美国白蛾Hyphantria cunea Drury是我国重要林业害虫,寄主植物众多且分布范围广泛.本试验基于重组酶聚合酶扩增(RPA)和CRISPR检测技术,构建美国白蛾RPA-CRISPR/Cas12a分子检测体系.根据NCBI数据库中的美国白蛾及近缘种、近似种线粒体CO Ⅰ基因片段信息以及昆虫样本CO I基因测序比对结果为模板,设计美国白蛾特异性RPA引物和CrRNA,通过RPA扩增目标序列,结合CRISPR检测技术并对反应条件进行优化,最终该体系灵敏度可检测的最低限度1.0×10-1 ng/μL,较RPA结合普通凝胶电泳提高了100倍,检测体系在30 min内即可实现对害虫的现场快速、可视化、精准鉴定.为美国白蛾现场检测提供理论和实践依据,有助于保护森林资源和生态环境的安全.

目的:构建环氧合酶-2(Cyclooxygenase-2,COX-2)抑制剂分类模型,用以筛选和优化COX-2抑制剂.方法:基于八种机器学习算法构建模型,比较不同模型的预测性能,筛选出最优模型后利用Y随机验证法对其进行测试,最后运用SHAP(Shapley Addi-tive eXplanation)算法对最优模型进行可解释性分析.结果:八种不同模型的性能比较结果显示,基于随机森林算法建立的模型最优,其预测准确率、平衡准确率、马修斯相关系数、特征曲线下面积和F1分数(分别为0.893、0.825、0.673、0.909和0.933)最高;Y随机验证结果表明最优模型的预测结果并非偶然;此外,通过SHAP算法挖掘出20个最有可能影响COX-2抑制剂活性的结构片段.结论:本研究为新型COX-2抑制剂的开发提供理论依据,可供本领域其他研究人员对先导化合物进行优化或设计更好的COX-2抑制剂.

利用最大熵模型(MaxEnt)对内蒙古高格斯台罕乌拉国家级自然保护区内的东北马鹿Cervus elaphus xan-thopygus潜在分布区和适宜生境进行预测,比较基于默认参数和优化参数的预测结果,探讨参数优化对东北马鹿种群潜在分布区和适宜生境预测结果的影响.研究结果表明:优化参数模型的特征组合选择线性、二次型、片段化、成积型和阈值型特征,调控倍率为4时,模型的拟合度和复杂度得到改善;优化参数建模下,温度季节性、距道路距离、距草地距离、最冷季平均温度、等温性、海拔和距河流距离是影响东北马鹿分布的主要环境因子;2种模型预测结果表明,东北马鹿均主要分布于保护区东北部,适宜生境面积分别为36.04 km2和126.67 km2,占总面积的3.5%和12.6%.研究表明,使用MaxEnt模型进行濒危珍稀物种潜在适宜生境预测时,需根据影响物种分布的关键环境因子选择最合理的参数设置.

目的 调查云南省德宏傣族景颇族自治州(德宏州)居住区啮齿动物的巴尔通体感染和分布特点,为相关疾病防制提供参考依据.方法 采用笼夜法捕鼠,采集鼠类脾脏标本,用胰酶大豆琼脂培养基分离巴尔通体,用聚合酶链式反应法扩增巴尔通体gltA基因片段,并进行核苷酸序列测定和系统发育分析.结果 2011年在德宏州居住区共捕获啮齿动物5属9种340只和食虫动物2种18只,黄胸鼠为优势种(77.09％,276/358).这些动物的脾脏标本中巴尔通体分离率为24.86％(89/358),其中黄胸鼠分离率为28.99％ (80/276),其他阳性鼠种为黑缘齿鼠(5株)、社鼠(1株)、大绒鼠(1株)、小泡灰鼠(1株)和臭鼩鼱(1株).共获得85株巴尔通体gltA基因核苷酸序列,进化分析表明,40株为特利波契巴尔通体(Bartonella tribocorum),28株为伊丽莎白巴尔通体(B.elizabethae),11株为昆州巴尔通体(B.queenslandensis),3株为森林巴尔通体(B.silvatica),3株未定种.黄胸鼠携带上述所有种类的巴尔通体.结论 德宏州啮齿动物中至少存在4种巴尔通体的流行,巴尔通体具有遗传多样性特点.以特利波契巴尔通体、伊丽莎白巴尔通体和昆州巴尔通体为主要流行菌株,黄胸鼠为当地居住区巴尔通体的主要宿主.今后应加强巴尔通体相关疾病的监测和防制工作.

苔藓-蓝藻共生体(BCS)能固氮,是养分贫瘠地区森林氮输入的不可忽视的来源.BCS关系与固氮能力研究为科学认识生态系统氮输入与氮循环过程和机理提供了新的视角和有效途径,具有重要的理论价值.然而,BCS关系、固氮作用与机理的研究迄今未受到足够关注,报道较少,认识仍然是零星而片段化的.基于系统查阅的相关文献,该文综述了BCS的种类组成与共生关系类型、固氮能力及所固定氮的去向及其影响因素和作用机理,指出了存在的问题及需要深入关注和亟待突破的4个研究方向.

