子囊菌较担子菌具有更快的进化速率和更高的物种多样性

研究表明, 在一些进化分支或有机体之间存在着核苷酸或氨基酸替代速率差异. 越来越多的证据表明, 种群内的中性分子突变与物种多样化相关. 超过98%的陆生真菌属于子囊菌门和担子菌门, 而且前者的物种多样性明显多于后者. 获得了地衣型真菌红脐鳞的21种蛋白编码基因序列, 并应用这些及GenBank中的相关序列进行了随后的分析. 建立了3组矩阵: (1) 13种真菌, 包括105种蛋白编码基因; (2) 9种真菌, 包括21种蛋白编码基因; (3) 299种真菌的nu LSU rDNA序列. 应用这些数据, 检测了子囊菌门与担子菌门以及子囊菌内部主要纲之间的基因替代速率. 蛋白质数据和nu LSU rDNA数据分析显示, 子囊菌的基因替代速率显著快于担子菌; 而且在子囊菌内部, 物种丰富的粪壳菌纲进化速率最快, 物种数量较少的锤舌菌纲进化最慢. 结果提示, 子囊菌的快速进化不是得益于互惠共生、生态条件、无性繁殖、代谢速率或者短世代时间, 而可能是由奠基者效应引起的. 这是物种数量与进化速率相关的又一证据, 与奠基者效应是导致物种丰富的分支进化速率较快的主要原因的假说相吻合.     

奠基者效应对海南坡鹿迁地保护种群遗传多样性的影响

在迁地保护中,奠基者效应通常会导致新建种群与源种群的遗传分化,并使新建种群的遗传多样性低于源种群。海南坡鹿(Cervuseldi hainanus)是世界濒危种,野生种群仅分布在中国海南岛。由于栖息地破坏和过度狩猎,至20世纪70年代,这个物种仅剩26只,已经濒临绝灭,被列为国家一级保护动物。自1976年开始对海南坡鹿实施就地保护和迁地保护,该种群的数量从最初的26只增加到1600多只。本文采用10个微卫星位点对一个源种群(大田种群)和5个迁地种群(邦溪、甘什岭、枫木、金牛岭、文昌种群)的遗传多样性进行检测,结果发现6个种群的遗传多样性水平均较低(He≈0·3);5个迁地种群分别有1、3或5个单态位点,大田种群无单态位点;邦溪种群与大田种群遗传分化显著,而甘什岭种群与大田种群的遗传分化不显著。结果表明,奠基者效应导致种群的遗传多样性水平较低,并且对于不同迁地种群,影响也不相同。造成这些差异的因素有建群者数量、引种方式和建群种群的结构。该研究为今后在海南岛建立新的海南坡鹿迁地种群提供建议和参考,同时也为其他濒危物种的迁地保护提供理论指导。     

中国作物种质资源学科的奠基者——记中国农业科学院董玉琛院士

董玉琛院士是我国作物种质资源学科的奠基人之一。将个人的成长置于学科发展和社会大背景下,从时代变迁与个人选择、学科发展与个人贡献、学术特点、科学精神与人格魅力4个方面系统梳理了董玉琛院士学术成长历程,探究其取得成功的影响因素,以启发和激励青年学者,传承和弘扬老科学家的科学精神。     

遗传多样性与外来物种的成功入侵: 现状和展望

遗传多样性被认为是影响外来种入侵成功的重要因素之一。研究表明, 尽管外来种在入侵过程中可能受到奠基者效应的影响, 但是多次引种、种内或种间杂交等过程使得许多外来种在引入地的遗传多样性水平未必会显著低于原产地, 从而使得外来种可能通过快速进化来适应引入地的新生境。然而, 高水平的遗传多样性并非成功入侵的必要条件, 遗传变异的匮乏对一些外来种的入侵能力没有明显的影响, 甚至在一些生物入侵案例中, 遗传多样性的降低反而促进了入侵成功。针对遗传多样性与入侵成功之间的复杂关系, 本文在评述外来种遗传多样性的研究现状的基础上, 分析了遗传多样性对外来种的短期入侵成功和长期进化的影响机制, 从方法角度探讨了目前研究中存在的若干问题, 并对如何推进入侵生态学研究提出了一些看法。正如一些学者提出的, 入侵生态学需要与生态学其他分支整合起来, 才能加深对生物入侵及其相关的生态和进化过程的理解。     

加拉帕戈斯群岛同域达尔文雀种群的进化动态

本文主要论述物种形成的三个阶段 :建群、线形分异和生殖隔离。首先介绍一项通过时间产生分异的调查 ,然后检测种群间基因交流的障碍 ,最后描述一个自然事件从而分析建群过程。本项工作是在加拉帕戈斯群岛中的达芬梅杰岛上长期研究达尔文雀进化工作的一部分 ,研究组成员由格兰特、笔者和其他同事组成。岛上发生适应辐射的时间并不长 ,现存的 1 4种达尔文雀由 2 0 0或 3 0 0万年前的一个祖先分化而成。极端的年间气候波动改变了达尔文雀的生态条件和食物供给。达尔文雀种群受到这些变化的影响 ,通过重复的进化反应 ,发生了自然选择。通过 3 0年的积累 ,中地雀 (Ｇｅｏｓｐｉｚａｆｏｒｔｉｓ)和仙人掌地雀 (Ｇ .ｓｃａｎｄｅｎｓ)种群的体型大小和喙部形状发生了显著的变化。达尔文雀的鸣叫是在幼鸟时期通过学习而形成的 ,类似于印痕过程 ,鸣叫对保持种间的生殖隔离起着一定的作用。但是在一些特殊的生态条件下 ,生殖隔离可以被由于错误印痕所形成的鸣叫而冲破 ,导致种间杂交和基因渗入 ,当然 ,这种情况非常罕见。自然选择可以使基因流从一个物种流动到另一个物种从而增加变异。 1 983年 ,大地雀 (Ｇ .ｍａｇｎｉｒｏｓｔｒｉｓ)在达芬梅杰岛上建群。最初岛上只有拥有共同亲鸟的 2只雄鸟和 1只雌鸟通过不     

