2015年中国微生物遗传学研究领域若干重要进展

中国微生物遗传学研究在2015年取得了重要进展。本文回顾了2015年度中国本土科研团队在微生物遗传学领域取得的若干重要科研进展,扼要介绍了若干重点论文,展示了中国科学家在本领域的学术贡献。在基础微生物遗传学领域,明确了调控基因表达的一系列重要生物大分子的组成、结构和功能,解析了微生物免疫系统识别外源核酸片段的分子基础,阐明了多个微生物来源重要活性物质的生物合成途径及新颖的酶学反应过程,发现了微生物基因表达调控的新机理,在微生物发育、进化与群体行为生物学方面也取得一定进展。在工业微生物遗传学方面,阐明了微生物制造及其分子基础。在病原微生物遗传学方面,研究了多个致病菌的遗传调控,明晰了致病菌-宿主相互作用的遗传机制,在基因组水平解析了微生物耐药、新发病原和环境微生物的遗传机理,为致病菌防控新措施的研发提供了基础。在微生物多样性与环境微生物遗传学方面,展示了利用微生物遗传多样性的特点通过催化获得特定手性的化合物具有较好应用前景,肠道微生物组学研究方兴未艾。     

中国两栖动物受威胁现状评估

为了了解我国两栖动物受威胁现状和致危因素, 进而制定相关的保护措施和开展国际合作, 本文依据中国两栖动物野生种群与生境现状, 利用《IUCN物种红色名录濒危等级和标准》(3.1版)和《IUCN物种红色名录标准在国家或地区的应用指南》(4.0版), 对中国已知的408种两栖动物的濒危状况进行了评估, 并编制了《中国两栖动物红色名录》。评估结果表明: 中国两栖动物有1种灭绝, 1种区域灭绝, 受威胁的两栖动物共计176种, 占评估物种总数的43.1%, 明显高于《IUCN濒危物种红色名录》(2015)的物种受威胁率(30.8%)。中国两栖动物特有种272种, 其中48.9%属于受威胁物种。中国两栖动物受威胁比例最高的目是有尾目(63.4%), 明显高于无尾目(39.0%); 受威胁比例最高的科是隐鳃鲵科(Cryptobranchidae) (仅有1种, 100%受威胁), 小鲵科(Hynobiidae) (86.7%)和叉舌蛙科(Dicroglossidae) (78.1%)。有11个省区的受威胁物种数占本省区两栖动物物种总数的30%及以上, 前3位分别是四川(40.8%)、广西(39.2%)和云南(37%)。中国大多数两栖动物物种分布在西南山地和华南地区, 以海拔2,000 m以下区域为主。栖息地退化或丧失、捕捉、环境污染列受威胁两栖动物致危因子的前3位。鉴于中国两栖动物区系的复杂性和独特性, 进一步加强两栖动物资源调查、种群和生境监测及相关科学研究, 仍是今后一段时期开展两栖动物多样性保护和濒危物种拯救行动的关键性基础工作。     

基于12S和16S rRNA序列的湍蛙属部分物种的系统发育关系

测定了湍蛙属 6个种共 10个种群 ,以及 4个外群种的线粒体 12S和 16SrRNA基因片段 ,比对后有94 0bp序列 ,发现 35 2个变异位点、 186个简约性位点。运用NJ法、MP法、ML法构建了系统关系树 ,各系统树一致表明内群为一单系群 ,分为两组 :第一组中 ,四川湍蛙两种群先聚合 ,再和棕点湍蛙聚为一支 ;第二组中 ,香港湍蛙和戴云湍蛙聚为一支 ,而香港大屿山离岛湍蛙种群首先与华南湍蛙相聚 ,再与武夷湍蛙构成姐妹支。研究结果表明 :香港地区增加 1种湍蛙分布 ;戴云湍蛙是一有效种 ;四川湍蛙的石棉和洪雅种群间遗传差异达到或超过其他种间的分歧水平。     

我国12种无尾类的鸣叫特征参数

分析了1 2种无尾类的求偶鸣叫特征参数,包括角蟾科(Megophryidae) 2种:峨眉角蟾(Megophrysomeimontis)、高山掌突蟾(Leptolalaxalpinus) ;雨蛙科(Hylidae) 2种:华西雨蛙(Hylaannectans)、秦岭雨蛙(H .tsinlingensis) ;树蛙科(Rhacophoridae) 5种:斑腿树蛙(Rhacophorusmegacephalus)、无声囊树蛙(R .mutus) ,宝兴树蛙(R .dugritei)、经甫树蛙(R .chenfui)、锯腿小树蛙(Philautusodontotarsus) ;蛙科(Ranidae)2种:弹琴水蛙(Hylaranaadenopleura)、沼水蛙(H .guentheri) ;姬蛙科(Microhylidae) 1种:花姬蛙(Microhylapulchra)。特征参数包括:(时域)时长和(频域)基频、主能峰、共振峰等9个。与已有的描述作了对比,发现差别较小,并简单讨论了差别出现的原因。此外,对同域分布且繁殖时间重叠的两个近缘种———宝兴树蛙和经甫树蛙的鸣叫比较发现,二者声音的9个参数除了音节间隔之外,差异都极其显著(P <0 0 0 1 ,α=0 0 5 ,two tailedtest) ,它们的鸣叫有显著差异。     

