层次、多学科交叉综合的复杂特点,研究主题日益丰富,但模糊性和争议性问题一直存在,对已有文献成果进行系统分析非常有必要。利用引文网络分析可视化工具CitespaceⅡ,通过绘制科学知识图谱,以定量与定性相结合的可视化文献综述研究方法,对各国学者发表的生态安全研究成果进行系统分析梳理,展示了研究主题的演进轨迹和发展趋势,总结了其发展变化的内在原因。研究表明:生态安全的研究主题可分为持续性和阶段性两类,主题演化轨迹符合Gartner光环曲线理论,人类文明发展阶段、国际政治经济格局、学科研究水平是决定生态安全研究阶段和主题演变的主要因素,该领域经历了问题提出与概念形成期、奠基拓展期、纵深发展期3个阶段,各阶段都有一些关键文献出现,这些引领学科发展的经典文献以自然科学研究为主;全球化、生物多样性、生态农业与农业集约化、恢复力、脆弱性是当前生态安全领域的研究热点;保障人类生存发展基本需要和人对环境变化的适应与响应将是21世纪生态安全研究的主要方向。     

种间互作网络的结构、生态系统功能及稳定性机制研究

生态群落中不同物种间发生多样化的相互作用, 形成了复杂的种间互作网络。复杂生态网络的结构如何影响群落的生态系统功能及稳定性是群落生态学的核心问题之一。种间互作直接影响到物质和能量在生态系统不同组分之间的流动和循环以及群落构建过程, 使得网络结构与生态系统功能和群落稳定性密切相关。在群落及生态系统水平上开展种间互作网络研究将为群落的构建机制、生物多样性维持、生态系统稳定性、物种协同进化和性状分化等领域提供新的视野。当前生物多样性及生态系统功能受到全球变化的极大影响, 研究种间互作网络的拓扑结构、构建机制、稳定性和生态功能也可为生物多样性的保护和管理提供依据。该文从网络结构、构建机制、网络结构和稳定性关系、种间互作对生态系统功能的影响等4个方面综述当前种间网络研究进展, 并提出在今后的研究中利用机器学习和多层网络等来探究环境变化对种间互作网络结构和功能的影响, 并实现理论和实证研究的有效整合。     

菌根真菌多样性与植物多样性的相互作用研究进展

菌根共生双方多样性影响着生态系统的过程与功能。菌根真菌-寄主植物之间的共生组合存在偏好性或特异性,这导致菌根真菌对寄主植物的效益差异和寄主植物对菌根真菌的利益差别：两者在互利共生过程中不仅相互选择,还存在相互促进与制约的关系(如互补与选择效应、竞争),从而在一定程度上决定生态系统的演化与发展。本文概述了植物多样性与菌根真菌多样性的相互影响,探讨了两者互作可能存在的调控因素与机制,对存在的问题和争议进行了总结,并提出了进一步研究的方向。深入阐明植物多样性与菌根真菌多样性之间的互作关系,将丰富生物共生学理论,增强菌根应用潜力及生物多样性的维持。     

协同物种形成及其生物学意义

自达尔文与华莱士以来的每位生物学家都承认种间生态学作用对进化的意义。1964年,埃利希和雷文提出了协同进化理论。它反映了生态学相关的不同物种之间的相互作用引起的相互进化。这一理论引起了研究者的广泛重视。近年来,随着进化生态研究的深入发展,学者们对进化过程的生态机制以及生态特性与生态关系进化规律、种间生态学作用引起的物种形成有了进一步的认识。本文仅从协同物种形成的概念出发,对协同物种形成的生态机制以及生物学意义作一简要概述。协同物种形成的概念进化在本质上是一种生态过程,是生物与环境、生物与生物之间相互作用的结果。种群分化的生态机制和物种形成的本质在于对生存条件的逐步适应。按照协同进化理论,物种间的相互作用引起的协同适应     

