黄河上游花斑裸鲤Cytb基因的序列变异和遗传多样性

花斑裸鲤(Gymncypris eckloni)主要分布于黄河上游高原宽符河段深水缓流处或静水湖泊中,在高原淡水生态系统的食物链中具有重要的地位.本文获得了黄河上游仡斑裸鲤5个种群共68个个体线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b基因的全序列(1140bp),分析了序列变异和种群遗传多样性.68个序列经比对后,发现30个(2.63%)多态性位点,共定义了18个单倍型.结果显示,花斑裸鲤种群单倍型多样度和核苷酸多样度均低于其它鲤科鱼类,这可能与青藏高原经所经历的地质变迁和古气候环境的改变有关,由此生活在高原水域中的鱼类或多或少经历过瓶颈效应.AMOVA分析结果显示,遗传差异主要发生在种群之内,而不是来自不同地理组群问或组群内种群间.单倍型网络图和系统发育分析均没有显示出单倍型与地理位置的对应关系,提示黄河上游花斑裸鲤自然种群未出现分化,应作为一个整体进行保护.单倍犁歧点分布呈现为单峰以及中性检验Fu's Fs (-15.3400,P＜0.001)和Tajima's D(-0.6254.P=0.3080)结果综合表明,花斑裸鲤可能经历过近期的种群扩张事件.     

海马-前额叶神经回路与工作记忆

学习和记忆是神经科学研究的热点。已证实大脑中的海马、前额叶和海马−前额叶回路均参与工作记忆功能。本文对海马−前额叶回路的解剖和生理特性以及海马、前额叶和海马−前额叶回路在工作记忆中的作用的研究进展做一概述。     

黄河裸裂尻鱼五种群mtDNA控制区的遗传结构

黄河裸裂尻鱼（Schizopygopsis pylzovi）主要分布于青藏高原东北部兰州以上黄河干支流水系和高原北部柴达木内流水系,由于其对高原特殊生境表现出独特的适应性而受研究者关注。本文采用聚合酶链式反应（PCR）和直接测序的方法获得了一个分布于柴达木内流水系种群和四个黄河支流种群共99条个体的线粒体DNA（mtDNA）控制区（D-100p）821bp核苷酸的序列,探讨了其种群遗传结构和分化。99条个体的序列经比对后,发现77个（9．37％）多态性位点,共定义了53个单倍型,其中有一个单倍型（DT12）为两个种群（大通种群和互助种群）所共享,其余52个单倍型均为某个种群所特有。遗传多样性分析表明,柴达木种群的单倍型多样度（h=0．79±0．06）和核苷酸多样度（π=0．0027±0．0017）均略低于黄河支流各种群。AMOVA分析结果显示,遗传差异主要发生在种群之内,占75．39％,而小同水系的种群间只有24．61％,各种群间成对的Fst及遗传距离均表明种群间出现了一定程度的种群分化,但系统进化树最示出一种混杂的单倍型分布格局,提示青藏高原东北部地质事件所造成的水系间的隔离形成较晚。单倍型歧点分布呈现为单峰以及中性检验Tajima的D（-1．497,P=0．058）和Fu的Fs（-24．741,P=0．001）结果综合表明,黄河裸裂尻鱼在青藏高原隆升过程中曾经历过近期的种群扩张事件[动物学报54（6）：972—980,2008]。     

