为科学评估黄河鮈(Gobio huanghensis)种质资源状况,进一步加强其种质资源保护工作,本研究在连续3年开展黄河宁夏段资源调查的基础上,同期定点采集青铜峡坝上南长滩村、余丁乡和坝下梅家湾村、月牙湖乡、红崖子乡等5个不同地理群体样本,基于线粒体cox1基因序列及生物信息学分析探讨其遗传多样性和系统发育关系.研究结果表明,在长度为1 428 bp的cox1基因序列区域共检测到162个多态位点,界定了26个单倍型;5个群体中除南长滩群体具有"低Hd低Pi"(Hd:0.468;Pi:0.000 62)特点外,其余群体均呈现出"高Hd 高Pi"(Hd:0.721～0.840;Pi:0.009 18～0.035 88)的分布特点,且青铜峡坝上与坝下群体间具有显著的遗传分化(P＜0.05),尤其南长滩、余丁乡2个群体与月牙湖群体达到了种群分化水平;系统发育分析显示黄河鮈与蛇鮈(Saurogobio dabryi)亲缘关系最近.综上所述,结合历年资源调查结果推测,黄河鮈因青铜峡大坝形成了明显的种群地理阻隔,因此建议将黄河鮈划分为青铜峡坝上与坝下2个地理种群,在加强原地保护的基础上,通过人工繁育、增殖放流等人工干预措施,促进坝上、坝下种质资源基因交流,以有效恢复和保护黄河鮈这一珍贵种质资源.

研究以XX遗传型全雌黄颡鱼(Tachysurus fulvidraco)群体为实验材料,利用加氢甲基睾酮(17α-meth-yldihydrotestosterone,MDHT)和来曲唑(Letrozole,LZ)对性别分化关键时期(12-60日龄)黄颡鱼幼鱼进行投喂处理,设置MH组(50 mg/kg MDHT)、ML组(10 mg/kg MDHT)、MH+L组(50 mg/kg MDHT,1000 mg/kg LZ)、ML+L组(10 mg/kg MDHT,1000 mg/kg LZ)及对照CR组(0 MDHT,0 LZ).结果显示,ML组和ML+L组雄性化个体比例较高,分别为66.7％和83.3％,其性腺类型包括间性性腺(37.5％和50.0％)和全精巢性腺(29.2％和33.3％),且两组中均获得了43.8％的功能性XX伪雄鱼.以XX伪雄鱼为父本、以经多代选育的全雌黄颡鱼为母本,进行规模化人工繁殖,获得了280万尾XX遗传型黄颡鱼苗种.在92日龄时发现,在室外池塘养殖条件下,98.0％的个体卵巢发育良好,2.0％的个体性逆转为非功能性XX伪雄鱼.研究建立了一套黄颡鱼全雌种群规模化繁育技术体系,为黄颡鱼规模化人工繁育与遗传改良、黄颡鱼产业健康可持续发展提供保障.

[目的]基于微卫星遗传标记法对浙江省嘉兴市不同有螺环境的湖北钉螺进行基因分型,开展群体遗传学分析,探讨钉螺存在或扩散的原因及其影响因素,为有效监测和控制钉螺提供依据.[方法]选取嘉兴市2022年重点有螺环境的平湖市姚浜(YB)村和三兴(SX)村,以及秀洲区的运河(YH)农场3个种群共90只钉螺样本,采用9个微卫星位点对钉螺进行基因分型和群体遗传学分析.[结果]共观察到84个等位基因,YB、SX和YH种群平均等位基因数分别为7.889、5.667、3.778;有效等位基因数分别为4.807、3.329和2.294;近交系数分别为0.400、0.377、0.493.在无限等位基因模型下,SX和YH近期可能出现瓶颈效应.NeEstimator和LDNe软件计算的有效种群均>31.9.分子方差分析显示3个种群钉螺的变异主要存在于个体间,占总变异的41.44%,群体间遗传分化指数为0.286,表示遗传分化程度很大.主坐标分析与系统发生树结果一致,3个种群分为2个谱系,YB和SX为1个谱系,YH分属另一个独立谱系.种群历史及动态分析显示3个种群基因流不充分.溯源分析表示可能为YH首先从SX分化,YB由SX和YH接触融合形成.[结论]嘉兴市钉螺种群遗传多样性总体较低,钉螺种群较不稳定,遗传分化程度很大,各种群之间基因流不充分.

