杂交-渐渗进化理论在转基因逃逸及其环境风险评价和研究中的意义

转基因作物的商品化生产和大规模环境释放, 引起了全球对生物安全问题的广泛关注和争议, 其中转基因通过花粉介导的基因漂移逃逸到非转基因作物及其野生近缘种, 进而带来不同类型的环境风险就是备受争议的生物安全问题之一。有效的生物安全评价和研究能够为转基因作物的安全持久利用保驾护航。按照风险评价的原则, 对于转基因逃逸及其潜在环境风险的评价应包括两个重要步骤: (1)检测转基因向野生近缘种(包括杂草类型)群体逃逸的频率; (2)确定逃逸后的转基因能否通过遗传渐渗在野生近缘种群体中存留和扩散。杂交－渐渗是进化生物学中非常重要的科学命题和普遍的自然现象, 杂交－渐渗的进化理论与转基因逃逸及其潜在环境风险的研究和评价有密切的关系。杂交－渐渗过程往往导致物种形成、适应性进化和自然群体的濒危与灭绝, 这是因为在杂交－渐渗过程中, 不同的机制如遗传同化作用、群体湮没效应以及群体的选择性剔除效应等都会在很大程度上影响群体的进化过程。转基因通过杂交－渐渗进入野生群体, 使这一过程更加复杂化。如果转基因能提高群体的适合度, 则更有利于其渐渗速率, 从而在群体中迅速扩散并带来一定的生态后果。杂交－渐渗的进化理论和思想将有益于指导转基因逃逸及其潜在环境风险的研究和评价。     

动物生活史进化理论研究进展

综述了生活史性状、生活史对策、权衡、适合度及进化种群统计学等动物生活史进化领域的进展。权衡是生活史性状之间相互联系的纽带,分为生理权衡与进化权衡。适合度是相对的,与个体所处的特定环境条件有关,性状进化与适合度之间关系紧密。适合度是生活史进化理论研究的焦点。探讨动物生活史对策的理论很多,影响最大的是MacArthur和Wilson提出的r对策及K对策理论。随年龄的增长,动物存活率及繁殖率逐步下降的过程,称为衰老;解释衰老的进化理论主要有突变-选择平衡假设和多效对抗假设。进化种群统计学将种群统计学应用于生活史进化研究,为探讨表型适合度的进化提供了有效的手段。将进化种群统计学、数量遗传学及特定种系效应理论进行整合,建立完整的动物生活史进化综合理论体系,是当代此领域的最大挑战。     

昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶与进化基因组学

多基因家族在进化过程中曾经历了不同程度的基因复制和缺失,并由此导致一些基因在漫长的进化年代中得以存在和表达,而另一些只是在特定时期内短暂出现,之后或者逐渐消失或者沉默进而失去其生物学功能,同时新的基因在复制过程中不断产生。这一现象被称作“产生与死亡演化”(birth-and-death evolution),对于产生新的遗传系统和复杂表型特征具有重要作用。昆虫性信息素生物合成系统脱饱和酶多基因家族的进化过程就是这方面一个典型的例证。     

广西稀有濒危植物迁地保护评价

从迁地保护的内容、适应性、有效性等方面对桂林植物园迁地保护稀有濒危植物进行评价,结果表明:迁地保护的稀有濒危植物科学性强,96%以上的物种有科学记录,除了银杏等少数几个种属于“保护性收集”外,其它都是“具有保护意义的收集”;75%的种适应或基本适应迁移地的环境,原分布于广西的种明显比分布于广西区外的种适应性更强。按照最小存活种群的标准,该园有73种稀有濒危植物迁地保护有效。     

北方草原牧户心理载畜率与草畜平衡生态管理途径

探讨牧户心理载畜率与草畜平衡生态管理的途径对于草原有效减畜、遏止草原退化、实现可持续发展具有重要意义。从生态学和社会科学相结合的角度,采用问卷调查、情景实验及综合分析等多种方法,探讨了北方草原牧户心理载畜率的存在、计算和影响因素,以及牧户生产决策行为特征和可能的生态管理途径。研究发现,在草甸草原、典型草原和荒漠草原,牧户行为属"有限理性",是有限理性的"生态经济人",风险规避是其基本特征,牧户生产决策表现出禀赋效应、损失厌恶、框架效应等;牧户草场所属草原类型和牲畜存栏数显著影响牧户对草场超载的认知和判断,在不同草原类型区,户主文化水平、性别、民族和是否嘎查干部等亦显著影响牧户对超载的认知和判断;需采取基于进化博弈的分步式、合作式及示范引导式的适应性减畜的生态管理途径,以实现牧户心理载畜率向生态优化载畜率的转移,实现优化牧户生产方式、减少牲畜数量、治理草原退化、北方牧区生态和牧民经济双赢的目标。     

