湖南高望界国家级自然保护区及其周边蝶类多样性与影响因素

为了解湖南高望界国家级自然保护区蝶类多样性本底及其影响因素, 2016年5月至2018年10月, 我们采用样线法对保护区内外的6种生境(保护区内4种, 区外2种)开展了20次蝶类多样性调查。共记录蝴蝶个体13,956只, 依照五科分类系统, 隶属5科113属239种, 其中湖南省蝶类新记录17种。区系成分以东洋种为主(139种, 占58.1%), 广布种次之(97种, 占40.6%), 古北种最少(3种, 占1.3%)。对不同生境的蝶类群落多样性指数进行分析后发现, 人为干扰程度和生境异质性共同影响蝶类多样性。不同生境相似性分析结果表明, 蝶类群落的相似度与人为干扰程度和植被类型差异密切相关。3年间, 蝶类多样性指数月度变化基本一致, 蝶类物种数、多样性指数与月均温间呈显著正相关, 与月降水量无相关性。综上, 蝶类多样性受到人为干扰程度和气象因子的影响。为保护蝶类资源, 建议保护好蝶类栖息地, 减少人为干扰。     

马铃薯甲虫结节性硬化复合物基因LdTSC1和LdTSC2基因的克隆及功能分析

【目的】通过RNAi技术明确马铃薯甲虫TOR上游的关键信号集成节点及类胰岛素信号通道下游基因结节性硬化复合物TSC1和TSC2的功能。旨在为探明马铃薯甲虫类胰岛素信号转导提供更多理论支持。【方法】在NCBI(美国国家生物技术信息中心)获取马铃薯甲虫LdTSC1/2序列,分别利用多重序列比对和系统发育分析确定该基因的完整性和系统发育关系;采用喂食幼虫dsRNA的方法,观察该基因的调低对马铃薯甲虫幼虫生长发育、糖脂代谢的影响。【结果】克隆得到马铃薯甲虫TSC1编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁直系同源蛋白的氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支;TSC2编码蛋白的氨基酸序列与鞘翅目白蜡窄吉丁和赤拟谷盗的同源蛋白氨基酸序列的自展一致度为100%,聚为一支。通过分别喂食2龄幼虫LdTSC1/2的dsRNA能有效降低靶标基因的表达量,幼虫出现体重减轻,化蛹率和羽化率显著下降,葡萄糖的吸收转化效率降低,海藻糖含量升高和甘油三酯均减少。【结论】下调2龄幼虫LdTSC1/2的表达量,导致试虫出现抑制了糖脂代谢、脂肪体减少、体重减轻以及发育延迟;结果表明LdTSC1/2调控了马铃薯甲虫幼虫的糖脂代谢过程,显著影响幼虫化蛹和蜕皮过程。     

昆虫口腔分泌物效应子及其在害虫防治中基于RNAi技术的应用展望

昆虫口腔分泌物(oral secretion, OS),又称返吐液,是昆虫唾液腺分泌的唾液和肠道分泌物的混合液。昆虫取食寄主植物过程中,OS随之分泌至植物中,并影响植物的防御反应。RNA干扰(RNAinterference, RNAi)是研究昆虫基因功能有价值的反向遗传学工具,也是目前最有可能应用于害虫防治的新技术。本文主要综述了昆虫OS对寄主植物防御的影响、昆虫OS效应子的鉴定和OS效应子基于RNAi技术在害虫防治中可行性及应用前景。昆虫OS对寄主植物防御的影响主要表现为干扰植物的茉莉酸信号通路、筛管阻塞、Ca²⁺通路等防御反应,进而促进昆虫摄取食物。目前,昆虫OS效应子主要鉴定手段是通过昆虫唾液腺转录组分析和OS蛋白组分析;而已鉴定的OS效应子主要来源于刺吸式口器昆虫,在咀嚼式口器昆虫中的报道甚少;功能研究发现昆虫OS效应子在寄主植物中的表达会影响昆虫存活率、繁殖力和取食能力及昆虫和植物的其他重要生理指标,并通过鉴定OS效应子与植物防御机制的相互作用关系,进而证明OS效应子在昆虫与寄主植物关系中的重要性。基于RNAi技术,通过注射、饲喂和植物介导RNAi等方法在多种昆虫中产生了OS效应子基因下调和生长发育受影响的现象,由此说明OS效应子基因已具备作为RNAi靶标的条件。虽然目前研究尚处于实验室阶段,但已证明其应用于害虫防治方面具有一定的可行性。昆虫口腔分泌物是研究昆虫与寄主植物相互作用机制的新方向。最后,对OS未来潜在的研究方向进行了展望,以期对我国害虫防治的研究提供理论指导。     