人类蛋白质相互作用组

高通量酵母双杂交与免疫亲和纯化技术的快速发展和日臻成熟,使得在蛋白质组水平上大规模地研究蛋白质之间的相互作用成为可能。目前,人类蛋白质互作网络在细胞、组织、器官乃至整个个体水平的研究已经陆续展开。蛋白质互作网络中蛋白质数量也由少数几个向整个蛋白质组扩展。同时,功能、疾病、生态等相关的蛋白质互作网络研究也取得了一定的成果。然而,人类的蛋白质互作网络研究正面临着一些问题和挑战。本文综述了人类蛋白质互作网络的研究方法、研究进展以及面临的挑战,同时指出了人类蛋白质互作网络研究的方向和目标。     

寄主植物对植食性昆虫与昆虫杆状病毒互作的调控

植物与植食性昆虫、植食性昆虫与昆虫杆状病毒之间的两营养级互作关系,至今已有超过半个世纪的研究历史,但这三营养级的互作研究,在近20年才引起科学家的兴趣。在查阅并理解国内外相关文献的基础上,本文主要从植物的物理性状、营养物质和次生代谢物质三个角度出发,剖析植物调控昆虫响应病毒感染的生态生理及免疫机制,阐明植物影响病毒增殖、病毒组分及其感染过程和致病力的机理。此外,本文就植物、植食性昆虫和昆虫杆状病毒互作的研究方向、研究方法,进行了初步展望,以期为更好研究多营养级共存系统的食物网关系,提供理论依据。     

第一届国际青年生态学者论坛综述

为促进中国青年生态学者与海外生态学者的交流与合作,由海外优秀华人生态学者发起的第一届"国际青年生态学者论坛"于2009年6月29-30日在兰州大学举行.本次论坛的交流内容包括了植物一土壤互作关系、区域生态系统结构与功能、生态安全与生态规划、全球变化生态学和环境可持续发展等,表明国内生态学的发展正逐渐从传统的基础理论研究向应用型研究转变.报告内容也从一定程度上反映了我国生态学发展的学科特点、演变方向和分布格局,我国生态学研究逐渐形成了东北、华北、西北和东南四大中心,且各自具有一定的地域特色.文章最后对会议的组织形式和未来规划提出了建议.     

种间有利共生关系类型划分及对应术语

自然生物之间存在着多种关系。而对它们的分类和术语使用上,不同文献有较大的差别,对有利共生关系中不同类型的划分和命名尤为突出。综合考察多家说法,提出可根据作用或演化程度将有利共生关系划分为3类,分别为偏利共生、兼性互利共生和专性互利共生,各自对应专一英文术语。自然中往往是多种生物的多种关系错综复杂地交织在一起。     

基于生态系统服务的生态安全研究进展

生态安全是全球环境变化背景下人类可持续发展面临的重要问题之一。生态系统服务作为自然环境中人类赖以生存的环境条件与效用,成为人们感知和评价生态系统结构或功能变化的重要指标,同时为研究自然生态与社会-经济两大系统之间的交互作用提供了连接路径。目前,国内外对基于生态系统服务的生态安全研究尚处于起步阶段。在大量查阅国内外相关文献的基础上,总结了生态安全的理论内涵及方法体系,并从基于生态系统服务内在关系和基于生态系统服务拓展的生态安全研究,以及将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究等3个方面系统性梳理了目前国内外基于生态系统服务的生态安全研究进展。结果表明,发展初期的生态安全研究主要基于各种生态系统服务之间的供需关系、权衡/协同关系和服务重要性等内在关系,二者的结合效果能通过耦合生态系统服与生态系统状态指标和相关模型得到改善,近年来将生态系统服务与生态安全结合应用的综合研究在区域规划管理等领域已呈现良好的发展趋势。在此基础上,本文指出了目前研究过程中所存在的一些不足与未来发展的方向,为进一步深入开展生态系统服务与生态安全的耦合研究提供理论依据。     

