基因型×环境互作效应对水稻穗部性状杂种优势的影响

采用包括基因型×环境互作效应的加性显性加性×加性上位性遗传模型,分析了籼粳杂交穗部性状杂种优势的两年资料。结果表明,7个穗部性状的杂种优势既由基因型控制也受环境(年份)互作效应影响。主穗粒数、主穗长、一次和二次枝梗总长和着粒密度表现较强的正向群体平均优势,而一次和二次枝梗数则表现显着的负向优势。基因型×环境互作预测结果表明,主穗粒数、主穗长、一次枝梗总长在两年中的环境互作表现正效应,一次和二次枝梗数则为负效应,着粒密度和二次枝梗总长表现不同方向的效应。利用IR66158-37(P₁)、IR65600-85(P₂)、明恢63(P₄)和R669(P₆)进行杂交配组,其杂种后代易获得重穗型的穗部结构,可在超高产育种中加以利用。     

木兰科植物叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系

全球气候变化背景下,极端高温事件日益频繁,对植物的生长、存活造成严重威胁,准确评估植物的耐热性,对物种保育和适应性预测具有重要作用。木兰科是中国亚热带常绿阔叶林的标志类群,也是被子植物基部类群,具有重要的生态价值和演化生物学地位,然而目前对其耐热性尚缺乏了解。该研究以种植于同质园的23种木兰科植物为研究对象,利用叶绿素荧光技术研究了叶片光合系统的耐热性,同时测定了叶片形态性状,并基于这些物种在全球的分布地气候数据,分析了叶片光合系统耐热性与叶片形态及温度生态位的关系。发现木兰科植物光系统II最大光化学效率降低50%时的温度(T50)范围在46.1–56.7℃之间,且常绿物种的T50显著高于落叶物种。叶片形态方面, T50与叶面积显著正相关,与叶片厚度无显著相关关系。温度生态位方面, T50与年平均气温、最冷月最低气温呈显著正相关关系,但与最暖月最高气温无显著相关关系。T50具有较弱的系统发育信号,暗示T50受系统发育影响较小,受叶片形态与环境气候的影响较大。研究结果说明木兰科植物的叶片光合系统耐热性较强,但耐热性的气候适应可能并不受高温环境驱动,未来的高温事件对生活于更炎热地区的木兰科...     

基于激光雷达数据的物种分布模拟: 以美国加州内华达山脉南部区域食鱼貂分布模拟为例

生态位模型通过拟合物种分布与环境变量之间的关系提供物种空间分布预测, 在生物多样性研究中有广泛应用。激光雷达(LiDAR)是一种新兴的主动遥感技术, 已被大量应用于森林三维结构信息的提取, 但其在物种分布模拟的应用研究比较缺乏。本研究以美国加州内华达山脉南部地区的食鱼貂(Martes pennanti)的分布模拟为例, 探索LiDAR技术在物种分布模拟中的有效性。生态位模型采用5种传统多类分类器, 包括神经网络、广义线性模型、广义可加模型、最大熵模型和多元自适应回归样条模型, 并使用正样本-背景学习(presence and background learning, PBL)算法进行模型校正; 同时对这5种模型使用加权平均进行模型集成, 作为第6个模型。此外, 一类最大熵模型也被用于模拟该物种的空间分布。模型的连续输出和二值输出分别使用AUC (area under the receiver operating characteristic curve)以及基于正样本-背景数据的评价指标F_pb进行评价。结果表明, 仅考虑气候因子(温度和降水)时, 7个模型的AUC和F_pb平均值分别为0.779和1.077; 当考虑LiDAR变量(冠层容重、枝下高、叶面积指数、高程、坡度等)后, AUC和F_pb分别为0.800和1.106。该研究表明, LiDAR数据能够提高食鱼貂空间分布的预测精度, 在物种分布模拟方面存在一定的应用价值。     