千岛湖岛屿化对社鼠的肥满度之影响

2008年5月以夹夜法对千岛湖区部分岛屿开展小型兽类种群数量调查,对其间捕获的优势鼠种——社鼠（Niviventer confucianus）进行解剖观察以及相应的测量,计算其肥满度指标K值（K=100W/L³）;同时对岛屿化环境下,社鼠的肥满度与性别、年龄、生境类型、岛屿面积和捕获率等生态因子的关系进行了研究。结果显示：岛屿化对社鼠两性之间的肥满度产生影响,其差异程度由大型岛屿的显著差异（P=0.015）至中小型岛屿的无显著差异（中：P=0.063;小：P=0.288）;年龄组间,除个别相邻年龄组差异显著（大：♂,I与II,P=0.042;中：♀和♂皆为II与III,P=0.013和P=0.044）或极显著（大：♀,III与IV,P=0.000）外,其余均未达到显著水平（P>0.05）。社鼠肥满度年龄组间的变化主要与其自身生理特征变化有关,与岛屿化关系不明显;岛屿的隔离作用,致使不同类型岛屿上的植被优势种及丰富度存在明显差异,从而影响到社鼠的肥满度差异;各岛捕获率所示的社鼠种群的相对数量与其肥满度并无显著相关性（Pearson-test,♀,r=−0.226,P=0.437;♂,r=−0.019,P=0.949）,岛屿化对其种群数量不产生影响;不同面积岛屿之间社鼠的肥满度差异极显著（P=0.000）,且肥满度均值与岛屿面积呈显著正相关（Pearson test,r=0.561,P=0.037）,岛屿面积不同,对社鼠的肥满度之变化产生影响。总之,千岛湖岛屿社鼠的肥满度差异的产生,除了性别、年龄等因素外,与岛屿的面积、生境及种群压力有直接或间接的关系,从侧面也反映了社鼠对岛屿环境的适应性。     

三种沼虾的COI基因序列变异及其分类地位探讨

罗氏沼虾(Macrobrachium rosenbergii)和日本沼虾(M. nipponense)已经在我国得到广泛的养殖,产生巨大的经济效益。祁连沼虾（M. qilianensis）是自然分布在我国甘肃省的土著虾种,因其外部形态符合沼虾属的特征,而被前人归入沼虾属。为了从分子生物学的角度理解罗氏沼虾、日本沼虾与祁连沼虾的遗传差异,为合理开发和利用沼虾资源提供理论基础,作者对这3种沼虾的线粒体COI基因序列进行研究。从甘肃、浙江等地分别采集这三种沼虾的样本各10尾,共30尾,其中祁连沼虾是野生样本,而罗氏沼虾和日本沼虾都是养殖样本。通过PCR方法扩增线粒体COI基因,并测序。通过比对,获得一致序列649 bp。在30个样本中共检测到169个变异位点,占总变异的26.04%;共检测到7种单倍型。 3种沼虾的核苷酸多态性分别为：罗氏沼虾0.411%、日本沼虾0.092%、祁连沼虾0.031%。野生的祁连沼虾遗传多样性远远低于养殖的罗氏沼虾和日本沼虾。三种沼虾单倍型之间的Kimura双参数遗传距离在19.87%~23.84%,三者之间的遗传距离较大,提示三者均为有效种。为进一步确定这三种沼虾在长臂虾科的分类地位, 我们从NCBI数据库中下载了长臂虾科的其它种类的COI序列进行系统发生分析。用NJ法构建的分子系统树显示：日本沼虾和罗氏沼虾与沼虾属的其它种类聚成一枝,而祁连沼虾与同亚科的脊尾白虾（Exopalaemon carinicauda）和长角长臂虾（Palaemon debilis）较沼虾属另10种虾的遗传距离近,即祁连沼虾与白虾属及长臂虾属聚成另一枝。因此,COI序列的结果不支持祁连沼虾归入沼虾属。但其分类地位应该综合多方面证据重新进行分析确定。     

几何形态测量法结合Micro CT扫描对两水系花斑裸鲤的形态分析

研究采用现代几何形态测量法并结合Micro CT扫描技术对两水系(黄河上游与柴达木水系格尔木河)花斑裸鲤(Gymnocypris eckloni Herzenstein)的形态进行定量分析, 讨论两水系花斑裸鲤是否存在先前研究未能发现的形态差异。结果显示: 花斑裸鲤的两个地理种群在基于其头部形态轮廓二维坐标的主成分分析和判别分析的结果均聚在一起, 这与之前文献记载的两水系花斑裸鲤的形态学特征相一致, 并且对两水系花斑裸鲤进行的典型变量分析也同样支持这一结果; 对花斑裸鲤两个地理种群背鳍支鳍骨插入椎骨间的相对位置这一形态特征进行卡方检验, 结果表明在骨骼这一更具分类学意义的形态特征上表现出显著性差异。通过对花斑裸鲤两个地理种群的几何形态与Micro CT扫描, 准确定量地分析了两水系花斑裸鲤形态上的异同, 为正确评价两水系花斑裸鲤真实的演化关系奠定了形态学基础。     