基于叶绿体DNA trnT-trnF序列研究祁连圆柏的谱系地理学

由于青藏高原的地貌效应,第四纪冰期气候的反复变化应对现今该地区生物的地理分布及其居群遗传结构产生重大影响。本文对这一地区特有分布物种祁连圆柏Juniperus przewalskii Kom.整个分布区内20居群392个个体的trnT-trnF序列变化进行了研究;共发现3种单倍型(haplotype),构成两种地理区域:高原台面上的居群主要固定Hap A,而Hap A、Hap B和Hap C在高原边缘居群均有分布。所有居群总的遗传多样性HT = 0.511,GST= 0.847。在低海拔的高原边缘,Hap A、Hap B和Hap C高频率固定在不同的居群中,表明可能存在多个不同的避难所,居群反复缩小和扩张的瓶颈效应造成了遗传多样性的丢失。而边缘的一个居群含有两种相似单倍型频率则可能是冰期后迁移融合而成或者该居群在冰期经受的瓶颈作用更弱。高原台面东部间断分布的居群只固定Hap A,表明它们可能经历了冰期后共同的回迁过程和由此产生的奠基者效应。我们的研究结果表明祁连圆柏在冰期可能存在多个避难所,瓶颈效应和奠基者效应造成了这些居群现在的遗传多样性分布式样。     

我国生物物理学的创始人、奠基者和科学创新的不懈战士——敬贺贝时璋教授百岁华诞

时光荏冉,前不久我们刚庆祝过贝老90岁生日和从教70周年,今年又迎来了他百岁华诞。我作为晚辈,和全国敬重他长期为我国科学教育事业奋斗的同志一道,热烈祝贺他的百岁生日!生物物理学科的创始人生命科学的发展,需要和物理学、化学、工程技术等相互结合,在交叉融合中彼此促进。这在今天已经为广大的科学工作者所接受。但在上世纪50年代却是一个争论十分激烈的问题。反对者既来自物理学家,也来自生物学家。只有少数具有远见卓识的科学家才认识到物理学和生物学不仅能够而且必需结合起来。远的有Mayer与Helmholty,后来则有Schr觟dinger,Szent …     

线粒体DNA nad1序列在青海云杉青藏高原台面和周边地区种群中的变异

青藏高原是气候变迁的敏感区。但第四纪以来全球气候的反复变化对该地区植物分布格局的影响至今未进行过仔细研究。线粒体DNA在松科植物中是母系遗传,其变异被广泛用于研究该科植物历史上由于气候变迁造成的瓶颈作用以及冰期后扩张中形成的奠基者效应。对青海云杉位于青藏高原核心、其边缘甘肃和宁夏地区共12个种群155个个体的线粒体nad 1片段的全序列进行测序,研究该序列在各种群中的变异状况。通过测序发现该片段在青海云杉中十分保守,在所有个体中仅发现由于重复序列造成的5种单倍型(H ap A,H ap B,H ap C,H ap D和H ap E)。高原核心的所有种群均只有H ap A,而所有的4种单倍型都在高原边缘的甘肃地区存在,但这一地区仍然是H ap A占优势;但是在远离高原的宁夏地区则存在5种单倍性;多样性的变异趋势是宁夏地区高于高原边缘的甘肃地区,而甘肃地区又显著高于高原核心地区。这一结果表明,在过去气候变迁过程中,不同地区的青海云杉种群经历了不同的气候影响,这种影响造成的奠基者效应或者瓶颈作用是造成目前这种遗传多样性分布格局的主要原因。现有的单倍型分布格局,特别是高原上所有间断分布种群拥有相同的单倍型表明,森林回迁中的奠基者效应应是更为重要的因素。     

青藏高原特有植物青海当归的谱系地理学初探

为探讨第四纪冰期气候波动对青藏高原多年生草本植物青海当归地理分布格局形成的影响,检测了青海当归16个居群147个个体的核糖体内转录间隔区(ITS)的序列变异,共发现了7个单倍型.结果表明除松潘居群外其余15个居群都拥有单倍型H1,青藏高原边缘的居群拥有6种ITS单倍型,其中5种为私有单倍型.谱系关系分析显示单倍型H1为较古老的单倍型,AMOVA分析表明,居群间的变异占了总变异量的67％,居群遗传分化显著,并且存在较明显的谱系地理结构(NST＞GST,P＜0.05).我们认为青海当归在第四纪冰期最大一次冰期来临时退缩到青藏高原边缘的避难所,冰期后在扩张过程中经历了奠基者效应形成了如今的分布格局.