天然杂交与遗传渐渗对植物入侵性的影响

生物入侵给全球生态环境与社会经济都带来了严重危害, 对其入侵机制的研究非常重要。生物入侵是一个适应性进化的过程, 天然杂交与遗传渐渗可以改变外来物种对环境的适应性并提高其入侵能力, 使其进化成为入侵种。因此了解杂交-渐渗在促进生物入侵过程中的遗传作用, 将有助于我们采取有效措施来控制生物入侵及其危害。本文从杂交-渐渗对生物适应性进化和物种形成影响的角度, 阐明外来种如何通过杂交-渐渗在新的生境中改变其适应性、生存竞争能力和入侵能力。杂交-渐渗可以导致物种发生多倍体水平和同倍体水平的进化, 虽然二者的进化过程不尽相同, 但均能使杂种群体在遗传上产生较大变化, 进而影响杂种群体的适合度, 这一过程可能促使外来种在新的生境中的成功入侵进而转变为入侵种。随着转基因生物技术的迅速发展, 大量转基因作物进入环境释放和商品化种植, 具有特定功能的转基因可能通过杂交-渐渗进入野生近缘种群体, 也可能使之成为入侵性强的农田杂草, 带来难以预测的生态后果。总之, 生物入侵是一个复杂的进化和生态过程, 利用杂交-渐渗的理论来解释植物的入侵性, 仅从一个方面反映了入侵生物学的研究, 杂交-渐渗与其他理论的结合, 将从更深的层次来解释外来种的入侵机制。     

杂交-渐渗进化理论在转基因逃逸及其环境风险评价和研究中的意义

转基因作物的商品化生产和大规模环境释放, 引起了全球对生物安全问题的广泛关注和争议, 其中转基因通过花粉介导的基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种, 进而带来不同类型的环境风险就是备受争议的生物安全问题之一。有效的生物安全评价和研究能够为转基因作物的安全持久利用保驾护航。按照风险评价的原则, 对于转基因逃逸及其潜在环境风险的评价应包括两个重要步骤: (1)检测转基因向野生近缘种(包括杂草类型)群体逃逸的频率; (2)确定逃逸后的转基因能否通过遗传渐渗在野生近缘种群体中存留和扩散。杂交－渐渗是进化生物学中非常重要的科学命题和普遍的自然现象, 杂交－渐渗的进化理论与转基因逃逸及其潜在环境风险的研究和评价有密切的关系。杂交－渐渗过程往往导致物种形成、适应性进化和自然群体的濒危与灭绝, 这是因为在杂交－渐渗过程中, 不同的机制如遗传同化作用、群体湮没效应以及群体的选择性剔除效应等都会在很大程度上影响群体的进化过程。转基因通过杂交－渐渗进入野生群体, 使这一过程更加复杂化。如果转基因能提高群体的适合度, 则更有利于其渐渗速率, 从而在群体中迅速扩散并带来一定的生态后果。杂交－渐渗的进化理论和思想将有益于指导转基因逃逸及其潜在环境风险的研究和评价。     

外来植物入侵对生物多样性的影响及本地生物的进化响应

越来越多的证据表明,入侵植物能通过杂交和基冈渐渗等对本地种造成遗传侵蚀,甚至产生新的"基因型"来影响本地种的遗传多样性;通过生境片断化,改变本地种种群内和种群间的基因交流,造成近亲繁殖和遗传漂变,间接影响本地种的遗传多样性.另一方面,本地种能对入侵植物做出适应性进化响应,以减小或消除入侵植物的危害.本地种在与入侵植物的互作过程中产生了一系列的适应进化、物种形成以及灭绝事件,且这些事件不仅局限于地上生态系统,土壤牛物多样性同样受到影响,甚至也能发生进化响应.为更全面地了解外来植物入侵的生态后果和本地生物的适应潜力,本文综述了外来植物入侵对本地(地上和地下)生物(遗传)多样性的影响以及本地生物的进化响应.讨论了外来植物入侵导致的遗传和进化变化与其入侵性的关系,并提出了一些值得研究的课题.如土著种与外来种的协同进化、植物一土壤反馈调节途径和全球变化其他组分与生物入侵的关系等.     

