Subjecting the theory of the small‐island effect to Ockham’s razor

Species–area curves from islands and other isolates often differ in shape from sample‐area curves generated from mainlands or sections of isolates (or islands), especially at finer scales. We examine two explanations for this difference: (1) the small‐island effect (SIE), which assumes the species–area curve is composed of two distinctly different curve patterns; and (2) a sigmoid or depressed isolate species–area curve with no break‐points (in arithmetic space). We argue that the application of Ockham’s razor – the principle that the simplest, most economical explanation for a hypothesis should be accepted over less parsimonious alternatives – leads to the conclusion that the latter explanation is preferable. We hold that there is no reason to assume the ecological factors or patterns that affect the shapes of isolate (or island) curves cause two distinctly different patterns. This assumption is not required for the alternative, namely that these factors cause a single (though depressed) isolate species–area curve with no break‐points. We conclude that the theory of the small‐island effect, despite its present standing as an accepted general pattern in nature, should be abandoned.     

福建泰宁野生铁皮石斛种群的ISSR亲缘关系分析

为了解铁皮石斛(Dendrobium officinale)种质间的亲缘关系,利用ISSR技术对34份铁皮石斛种质资源进行亲缘关系和遗传多样性分析。结果表明,9条ISSR引物在34份种质中共扩增出78条带,多态位点百分率达100%。UPGMA聚类分析表明,种质的相似系数为0.61~0.92,在相似系数0.626处,福建省泰宁的野生铁皮石斛与栽培铁皮石斛分为两大类。泰宁野生铁皮石斛种群的Nei’s基因多样性(H)和遗传分化系数(Gst)分别为0.3111和0.4609,均高于栽培种群(0.3056和0.4204),表明泰宁野生铁皮石斛具有较丰富的多样性和较高的种群分化系数。AMOVA分析表明,铁皮石斛种群内变异指数为74%,种群间变异指数为26%,表明不同种群间可能存在基因交流。这些为不同地域的野生铁皮石斛资源的有效保护及利用提供理论依据及技术参考。     

两种毛蚜线粒体基因组比较分析

【目的】线粒体基因组分析已被应用于昆虫系统发育研究。本研究以蚜科Aphididae重要类群毛蚜亚科物种为代表,测定并比较分析了该类蚜虫的线粒体基因组特征,探讨了基于线粒体基因组信息的蚜虫系统发育关系重建。【方法】以毛蚜亚科三角枫多态毛蚜Periphyllus acerihabitans Zhang和针茅小毛蚜Chaetosiphella stipae Hille Ris Lambers,1947为研究对象,利用长短PCR相结合的方法测定线粒体基因组的序列,分析了基因组的基本特征;基于在线t RNAscan-SE Search Server搜索方法预测了t RNA的二级结构;基于12个物种(本研究获得的2个物种和10个Gen Bank上下载的物种数据)的蛋白编码基因(PCGs)序列,利用最大似然法和贝叶斯法重建了蚜科的系统发育关系。【结果】两种毛蚜均获得了约94%的线粒体基因组数据,P.acerihabitans获得了14 908 bp,控制区为1 205 bp;C.stipae获得了13 893 bp,控制区为609 bp。两种毛蚜同时获得33个基因,包含接近完整的13个蛋白编码基因(PCGs)(nad5不完整),18个tRNA,2个rRNA基因;ka/ks值表明,C.stipae的进化速率更快。从基因组组成、基因排列顺序、核苷酸组成分析、密码子使用情况、t RNA二级结构等特征来分析,两种蚜虫线粒体基因组基本特征相似。系统发育重建结果表明毛蚜亚科、蚜亚科的单系性得到了支持,毛蚜亚科位于蚜科的基部位置。【结论】两种毛蚜线粒体基因组的基本特征相似,符合蚜虫线粒体基因组的一般特征,两种线粒体基因组的长度差异主要来自控制区长度的不同;系统发育重建支持毛蚜亚科与蚜亚科的单系性,毛蚜亚科位于蚜科较为基部的位置。研究结果为蚜虫类系统发育重建提供了参考。     