亚热带典型森林地上和地下凋落物输入对土壤新老有机碳动态平衡的影响

凋落物是森林土壤有机碳(SOC)形成、稳定和周转的重要影响因子。目前针对亚热带不同类型森林地上和地下凋落物对新SOC累积和老SOC输出动态平衡的影响仍不清楚。本研究以中亚热带常绿阔叶天然林、马尾松人工林和杉木人工林为对象,基于C3/C4植物-土壤置换试验,利用稳定同位素¹³C示踪方法开展3年野外定位试验,分析了森林地上、地下凋落物输入对SOC周转的影响。结果表明: 森林类型、凋落物处理和时间均能显著影响SOC含量、土壤δ¹³C值、新SOC和老SOC含量,且存在显著的森林类型×凋落物处理交互效应。地上和地下凋落物输入均能显著提高SOC含量和净增量,与杉木人工林相比,天然林SOC对凋落物输入的响应更敏感。凋落物输入显著降低了土壤δ¹³C值,且天然林、马尾松人工林土壤δ¹³C显著低于杉木人工林。在马尾松人工林,地下凋落物处理的新SOC含量显著高于地上凋落物;在天然林和马尾松人工林,地下凋落物输入处理的老SOC含量显著低于地上凋落物处理。此外,地上凋落物归还量和地下根生物量与SOC含量和净增量呈显著正相关,而地下根凋落物量和C/N与新SOC含量呈显著正相关。森林地下凋落物比地上凋落物输入对SOC周转的影响更重要,且不同森林凋落物输入对SOC的影响存在差异性。本研究可为揭示亚热带典型森林土壤有机碳库的形成和可持续管理提供依据。     

东太平洋公海茎柔鱼饵料中鱼类和头足类组成初步分析

茎柔鱼(Dosidicus gigas)广泛分布于东太平洋海域,在海洋生态系统中扮演着重要角色。本研究根据2019年6—12月我国鱿钓生产船在东太平洋公海采集的62尾茎柔鱼样本,对其胃含物残留的4131个耳石和75个角质颚样本进行鉴定分析。结果表明: 茎柔鱼主要摄食鱼类10种、头足类4种。从摄食饵料的出现频率和数量百分比来看,主要摄食的鱼类饵料为荧串光鱼、朗明灯鱼和墨西哥尾灯鱼,荧串光鱼在不同胴长组的茎柔鱼胃内均有出现,是茎柔鱼最重要的饵料;摄食的头足类主要有茎柔鱼、鸢乌贼和爪乌贼。随着胴长的增大,茎柔鱼摄食的饵料种类不断增加,头足类和灯笼鱼饵料比例增加,且摄食的饵料尺寸增大,摄食营养结构发生改变,摄食营养水平随之提高。研究结果可为评估不同饵料生物在茎柔鱼食性转变过程中的食物贡献提供基础资料。     

