“一带一路”地区生态系统服务关系的时空分异与区域响应

"一带一路"沿线多数发展中国家地处生态脆弱区,土地资源空间配置亟待优化。研究生态系统服务间的相互关系可以为土地利用决策提供定量化支持,但该关系在不同地域的表现形式有较大的差异性。基于InVEST模型,评估"一带一路"区域2000、2005、2010和2015年土壤保持、产水量、碳固定和生境质量4种生态系统服务时空变化,通过相关性分析和局部空间自相关分析等方法识别生态系统服务相互关系,以及其对不同地域特征变量的响应。就区域整体而言,土壤保持、产水量、碳固定和生境质量呈现中亚和西亚为一致低值区,而高值区分布不一致的空间格局;生态系统服务之间均呈显著协同关系,但冷热点格局的区域异质性显著。在生态区单元中,泰加林、温带草原和灌木的多种生态系统服务间为权衡关系;在国家单元中,生态系统服务间协同与权衡关系并存。产水量与碳固定间的协同关系对人口分布有良好的响应,而土壤保持与碳固定对人口分布的响应不明显。定量化评估生态系统服务及权衡关系,为区域土地资源优化配置提供依据,研究结果也为"一带一路"地区沿线国家间生态保护合作提供空间指引。     

景观基因组学的研究进展及其在害虫综合治理中的应用

随着测序技术和生物信息学的快速发展,昆虫基因组学及其相关研究成果与日俱增。把农田景观要素嵌入基因组结构、适应性遗传变异和基因功能的研究,揭示在特定景观背景下害虫适应性和致害性的分子机理,是景观基因组学与害虫治理研究的新领域。景观基因组学是景观生态学与种群基因组学的交叉学科,旨在探究生物对所处环境适应性的遗传基础;研究重点是在环境因子的选择作用下,考察和分析物种的适应性进化及群体之间的基因流和遗传漂变;研究方法可以概括为空间采样策略的设计、分子标记的使用、数据的采集与分析。本文概述了景观基因组学的研究现状,包括近年来的主要研究发现和成果,并进一步阐述了景观基因组学在昆虫抗药性治理、保护性生物防控、全球气候变化背景下的害虫综合治理等方面的应用及前景,旨在促进更加有效地开展可持续的害虫综合治理,减少化学农药的使用,促进作物安全生产。     

不断进化的生物传感器

在生物传感器市场中占据最大份额的血糖值传感器家族中，低侵袭性产品以及扩大了测定范围的新产品相继问世。企业通过开发能受到逐年增加的糖尿病患者欢迎的产品，来提高产品的市场份额。其中，日益重要的开发课题是低侵袭化技术。如果血糖能用间接的方法来测定，那么也可以应用于健康管理。本专题将以血糖值传感器的技术革新为模型，来展望生物传感器的未来前景。     

苔藓植物光合作用荧光光谱和动力学荧光的比较

本文首次比较了光合作用的荧光光谱和荧光动力学在苔藓植物的原始种类和进化种类之间的异同。原始的和进化的苔藓植物具有发射波长相同的室温荧光光谱,其发射高峰位于686-690nm(来自光系统Ⅱ)和736-740nm(来自光系统Ⅰ)。 而它们的低温(77K)荧光光谱有三个发射峰：F_687-689和F_697-699来自光系统Ⅱ,F_723-734来自光系统I。 前两个峰在原始的和进化的种类中基本相同。 按第三个发射峰可把被测的苔藓植物分为两组：发射峰在725nm左右的有细牛毛藓、长肋对齿藓、对齿藓、斜叶芦荟藓、密集匍灯藓和地钱,它们是较原始的藓类和较进化的苔类;发射峰在732nm左右的有细枝羽藓、东亚金灰藓、鼠尾藓、鳞叶藓、粗枝藓和美灰藓等较进化的藓类,也有较原始的钝叶匍灯藓。已知光系统I核心复合物CPI的77K荧光发射峰在722nm,而CPIa(核心复合物与外周天线复合物)和LHC-I(外周天线复合物)的发射峰在730nm。这说明在苔藓植物进化过程中,光系统Ⅱ比较保守;而光系统Ⅰ有所变化,原始的藓类主要含有光系统Ⅰ核心复合物,而较进化的藓类才含有较完善的外周天线复合物。光合作用荧光动力学分析表明,在原始藓类和地钱中具有较低的光系统Ⅱ活性、光系统Ⅱ的原初光能转换效率、光合碳同化和潜在的光合量子转换效率;而较进化的具有较高的活性和效率。 但是,原始的密集匍灯藓也具有较高的活性和效率,而进化的美灰藓却具有较低的活性和效率。这可能表明这两种植物是由原始向进化发展过程中的中间类型。     

