小型哺乳动物种群周期性波动的自我调节假说

种群调节是种群生态学的一个核心问题。文章主要阐述了小型哺乳动物种群在其低数量期自我调节的4 种可能假说和相关的实验证据。其中, 有关衰老—母体效应假说近年已受到普遍重视, 而支持多态行为假说、社会生物学假说和远交假说的证据较少, 尚需更多的实验来加以验证。衰老—母体效应假说是在应激假说的基础上发展而成的。该假说认为, 母体质量会在整个高峰期的动物中发生改变, 并能够延续到衰减期和低数量期。在低数量期, 种群内的老年个体增多, 导致它们不能维持内分泌的自稳态, 可能通过影响后代的存活和生殖而维持低数量, 进而起到调节种群周期的作用。针对国际上研究的发展趋势, 我们还对未来的研究方向提出了一些建议。     

细胞核和有性生殖是如何起源的?

真核生物的起源是一个根本性的、令人生畏的进化谜题, 目前设想的关于“核”起源的流行情景还远谈不上清晰。关于真核生物的起源可谓众说纷纭, 有共营模型、自演化模型、病毒性真核生物起源模型和外膜假说, 等等。迄今为止, 真核演化的动因则鲜有涉及。笔者发现, 从原核生物到真核生物, 基因组的DNA总量大约增加了3.5个数量级, 而这与现代真核生物的DNA压缩比(packing ratio)惊人地一致! 这样, 仅仅用偶然的吞噬、共生或寄生来解释真核生物的起源, 无论如何是难以让人信服的(其实, 正是内共生理论将人们引入了歧途), 而关键是需要解释基因组为何急剧增大。这可能与DNA的复制错误或多倍化现象不无关系, 当然并非完全排除不同种类个体之间的侧向的基因流动或整合的可能贡献。不难理解, DNA压缩机制的成型应该就是迈向真核生物的关键一步, 自然还伴随了细胞内部的结构分化、更为精巧而复杂的细胞分裂机制的发展, 等等。因此, 本文提出细胞核起源的新学说——压缩与结构化假说。此外, 从分子遗传学的角度来说, “性”一点都不神秘, 就是将两个个体的基因组拼在一起而已, 藉此种族多样的遗传信息分散到了个体之中; 而从生态的角度来看, “性”的原始动机就是与休眠事件的偶联。     

植物抗病基因的分子生物学研究进展

植物在长期的进化过程中,需要不断地抵抗病原微生物、昆虫甚至食草动物的侵害。在这种长期相互作用、相互影响的共进化过程中,植物逐渐获得了一系列复杂的防御机制来保护自己。这里既有专一性的抗性,也有非专一性抗性,有的表达是组成型的而有的是诱导型的。在植物抵抗病原侵染的过程中,关键环节是病原与寄主植物间的相互识别及其随后诱发的一系列反应。人们虽然对植物抗病机理及植物抗病性在生产应用等方面做了大量的工作,积累了相当多的资料,但由于一直未能克隆到植物的抗病基因,所以在90年代初期以前有关植物抗病性的分子生物学研究进展一直都很缓慢。而最近的几年里,人们克隆到了一些植物的抗病基因,使得对寄主-病原相互作用分子机理的研究得到迅速的发展,并为抗病基因在生产中的应用带来了新的前景。     

雄性黄山短尾猴攻击行为和粪便睾酮水平季节性变化

睾酮对启动和维持雄性动物的性行为及保持雄性第二性征有重要作用,高浓度的睾酮还可促进雄性的攻击性。但是长时期维持高的睾酮水平还会使雄性付出很高的能量代价,所以雄性不会长时期地维持高的睾酮水平。本研究对黄山短尾猴鱼鳞坑YA2群雄性个体交配期（2006年9月-12月）与产仔期（2007年1月-4月）攻击行为进行研究,同时收集研究个体的新鲜粪便,并用放射免疫分析法测定粪便睾酮水平,以探讨雄性黄山短尾猴不同时期睾酮水平差异及睾酮水平与攻击行为的关系。结果表明,成年雄性黄山短尾猴攻击行为发生频次在交配期显著高于非交配期;成年雄性粪便睾酮水平在交配期显著高于非交配期;交配期成年雄性的粪便睾酮水平与攻击行为发生频次有较显著的正相关关系,而在非交配期无显著相关;低顺位个体在交配期和非交配期都没有观察到攻击行为。本研究的结果支持了“繁殖竞争假说”。     

RNA干扰介导原核细胞适应性免疫

RNA干扰广泛存在于真核细胞中, 其作用机制已得到比较清楚阐明.虽然在原核细胞中已发现微小RNA(miRNA)参与的基因沉默调节细菌基因表达, 但尚未发现小干扰RNA (siRNA)参与的基因沉默机制.近年在原核细胞基因组中发现一类新的成簇的规律间隔的短回文重复序列 (clustered regularly interspaced short palindromic repeat, CRISPR)和与其相关的基因.生物信息学分析和预测表明两者构成的CRISPR相关系统介导原核细胞RNA干扰, 进而发挥免疫防御功能.这一假说新近得到了实验证实, 与此同时首次揭示了原核细胞的适应性免疫机制.这种防御机制不同于真核细胞适应性免疫机制, 除具特异性外, 还具有遗传性.     