刺槐核糖体蛋白同源基因RpRPL22在共生结瘤过程中功能研究

目的: 核糖体蛋白(RPs)属于多功能蛋白,能够参与调控细胞生长和响应胁迫条件。RpRPL22是一个从豆科植物刺槐中分离得到的结瘤相关基因,通过序列比对发现其与核糖体大亚基蛋白RPL22高度同源。对其如何通过调控根瘤菌侵染而在共生结瘤过程中发挥重要作用进行了较为深入的探索。方法: 利用实时荧光定量PCR技术(qRT-PCR)分析RpRPL22在接菌后不同时间及不同植物组织的表达变化。利用cDNA末端快速扩增技术(RACE)获得目的基因cDNA全长。通过GFP报告基因进行RpRPL22亚细胞定位分析。通过Gateway BP重组技术构建RNA干扰(RNAi)重组载体,借助电转化法将重组载体转至农杆菌K599,利用农杆菌介导植物根部,接菌后观察和测量植株表型。首先从宏观水平统计观察目的基因是否对结瘤过程有影响,其次从分子水平揭示目的基因在共生结瘤过程的重要功能。结果: 不同接菌时期、不同植物组织目的基因qRT-PCR相对表达量结果显示,几乎在所有取样的接菌时间,目的基因RpRPL22在接菌根中的相对表达量都低于未接菌对照根,只有接菌后第25天除外。在成熟的根瘤中,接菌后第25天该基因的表达量也最高。洋葱表皮和毛状根亚细胞定位结果均显示在椰菜花叶病毒(CaMV)的35S启动子控制下,RpRPL22融合绿色荧光蛋白GFP的荧光信号在细胞核和细胞质有明显的表达。RNAi转化植株的表型统计观察结果,比如植株鲜重、植株的有效结瘤数目较对照组均有明显的降低;同时RNAi转化植株在根瘤菌侵染过程形成的侵染线数目和根瘤原基数目较对照均显著降低。根瘤切片实验用于观察根瘤显微超微结构,结果显示RNAi植株根瘤中固氮区的受菌侵染细胞数目与对照相比明显减少。电镜观察根瘤单个受菌侵染细胞中类菌体形态显示,RNAi根瘤中类菌体侵染细胞胞体多呈不规则形状,皱缩变形严重,环类菌体周间隙空间增大,多共生体融合,表现出细胞凋亡的迹象。对照根瘤中的受菌侵染细胞胞体多呈圆形椭圆形,胞质饱满丰富且分布均匀,细胞发育正常,表明RNAi植株根瘤发育过程明显受阻。结论: 核糖体蛋白(RP)能够参与调控豆科植物共生结瘤过程,相关同源基因RpRPL22可能在起始根瘤菌侵染植物和阻止类菌体降解过程中起重要作用。     

子宫内膜癌组织残疾基因同源物2、核连蛋白-2、黏蛋白4的表达及与预后的关系研究

目的:研究子宫内膜癌组织残疾基因同源物2(DAB2)、核连蛋白-2(nucleobindin-2)、黏蛋白4(MUC4)的表达及与预后的关系。方法:将我院从2015年1月2017年1月收治的子宫内膜癌患者82例纳入研究。分别采集所有患者的子宫内膜癌组织以及癌旁正常组织,以免疫组化法检测不同子宫内膜组织中的DAB2、nucleobindin-2、MUC4表达情况并进行对比。分析子宫内膜癌组织DAB2、nucleobindin-2、MUC4阳性率与临床病理特征的关系。此外,通过Kaplan-Merier生存曲线分析上述蛋白表达与预后的关系,并以Cox比例风险回归模型分析子宫内膜癌患者预后的影响因素。结果:子宫内膜癌组织DAB2阳性率低于癌旁正常组织,而nucleobindin-2、MUC4阳性率均高于癌旁正常组织(均P<0.05)。TNM分期ⅢⅣ期、淋巴结转移子宫内膜癌患者的DAB2阳性率低于TNM分期ⅠⅡ期、无淋巴结转移患者,而nucleobindin-2、MUC4阳性率均高于TNM分期ⅠⅡ期、无淋巴结转移患者(均P<0.05)。所有患者均进行时长360个月的随访,中位随访时间为31个月,至随访结束,DAB2蛋白阳性患者的无进展生存率分别为66.67%(20/30),明显高于DAB2蛋白阴性患者的19.23%(10/52);而nucleobindin-2、MUC4蛋白阳性患者的无进展生存率分别为22.95%(14/61)、24.56%(14/57),明显低于nucleobindin-2、MUC4蛋白阴性患者的76.19%(16/21)、64.00%(16/25),差异均有统计学意义(均P<0.05)。Cox比例风险回归模型分析结果可得:TNM分期、淋巴结转移以及DAB2蛋白阴性、nucleobindin-2蛋白阳性、MUC4蛋白阳性均是子宫内膜癌患者预后的影响因素(均P<0.05)。结论:子宫内膜癌组织DAB2存在异常低表达,而nucleobindin-2、MUC4均存在异常高表达,联合检测上述三项蛋白表达情况可能有助于子宫内膜癌的诊断和预后评估。     