云南酸性土壤中度嗜酸链霉菌的多样性

[目的]了解酸性土壤环境里中度嗜酸链霉菌的多样性,调查其物种资源.[方法]用分散和差速离心法及选择性分离培养基从14份云南酸性土壤样品中分离到367株具有链霉菌培养特征的放线菌,并进行了颜色分群.从各颜色类群中选取代表菌株共97株,通过显微形态观察和pH梯度生长实验确定其中的中度嗜酸链霉菌.进一步从中筛选出16株中度嗜酸链霉菌代表菌株,进行16SrRNA基因序列的相似性和系统发育分析,并结合基因组DNA-DNA相关性数据.[结果]分离菌株归为12同的颜色类群,其中80%属于中度嗜酸链霉菌,其代表菌株在系统发育树上形成了8个距离较远且与已知种不同的进化分枝,可能代表链霉菌属内至少8个不同的新基因种.[结论]用以上方法筛选出的中度嗜酸链霉菌可归为8个不同于已知种的进化群,说明云南酸性土壤含有丰富多样的中度嗜酸链霉菌新物种.     

变豆菜属分类、起源与进化研究进展

变豆菜属(Sanicula)是典型的东亚-北美间断分布属,属于北极-第三纪古老区系成分。目前全世界有40种,中国(17种,11个特有种)和美国(22种,13个特有种)是2个分布中心。近年来有关变豆菜属分子系统发育研究表明该属并非单系,不同学者采用了不同的属下分类标准,但属下分类系统和种间界限仍存在争议,特别是药用植物的种类较易混淆。变豆菜属的系统进化研究主要集中在北美Sanicora DC.组及夏威夷Sandwicensis Shan and Constance组的类群,缺少对中国特有种的研究,因此该属的系统位置、起源地、迁移、扩散模式和种间进化关系均不清楚。本文对变豆菜属的分类系统、分类方法、起源和进化的研究进展进行了综述,并提出存在的问题和解决方法。     

加强动物病毒学研究，促进动物生产

动物病毒学与教育科研、社会生产、百姓生活等密切相关。我们在利用和享受动物病毒学研究成果的同时,也需要随时应对动物病毒性疫病新发和再现的严峻挑战。跟踪和展示动物病毒学领域最新研究成果有助于我们了解病毒这种最简单的生命形式,也有助于我们驯服和控制病毒并让其服务于社会需要。本专栏稿件包含了冠状病毒、非洲猪瘟病毒、圆环病毒、流感病毒、鸡马立克氏病毒、牛病毒性腹泻病毒等6种动物病毒病原体相关研究报告和综述,汇集了病原进化、表位筛选、病原与宿主互作等诸多研究内容,期望该专栏的出版有助于促进动物病毒性疫病相关研究领域的交流与进步。     

TPR重复和ELTR排型:重复的长度变化是一种功能进化的机制

TPR重复最初定义为一个34个氨基酸的蛋白结构重复。本文用PATTINPROT软件对基因库中TPR重复长度多样性进行了分析,发现40和42个氨基酸TPR重复大量存在。含40和42个氨基酸TPR重复序列蛋白的功能分析说明,这些长的TPR重复可以赋予蛋白新的功能。根据以上分析,提出重复序列的长度变化可能是功能进化的一种发生机制。     

谷子肌动蛋白基因的克隆及序列分析

以谷子（Setaria italica）为材料,提取总RNA。根据植物肌动蛋白基因编码区的两端的保守序列设计了简并引物,用5'RACE方法扩增出了谷子肌动蛋白基因编码区序列。以豌豆肌动蛋白cDNA作探针进行的Southern杂交分析表明扩增出了目的基因。将所获得的片段克隆到T载体后进行测序,序列分析结果表明：谷子肌动蛋白基因的编码区长1131个核苷酸,编码了377个氨基酸;所得序列(命名为MIAc)与GenBank中注册的肌动蛋白基因序列的相似性均在60%以上,与其它肌动蛋白氨基酸序列的相似性达89%以上。根据高等植物肌动蛋白序列相似性重建了进化树,表明谷子肌动蛋白与水稻肌动蛋白异型体RAc2和RAc3之间的亲缘关系 最为密切,在进化过程中分化时间最为接近。     

金针菇CA基因家族分析及其对CO2的响应

金针菇栽培通过提高栽培室CO₂浓度来抑制菌盖生长,提高商品质量。碳酸酐酶能调节CO₂/HCO₃ ^-在细胞内的平衡,它可能是响应CO₂胁迫的关键酶。本研究利用我们已完成的金针菇Flammulina filiformis的基因组测序数据,以双色蜡蘑碳酸酐酶家族基因为参照,通过本地BLAST,得到7个金针菇碳酸酐酶家族的基因,分别命名为CA-1、CA-2、CA-3、CA-4、CA-5、CA-6、CA-7。基因结构、保守结构域和系统进化分析结果均支持这7个序列是碳酸酐酶家族的编码基因。高浓度CO₂胁迫处理金针菇子实体12h,CA-1、CA-2表达量与CO₂浓度正相关,CA-5负相关,CA-3、CA-4和CA-6没有响应,CA-7无明显规律。据此推测,CA-1、CA-2和CA-5可能是金针菇响应CO₂胁迫的关键基因之一,参与调控菌盖生长发育。