印度野牛在中国的分布及其栖息地适宜性分析

印度野牛(Bos gaurus)在中国分布在云南省南部和西藏藏南地区。2016年2-3月和2016年11-12月, 我们在西双版纳州、普洱市及高黎贡山区域开展印度野牛调查, 并对藏南地区进行文献调研, 共获得47处印度野牛有效出现位点数据。目前云南地区印度野牛种群数量约180-210头, 面临着严重的生存危机; 在高黎贡山未发现印度野牛。利用印度野牛分布位点数据, 选取地形、土地覆被类型、人类足迹指数、距水源和道路距离以及气候共5类14种因子作为自变量建立MaxEnt生态位模型, 通过模拟云南和西藏印度野牛的适宜分布区, 分析各环境因子对该物种分布的影响。结果表明: 模型预测精度较高, 平均AUC (area under the curve)值为0.994。印度野牛潜在适宜栖息地可划分为高适宜、次适宜、低适宜和不适宜4个等级。高适宜栖息地主要分布在云南省西双版纳和藏南地区, 其中西双版纳部分镶嵌有次适宜和低适宜栖息地斑块, 面积为4,987 km²; 藏南部分高适宜栖息地面积为13,995 km²。次适宜栖息地主要分布于云南省南部、高黎贡山区域以及藏南高适宜栖息地区的边缘, 总面积为32,778 km²。低适宜和不适宜栖息地区连接成片, 位于云南省中部、北部地区和藏南地区北部。Jackknife检验结果显示, 季节温度变化和等温线对印度野牛潜在分布区的影响较大, 而地形因子和降水变化的影响较弱。遥感地物分类结果表明: 橡胶林等人工经济林的种植占据了西双版纳野牛的适宜栖息地, 降低了景观连接度。建议管理部门加大对天然林的保护力度, 控制橡胶林等人工林在野牛适宜栖息地的扩张, 提高景观连接度, 以促进该物种种群的恢复。     

温州南部沿岸海域主要鱼类的生态位及种间联结性

国内对生态位和种间关联性的研究主要集中于植物、鸟类和游泳动物群落等方面,而针对鱼类生态位和种间关联性研究鲜有报道.本文基于2015年春季(5月)和秋季(9月)温州南部沿岸海域渔业资源调查与渔获物分析,运用生态位测定、方差比率(VR)、χ²检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)和点相关系数(Ф)等方法对主要鱼类间的关系进行研究.结果表明: 该海域共鉴定出鱼类47种,隶属于9目27科41属,其中优势种4种,重要种9种,共占17%.通过生态位宽度聚类分析,按生态位宽度将主要鱼类划分为2类:第1类广生态位种包括龙头鱼、棘头梅童鱼、日本鳀、镰鲳、白姑鱼、六指马鲅、蓝圆鲹和带鱼;第2类狭生态位种包括海鳗、六丝矛尾鰕虎鱼、宽体舌鳎、小黄鱼和鳓.主要鱼类间的生态位重叠值为0～0.90,表明物种对资源利用的相似程度存在差异.生态位宽度较窄的宽体舌鳎和海鳗,其重叠值相对较高,说明两个物种间存在一定的竞争.利用VR分析得出主要鱼类间的关联性呈显著正相关.鉴于Ф值能降低χ²检验、联结系数(AC)、种对共同出现百分率(PC)对联结性分析的影响,故采用Ф值测定,得出63个种对为正联结,种间联结性和生态位两者分别与群落结构稳定和群落更替具有不同程度的相关性.     

大别山区黑沟绿太阳鱼种群的形态特征研究

绿太阳鱼是2015年4月在大别山区淠河流域支流中新发现的入侵鱼类。利用2015年7月从黑沟中采集的78尾绿太阳鱼标本,对该物种的形态特征进行了详细测量和分析。结果发现绿太阳鱼种群内的形态相似性较高,但还存在一定的形态差异。相比性别,年龄是造成这种形态差异的主要原因。雄性从Ⅰ龄开始出现显著的形态分化,而雌性差异并不显著。这种形态学的差异完全符合雄鱼筑巢护卵的习性,具体表现在雄鱼头部指标（D1-2、D2-3、眼间距、眼后头长、头长）、臀鳍附近指标（D5-7、D5-8）、背鳍基部指标（D6-8）和尾柄处指标（D9-10）增大。同时相比Ⅰ龄以上的雄鱼,雌鱼和0龄雄鱼的尾柄指标（D8-10、D8-9）较长,身体更适于流水环境。这种雌雄体型上的变化,将有助于雄鱼占领溪流环境中的静水区（深潭）,而雌鱼和0龄鱼占领流水区（急滩、湍流）,这为该种群适应山区溪流的水文环境,合理分配生态位提供了便利条件,同时也使其对大别山区其他鱼类具有较大的生态危害潜力。     