南门峡裂腹鱼亚科鱼类形态相似种的分类学地位——形态趋同进化实例

受高原抬升所致的水系变迁及人类活动的影响,分布于南门峡河流的裂腹鱼亚科鱼类与黄河干支流种群间的基因交流受到长期限制。作为孤立小群体,探讨其分类学地位及其在小生境中的进化机制对了解青藏高原鱼类多样性和物种的形成、进化具有重要意义。本文采用聚合酶链式反应(PCR)和直接测序方法获得了南门峡裂腹鱼亚科鱼类(n=29)及其近缘种(n=19)共48个个体的线粒体DNA(mtDNA)细胞色素b(cytb)基因的全序列(1140bp),并以厚唇裸重鱼和尖裸鲤为外群构建了MP和Bayesian系统进化树。南门峡裂腹鱼亚科鱼类29个个体的序列经排序后,发现有100个(8·77%)多态性位点,共定义了16个单倍型,在系统进化树上分布于截然不同的两个族群中。其中5个单倍型(NMX3、6、7、13、15)与其近缘种花斑裸鲤和青海湖裸鲤形成单系群(MP99%,Bayesian98%),而其余11个单倍型(NMX1、2、4、5、8、9、10、11、12、14、16)与黄河干支流的黄河裸裂尻鱼形成另一个单系群(MP99%,Bayesian99%)。序列差异分析显示,分布于不同族群的南门峡裂腹鱼亚科鱼类之间存在较大的碱基差异(平均为7·42%),显示出种间差异水平,表明分布于南门峡河流的裂腹鱼亚科鱼类可能是花斑裸鲤和黄河裸裂尻鱼形态相似种的复合体。结合青藏高原隆升所致的气候环境变化和高原北部水系变迁的事件,推断形态趋同进化可能导致了南门峡河流裂腹鱼亚科鱼类形态相似种的共存,而小生境自然选择压力是引发适应性形态趋同进化的主要原因。     

snthr-1Bao稀毛小鼠突变基因的精确定位及克隆鉴定

snthr^-1Bao稀毛小鼠是本实验室培育的呈单基因隐性遗传的突变系小鼠,突变基因已被初步定位于第9号染色体末端;为了精确定位并鉴定snthr^-1Bao稀毛小鼠的突变基因,将(C57BL/6J×snthr^-1Bao)F₁代互交繁殖F₂代小鼠4 400余只,其中稀毛小鼠1 100只,并在2个微卫星、35个可能的简单序列重复标记（simple sequence repeat,SSR）及3个酶切扩增多态性序列（c1eaved amplified polymorphic sequences,CAPS）标记中找到4个合适的基因组标记。利用这些标记及F₂代稀毛小鼠将突变基因精确定位到第9号染色体距着丝粒117.763 kb及119.129 kb之间1.367 Mb的范围内,在其间的21个基因中确定Plcd1为稀毛突变的强力候选基因。通过对基因组的直接测序,发现snthr^-1Bao稀毛小鼠基因组上有一个14 883 bp的缺失,这一缺失包含了Plcd1基因的4—15号外显子及Vill基因的10—19号外显子。推测极可能是Plcd1基因缺失导致snthr^-1Bao小鼠出现稀毛表型。     

排放通量

CH₄在温室效应中起着重要作用,为估算中亚热带CH₄的源汇现状,评价森林生态系统对温室效应的影响,采用静态箱-气相色谱法研究了千烟洲红壤丘陵区人工针叶林的土壤CH₄ 排放通量特征及水热因子对其的影响。对2004年9月～2005年12月期间的观测结果分析表明 ：千烟洲人工针叶林土壤总体表现为大气CH₄的吸收汇,原状林地土壤(Forest soil)情况下,CH₄通量的变化为7.67～-67.17μg•m^-2•h^-1,平均为-15.53μg•m^-2•h^-1;无凋落物处理(Litter-free)情况下,CH₄通量的变化是9.31～-90.36 μg•m^-2•h^-1,平均为-16.53μg•m^-2•h^-1。 二者对土壤CH₄的吸收表现出明显的季节变化规律,秋>夏>冬>春,但无凋落物处理CH₄变化幅度较原状林地土壤大,无凋落物处理吸收高峰出现在10月,最低值出现在翌年3月,原状林地土壤则分别在9月和翌年2月,均提前1个月。对土壤CH₄吸收通量与温度和湿度的相关分析表明： 无论是原状林地土壤还是无凋落物处理情况下,土壤CH₄通量都与地下5 cm的温度和湿度相关性最高。偏相关分析反映了不同季节水热配置对土壤吸收CH₄通量的影响：冬季为12月～翌年2月,温度起主要作用;雨季3～6月,温度作用为主,随着温度的升高而升高,水分作用微弱;7～8月,CH₄吸收通量随着湿度的降低而增加,但高温限制了CH₄的吸收;秋季（9～11月）水热配置适宜,CH₄通量达到高峰值。总之,CH₄吸收通量随着温度的升高和 湿度的降低而增大,但温度过高会抑制其吸收。     