猕猴桃属植物的cpSSR遗传多样性及其同域分布物种的杂交渐渗与同塑

同域分布的近缘物种常常发生杂交而导致种间基因渐渗, 从而对相关物种的自然居群遗传结构产生重要影响, 近缘种间的杂交渐渗已成为进化生物学和保护生物学关注的热点。本研究采用8对cpSSR引物对我国西部高原台地向中东部丘陵平原过渡地带同域重叠分布的猕猴桃属(Actinidia)7个物种的自然居群遗传多样性、居群遗传结构和同域分布种间遗传分化进行了检测。结果表明: (1)在6个多态性位点检测到18个等位基因形成的42个单倍型, 尽管各单倍型间显示了复杂的网状进化关系, 但还是具有明显的物种特异性; (2)各物种有丰富的cpSSR遗传多样性, 但种间存在较大差异, 绵毛猕猴桃(Actinidia fulvicoma var. lanata)的遗传多样性水平最高(P = 62.50%, h_T = 0.173, H_T = 0.897), 美味猕猴桃(A. deliciosa)的最低(P = 37.5％, h_T = 0.041, H_T = 0.516); (3)尽管不同物种的居群分化程度存在较大差异, 但种内居群间存在明显分化(G_ST为0.319–0.780, F_ST为0.401–0.695), 居群间的基因流不足(N_m为0.219–0.747<1); 其中以美味猕猴桃的居群遗传分化度最高(G_ST = 0.780, F_ST = 0.695); (4)遗传分化系数G_ST(unordered alleles)与N_ST(ordered alleles)无显著差异, 揭示本研究的大多数猕猴桃属物种不存在系统地理结构, 与用Mantel检验得出的居群遗传距离和地理距离不存在显著性相关的结果一致; (5)除了中华/美味猕猴桃复合体(A. chinensis / A. deliciosa complex)的湖北五峰(HW)和广西资源(GZ)两个同域复合居群外, 同域分布的物种间遗传分化强烈(F_ST为0.476–0.990), 与UPGMA聚类时多数居群按各自物种聚类的结果一致。进一步分析表明, 中华/美味猕猴桃复合体近缘种间存在明显的共祖多态性和杂交渐渗现象, 近缘种植株分布的交错程度以及是否存在亚居群结构对杂交渐渗存在着重要影响。亲缘关系较远的物种间杂交渐渗事件稀少, 但存在个别同塑事件。本研究结果有助于进一步了解猕猴桃属植物自然居群cpDNA的遗传特性和渐渗杂交进化模式, 为我国猕猴桃野生种质资源保育及可持续开发利用提供基础数据和科学依据。     

自然杂交与生物多样性保护

物种之间的杂交事件在自然界中时常发生,虽然大部分自然杂交会成为进化的盲端而被淘汰,但仍有一部分自然杂交在物种形成过程中起到很重要的作用。随着对自然杂交认识的深入,人们对其是否具有保护价值存在着较大的争议。本文从遗传多样性、物种多样性和生态系统多样性三个方面综述了自然杂交在物种进化和生态系统中的作用,认为并不是所有杂交都存在着物种逆转的危险,一些杂交事件可以增加生物多样性,提高物种的环境适应性。同时,我们结合近年来自然杂交的研究案例,提出自然杂交的保护原则:对父母本没有威胁,同时有助于提高生物多样性和环境适应性的自然杂交应该予以保护。希望该建议为国家制定物种保护法律法规和编制红色名录提供参考。     

生物多样性起源与进化研究进展

生物多样性的起源与进化是生命科学领域最重要的科学问题之一。多组学数据的积累和相关分析技术的发展, 极大地推动了人们对生物多样性起源与进化的理解和研究, 使得阐明生物进化事件发生的过程与机制成为可能。值此《生物多样性》创刊30周年之际, 本文简要回顾生物多样性起源与进化相关研究在近年来取得的重要研究进展, 以期帮助读者了解该研究方向的发展现状。过去10年中, 生物多样性起源与进化相关研究在生命之树重建、生物多样性时空分布格局、物种概念、物种形成与适应性进化以及新性状起源与多样化等方面取得了许多重要进展, 并在此基础上厘清了许多分类单元间的系统发育关系、揭示了生物多样性分布格局的部分历史成因、提出了新的物种概念和物种形成模型、阐明了新性状和新功能发生的部分分子机制。我们认为, 更精准地重建生命之树、深入挖掘基因组数据以及多学科交叉融合将是今后生物多样性研究的主要趋势。     

