Genomic Shifts,Phenotypic Clines,and Fitness Costs Associated With Cold Tolerance in the Asian Tiger Mosquito

Climatic variation is a key driver of genetic differentiation and phenotypic traits evolution, and local adaptation to temperature is expected in widespread species. We investigated phenotypic and genomic changes in the native range of the Asian tiger mosquito, Aedes albopictus. We first refine the phylogeographic structure based on genome-wide regions (1,901 double-digest restriction-site associated DNA single nucleotide polymophisms [ddRAD SNPs]) from 41 populations. We then explore the patterns of cold adaptation using phenotypic traits measured in common garden (wing size and cold tolerance) and genotype–temperature associations at targeted candidate regions (51,706 exon-capture SNPs) from nine populations. We confirm the existence of three evolutionary lineages including clades A (Malaysia, Thailand, Cambodia, and Laos), B (China and Okinawa), and C (South Korea and Japan). We identified temperature-associated differentiation in 15 out of 221 candidate regions but none in ddRAD regions, supporting the role of directional selection in detected genes. These include genes involved in lipid metabolism and a circadian clock gene. Most outlier SNPs are differently fixed between clades A and C, whereas clade B has an intermediate pattern. Females are larger at higher latitude yet produce no more eggs, which might favor the storage of energetic reserves in colder climate. Nondiapausing eggs from temperate populations survive better to cold exposure than those from tropical populations, suggesting they are protected from freezing damages but this cold tolerance has a fitness cost in terms of egg viability. Altogether, our results provide strong evidence for the thermal adaptation of A. albopictus across its wide temperature range.     

草原沙漠化过程中植物的耐胁迫类型研究

以内蒙古锡林郭勒盟多伦县草原沙漠化过程中不同梯度共有种群为研究对象 ,探讨植物的受损机理 ,综合 2 0 0 1～ 2 0 0 3年的研究结果表明 :随着沙漠化的进展 ,共有种群的 1叶片含水量及叶绿素 a、b和总叶绿素含量均呈降低趋势。叶片含水量高低顺序为扁蓿豆 (Melilotoides ruthenica) >冷蒿 (Artemisia frigida) >羊草 (L eymus chinensis) >糙隐子草 (Cleistogenessquarrosa) ,反映了共有种群水分状况的不同。2质膜相对透性、游离脯氨酸含量均呈上升趋势 ,其中羊草、糙隐子草和冷蒿变化表现出先升后降再升的规律。3MDA含量变化均表现出先升后降再升的规律 ,不同植物不同阶段 MDA积累程度 (积累率大小顺序为沙漠化初期 :冷蒿 2 9.5 9% >羊草 18.14 % >扁蓿豆 13.6 8% >糙隐子草 3.77% ;沙漠化后期 :糙隐子草 80 .11% >冷蒿 77.2 9% >羊草 39.31% >扁蓿豆 8.5 6 % )的不同反映了不同阶段细胞受伤害程度的差异。4 SOD、CAT活性变化总体上均呈上升趋势 ,其中羊草 CAT活性呈降低趋势 ;酶活性均梯度间差异显著 (P<0 .0 0 1)。 5内源激素 ABA含量的变化因不同种群抗逆性强弱而异。糙隐子草、冷蒿和扁蓿豆 ABA增幅小 ,而羊草 ABA增幅大。综合各种生理特征及其对沙漠化环境的响应 ,对共有种群分类 :羊草为敏感型     

通过不对称体细胞杂交向小麦转移青苗碱谷DNA

普通小麦"济南177"(Triticum aestivum L.cv.Jinan177)经继代培养和选择,形成了性质不同的愈伤组织,一种生长迅速,易于形成悬浮系,游离的原生质具有旺盛的分裂能力,但不能分化,称为Cha9;另一种具有一定能力,但游离原生质体分裂能力低,称为176.二者之一来源的原生质体与紫外线照射的青苗碱谷原生质体融合均不能获得再生植株.而将源于Cha9和176的两种原生质体混合,与经紫外线照射的青苗碱谷原生质体在PEG诱导下融合,融合产物再生了大量植株.再生的愈伤组织及植株经表现型、细胞学、有工酶、RAPD分析,证明了其杂种性质,用不麦叶绿体特异的简单得复序列(SSR)引物分析了再生杂种的叶绿体遗传组成情况.在不同的杂种克隆中,同时带有Cha9和176的遗传物质并含有供体核及胞质基因组的克隆4具有较高的分化能力,再生了大量生长旺盛的完整植株.     

疮痂链霉菌拮抗菌定向筛选及其功能评价

近年来由多种致病链霉菌引起的马铃薯疮痂病在我国普遍流行,且危害程度逐年加重,严重影响块茎的品质和商品价值。病原菌土传和种传,难以防控。利用拮抗微生物抑制病菌生长是目前防控疮痂病的重要措施。【目的】从病薯田土样中定向筛选对马铃薯疮痂病具有显著防效的菌种,研究其拮抗机制,评价其环境适应性,为开发可产业化应用的高效复合功能菌剂提供理论依据。【方法】通过平板对峙及盆栽试验研究目标菌株对主要病原菌疮痂链霉菌Streptomyces scabies的抑制效果;采用形态学、生理生化实验及分子生物学方法,确定其分类地位;结合高效液相色谱质谱联用方法分析相关抑菌活性物质。【结果】获得3株对致病链霉菌S. scabies具有显著拮抗功能的菌株HZ11-4、HS-12、HZ13-1,抑菌圈直径分别为34、29、30 mm,对马铃薯微型薯疮痂病的防效分别为68.57%、57.15%和65.96%。菌体革兰氏染色呈阳性,经鉴定均为解淀粉芽孢杆菌Bacillus amylolique-faciens;3株菌皆可扩增出surfactin、iturin和fengycin等脂肽类物质合成酶相关基因片段,检测到上述脂肽类...     