昆虫与寄主植物营养关系的DNA分子追踪

农田生态系统中昆虫与寄主植物的食物营养关系错综复杂,利用田间直接观察法、肠道内含物形态学分析、同位素标记等方法都难于全面解析,常造成营养关系的缺失。近年来,DNA分子追踪技术迅速发展,利用一段较短的DNA序列能有效鉴别植食性昆虫取食寄主植物的种类,为这一领域研究提供了新方法。本文全面介绍了3种DNA分子追踪技术——诊断PCR技术、克隆测序技术和下一代测序技术(next generation sequencing,NGS)。其中诊断PCR技术包括单一PCR技术和多重PCR技术,适用于目标昆虫与已知寄主植物之间的营养关系分析;克隆测序技术能够在寄主植物种类未知的前提下,解析目标昆虫完整的寄主植物种类信息;下一代测序技术实现了短时间内对混合样品的测序,加之昆虫与植物DNA条形码序列数据库大量扩增,有效地提高寄主植物的鉴别能力。诊断PCR技术和克隆测序技术已在追踪地下害虫的取食行为、植食性昆虫取食范围及其在寄主植物间的转移与选择习性等方面被广泛应用,且进展明显。综合考虑各种技术的优缺点,本文提出将DNA分子追踪技术与同位素标记等其他方法相结合的研究策略,以便系统解析农田生态系统中昆虫与寄主植物之间的营养关系。     

The theoretical basis and practical application of relationships between different disease intensity measurements in plants

The literature concerning relationships among different measures of plant disease intensity is reviewed. Some previous confusion over the definition of the terms “incidence” and “severity” is noted and clarified. The review highlights the common features of relationships between incidence and severity, incidence and disease density, and incidence at pairs of scales in a spatial hierarchy. These relationships often show a similar saturation curve form that can frequently be described empirically using the complementary log‐log transformation. A catalogue of alternative functional forms is provided. Practical applications in varietal evaluation are discussed.     

三种同域分布喉毛花的繁殖分配

以青藏高原高寒草甸中三种同域分布的喉毛花为研究对象,通过比较三个种的植株性状和繁殖分配,探讨繁殖分配的种间差异及其与植株个体大小的关系。结果表明:(1)三个种的植株高度、顶花大小和单株花数目、繁殖分配均存在种间差异,这可能与其各自的交配系统和具体的生境以及相应的生活史对策有关;(2)在三种喉毛花中,投入到营养器官和繁殖器官的绝对资源量均呈显著正相关,未检测到植株生长和繁殖间的权衡关系;(3)三个种的个体大小与繁殖器官生物量均呈显著正相关,而与繁殖分配均呈显著负相关,这表明个体越大,繁殖投入越高,而繁殖分配越低,与以往研究结果一致,这可能是由于繁殖分配与个体大小之间存在异速关系。     

岷江上游不同树种林地客土混合对土壤生物化学性质和枯落叶分解的影响

人工纯林的长期经营会引发连栽障碍,影响森林的可持续发展,解决途径是引进更新树种形成混交林。为了指导四川岷江上游人工纯林更新树种和混交比例的选择,尝试通过针阔叶树种林地腐殖质土壤及其枯落物的客置和混合原位培养试验,探讨不同树种种间关系的协调性。结果表明:(1)连香树、云南松和云杉林地经过各种客土混合后酶活性普遍都有所提高,而在糙皮桦林地,经云南松土壤客土混合后酶活性普遍有所下降,经云杉土壤客土混合后脲酶和过氧化氢酶活性有不同程度的提高,蔗糖酶活性却有所下降;(2)连香树和云南松林地经过各种客土混合后,加速了C和N由枯落物进入土壤,而在糙皮桦和云杉林地经过各种客土混合后,促进了N从枯落物和有机质矿化分解进入土壤的过程,但却会对有机C进入土壤产生抑制作用;(3)所有不同针阔叶树种林地经土壤客土混合后,对原有土壤的酸碱性起到中和的作用,即原来的阔叶林地土壤向偏酸性方向发展,而原来的针叶林地土壤向偏碱性方向发展;(4)所有不同树种林地的客土混合对枯落叶分解均具有明显的促进作用;(5)连香树林地的LM0.15~0.50和LY0.15~0.35、糙皮桦林地的HM0.15和HY0.15~0.50、云南松林地的ML0.15~0.50和MH0.35~0.50、云杉林地的YL0.35~0.50和YH0.35类型是相对较好的选择,可作为确定更新树种和混交比例的参考。     