为揭示神农架南坡代表性常绿阔叶林主要木本植物的种间生态联系及群落演替趋势,以小叶青冈+曼青冈群系20 个主要木本植物的 190 组种对为研究对象,通过生态位测定并区分生态位特化种和生态位泛化种以及种间联结性检验,分析该群落主要物种生态位与种间联结特征.主要结果:(1)该常绿阔叶林群落物种丰富,群落组成复杂,小叶青冈(Cyclobalanopsis myrsinifolia)的重要值(11.13%)和生态位宽度(58.3)均最大,占绝对优势,生态位宽度排序和重要值排序不一致,分布频度对生态位宽度影响较大.(2)将 20 种主要木本植物划分为生态位特化种(6 种)、生态位泛化种(3 种)、中性类群(11 种),生态位分化程度较高,资源利用差异以及生境适应性是影响生态位分化的主要因素.(3)生态位宽度大的物种其生态位重叠和相似度较高,生态位重叠指数总体略低,大部分物种对环境或资源需求相似,但相似度不高,种间竞争较弱,种间关系比较稳定.(4)主要木本植物总体正联结显著(P＜0.05),χ2 检验、联结系数AC、Spearman秩相关检验结果均显示种间正联结作用占优势,但大多数种对联结不显著,物种趋于独立分布.(5)通过聚类分析,将 20 种主要木本植物划分三大生态种组:建群种组,共生种组和边缘种组.研究表明,神农架南坡小叶青冈+曼青冈常绿阔叶林目前正处于相对稳定的演替中后期阶段,群落发育较成熟,生态位分化、生境选择以及资源需求互补或互利是影响该群落物种共存的主要原因.研究阐明了神农架南坡代表性常绿阔叶林主要物种之间实际相互作用以及群落特征,为深入理解群落物种共存原因以及群落演替规律提供依据.

海南岛是与周边大陆存在地理隔离的大陆性岛屿,探索该岛屿与邻近大陆上生物的遗传分化有助于理解地理隔离对生物遗传分化的影响.在海南岛及其周边大陆 15 个地点采集两种鳞翅目天蛾科(Lepidoptera:Sphingidae)昆虫(绿带闭目天蛾Callambulyx rubricosa 88 头和构月天蛾Parum colligata 57 头),选择线粒体基因COI、Cytb和核基因 EF-1α作为分子标记开展遗传多样性研究.基于COI-Cytb分析的结果表明,两物种的核苷酸多样性均较低(分别为 0.00434 和 0.00818),且均在广东广西、越南和海南岛群体之间存在明显的谱系地理结构.两个物种在三个群体间均检测出低水平的基因流(Nm分别为0.09-1.22 和0.18-0.57)和高水平的遗传分化(FST分别为 0.29-0.84 和 0.47-0.73).两个物种最高的遗传分化都发生在海南岛与大陆群体之间,且海南岛群体的单倍型数量少于周边大陆群体.Mantel检验结果表明遗传距离与地理距离之间存在显著正相关关系,中性检验结果表明两个物种均未经历显著的种群扩张.综上,研究认为绿带闭目天蛾(C.rubricosa)和构月天蛾(P.colligata)的海南岛群体与邻近大陆群体间的基因交流较少,遗传分化程度较高,推测地理隔离可能是其产生遗传分化的重要原因之一,这一结果将为海南岛生物多样性的保护提供宝贵的建议.

昆虫翅多型作为生物可塑性发育的典型代表,是昆虫对复杂多变环境适应进化的结果.褐飞虱Nilaparvata lugens是一种典型的翅多型昆虫,若虫可发育成短翅型或长翅型成虫,后者的远距离迁飞特性造成褐飞虱在亚洲稻区大面积为害.20世纪60年代以来,前人针对褐飞虱翅多型的发生机理进行了大量研究,发现种群密度、寄主植物质量、温度和光周期等诸多环境因子以及保幼激素均能够影响翅型比例.近20年来,得益于基因组学、RNAi和基因编辑等生物技术的发展,褐飞虱翅型分化的分子机制研究取得了突破性进展,发现了褐飞虱翅型分化的开关基因FoxO,沉默或敲除FoxO会导致飞虱发育为长翅型;而胰岛素信号通路能够磷酸化FoxO抑制其进入细胞核,从而参与翅型分化调控;锌指转录因子Zfh1能够以启动子结合的方式调节FoxO的转录,与胰岛素信号通路平行调控翅型分化;另一个锌指转录因子Rotund能够与FoxO互作共同调控褐飞虱翅多型.此外,性别决定基因Trransformer-2和c-Jun氨基末端激酶通路等也能够影响翅型分化,表明褐飞虱的翅型分化存在多样化的分子调控机制.鉴于半翅目不同亚目间的翅多型机制均有所不同,对褐飞虱翅型分化机制的解析远不足以阐明半翅目乃至整个昆虫纲的翅多型机制,但其研究成果能够引领未来对昆虫翅多型机制的探索研究,并加深人们对昆虫翅及组织可塑性发育与进化的理解.

[目的]厘清天然广布树种栓皮栎叶片解剖结构的种群变异及其与环境因子的关系.[方法]以中国28个天然分布栓皮栎种群叶片为研究对象,用常规石蜡切片结合光学显微技术对栓皮栎叶片解剖性状进行研究,用巢式方差分析、Pearson相关性分析等方法对栓皮栎叶片解剖结构的种群变异与环境因子关系进行分析.[结果](1)栓皮栎叶片解剖性状在28个种群间存在显著差异,平均变异系数为7.84％～15.16％,且同一叶片解剖性状在不同种群间的变异范围不同;(2)9个解剖性状在种群内及种群间均存在极显著差异,平均表型分化系数为37.44％,解剖性状变异主要来自种群内;(3)叶片厚度、上表皮厚度、栅栏组织厚度、海绵组织厚度与纬度呈显著正相关关系,年均气温及年降水量对上表皮厚度和栅栏组织厚度有显著影响.[结论]栓皮栎具有丰富的遗传多样性,为适应低温与干旱,栓皮栎叶片整体呈增厚趋势.研究结果为了解栓皮栎环境适应策略提供理论依据.