特有植物多样性分布格局测度方法的新进展

特有植物是生物多样性保护的重要对象,对其分布格局的研究可以为生物多样性优先保护区的确定提供重要参考.研究人员利用多种测度和分析方法,在不同地理区域对特有现象的分布格局开展了大量研究.随着分子系统学方法的不断完善及一些空间统计分析方法的引入,新的生物多样性测度方法应运而生.本文介绍了生物多样性测度方法的类型及其特点、应用现状与前景.这些测度方法的发展经历了从单一的时间或空间格局到时空格局统一的过程,具体涉及物种丰富度、谱系多样性、进化特异性以及这3种测度方法整合空间分布加权的算法.其中,谱系多样性指数(phylogenetic diversity)、谱系特有性指数(phylogenetic endemism)以及空间加权的进化特异性指数(biogeographically weighted evolutionary distinctiveness)尤其值得关注.中国特有植物分布格局的研究需要在以下4个方面进一步开展工作:(1)完善特有物种的分布格局研究;(2)加强物种的测序工作,完善谱系多样性格局的分析;(3)结合系统发育信息,揭示谱系多样性及进化历史的分布格局,进而深入开展物种p多样性和谱系p多样性的研究;(4)加强物种分布区变化的模拟,在时间维度上探讨特有现象的变化格局,为生物多样性保护提供更完善的理论支持.     

利用EST-SSR分子标记检测鹅掌楸种间渐渗杂交

引进物种常与本土近缘种间发生杂交而导致基因渐渗,进而影响本地种的遗传系统。鹅掌楸(Liriodendron chinense)为我国濒危树种之一,鹅掌楸种间杂交可配性高,近10年来随着北美鹅掌楸(L.tulipifera)的大量引种及杂交鹅掌楸的繁殖推广,鹅掌楸种间发生基因渐渗的可能性大大增加。本文以5个包含鹅掌楸、北美鹅掌楸、杂交鹅掌楸的人工混交林为实验群体,每个群体包含19–130个成年个体及60–117个自然更新小苗或半同胞子代,利用EST-SSR(simple sequence repeat based on expressed sequence tag)分子标记对各子代群体进行亲本分析,探究鹅掌楸种间自然交配方式以检测鹅掌楸种间渐渗杂交;同时,以亲子群体等位基因频率的回归系数作为渐渗系数,定量分析鹅掌楸属种间基因渐渗。结果表明:在研究的5个鹅掌楸混生群体中,均检测到种间渐渗杂交,且渐渗杂交的方向与效应大小在不同群体间有差异。研究还发现,各树种基因渐渗程度与其种群个体数有关,种群个体数越多,其渐渗能力越强。据此,我们还探讨了鹅掌楸种质资源保护策略。     

植物DNA条形码促进系统发育群落生态学发展

系统发育群落生态学是近年兴起的一个重要牛态学研究分支,它以群落生态学为基础并引入了系统发育的分析方法,全面动态地反映了群落中物种内和物种间的相互作用关系,揭示了群落格局形成的生态学过程,研究了生物多样性的形成及维持机制.巴拿马BCI(Barro Colorado Island)样地的成功例子说明,在固定样地进行长期的群落生态与系统发育研究切实可行且极具意义;DNA条形码的快速兴起对这一研究发挥着重要作用.本文先列举了群落生态与系统发育综合分析能解决的群落系统发育结构、群落生态位结构、生物地理学和性状进化等生态学问题;接着介绍了标准植物DNA条形码以及利用片段组合(rbcL+matK+trnH-psbA)进行快速物种识别和近缘种区分、精确群落系统发育关系的构建以及群落生态学研究;随后提出DNA条形码研究在类群水平上需注意两片段的条形码组合(matK+rbcL)在同属种鉴别能力上的不足,而在较大尺度群落水平上需对实验设计进行优化.DNA条形码将为探讨物种多样性及其维持机理、系统发育beta多样性以及群落水平上功能性状进化研究提供新的思路.     

