喜马红景天叶绿体基因组特征及其系统发育分析

以青藏高原特有药用植物——喜马红景天（Rhodiola himalensis）为试验材料,利用高通量测序技术对喜马红景天进行叶绿体基因组测序、组装和注释,获得完整的叶绿体基因组。结果显示：喜马红景天叶绿体基因组全长为151 074 bp,GC含量为37.8%,具有1个长单拷贝区、1个短单拷贝区和1对反向重复区的典型四分体结构,其序列长度分别为82 309、17 017、25 874 bp;叶绿体基因组共编码130个基因,其中编码蛋白的基因86个、编码tRNA的基因37个、编码rRNA的基因7个;叶绿体基因组共检测出25 513个密码子,其中编码亮氨酸（Leu）的密码子占比最大;喜马红景天IRa和IRb区的rps19和ycf1基因缺失,长单拷贝区的trnH基因收缩;喜马红景天与圣地红景天（R. sacra）亲缘关系最近;短单拷贝区域的单核苷酸多态性（SNP）变异频率最高。本研究报道了喜马红景天的叶绿体基因组,并对其进行了组装、注释和序列分析,为今后开展喜马红景天的遗传多样性研究和合理开发利用提供理论依据。     

大蹼铃蟾的两性异形

2018年6—8月,测量采自云南省昆明市金殿水库后山的71只(47♂,24♀)大蹼铃蟾Bombina maxima成体的体长、头长、头宽等15项形态特征指标并检验该物种的两性异形。结果表明:雄性平均体长为53.54 mm±1.14 mm,雌性平均体长为52.74 mm±1.45 mm,雄性与雌性平均体长比为1.015,两性异性指数为0.01;大蹼铃蟾的体长、体质量与性别之间的差异无统计学意义;除了雌性的眼间距外,其余13项形态特征与体长均有极显著相关性;以体长为协变量的协方差分析结果显示,大蹼铃蟾的头长、吻长、前臂宽、腿或后肢全长、胫长、胫宽和跗足长在两性间的差异有高度统计学意义;雄性的这7项形态特征随体长的生长速率大于雌性。性选择假说能解释大蹼铃蟾的两性异形现象。     

长兴县合溪水库集雨区苗木地不同施肥管理模式对径流磷素流失的影响

为保护主要饮用水源合溪水库水质,长兴县将合溪水库集雨区农业种植结构向苗木种植方式调整,但缺乏优化施肥管理模式。针对该问题,选取集雨区典型苗木种植地进行径流小区定位试验,设置了撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外设置植草缓冲带、条施、穴施6个处理,研究不同施肥管理模式下苗木地径流磷素流失特征,筛选最优施肥管理模式,实现最大化的削减农田磷素流失。结果表明:不同施肥管理模式下,苗木地地表径流年总磷素径流流失通量大小顺序为:撒施(对照)地膜覆盖条施穴施区外植草缓冲带秸秆覆盖,撒施(对照)、地膜覆盖、条施、穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖六种施肥管理模式下的年总磷素径流流失通量分别为:9.60、9.14、5.49、4.44、2.48、1.37 kg hm-2a-1,说明穴施、区外设置植草缓冲带和秸秆覆盖是较佳的施肥管理模式,若将其优化组合将显著消减合溪水库集雨区苗木地径流磷素流失及其对合溪水库水质的潜在影响。此外,不同施肥管理模式下,苗木地径流水样磷素流失的首要形态均为颗粒态磷,其次为溶解态磷,其中,撒施(对照)、地膜覆盖、秸秆覆盖、区外植草缓冲带、条施和穴施小区径流年均流失的颗粒态磷占流失总磷的比例分别是66.09%、70.69%、67.97%、71.63%、68.11%和67.87%。     