土地利用变化和栖息地丧失是生物多样性的最大威胁之一,热带森林是研究生物多样性的热点地区,但其破碎化程度日趋严峻.为揭示热带森林片段化对节肢动物多样性的影响,本研究以云南西双版纳纳板河流域9个不同面积的热带片段森林为对象,运用马氏网的方法,结合宏条形码技术调查了林下节肢动物的多样性和群落组成.结果表明:在9个片段森林中共得到347个OTUs,隶属18个分类群,其中大片段森林(面积≥50 hm2)中共有225个OTUs,中片段森林(10 hm2＜面积＜50 hm2)中有113个OTUs,小片段森林(面积≤10 hm2)中有139个OTUs.回归分析发现:片段森林面积大小对节肢动物物种丰富度有显著影响,但不同的节肢动物群落对片段面积的响应不同;大片段森林中的节肢动物beta多样性显著低于中、小片段森林的,而中、小片段森林之间的节肢动物beta多样性无显著差异.研究认为,该地区森林片段化面积对节肢动物多样性影响较大,大片段森林可以容纳更多的物种丰富度,但小面积片段森林仍然有其保护的价值.

利用现代分子群体遗传学的分析手段,对华山松27个自然群体129个个体的样本进行双亲遗传核基因AGP6片段的测序分析,检测该物种在第四纪冰期时的避难所和群体进化历史.结果表明:(1)华山松群体在AGP6基因座位上具有较高水平的核苷酸多态性,其沉默位点多样性值(πt=0.013 8,πsil=0.030 6)显著高于其他松属植物.(2)基于Bayesian聚类分析结果表明,华山松具有明显的群体遗传结构,地理分布区上能够分为中国中部和中国西南部两大区域族群,Network网络分析和系统发育分析均得到了相似的结果.(3)分子变异(AMO-VA)分析结果表明,遗传变异主要存在于群体内(65.65％)和族群间(30.18％),群体间存在较小的变异量(4.17％);物种水平和族群水平上的群体错配分析分布均呈多峰模式,说明华山松群体未经历过近期的扩张事件.(4)秦岭山脉和横断山区的群体存在较高水平的单倍型多样性和较多的特有稀有单倍型,进一步结合单倍型间的多样性关系,推测这些区域可能是华山松在第四纪冰期时期的避难所.研究认为,不同避难所地区间长期的地理隔离以及高大山脉、河流等异质性生境的形成可能促使了华山松在中国中部和西南部两大区域族群的异质性分化以及物种较高水平的核苷酸多态性.

植物根际过程与调控机理研究已成为当前土壤学最活跃、最敏感的研究领域,而根系分泌物作为根系-土壤-微生物界面物质能量交换和信息传递的重要媒介物质,是构成根际微生态系统活力与功能特征的内在驱动因素,是根际概念与根际过程存在的重要前提和基础.然而,由于传统的根际过程研究更强调以实际生产问题为导向,加之农作物生长周期较短、操作便利等诸多因素,以往对植物根系分泌物研究主要聚焦在农业生态系统,而有关根系分泌物在森林生态系统中的重要作用与调控机理研究甚少,认识相对零散和片段化.基于此,该文结合作者实际研究工作中的主要成果和该领域国际前沿动态,综述了森林根系分泌物的生态重要性,重点论述了目前森林根系分泌物生态学研究中存在的主要问题与不足,在此基础上展望了未来森林根系分泌物生态学研究中值得关注的重点方向和研究内容.

龙脑香科植物是东南亚地区重要的热带木材来源树种,对其开展DNA条形码评估在林业监管及森林资源保护等方面具有非常重要的实际应用价值.通过对龙脑香科植物样品进行rbcL、matK、trnL-trnF和ITS2四个片段的扩增和测序,结合GenBank下载的数据,共获得龙脑香科树种14属244种共计899条序列.通过比较4个片段的通用性、序列特征、种内和种间的遗传变异,基于Best Match (BM)、Best Close Match (BCM)、相似性搜索算法(BLAST)和邻接树(NJ)4种方法评估DNA条形码对于龙脑香科树种的鉴定能力.结果 表明,ITS2在龙脑香科树种中鉴定效率最高,通过优化的扩增体系能够从该科植物叶片中获得较高质量的ITS2片段;叶绿体matK片段扩增和测序效率为100％,且种内及种间遗传变异明显,鉴定成功率高于其它叶绿体片段,并据此提出ITS2和matK适合作为龙脑香科树种的DNA条形码.

目的 掌握河北省承德市塞罕坝自然保护区内硬蜱种类及其分子特征,明确该地区蜱类的分类地位,为相关蜱媒传染病的防控制提供参考. 方法 2018年4-9月间,采用布旗法捕捉该地区森林、草地、灌丛3种生境内自由生活的蜱类;提取蜱基因组,PCR扩增2种硬蜱的线粒体16S rDNA和COⅠ基因片段,并进行同源性分析.基于邻接法和最大简约法,用Mega 7.0软件分别构建系统发生树,进行遗传进化分析. 结果 在植被上共采集蜱231头,分为1科2属2种,其中全沟硬蜱212头,嗜群血蜱19头.PCR扩增嗜群血蜱标本(QS11) 16S rDNA和COⅠ扩增基因片段长度分别是434 bp和712 bp,全沟硬蜱标本(QG13) 16S rDNA、CO Ⅰ基因片段长度是445 bp、735 bp.嗜群血蜱标本和全沟硬蜱标本的16S rDNA序列、COⅠ序列与GenBank中已登录的2种硬蜱对应基因聚类,且在一个进化分支上;嗜群血蜱标本16S rDNA、CO Ⅰ序列与已登录嗜群血蜱相同基因序列的同源性分别为98.2％和98.1％,遗传距离分别为0.035和0.028;全沟硬蜱2个基因与已登录基因的同源性分别为98.3％和97.4％,遗传距离分别为0.067和0.104. 结论 塞罕坝自然保护区内优势蜱种是全沟硬蜱且存在嗜群血蜱.两蜱种16S rDNA、CO Ⅰ与序列存在多样性和地域差异性.