阳光紫外辐射对室内水培发状念珠藻生理特性的影响

发状念珠藻（Nostoc flagelliforme Bornet & Flahault）是一种重要的陆生经济蓝藻,室内培育出的原植体如何适应阳光辐射的问题尚需探讨。为此,作者将室内水培发菜置于阳光下培养,测定了其生长、有效光化学效率（F/Fm΄）和色素的变化。结果表明,较高的可见光（PAR,395－700 nm）和紫外辐射（UVR,280－395 nm）均导致水培发菜的F/Fm΄下降。第1天中午,PAR和UVR分别使F/Fm΄下降了54％和13％;傍晚,F/Fm΄有部分恢复。UVR对发菜适应阳光2d后的生长无负面作用。发菜在适应全阳光辐射期间,紫外吸收物质（Scytonemin和Mycosporine-like amino acids）含量不断增加,9d后,分别增加了124倍和9倍。这些紫外吸收物质的增加对发菜细胞降低光抑制,适应阳光辐射,起到了重要作用。本研究的结果可为水培发菜室外培养方法的建立提供一定的理论依据。     

黄河裸裂尻鱼群体遗传结构和Cyt b序列变异

测定了来自黄河上游和柴达木盆地托索湖的裸裂尻鱼共16个个体的Cytb基因全序列(1141bp),探讨了种群结构和遗传多样性。用MEGA2.1软件分析了碱基组成和序列变异;以青海湖裸鲤、花斑裸鲤和极边扁咽齿鱼为外类群,用PAUP*4.0b10程序构建了单倍型NJ树;用Arlequin Ver.2000程序计算了群体间遗传变异值(Fst)和Nm值以及群体分化概率值。结果显示,来自柴达木水系托索湖的裸裂尻鱼没有形成单系群,Fst=0.204(P0.05),Nm=1.95。初步判断,黄河和柴达木水系托索湖的裸裂尻鱼未显著分化,支持将柴达木裸裂尻鱼(Schizopygopsis kessleri)归并入黄河裸裂尻鱼(Schizopygopsis pylzovi)的形态学结果。两种群核苷酸多样度()分别为0.0012和0.0026,表现为较低水平。根据校正的分子钟推测,黄河和托索湖裸裂尻鱼群体分歧时间为距今7万年左右的更新世末期,结合地理分布的资料和古地质事件,对黄河裸裂尻鱼群体分布水系间的历史联系进行了分析。       

黄河上游极边扁咽齿鱼种群遗传结构

极边扁咽齿鱼Platypharodon extremus是黄河上游的特有鱼类,近年来由于过度捕捞、环境变迁等因素,其资源量剧减,种群处于濒危状态。研究中采集了分布于黄河上游的3个种群（n=107）,基于线粒体DNA控制区695bp序列,共检测到101个可变位点,占总分析位点的14.5%,其中58个为简约信息位点。3种群共界定了87个单倍型,种群平均单倍型多样性h=0.995,核苷酸多样性π=0.0129。结果表明,极边扁咽齿鱼的种群遗传多样性水平较高。分子方差分析（AMOVA）表明,3群体间总遗传分化系数Fst=0.0528,群体间尚未有显著的遗传分化。系统发生树显示3种群的单倍型混合分布,各进化枝之间分歧度很低,没有形成明显的单倍型组,也没有显示出单倍型与地理位置的对应关系。3个群体共享1个单倍型（Hap₃1）,推测它们来自于共同的祖先。歧点分布和Fu’Fs中性检测显示极边扁咽齿鱼并未经历种群扩张。     