青海湖区芨芨草草原土壤养分对翻耕和补播措施的响应

为探究翻耕和补播导致高寒草原土壤养分垂直分布特征变化,以青藏高原青海湖区芨芨草(Achnather?um splendens)草原为实验对象,分析1958年翻耕和1990年补播两种不同的草地恢复措施对高寒草原土壤养分含量及分布特征(0~10,10~20,20~30,30~40,40~60 cm)的影响。结果表明:翻耕、补播措施下土壤有机碳和全钾含量均显著高于原生芨芨草样地(P<0.05),而不利于土壤全氮含量的恢复,两种扰动均有利于芨芨草草原土壤浅层(0~10 cm)速效磷、有机碳养分富集;翻耕后土壤有机碳、全氮和速效钾均随土层深度的增加而降低(P<0.05),全磷、全钾及土壤pH、容重在各土层间差异不显著。相比对照样地,补播导致各土层速效氮养分显著降低(P<0.01),但翻耕和补播扰动均使土壤全钾含量显著升高,深层土(40~60 cm)全氮(TN)含量显著降低(P<0.05);对照原生芨芨草样地,补播后土壤全氮与全磷含量出现显著正相关关系(P<0.05),而翻耕措施导致原有的速效磷与速效氮二者相关性不显著,两种措施均引起土壤养分与容重之间负相关性。翻耕、补播后土壤pH显著降低,扰动使土壤理化性质改变,以及表层速效养分汇集于浅层土壤,将加快土壤养分的周转,输出量增加促进了地上植被恢复,除全钾含量外,以上两种措施引起不同土层全量养分的恢复是一个极其缓慢过程。     

饰纹姬蛙的两性异形及雌性繁殖能力

用采自云南省西双版纳傣族自治州勐腊县的53只(28♂♂,25♀♀)成体饰纹姬蛙(Microhyla fissipes),测量全部个体的体长、头长、头宽、体重等16项形态特征和雌体怀卵量数据,通过独立样本t检验和协方差检验该物种所有形态特征的两性差异,进而采用线性回归方法分析雌雄成体局部形态特征与体长的相关性,以及雌性成体怀卵量与局部形态特征的相关性。结果表明,饰纹姬蛙平均体长雌性为(25.08±0.40)mm,雄性为(24.78±0.31)mm,体长和体重在雌雄两性间差异不显著(P 0.05),两性个体大小基本同形。该蛙的所有局部形态特征与体长均存在极显著正相关性(P 0.01);雌雄两性间只在头宽和前臂及手长这两个形态特征上存在显著差异(P 0.05),且随体长的增大其生长速率也存在显著差异。雌性成体的怀卵量与体长、体重、眼间距、前臂宽、胫宽和跗足长均存在显著正相关性(P 0.05),且与体重存在极显著正相关性(P 0.01)。分析认为,饰纹姬蛙成体两性异形主要表现在头宽和前臂及手长,与生存竞争中对食物的获取能力及雄性争夺交配权的成功率有关;而雌性个体可以通过增加体长和体重,相应地增加腹腔容量来提高繁殖输出,该结果符合生育力选择假说。     

视网膜水平细胞钙离子信号的调节与功能

钙离子是细胞内功能最为广泛的第二信使之一,在为数众多的细胞内信号通路中发挥作用。对细胞内钙离子分布、调控及功能的研究是我们了解细胞生理的重要途径。本文基于我们实验室对视网膜的研究工作,介绍了视网膜水平细胞中钙离子信号的调控与生理功能。     

青藏高原特有种-藏扇穗茅叶绿体基因组测序及序列分析

藏扇穗茅（Littledalea tibetica）是禾本科（Poaceae）雀麦族（Bromeae）中一个具有重要生态价值的多年生高山特有种,主要分布于青藏高原及其毗邻地区。本文采用基于第二代高通量测序平台的Illumina MiSeq技术,对青藏高原特有种—藏扇穗茅进行了叶绿体基因组测序,首次建立了雀麦族物种的标准测序流程;同时,以其近缘物种—黑麦草（Lolium perenne）的叶绿体基因组序列作为参考,组装获得它的叶绿体基因组序列。结果表明,藏扇穗茅叶绿体基因组序列全长136 852 bp,GC含量为38.5%,呈典型的四段式结构,其中大（LSC）、小（SSC）单拷贝区大小分别为80 970和12 876 bp,反向互补重复区（IR）大小为21 503 bp,共注释得到141个基因,包含95个蛋白编码基因、38个tRNA基因和8个rRNA基因,主要分布于大单拷贝区和小单拷贝区。同时,基于藏扇穗茅和其它30种禾本科植物叶绿体基因全序列构建的系统发育树显示,藏扇穗茅与早熟禾亚科中小麦族植物亲缘关系较近。     

