生态适应研究新方法:从种群遗传学到景观基因组学

生态适应是物种应对环境变化的重要方式,解析物种的生态适应分子机制可以为物种的保护和利用奠定理论基础.景观基因组学从基因组水平来研究物种的遗传变异与景观特征之间的相互作用,可明确量化环境变化引起的遗传变异在基因组水平的响应,为生态适应研究提供了新思路,比经典的种群遗传学方法更进一步.本文首先总结了生态适应研究的系列方法,...     

不同浸种方式对黑心菊种子萌发特性的影响

对发育良好的黑心菊（Rudbeckia hybrida）种子采用不同温度（40、50、60 ℃）温水和不同浓度（50、80、 110、140 mg/L）赤霉素（GA3）溶液分别浸种处理,研究其不同处理组合对种子萌发的影响。结果表明,以80 mg/L赤霉素溶液浸泡2 h处理的种子萌发效果最好,是促进黑心菊种子萌发的最优组合。     

酶解牛骨肽促进骨骼生长功效的研究

采用低钙鼠粮饲喂Wistar大鼠，造大鼠低钙模型，口服给予模型组大鼠酶解牛骨肽3个月，研究酶解牛骨肽对低钙大鼠促进骨骼生长的作用，测定各实验组大鼠体重指数以及大鼠股骨重量、股骨强度、骨钙含量及血清钙离子含量等多项生理生化指标，同时做体外细胞实验，研究酶解牛骨肽对成骨细胞MC3T3 E1增殖情况的影响。结果表明：酶解牛骨肽对低钙大鼠骨钙含量水平的升高有明显作用（P<0.05），酶解牛骨肽可以在体外促进成骨细胞MC3T3 E1的增长，说明酶解牛骨肽在一定程度上能够促进骨骼生长发育。     

胰腺α-细胞可以自发变成β-细胞

胰腺中产胰岛素的β-细胞寿命很长,在健康条件下β-细胞几乎终生不复制。然而在代谢增强以及β-细胞受到损伤时它可以表现自我复制。在β-细胞几乎完全被去除的转基因小鼠模型的研究中发现,α-细胞可以自发变成β-细胞,这一发现让试验者看到了糖尿病可能的治疗新方法:通过差异化环境在体外生成β-细胞,或在体内诱导β-细胞再生。     

极端干旱对温带荒漠土壤真菌群落和生态网络的影响

评估极端干旱对温带荒漠土壤真菌群落的影响有助于进一步认识干旱导致的区域荒漠化特征。本研究利用在古尔班通古特沙漠建立的干旱三年和干旱十年样地, 分析了长期极端干旱对温带荒漠土壤真菌群落和生态网络的影响。结果显示, 干旱三年与干旱十年处理对总真菌和丰富真菌的Chao1和Shannon多样性指数均无显著性影响, 而对稀有真菌的Shannon多样性指数有显著促进作用; 干旱三年和干旱十年处理显著影响总真菌、丰富和稀有真菌的群落组成, 且极端干旱对稀有真菌群落变异的影响(ANOSIM, R = 0.378-0.595, P < 0.01)大于对丰富真菌的影响(ANOSIM, R = 0.282-0.555, P < 0.01), 表明丰富真菌具有更强的干旱抵抗力; 另外, 极端干旱显著降低了总真菌、丰富和稀有真菌的β多样性, 表明极端干旱具有生态过滤作用。分子生态网络结果显示, 干旱三年与干旱十年处理降低了荒漠土壤真菌群落网络复杂性, 表明极端干旱减弱了真菌物种间的相互作用; 相比稀有真菌, 丰富真菌具有更高的节点拓扑参数(P < 0.05), 表明丰富真菌对维持极端干旱下的真菌物种间相互作用的重要性。综上所述, 极端干旱显著改变了荒漠表层土壤真菌群落组成, 减弱了真菌物种间的相互作用; 稀有真菌敏感响应极端干旱, 有利于减缓荒漠土壤真菌群落响应的滞后性; 丰富真菌作为网络的核心菌群, 对维持极端干旱下的真菌群落稳定性以及物种间的相互作用很关键。     