青海省大果圆柏群落物种多样性与土壤因子的关系

大果圆柏(Juniperus tibetica)群落是三江源地区主要森林群落之一,在保障中国水生态安全、保育生物多样性和延缓气候变化等方面发挥着重要作用。该研究以青海省果洛州班玛县大果圆柏天然群落为对象,通过野外调查和室内分析,以明确群落的物种组成,以及物种多样性与土壤因子的关系,为大果圆柏群落物种多样性保护和资源植物开发利用提供参考。结果表明：(1)大果圆柏群落内共有植物169种,隶属36科101属,其中菊科(Compositae)、蔷薇科(Rosaceae)和毛茛科(Ranunculaceae)植物物种最多,分别占总物种的14.20%、13.61%和9.47%。(2)大果圆柏群落的灌、草层物种多样性特征差异显著,草本层的丰富度(2.90)、多样性(2.35)和优势度指数(0.80)均高于灌木层丰富度(1.03)、多样性(1.45)和优势度指数(0.70),而均匀度指数(0.79)低于灌木层(0.89)。(3)0~60 cm土层林地土壤有机质、全氮、全磷含量及pH均值分别为(87.54±20.32) g·kg^-1、(4.68±1.36) g·kg^-1、(0.83±0.18) g·kg^-1和6.73±0.51。(4)灌木层Margalef指数、Shannon Wiener指数与土壤有机质含量呈极显著正相关关系(P<0.01);草本层Margalef指数、Shannon Wiener指数与土壤全钾含量呈显著负相关关系(P<0.05),与土壤pH呈显著正相关关系(P<0.05)。研究认为,青海省大果圆柏林地土壤有机质、全钾含量和pH是影响群落物种多样性的主导因子。     

中国大陆尼罗罗非鱼引进群体间遗传关系分析

为了从分子水平上评价中国大陆尼罗罗非鱼（Oreochromis niloticus）主要引进群体间遗传关系、遗传分化及基因流状况,研究利用12对多态性微卫星引物,以埃及土著群体为对照组,分析中国大陆尼罗罗非鱼9个代表性引进群体的遗传关系。结果显示:①群体间四种遗传距离[D_A、D_C、D_SW和（δμ）2]同时表明,USA群体和EGY群体间的遗传距离最小[D_A=0.2174,D_C=0.4140,D_SW=0.8769,（δμ）2=22.6904];D_A和D_C表明GD群体和XJF群体间遗传距离最大（D_A=0.5851,D_C=0.6789）;D_SW和（δμ）2表明USA群体与XJF群体间遗传距离最大[D_SW=4.0907,（δμ）2=138.18]。② EGY群体和GD群体间遗传分化最小（F_ST=0.0326,R_ST=0.0337）,XJF群体和LY群体间遗传分化最大（F_ST=0.2098,R_ST=0.2655）。所有成对群体间均存在显著的遗传分化（P < 0.05）。③群体间系统树显示,WY群体、GD群体、EGY群体和USA群体被聚为一类,BL群体、LY群体和EW群体被聚为一类,JNM群体和GLD群体被聚为一类,XJF群体位于独立的分支;贝叶斯聚类分析将10个群体划分为2类,XJF、BL、LY、EW群体被归入第一类,WY、GD、EGY、USA、GLD和JNM群体被归入第二类。分子方差分析和主成分分析支持了系统树和贝叶斯聚类分析的结果。④根据成对F_ST值和R_ST值估算的群体间历史基因流平均值分别为2.4427和2.1983。群体间近期基因流检测结果显示,各群体中发生第一代迁移的个体数在0-7个,占样本数的0-23.3%。总体而言,我国尼罗罗非鱼引进群体间遗传分化显著,群体间存在一定程度的历史基因流和近期基因流。研究结果为开展我国尼罗罗非鱼引进群体的种质资源保护和综合利用提供了科学依据。     

三叉神经中脑核神经元膜的电学特性

用大鼠脑干脑片,给三叉神经中脑核79个神经元作了细胞内记录,测算了20个神经元膜的电学特性:静息电位-60.3±5.6mV;输入阻抗为10.5±5.4MΩ;时间常数1.3±0.5ms。电刺激可诱发动作电位,测算32个神经元的有关参数:阈电位-50—-55mV;波幅69.5±6.1mV;超射11.9±3.6mV;波宽0.8±0.2ms。TTX(0.3μmol/L)或无钠使之消失。通以长时程矩形波电流可引起200—250Hz的2—15个重复放电,但在通电停止前终止,TEA或4-AP可延长放电。膜电位-60—-55mV时在动作电位之后可看到阈下电位波动,它不受TTX的影响,无钙时消失,TEA或4-AP使波幅增大。静息电位去极化可使45个神经元中的40个发生外向整流作用,并被TEA,4-AP或无钙抑制,超极化则发生内向整流作用,Cs或无钠抑制之。灌流液中加入各种钾通道阻断药时神经元的稳态I-V曲线发生相应变化,提示I_(DR),l_A,I_(K(Ca))及I_Q可能都与静息时的膜电导有关。