牦牛卵泡细胞及其卵母细胞不同发育时期的结构变化

采集成年母牦牛卵巢,通过光镜和电镜对牦牛卵泡及其卵母细胞不同发育时期的结构变化进行了观察。结果发现当卵母细胞被单层立方卵泡细胞包围时,微绒毛开始出现,而皮质颗粒、透明带则在包被2-4层卵泡细胞时开始出现。随着卵母细胞的继续发育,透明带增厚,微绒毛由粗短变为细长,密度增加;皮质颗粒、线粒体、滑面内质网等细胞器的数目不断增加,并逐渐移行到质膜下;在移行的过程中,皮质颗粒成团存在。在囊状卵泡中,卵母细胞皮质颗粒呈线形分布于质膜下,线粒体、滑面内质网又移向胞质中央。卵母细胞借助微绒毛穿过透明带与卵泡细胞胞质突起相联系。结果证明牦牛卵泡和卵母细胞不同发育时期的结构变化与其它哺乳动物的基本相似。     

小径竹对亚高山暗针叶林优势 树种林窗更新的影响

在亚高山岷江冷杉林中选取面积≤50m2,50~150m2,>150m2的林窗,每种类型内均包含3种小径竹盖度(≤20%、20%~50%、>50%),共调查林窗9个,并调查包含这3种小径竹盖度的三块林下对照样地,研究了该类森林林窗更新与小径竹生长的关系。结果表明:(1)无论林窗大小,林窗内的更新幼苗数量都比林下的多,林窗更新是岷江冷杉群落更新的主要途径;(2)所选林窗均为发育早期,林窗对更新树种的种类组成和数量的影响主要表现在幼苗上。糙皮桦幼树及幼苗数量随林窗面积的增加而急速增加,它的更新更需要较大的林窗;(3)不同小径竹盖度下幼苗的密度呈现显著性变化,小径竹的生长明显抑制了森林幼苗的更新及填充的进程;(4)华西箭竹的分散程度随林窗面积的增大而降低,而平均高度和基径则有增加的趋势。     

蟋蟀精子形成部分时期尾部超微结构观察

通过对黄脸油葫芦精子尾部形成过程4～10期超微结构的观察,发现该虫精子细胞发育至第6期轴丝微管束9 9 2完整形成;7、8两期精子细胞内一些高尔基体、内质网膜系统结构包绕着轴丝;第9期精子细胞及成熟精子轴丝内副微管、双微管中的A微管、中央单微管内充满小圆柱状纤维;中心粒侧体纤维状,成熟精子的线粒体衍生体内不具纵嵴;细胞质膜外不具发达的糖蛋白套。通过比较发现该虫精子与蝗总科癞蝗科精子类型比较相似,同属于原始类型精子。     

不同产地华中五味子叶表皮结构和导管分子的解剖学特征及其与环境因子的关系

在光学显微镜下观察了不同产地华中五味子(Schisandra sphenanthera Rehd.et Wils．)叶表皮结构和导管分子特征,应用多元回归方法对不同产地华中五味子的叶表皮特征及导管分子特征与环境因子的关系进行了分析。观察的指标有叶表皮特征(气孔器密度、气孔器指数、气孔器长宽、气孔器面积、气孔极区角质加厚、气孔器类型、表皮细胞垂周壁形状、分泌细胞密度及叶表面角质条纹)和导管分子特征(导管分子长度、直径、长／直径比值及穿孔板类型)。观察结果：上表皮有极少量气孔器和分泌细胞分布。在下表皮,气孔器类型为平列型和侧列型,气孔器指数为15．05％-22．53％,气孔器长59．2—74．2μm,气孔器宽37．9—46．8μm,分泌细胞密度为1．45／mm^2-3．99／mm^2。导管分子以具缘纹孔导管为主,穿孔板包含单穿孔和梯状穿孔板。导管分子长957．8—1270．2μm,导管分子直径85．0—136．7μm。随着产地的不同,华中五味子叶下表皮结构和导管分子的解剖特征有明显的差异。分析结果显示：年均气温与气孔器面积和气孔器长度,年降水量与气孔器宽度以及相对湿度与分泌细胞密度之间关系密切。随着年平均气温的升高,气孔器面积、气孔器长度呈减少的趋势,R^2值分别为0．74、0．71。随着年降水量的增加,气孔器宽呈减小的趋势,R^2值为0．64;导管分子长／直径比值增加,R^2值为0．46。相对湿度与分泌细胞密度呈正相关,R^2为0．63。     

中国大陆对叶兰属植物一新记录-日本对叶兰

报道了中国大陆对叶兰属Listera植物一新记录-日本对叶兰Listera japonica Bl.及其生境。     

半夏倒苗前后的细胞组织结构

探讨高温胁迫下半夏倒苗前后的组织学结构的变化,为揭示半夏倒苗的生物学机理提供参考依据。在半夏植株高15cm左右时,给予(32±1)℃的高温胁迫,于不同胁迫天数取半夏叶柄,经爱氏苏木精染液染色,用石蜡切片法制片,在显微镜下观察并照相。结果表明,随着高温胁迫时间的延长,半夏叶柄的维管组织结构被破坏越来越严重,细胞壁、细胞膜破裂,原生质外渗,核膜破裂,核仁溢出,有的细胞内核仁消失。