大豆种质资源遗传多样性研究进展

我国拥有丰富的大豆种质资源,大豆种质资源遗传多样性研究也取得了较大进展。总结了近年来大豆种质资源组成、保存、研究、利用等几方面的研究进展,讨论了大豆遗传多样性的重要性和发展方向,以期为大豆优良品种培育相关研究提供参考。     

复杂的正选择压力驱动不同细胞嗜性HIV-1的进化

对HIV-1细胞嗜性的研究是理解HIV-1传播和发病机制的关键.通过对HIV-1B和C亚型的R5和X4型病毒的全基因组进行适应性进化分析,发现R5和X4病毒经历了不同的进化方式,并且不同的HIV-1基因受到不同的正选择压力,意味着复杂的自然选择压力驱动HIV-1的进化.分析HIV-1Gp120超变区上的正选择位点,发现相对于其他超变区,更多的正选择位点发生在B亚型X4病毒的V3区,B亚型R5病毒的V2区以及C亚型X4病毒的V1和V4区域.因为这些区域通常影响和决定HIV-1的细胞嗜性,更多的正选择发生在这些特定的超变区意味着作用于Gp120上的选择压力与Gp120的受体识别和结合功能有关.值得注意的是,无论是B和C亚型还是R5和X4型病毒,显著更多的正选择位点发生在Gp120的C3区域（33.3%～55.6%,P〈0.05）,意味着C3区对HIV-1的生存和适应比先前认识的更为重要.另外,在R5和X4病毒的env基因中,约有一半的正选择位点是相同的,尤其是Gp41上的第96,113和281位正选择位点均出现在所分析的4种病毒类型中.这些共同的正选择位点不仅意味着对病毒生存和适应的重要性,也意味着R5和X4存在交叉免疫源性位点的可能性,这对于AIDS疫苗的发展具有重要意义.     

藏系绵羊ZFX/ZFY基因片段进化分析

目的:获得X染色体、Y染色体在进化上是独立进行的依据.方法:用PCR方法扩增并克隆藏系绵羊ZFX/ZFY基因片段并测序,对ZFX/ZFY基因片段进行了序列比对.结果:扩增的ZFX/ZFY基因片段长度为447bp,该对基因比对结果是总的同源相似率为80.76%,ZFY基因的同源性在96.4～99.3%之间,而ZFY基因的同源性在95.3～98.4%之间;在相应148个氨基酸中,ZFX基因的氨基酸差异为2个,而ZFY基因的氨基酸差异为12个.结论:在进化过程中ZFY基因比ZFX基因更活跃,而ZFX基因较为保守,为研究X染色体、Y染色体在进化上的差异提供参考.     

崖柏与侧柏光合特性和叶绿素荧光参数的比较研究

以盆栽的中国特有濒危植物崖柏及其近缘广布种侧柏幼苗为材料,测定了二者的光照和二氧化碳响应特征参数、光合作用气体交换参数和叶绿素荧光参数,比较分析两者间差异并探讨崖柏异地保存的可行性。结果显示:(1)在光响应参数方面,崖柏和侧柏的表观量子效率分别为0.039和0.027 mol.mol-1,但二者差异不显著;崖柏的光补偿点(81.04μmol.m-2.s-1)显著高于侧柏(59.72μmol.m-2.s-1),但二者的最大净光合速率(Pmax)、光饱和点(LSP)和暗呼吸速率(Rd)均无显著差异;崖柏的CO2补偿点(129.17μmol.mol-1)显著高于侧柏(95.86μmol.mol-1),而光呼吸速率则崖柏略高于侧柏,但二者的羧化效率相当。(2)气体交换参数方面,崖柏的叶片气孔导度和蒸腾速率均低于侧柏,而瞬时水分利用效率和气孔限制值则略高于侧柏;随着光照强度增加,崖柏和侧柏的净光合速率和胞间CO2浓度增加,而气孔限制值则降低。(3)2个树种的叶绿素荧光参数,如初始荧光、最大荧光、可变荧光、光系统Ⅱ原初光能转换效率、光系统Ⅱ实际光化学量子效率、非光化学猝灭等均无显著差异,但崖柏光化学猝灭系数(0.218)显著低于侧柏(0.322)。研究表明,崖柏与侧柏在光合特性和叶绿素荧光参数方面具有较大的相似性,也表明崖柏在生长季对北迁环境具有较强的适应性。