根据广义形态性状和nrDNA ITS序列试论长颖固沙草的归并

固沙草属是禾本科中一个具有重要经济价值的高山特有属,共记载6个物种,它们均具有较强的抗逆特性,是农业良种繁育、畜牧业牧草改良利用的重要资源;并且,固沙草属物种形态差异不显著,种间界限较模糊。本研究通过广义形态性状的观测、统计和分析,同时结合核基因组ITS片段的研究,系统探讨了长颖固沙草、固沙草和鸡爪草3个近缘物种的主要形态性状和分子序列的差异,旨在评判长颖固沙草的系统分类归属。研究表明,在广义形态性状上长颖固沙草与固沙草差异甚小,难以进行区分,但与鸡爪草差异明显,是典型的种间关系;从基于ITS序列构建的系统发育树看,3个物种中只形成两个比较明显的遗传分支,一个分支是由长颖固沙草和与固沙草所测个体构成,另一分支仅由鸡爪草所测个体组成,并且分支的靴带支持率高达100%。故本研究认为,长颖固沙草与固沙草应是同一个物种,长颖固沙草应作为固沙草的异名处理。     

多巴胺对鲫鱼视网膜H1型水平细胞上电压门控钙离子通道的调控特性

利用细胞内的钙离子成像技术,研究了多巴胺对鲫鱼视网膜H1型水平细胞上L型电压门控钙离子通道的调控特性。研究发现,在不同胞外pH(6.8、7.4、8.0)条件下,不同浓度多巴胺(50和500μmol/L、1 mmol/L)对L型电压门控钙离子通道均具有上调作用。50μmol/L多巴胺在不同pH下的上调程度没有显著性差异;高浓度多巴胺(500μmol/L和1 mmol/L)在pH8.0条件下比pH6.8和7.4条件下具有更显著的上调作用。这些结果表明,在鲫鱼视网膜H1型水平细胞上,多巴胺对电压门控钙离子通道的调控与胞外pH环境密切相关。在光照情况下,L型电压门控钙离子通道活性被相对高浓度多巴胺上调,并被胞外碱性环境协同增强。这种协同增强效应有助于阐明视网膜对光反应的信息传递机制。     

青藏高原特有属——固沙草属表型变异及其对环境因子的响应

该研究通过测量固沙草属(Orinus)3个物种(青海固沙草、固沙草和居间固沙草)的40个天然居群145个个体的22个表型性状,依据VIF膨胀系数筛选得到年平均降雨(MAP)等9个气候因子和海拔等因子,并采用冗余分析(db-RDA)考察不同物种、不同居群植物表型多样性与多元地理气候环境的关系,探讨该属植物表型多样性驱动机理。结果显示:(1)基于22个植物表型性状,固沙草属天然居群在组内最小方差(Ward)55时可归为2类,居群间表型性状不存在显著的空间自相关性(P 0.05),植物表型多样性高(Shannon-Wiener index,H:1.045～2.734),17个定量的表型性状变异系数(CV)平均值47.84%,而居群间小穗颜色多样性最低(H:0.170),证明固沙草属植物表型性状具有独特的环境响应模式。(2)巢式方差分析显示,固沙草属植物表型在居群间和居群内均存在丰富的变异(F 10,P0.01),旗叶、颖片和外稃分别是主成分分析中表型总变异的重要组成部分,表型分化系数居群间变异(71.10%)大于居群内(28.90%),固沙草属植物表型变异来源于居群间。(3)冗余分析结果表明,海拔(ALT)和年平均风速(Wind)是决定青海固沙草(O.kokonoricus)和固沙草(O.thoroldii)居群间表型差异性的主要影响因子;极端气候条件[最冷季平均温度(Bio9)和最干季降雨量(Bio14)]对固沙草居群间表型相似性起促进作用,相反干燥度指数(AI)与水气压(Vapr)对其差异性起促进作用;居间固沙草(O.intermedius)居群间表型差异受年均降雨(MAP)、潜在蒸散(PET)和水气压(Vapr)影响。研究认为,固沙草属植物天然居群之间表型变异反映出明显的地理气候变化趋势,这些表型变异是高山植物环境适应性的重要标志。