黄河上游流域生态系统服务变化及其权衡协同关系

黄河上游是我国重要的生态屏障和生态功能区,研究其生态系统服务的时空演化及其权衡协同关系对实现黄河流域生态保护和高质量发展具有重要意义。基于土地利用、土壤、气象等数据,借助InVEST模型、相关性分析以及空间自相关分析等方法,定量分析了2000-2020年黄河上游生态系统服务的时空演化特征及其权衡与协同关系。结果表明:(1)黄河上游各项生态系统服务整体表现为"西南高,东北低"的分布格局,高值区主要分布于流域西南部,低值区主要分布于流域东北部;(2)研究期内,黄河上游各项生态系统服务均呈现波动变化的趋势,产水量和土壤保持呈现整体减少趋势,生境质量与碳储量呈现增加的趋势;(3)各项生态系统服务两两之间均存在不同程度的相关关系,产水量与生境质量、碳储量呈现此消彼长的权衡关系,产水量-土壤保持、生境质量-碳储量与土壤保持-碳储量之间呈现协同关系;(4)在空间分布格局上,各项生态系统服务间的权衡与协同关系表现出显著的空间异质性与尺度效应,不同分区之间差异较大。本文可为科学管理区域生态系统,促进流域可持续发展提供参考。     

区域协同视角下黄河流域生态安全格局构建

近些年黄河治理卓有成效,但因黄河生态底子薄弱,还存在生物多样性降低、生态系统不稳定和退化等问题。以区域协同视角构建黄河流域生态安全格局,主要贡献在于融合生态、经济和社会层面的集成数据为基础,从自然环境(地)、人类活动(人)和地物阻隔(人地耦合)三方面构建流域综合阻力评价体系,提出一个在黄河全流域地区构建生态安全格局的新框架。具体内容包括:①基于形态学空间格局和景观连通性进行黄河流域生态源地识别;②从自然环境、人类活动和地物阻隔三方面构建流域综合阻力评价体系,并对黄河流域生态安全进行分级;③结合最小累积阻力模型进行黄河流域生态廊道提取及战略点识别。结果表明黄河流域生态源地斑块数量为75个,面积为23.13万km²,占流域总面积的29.09%;流域高度安全区域面积为17.83万km²、中度安全区域面积为27.83万km²、较低与低安全区域面积为33.84万km²,占流域总面积的比例分别为22.43%、35.00%和42.57%;流域具有94条生态廊道,平均长度为37503 m,主要用地类型为草地和森林;流域生态战略点共有12个,主要分布于黄河流域东部,阻力值相对较高,容易成为影响黄河流域连通性的"瓶颈"。最后探讨生态安全格局构建对黄河流域整体生态保护以及现有《黄河流域生态环境保护规划》的影响,并从利用水资源评估体系优化生态源地的识别、基于电路理论结合指示性物种的迁移优化生态廊道和战略点识别,提出未来黄河流域生态安全格局优化建议,以期为构建面向流域国土空间生态修复的黄河流域资源时空配置,提供评价与优化的策略和方法;同时也为协同推动黄河流域经济高质量发展和生态环境高水平保护,提供有效保证。     

黄河流域植被格局变化对水分利用效率的影响

黄河流域横跨3个气候带,是全球人类活动最为强烈的地区之一,特殊的地理位置和复杂的下垫面导致其碳-水循环过程较为复杂。研究黄河流域碳水循环不仅是区域水资源利用的基础,也是实现气候变化条件下双碳目标的关键。水分利用效率(WUE)作为表征碳水过程的重要指标,可用于反映生态系统碳水耦合规律及其相互作用关系。基于此,利用全球陆表特征参量数据(GLASS)的净初级生产力(NPP)和蒸散(ET)产品以及中国逐年土地利用与覆盖数据集(CLUD-A),分析了黄河流域植被格局变化背景下WUE在1990—2018年的时空变化特征及其驱动力。结果表明：(1)黄河流域全域WUE在29 a的均值处在0.18—1.53 g C/kg H₂O之间,存在明显的空间异质性,上游地区WUE明显高于中下游地区,分别在0.66—0.92 g C/kg H₂O和0.43—0.62 g C/kg H₂O之间波动,二者均存在波动上升态势。(2)黄河流域全域WUE在以2000年为中间点的10 a的增速达到近29 a的峰值,流域植被格局变化所带来的流域内NPP与ET变化速...     