干旱区城市化与生态环境交互耦合的规律性及其验证

在分析干旱区城市化与生态环境交互耦合关系的基础上,系统阐述了城市化与生态环境之间的交互耦合函数、耦合轨迹、耦合类型和耦合阶段,并以河西走廊为例,对干旱区城市化与生态环境交互耦合的规律进行了验证.在干旱区城市化与生态环境之间,既有相互胁迫的过程,也有相互促进的环节,它们之间是一种在交互胁迫中相互促进的动态耦合关系;这种耦合关系在其演化周期内呈现出双指数函数的变化规律,其耦合演化轨迹是一条双指数曲线;在城市化与生态环境的交互耦合过程中,可能会出现低级协调型、生态主导型、同步协调型、城市化滞后型、逐步磨合型、城市化超前型、生态脆弱型、低级磨合型和不可持续型等九种基本耦合类型,并经历低水平协调、拮抗、磨合、好转和高水平协调等5个耦合阶段.河西走廊各城市城市化与生态环境交互耦合的演进过程符合双指数函数的变化规律,其耦合轨迹均呈现出双指数曲线的变化形式;嘉峪关市属于逐步磨合型,目前处于好转阶段;金昌市属于城市化超前型,处于磨合阶段;酒泉市属于生态主导型,处于拮抗阶段;张掖市属于同步协调型,处于拮抗阶段;武威市属于生态脆弱型,处于拮抗阶段;玉门市属于低级磨合型,处于好转阶段;敦煌市属于生态脆弱型,处于拮抗阶段;河西走廊属于生态脆弱型,处于拮抗阶段.     

基于多组学水平的动物分子趋同演化研究新进展

表型趋同的分子证据探索一直是趋同演化研究的热点.高通量测序带来的多组学数据为分子趋同演化提供了大量研究材料和更加多样的研究角度.分子趋同的概念和研究方法也从编码基因的氨基酸替换趋同扩展到基因丢失趋同、表达调控趋同、表达模式趋同、肠道微生物趋同等多个不同分子层级.本文对近年来基因组时代下基于多组学水平的分子趋同演化研究的新进展进行综述,并对该领域未来研究方向进行了展望.     

生态恢复中生态系统服务的演变:趋势、过程与评估

经过10余年的发展,生态系统服务已经成为生态恢复研究关注的前沿和热点。生态恢复改变了生态系统格局与过程,对生态系统服务的产生和提供具有重要影响。但是目前对于生态系统服务在生态恢复过程中的演化仍缺少系统性研究。对国内外相关研究的最新成果进行综述,总结了生态系统服务评估中框架的构建和方法的选择(参数转移法、系统模型法和定量指标法),介绍了生态恢复对生态系统服务的促进作用、生态系统服务的演变过程以及不同生态系统服务间的协同与权衡关系,分析了社会经济因素对生态恢复和生态系统服务维持的影响。最后结合我国生态恢复实践,提出未来生态恢复和生态系统服务研究可以从深化作用机制研究、推动服务评估创新、增强研究成果应用3方面深化和拓展。     

提升生态系统质量和稳定性的生态学原理及技术途径之探讨

提升生态系统质量和稳定性是国家生态环境建设的迫切任务,但生态系统质量及其稳定性的生态学原理是亟待阐述的生态学难题。本文在梳理生态系统质量和稳定性的影响因素及其相互作用关系基础上,从生物集聚与结构嵌套的自组织、生态要素关联及生态过程耦合、生态系统整体性及功能涌现、生态服务外溢及功效权衡、资源供给能力和环境适宜性的协同互作、自然变化和人类活动交互影响等视角,论述了生态系统质量及其稳定性演变的生态学原理,并围绕生态系统宏观格局调整、自然保护地体系建设、区域复合生态系统综合管理、退化生态系统恢复、受损生态系统重建、典型生态系统过程管理等层级,提出了提升生态系统质量及其稳定性的技术途径与管理策略。     

湖北菱科植物的数量分类研究 Ⅲ.分类性状的定量评价

用R聚类分析和主分量分析,定量研究了湖北菱科5种8变种37个形态和生态性状的变异及分类学价值。结果表明,植物体大小变异是形态演化的主要方向之一。形态演化的同时,也发生生态分化。除少数性状例外,形态演化与生态分化在相当程度上是独立的。     

我国东北地区晚更新世马科新成员 —— 奥氏马(Equus ovodovi)

马科动物自古以来就与人们的关系密切,对人类社会文明的发展产生了重大影响,马科动物的演化一直以来都是人们关注的热点. 根据化石证据,一般认为马科动物在5600万年前起源于北美洲,在距今250万年的气候转寒事件中通过白令陆桥迅速扩散到欧亚大陆.马科动物曾经非常繁盛,演化出了多种谱系,其中的一支在上新世早期演化为真马(Equ...