分枝杆菌细胞裂解液催化甾体激素C_(1,2)位脱氢反应的研究

9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-1,4-二烯-3,20-二酮(Ⅳ)是生产9-氟甾体激素的关键前体,以9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮-21-醋酸酯(Ⅰ)为底物合成Ⅳ是工业化生产Ⅳ的重要方法。通过比较分枝杆菌全细胞转化法与细胞裂解液转化法,发现分枝杆菌全细胞只能将Ⅰ转化为9β,11β-环氧-17α,21-二羟基-16β-甲基孕-4-烯-3,20-二酮(Ⅱ),而细胞裂解液可以有效地将Ⅰ转化为Ⅳ,其反应机制为底物Ⅰ自发水解为中间体Ⅱ,Ⅱ在C_(1,2)位脱氢酶(KSTD)的催化作用下发生C_(1,2)位脱氢反应生成产物Ⅳ。为进一步提高产物Ⅳ的转化率,利用基因工程手段在分枝杆菌中分别过表达编码KSTD的关键基因:kst D、kst D3和kstD_M,提高脱氢反应效率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.0的重组菌株MS136-kst D_M细胞裂解液中反应45h,Ⅳ的转化率为78.4%,比出发菌株提高了38.9%;并优化缓冲液pH,提高反应速率,结果表明1 g/L底物Ⅰ在pH7.5的重组菌株MS136-kstD_M细胞裂解液中反应45 h,Ⅳ的转化率为92.8%,比出发菌株提高了63.4%。     

胆固醇7,8位脱氢酶的表达及催化活性研究

果蝇的neverland基因是胆固醇7,8位脱氢的重要酶基因。为了探究其在胆固醇脱氢反应中的催化机制,将neverland分别克隆至表达载体p IEx-6及p XY212,再转染导入S2细胞并电转化到S.cerevisiae W303-1A中表达。Western blot结果证实NVD蛋白在重组S2细胞及S.cerevisiae W303-1A中实现了表达。胆固醇转化实验经HPLC分析发现,重组S2细胞可以将胆固醇转化为7-脱氢胆固醇,而重组S.cerevisiae W303-1A并不能实现胆固醇的7,8位脱氢。此外,在重组S.cerevisiae W303-1A和S2细胞的破碎液共同转化胆固醇及NVD体外转化实验中也未发现产物7-脱氢胆固醇的生成。实验结果显示,neverland基因在S2细胞中具有生物活性而在S.cerevisiae中没有生物活性,表明它在胆固醇脱氢时需要其它的伴侣蛋白协助,实验结果为进一步研究其催化机制提供了理论基础。     

围封对温带半干旱典型草原群落种间关联的影响

为明确围栏封育对温带典型草原群落物种种间关系的影响, 运用方差比率法、基于2 × 2列联表的χ²检验、Ochiai指数、Spearman相关分析, 对位于内蒙古锡林郭勒盟太仆寺旗封育6年的围封样地及围栏外样地的主要优势种及伴生种进行了种间关联和相关性分析。同时运用生态位宽度指数分析围栏内外物种对环境资源的利用能力及种间竞争情况。结果表明: 1) 基于2 × 2列联表的χ²检验结果表明围栏内9个种对显著正联结, 4个种对显著负联结(p ≤ 0.05), 围栏外有19个种对显著正联结, 8个种对显著负联结; Spearman秩相关分析表明围栏内有10个种对显著正相关, 16个种对显著负相关, 围栏外有12个种对显著正相关, 30个种对显著负相关。χ²检验和Spearman检验结果表明围栏内群落处于稳定发展状态, 而围栏外群落处于退化阶段。2)围栏内外的优势种Ochiai指数都较高, 但χ²检验并不显著, 表明优势种之间的关联程度高, 但存在相对独立的分布格局。3)围栏内主要优势种的生态位宽度大于围栏外, 说明围栏封育保护了主要优势种的生长。     

研究报告Ⅱ型脊灰病毒抗原表位嵌合蛋白的免疫学研究

目的：评价以轮状病毒（RV）重组VP6蛋白为载体插入Ⅱ型脊髓灰质炎病毒（PV2）VP1蛋白上的1个抗原表位构建而成的嵌合蛋白的体外免疫学性质。 方法：采用分子克隆和基因重组技术将PV2抗原表位插入到RV载体蛋白上,在大肠杆菌中表达并用SDS-PAGE确认表达产物,再通过动物免疫、Western blot、免疫荧光和病毒血清抗体中和试验分析嵌合蛋白的免疫学性质。结果：成功构建了以VP6为载体的PV2抗原表位嵌合蛋白6F/PV₂N₁,并且在E.coli系统中高效表达,嵌合蛋白免疫的豚鼠血清抗体对RV和PV2具备较好的中和活性。结论：以RV VP6为载体构建的嵌合蛋白具有较好的免疫原性,免疫豚鼠产生血清抗体可中和RV和PV2在体外细胞上的感染;进一步为研发RV/PV2嵌合疫苗提供了较好的基础。