黄河流域可持续发展评估及协同发展策略

作为我国重要的生态屏障和经济带,黄河流域生态保护和高质量发展是我国的重大战略需求。目前,黄河流域水资源利用效率较低、水资源配置不甚合理等问题,阻碍了流域整体的可持续发展。以黄河流域上、中、下游9个省份作为研究对象,引入目标间均衡度这一新的评估方法,通过分析上中下游在可持续发展目标达成状况、发展路径、对黄河水资源的依赖程度和工农业用水效率等方面的差异,探讨了基于水资源优化利用的协同发展策略。研究结果表明：(1)2000—2015年间,黄河九省的可持续发展指数都有了显著提高,在不考虑各可持续发展目标间的均衡度时,中下游地区的可持续发展状况显著优于上游地区,考虑均衡度后则未发现显著差异;(2)忽略均衡度对评估结果带来的偏差也体现在省级层面上,如宁夏和山西在不考虑均衡度时都被认为取得了良好的发展,但实际上两者的发展主要体现在少部分目标上,和环境保护相关的部分目标反而出现了退步,这说明不考虑均衡度可能会高估可持续发展目标达成度;(3)黄河流域上中下游均有对黄河水资源较为依赖的省份,这些省份间工农业用水量和用水效率等存在较大差异,总体来看,上游地区用水效率较低,中下游地区用水效率较高;(4)取水量...     

中国大鲵四种群的遗传结构和地理分化

为了确定栖息地的破碎化和片断化引起中国大鲵的地理分化和遗传结构变异,本文测定了来自广西、河南、陕西和湖南4个地理种群的28条大鲵的mtDNAD loop基因全序列。根据这4个地理种群的地理分布,分成珠江单元(广西种群)、黄河单元(河南种群)和长江单元(湖南和陕西种群)。通过ClustalX、MEGA2.0、DnaSP4.0、Arlequin1.1分析发现,全序列长度为771bp,其中64个多态性核苷酸变异位点,占全部碱基数的8.26%。转换和颠换分别为6和2个,插入/缺失11个。27个单倍型间的序列差异平均为1.32%。3个单元的单倍型多样性指数和核苷酸多样性指数值都偏低,而且珠江单元的这两个指数值都低于长江和黄河两个单元。珠江单元和黄河、长江单元之间分化程度显著(P<0.001),而长江和黄河单元之间差异不显著(P>0.05)。地理单元内分化程度占99.31%,而单元间只有0.69%,表明遗传差异主要发生在单元内,而且各地理单元之间的基因流较频繁。构建的NJ树和MP树显示,27个单倍型呈现一种混杂的分布格局,并未分成代表3个地理单元的聚合群。     

POPULATION GENETIC STRUCTURE OF FINLESS PORPOISES, NEOPHOCAENA PHOCAENOIDES, IN CHINESE WATERS, INFERRED FROM MITOCHONDRIAL CONTROL REGION SEQUENCES

Seven hundred and twenty base pairs (bp) of the mitochondrial control region from 73 finless porpoises, Neophocaena phocaenoides , in Chinese waters were sequenced. Thirteen variable sites were determined and 17 haplotypes were defined. Of these, 5 and 7 were found only in the Yellow Sea population and the South China Sea population, respectively, whereas no specific haplo-type was found in the Yangtze River population. Phylogenetic analyses using NJ and ML algorithm did not divide the haplotypes into monophyletic clades representing recognized geographic populations of finless porpoises in Chinese waters, suggesting the existence of migration and gene flow among populations. Analysis of molecular variance showed the obvious population genetic structure (φ_st= 0.41, P < 0.05); however, the structure was mainly between either the Yangtze River population or the Yellow Sea population and the South China Sea population. The genetic diversity (nucleotide diversity and haplotypic diversity) of the Yellow Sea population was significantly higher than those of the Yangtze River population and the South China Sea population, suggesting the relatively later divergence of the latter two populations and supporting the Yellow Sea population as the original center of Neophocaena .