In silico Analysis of the Potential Infection Mechanisms of Magnaporthe grisea from Horizontal Gene Transfer Hypothesis

Horizontal gene transfer (HGT) has long been considered as a principal force for an organism to gain novel genes in genome evolution. Homology search, phylogenetic analysis and nucleotide composition analysis are three major objective approaches to arguably determine the occurrence and directionality of HGT. Here, 21 genes that possess the potential to horizontal transfer were acquired from the whole genome of Magnaporthe grisea according to annotation, among which three candidate genes (corresponding prote...     

Sexual Dimorphism of Head Size in Phrynocephalus przewalskii: Testing the Food Niche Divergence Hypothesis

Sexual size dimorphism （SSD） is a general phenomenon in lizards, and can evolve through sexual selection or natural selection. But natural selection, which was thought to operate mainly through reducing the competition be- tween the two sexes （niche divergence hypothesis）, gave rise to a lot of controversy. We tested the niche divergence hypothesis in the toad-headed lizard Phrynocephalus przewalskii by comparing diet composition and prey sizes between males and females. The species was found to be sexual dimorphic, with males having relatively larger snout-vent length, head width, head length, and tail length, while females have relatively larger abdomen length. Based on analysis of 93 studied stomachs, a total of 1359 prey items were identified. The most common prey items were formicid, lygaeid and tenebrionid. The two sexes did not differ in the relative proportions of prey size categories they consumed and the dietary overlap based on prey species was high （O = 0.989）. In addition, the meal size, the volume or any maximal dimension of the largest prey item in the stomach was not explained by the sexes. According to our results, food niche divergence might not play an important role in the SSD evolution ofP. przewalskii.     

农田生态系统植物多样性对害虫种群数量的影响

着重分析植物多样性影响害虫发生为害及种群数量的生态学机制,综合评述了关于这种机制的两种主要假说,即天敌假说和资源集中假说．同时总结了植物多样性增大和减少对害虫控制的有利和不利因素．研究表明农田生态系统中植物多样性的增大在多数情况下能导致某些害虫种群数量的下降,但是目前很难就不同栖境中所有类型的害虫形成一般性的结论     

中国裸子植物的物种多样性格局及其影响因子

物种多样性的大尺度空间格局是宏观生态学和生物地理学研究的核心问题之一。本文利用中国裸子植物分布数据, 结合气候、地形等环境信息, 分析了中国裸子植物物种多样性的大尺度格局及其影响因素, 比较了不同类群之间物种多样性格局和主导因子的差异, 并探讨了裸子植物在植物区系中所占比重的地理格局。结果表明, 中国裸子植物的物种多样性总体上呈现南高北低的趋势, 物种多样性在横断山区最高。在裸子植物的三个主要类群中, 松柏亚纲的物种多样性格局与整体相似, 买麻藤亚纲的多样性高值区则出现在中国西北部的干旱地区, 苏铁亚纲的分布区较为狭窄, 主要集中在南方地区。线性回归分析结果表明, 空间异质性和降水因子对中国裸子植物多样性格局的解释率最高, 末次冰期以来的气温变化、海拔高差和能量因子次之。这表明中国裸子植物物种多样性的格局受到了多种因素的影响, 其中空间异质性和降水因子影响最大。进一步分析发现, 物种多样性格局的主导因子在不同类群之间具有显著差异, 这可能反映了这些类群的进化历史以及生理适应的差异。裸子植物与被子植物的比例具有明显的空间格局: 在东部、南部气候环境优越的地区, 裸子植物与被子植物的比例低于0.06; 而在西部、北部等气候环境比较恶劣的地区, 裸子植物的比例则显著上升。回归分析表明, 能量和水分因子显著影响了裸子植物与被子植物的比例。随着能量的降低和降水的减少, 裸子植物与被子植物的比例会显著升高, 这可能是由于被子植物在温暖湿润地区具有较强竞争优势, 但裸子植物对极端环境具有更好的适应。     

刈割与施肥对高寒草甸土壤和植物N、P化学计量学特征的影响

通过6年的控制实验,研究刈割(留茬1cm、3cm、不刈割)和施肥(12.75g·m~(-2)尿素+3.06g·m~(-2)磷酸二铵、不施肥)对高寒草甸土壤和植物中N、P化学计量学特征的影响,探讨植物养分限制类型,为天然草原的管理利用、保护和恢复研究提供资料。结果显示:(1)刈割、施肥后土壤全N、全P含量及其N∶P比值无显著变化,但速效P含量显著增加;因速效养分被植物吸收,施肥与不施肥群落的土壤速效N、P含量无显著差异。(2)刈割和施肥引起群落叶层N、P含量增加,施肥导致叶层N∶P比降低。(3)刈割、施肥对豆科植物N、P含量及其N∶P比无显著影响,单独刈割增加了禾草的P含量和莎草的N含量,并降低了禾草的N∶P比值;单独施肥处理增加了禾草的P含量和莎草的N、P含量;豆科植物的N含量最高,莎草的P含量最低,禾草的N∶P比最低。(4)群落叶层、禾草及莎草的N含量与P含量呈显著正相关关系,N∶P比与N含量无显著相关性,而与P含量呈显著负相关关系;豆科植物的N、P含量呈显著负相关关系,N∶P比与N含量呈正相关关系,而与P含量呈显著负相关关系;说明群落和植物功能群营养状况主要受P限制。(5)群落地上生物量的相对生长率与群落叶层的N、P含量呈显著正相关关系,而与N∶P比呈显著负相关关系,符合生长速率假说,说明生长速率假说不仅适用于物种水平,在群落水平也成立。