小果油茶与普通油茶居群遗传结构及种间杂交渐渗

利用11对SSR引物对5个同域分布的小果油茶和普通油茶居群进行了遗传多样性、居群遗传结构,以及种间杂交渐渗的研究.结果表明:两物种的共有等位基因数为57个,占总数的96.6％;在普通油茶中仅检测到2个特异等位基因,而在小果油茶中没有检测到特异等位基因,但两物种的等位基因频率存在一定的差别.两物种的遗传多样性均较高.在物种和居群层次上,两物种的多态信息含量的变化幅度均为0.25 ～0.50,属于中度多态性.同域分布的两物种间的平均遗传分化系数为0.057,明显低于物种内异域居群间的遗传分化系数的平均值(小果油茶0.332,普通油茶0.201),也低于木本被子植物种内居群间平均水平(0.102).5个同域分布物种间基因流的平均值为10.072,明显高于物种内异域间基因流的平均值(小果油茶1.006,普通油茶1.990).UPGMA聚类结果显示,小果油茶和普通油茶之间的亲缘关系非常接近,明显存在着因杂交而产生的基因渐渗.小果油茶或许是普通油茶的一个变种.     

Embryo and Endosperm Function and Failure inSolanumSpecies and Hybrids

Although the importance of the endosperm as a food store inmany angiosperm seeds is well known, its significance duringearly embryogenesis has been neglected. In many interspecifichybrids, and in some other situations, embryos do not developfully and abort. It has often been stated that this is causedby the endosperm failing to conduct sufficient nutrients tothe embryo, but seldom has it been suggested that the endospermactively controls most of the early stages of morphogenesisof the embryo. Information gleaned from a broad survey of theliterature, combined with additional evidence presented here,obtained fromSolanum incanumand interspecific hybrids, indicatethat the endosperm is dynamic and very active in regulatingearly embryo development. This requires highly integrated geneticcontrol of rapidly changing metabolism in the endosperm. Ininterspecific hybrids, lack of coordination may cause unbalancedproduction of growth regulating substances by the endospermand hence abortion of the embryo, or even unregulated productionof nucleases and proteases resulting firstly in autolysis ofthe endosperm and then digestion of the embryo. The endospermmay thus serve to detect inappropriate hybridization of speciesor ploidy levels and so prevent waste of resources by producingseeds that would result in sterile hybrids or unthrifty subsequentgenerations. This discriminatory function of the endosperm hasdiminished during evolution and domestication of the crop plantSolanummelongenaL.Copyright 1998 Annals of Botany Company Solanum, embryo morphogenesis, endosperm, hybrid, seed development.     

Pragmatic Women and Body Politics and Maternities and Modernities: Colonial and Postcolonial Experiences in Asia and the Pacific

Pragmatic Women and Body Politics. Margaret Lock and Patricia A. Kaufert. eds. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1998. xii +364 pp.
Maternities and Modernities: Colonial and Postcolonial Experiences in Asia and the Pacific. Kalpana Ram and Margaret Jolly. eds. Cambridge, UK: Cambridge University Press, 1998. xiv. 305 pp.     

HIFs and tumors--causes and consequences

For most organisms oxygen is essential fo life. When oxygen levels drop below those required to maintain the minimum physiological oxygen requirement of an organism or tissue it is termed hypoxia. To counter act possible deleterious effects of such a state, an immediate molecular response is initiated causing adaptation responses aimed at cell survival. This response is mediated by the hypoxia-inducible factor-1 (HIF-1), which is a heterodimer consisting of an alpha- and a beta-subunit. HIF-1 alpha protein is stabilized under hypoxic conditions and therefore confers selectivity to this response. Hypoxia is characteristic of tumors, mainly because of impaired blood supply resulting from abnormal growth. Over the past few years enormous progress has been made in the attempt to understand how the activation of the physiological response to hypoxia influences neoplastic growth. In this review some aspects of HIF-1 pathway activation in tumors and the consequences for pathophysiology and treatment of neoplasia are discussed.     

Morphological and constitutional features and self-esteem in children and adolescents

Studies of human constitution and mental features are traditionally among the main concepts of anthropological research. In this research, we attempted to discover connections between morphological and constitutional features and self-esteem in children and adolescents. Such a connection was discovered in some studied age groups. The obtained results could serve as a basis for further studies in this field.     

白蚁与动物及微生物的共生类型及其机制

综述了白蚁螱客的主要种类、共生关系及相关机制的研究进展。白蚁螱客中,已报道的动物种类达170种。在与动物的共生关系中存在偏利共生（宾主共栖和异种共栖）、互利共生和无关共生三种;在与微生物的共生关系中,存在与内生菌（原生动物、细菌、真菌和放线菌）和外生菌（蚁巢伞菌等）间的互利关系。指出了白蚁与螱客研究中存在的问题,给出了解决方案,并提出了今后可能的研究热点或方向,为白蚁的综合利用（如纤维素酶）及今后研究物种间的协同进化提供了基础资料。