人为干扰对溪流鱼类功能多样性及其纵向梯度格局的影响

溪流鱼类多样性沿着河流纵向梯度的空间分布规律已得到大量报道, 但这些研究大多聚焦基于物种组成的分类α多样性, 而有关分类β多样性和功能多样性的纵向梯度分布规律及其对人类干扰的响应研究较少。本文以青弋江上游3条人为干扰程度不同的河源溪流为研究区域, 比较研究了人为干扰对溪流鱼类功能α和β多样性及其纵向梯度分布格局的影响。结果显示, 人类干扰改变了河源溪流鱼类功能多样性的纵向梯度格局——由线性变化变为二项式分布。此外, 我们发现, 人为干扰导致土著种被本地入侵种取代, 且较强的土地利用和水污染排放可能增大环境的不连续性, 而群落周转和嵌套变化往往取决于环境的变化。尽管功能β多样性由嵌套成分主导, 但周转成分占比相对于人为干扰较小的溪流而言明显增加。人为干扰显著改变了受干扰溪流鱼类的物种组成和功能多样性, 且功能多样性的纵向梯度格局在不同的多样性指标上存在差异。本研究强调, 在评估人为干扰下多样性的变化时, 需要从多方面考虑, 包括空间尺度和多样性指标等。     

传粉昆虫下降背景下的授粉生态弹性: 内涵、机制和展望

全球传粉昆虫多样性正在下降, 如何保障农林生态系统传粉功能是当前研究的热点。理论上说, 传粉功能不仅与生态系统的传粉昆虫多样性相关, 还与生态系统的调节能力有关。近年来, 学者们逐渐认识到授粉生态弹性对传粉功能的影响。本文在回顾已有研究的基础之上, 总结传粉昆虫授粉生态弹性的内涵, 厘清授粉生态弹性与工程弹性、稳定性和抗性的异同。目前, 学者对授粉生态弹性形成机制开展广泛探讨, 提出功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 但这5个假说间的关系仍不清楚, 存在一词多义、词意混淆等现象。我们依次阐述功能冗余假说、密度补偿假说、响应多样性假说、连接周转假说和跨尺度弹性假说, 介绍不同假说中授粉生态弹性形成过程、研究热点和发展动态。通过解析授粉生态弹性的形成机制可知, 5个假说在内涵上存在紧密联系, 它们从不同空间尺度和研究对象下解释传粉昆虫授粉生态弹性的形成机制。未来授粉生态弹性研究将整合传粉昆虫群落动态和传粉功能动态的量化方法, 通过实验验证5个假说的合理性, 并揭示不同假说间的联系, 由此阐明授粉生态弹性的发生条件、形成阈值和动态规律。随着研究的深入, 授粉生态弹性理论有望用于指导农林生态系统传粉功能的经营管理。     

旅游干扰对云丘山景区内植被的影响

选择云丘山景区为研究区域,以该区域的主要植被为研究对象,采用样方法对旅游干扰对云丘山景区内植被的影响进行了研究,共设置了40个乔木样方,并利用TWINSPAN聚类分析以及旅游干扰程度（TDD）对所取样方进行分析。结果表明：TWINSPAN聚类分类将景区内的植物群落划分为5个群系,其中、群系Ⅱ中伴人植物的优势度明显高于其它。干扰程度分析表明,在景区的40个乔木样方中,只有4个样方基本没有受到干扰,有3个样方受到中度干扰,其余的33个样方均为轻度干扰。TWINSPAN聚类分析科学合理地对旅游活动作用下植被景观的类型特征进行了分析。旅游干扰程度（TDD）直观地反映出各个样方所在地植被被干扰的程度,该研究结果可为旅游管理者提供一定的理论依据。