异源四倍体鲫鲤及其原始亲本遗传变异的微卫星标记分析

采用从鲤中分离出来的32对微卫星DNA标记,对异源四倍体鲫鲤、红鲫和野鲤的基因组DNA进行了研究。在筛选出的15对微卫星引物中,随引物不同,各等位基因数为1～8个,大小在100～420bp之间。从3个不同群体内部的遗传相似系数来看,异源四倍体鲫鲤个体之间的遗传相似系数最大,说明异源四倍体鲫鲤群体内部的遗传变异程度最低,已经形成了一个遗传性状稳定的群体。从3个不同群体之间的遗传相似系数来看,异源四倍体鲫鲤和红鲫遗传相似系数为0．5625,和野鲤的遗传相似系数为0．5125,说明异源四倍体鲫鲤接受原始母本的遗传物质比原始父本野鲤要多一些。微卫星标记与以前报道的RAPD标记的检测结果是相似的,然而由微卫星标记获得的种群内和种群间的遗传距离均大于RAPD,说明微卫星标记比RAPD标记显示出更高的个体多态性。     

小麦过氧化物酶特异表达模式与生化性质研究

通过大量不同类型品种的普通小麦、杂交品系Ｆ１代等,对过氧化物酶的特异表达与遗传转换模式及转录间的关系进行屯研究。有关生化性质研究也显示了其ＡＡ组成、含量特征的生化性关系。     

基于最大熵模型的不同尺度物种分布概率优化热点分析: 以红色木莲为例

单一空间尺度构建的最大熵(maximum entropy, MaxEnt)模型是否具有代表性, 是MaxEnt模型应用与发展中面临的重要问题。本研究基于有效的地理分布位点数据, 利用最小凸多边形法(the minimum convex polygon method)在三江并流、云南省及全国3个空间尺度下分别识别了红色木莲(Manglietia insignis)的建模区域, 并进一步建立MaxEnt模型: 使用ROC曲线分析法与遗漏率(omission rate, OR)检验评估MaxEnt模型预测精度; 基于ArcGIS分析分布概率及其热点区域的分布趋势, 并通过分区统计工具Zonal识别潜在适宜分布区域的质心位置; 采用刀切法检验环境因子贡献率。结果表明: (1)不同尺度下红色木莲的MaxEnt模型都有良好的预测效果, 三江并流、云南省及全国尺度下的AUC值分别为0.936、0.887和0.930, OR值分别为0.18、0.15和0.20; (2)各尺度红色木莲的适生区格局呈现一致性分布趋势, 集中在独龙江、怒江和澜沧江3个流域; (3) 3个空间尺度下红色木莲的地理分布受不同环境因子影响, 存在着尺度依赖效应。由此可见, 红色木莲在不同空间尺度下的预测模型有着稳定的性能表现与良好的预测效果。此外, 我们建议在野外实地调查与野生生物资源保护中加强对普通物种的关注, 在预测物种地理分布的研究中将MaxEnt模型与热点分析结合使用。     

狗牙根颖果胚性愈伤组织的诱导和胚性细胞的超微结构及植株再生

以普通狗牙根[Cynodon dacylon(L.)Pers.cv.'Suncitv']颖果为外植体,以MS为基本培养基,外加浓度在2.0～6.0mg/L的2,4-D,能高频率地诱导出高质量的胚性愈伤组织,其中以4.0 mg/L为最佳.胚性愈伤组织最佳继代及分化的培养方法为:用MS 2,4-D 4.0mg/L继代1～2次,然后转入1/2 MS 2,4-D 2.0 mg/L中继代1～2次,再在无激素的1/2MS中光照培养10 d,最后在MS 6-BA 3.0 mg/L中诱导分化,分化成苗率达31.7%.经电镜观察发现,胚性愈伤组织结构紧密,细胞较小,内容物丰富,而非胚性愈伤组织结构疏松,细胞巨大,内含一大液泡,几无细胞器.     

外来植物入侵的全境性研究进展与展望

由于外来种入侵地一般都远离其自然分布区(原产地), 如果只在其入侵地或者原产地进行研究, 很难真正发现其入侵性形成和成功入侵的根本原因。目前, 许多学者开始关注和倡导对入侵种在原产地和入侵地的表现同时进行研究, 即入侵种的全境性研究(whole-range studies), 为入侵生物现有地理分布格局的形成原因和入侵机制等提供解释。本文结合国内外关于入侵植物全境性研究的进展和成果, 分别针对研究的主要目的、内容、意义等进行了全面的阐述, 探讨了存在的问题与不足, 并对未来相关研究进行了展望。目前已有的全境性研究主要是通过野外直接观测和同质种植园实验来比较入侵种在入侵地和原产地的生长、繁殖和生理生态等表型性状的差异, 以及应用分子标记方法比较入侵地种群和原产地种群遗传多样性的差异, 进行入侵植物的分子系统地理学研究, 从而有效检验生物入侵机制的理论和假说, 深入阐明植物入侵的机制, 为制定入侵植物的防控策略提供指导。值得注意的是, 由于外来植物入侵的全境性研究起步较晚, 现有研究的方法和内容还不够完善, 今后需要在加强国际合作的基础上进一步改善。