一种优化的胡杨高效多重 (12重) SSR体系

微卫星多重PCR方法是一种非常经济并且高通量的基因分型技术。本研究在耐干旱、盐碱的胡杨（Populus euphratica）中开发出一套荧光标记的12重微卫星工作体系。该体系包含12条表达序列标签微卫星（EST SSR）引物,其中3条设计于NCBI,另外9条设计于二代的转录组序列。利用该多重微卫星体系可在单一的PCR反应体系中成功扩增出12条表达序列标签的微卫星短序列片段,并在胡杨的3个自然居群96个个体中对该体系进行了验证,结果显示该体系具有很高的稳定性及多样性。同时,在杨属的5个派7个种中对其通用性进行了检验,显示这些引物具有很高的通用性,成功扩增率为79%。本研究中提供的12重多重PCR结合本实验已经公开发表的2个8重体系对揭示胡杨及其他杨树的进化历史具有重要的作用。最后,本研究认为引物的选择,扩增效率,哑等位基因的检测是多重体系开发过程中最为关键的步骤。     

基因流介导的种间渐渗与物种界定

物种界定是生物学中最基本的问题之一。近年来随着分子生物学技术的进步如分子条形码的发展,物种界定也越来越引起人们的兴趣。界定一个物种或相似的一组物种时最重要的一个原则就是选择适合的分子标记。然而,植物中广泛存在的不完全谱系筛选与种间渐渗却常常会阻碍准确鉴定物种。最近,有关基因流介导的种间渗入和物种界定在理论和实验研究中都取得了重大进展。本文综述了基因流介导的物种形成;评价了种间渐渗与不完全谱系筛选的区别;最后总结出应该利用基因流速度较快的分子标记去鉴定物种。     

响应面分析法优化超声波辅助酶法提取南五味子多糖工艺的研究

为了建立超声波辅助酶法提取南五味子多糖的方法,并研究其提取工艺。按照Box-Benhnken中心组合试验设计原理,以多糖得率为响应值,以单因素实验数据为基础,进行响应面分析实验,考察提取pH、提取温度和提取时间对多糖得率的影响。结果显示：最佳提取工艺条件为：提取pH为4.8、提取温度57℃、提取时间66 min、复合酶用量为3.0%,最佳工艺条件下南五味子多糖得率为8.73%±0.25%。研究结果表明,该提取方法可减少多糖提取时间和提取溶剂用量,降低温度,有效提高了多糖的提取得率,可应用于南五味子多糖的制备。研究结果为南五味子多糖的开发应用提供了较好的依据。     

通过遗传多样性探讨极小种群野生植物的致濒机理及保护策略: 以裸子植物为例

遗传多样性是生物多样性的重要组成部分, 然而由于资源的过度开发利用和生境的破碎化影响了物种的遗传多样性, 甚至威胁到物种的生存适应性和生物多样性。极小种群野生植物是亟待保护的国家重点保护濒危植物,遗传多样性研究对揭示极小种群致濒机理及保护策略具有重要意义。生境破碎化会造成物种遗传多样性降低、种群间分化增加、基因流减少等, 使种群濒危。但在某些物种中, 繁殖特征、进化历史等生物和生态因素的不同也可能造成近期生境破碎化后遗传效应的延迟。裸子植物进化历史悠久, 包含许多孑遗物种, 由于生活史周期长, 遭受生境破碎化后可能短期内显示不出遗传效应的改变, 但长期很难恢复。本文以裸子植物为例综述了濒危植物的遗传多样性研究的案例, 探讨了濒危裸子植物应对环境恶化的维持机制、致濒因素和保护方案, 旨在说明通过遗传多样性研究充分认识极小种群致濒机理对高效保护极小种群野生植物的重要性。     

美味牛肝菌降低泡菜中亚硝酸盐含量的研究

亚硝酸盐是泡菜发酵过程中产生的一种有害的副产物。首次发现美味牛肝菌Boletus edulis子实体能显著降低泡菜中亚硝酸盐的含量。在实验组原料中加入新鲜美味牛肝菌子实体时,发酵第4天亚硝酸盐含量可降低97.1%。当泡菜中冷冻保藏的美味牛肝菌子实体的加入量分别为10%、20%、30%、40% 和50%时,发酵第4天对应的亚硝酸盐含量比不加美味牛肝菌的对照分别降低了20.9%、51.6%、93.9%、96.1% 和96.9%。发酵第6天开始亚硝酸盐含量降低百分比逐渐减小,发酵10d以上实验组和对照组中亚硝酸盐含量趋于一致,但此时的泡菜酸度增加、质量降低。此外,新鲜的和冷冻的美味牛肝菌子实体降低泡菜中亚硝酸盐的活性最高,常温晾干的活性次之,高温烘干的美味牛肝菌子实体没有降低亚硝酸盐的活性。