红树林是生长在热带、亚热带海湾河口潮间带的受到周期性海水淹浸的木本植物群落,红树植物如何适应潮间带环境、实现多物种分离共存一直是研究的热点.生态位理论是解释群落物种共存的重要理论和方法之一,而幼苗是种群更新的基础.因此,本研究选取海南岛分布较广的6种红树植物幼苗,通过人工控制海水盐度、淹没时间和光照强度模拟不同的潮间带环境,构建了一个微型的红树林小群落.通过测定这6种幼苗在不同控制环境中的净光合速率,统计分析幼苗在海水盐度、淹水时间和光照强度3种资源条件下的生态位宽度、生态位重叠和生态位偏离程度,尝试阐述红树植物在潮间带中分离共存的机制.结果表明:在淹水方面,6种幼苗的生态位宽度最大的为白骨壤(Avicennia marina)(0.956),角果木(Ceriops tagal)(0.906)最小;白骨壤、桐花树(Aegiceras corniculatum)和红海榄(Rhizophora stylosa)的生态位重叠度较高,秋茄(Kandelia obovata)、海莲(Bruguiera sexangula)和角果木的生态位重叠度较高.生态位分离程度反映出在理论生态位中心是12 h/d的物种中,白骨壤(0.698)适应淹水的范围较大,在理论生态位中心是8 h/d的物种中秋茄(0.185)适应淹水的范围较大,在理论生态位中心是4 h/d的物种中海莲(0.115)适应淹水的范围较大.在盐度资源方面,生态位宽度最大的为白骨壤(0.987),秋茄(0.496)最小;白骨壤、桐花树和红海榄的生态位重叠度高,海莲和角果木的生态位重叠度高,秋茄与其他物种的生态位重叠度均不高.生态位分离程度反映出理论生态中心为20的物种中白骨壤(4.357)适应盐度的范围较大,理论生态位中心是10的物种中角果木(10.594)适应盐度的范围较大.在光照资源方面,生态位宽度最大的为角果木(0.995),白骨壤(0.828)最小;6种红树植物的生态位重叠度均较高;生态位分离程度反映出理论生态中心为100％光照的物种中红海榄(23.138)适应光照的范围较大,理论生态位中心是80％光照的物种中角果木(12.522)适应光照的范围较大.结合各物种在淹水、盐度和光照资源上的生态位分析,可以看出它们在淹水和盐度资源上的生态位分化相对较早且明显,各物种占据不同的淹水和盐度生态位,生态位重叠程度相对较低,对淹水和盐度资源的竞争较弱,进而实现在潮间带中的分离共存;而在光照资源上的生态位分化相对较晚且不明显,多数为阳生植物,生态位重叠程度较高,对光照的竞争相对较强.

目的 明确中缅边境地区间日疟原虫几丁质酶(Plasmodium vivax chitinase,PvCHT1)基因的遗传多样性,探究PvCHT1基因的地理差异,为我国间日疟疫苗的设计提供参考.方法 收集中缅边境地区(云南腾冲)、中国内陆地区(安徽合肥、河南郑州)PvCHT1基因序列,同时从美国国家生物技术信息中心(National Center for Bio-technology Information,NCBI)下载获取缅甸、柬埔寨、泰国、越南、印度尼西亚、马来西亚、巴布亚新几内亚、巴西、哥伦比亚、秘鲁和墨西哥等11个国家的PvCHT1基因序列.采用MEGA、DnaSP、KaKs_Calculator、Arlequin、STRUCTURE和 NETWORK软件,分别对所有基因序列的遗传多样性、基因进化、遗传分化、种群结构和单倍型网络进行分析.结果 共获得中缅边境地区(6条)、中国内陆地区(10条)PvCHT1基因序列16条,从NCBI下载其他11个国家的PvCHT1基因序列551条.遗传多样性分析显示,中缅边境地区的PvCHT1基因有25个多态位点,其中16个为非同义突变,最常见的突变位点是E617D(占31.57%)和I272M(占31.04%);中缅边境地区的PvCHT1基因核苷酸多样性(π=0.000 79)略高于中国内陆地区(π=0.000 71)和缅甸(π=0.000 75).基因进化分析显示,中缅边境PvCHT1基因的中性检验(Tajima's D)值<0,非同义替换与同义替换之比(Ka/Ks)>1.遗传分化分析显示,中缅边境地区PvCHT1基因与中国内陆之间的近交系数(FST)为0.31,与缅甸的FST为-0.05,与柬埔寨、泰国、越南、印度尼西亚、马来西亚之间的范围为0.04～0.15,与巴布亚新几内亚、巴西、哥伦比亚、秘鲁、墨西哥之间的FST范围为0.24～0.56.种群结构分析显示,所有种群结构的最佳组数为7,其中,中缅边境种群由K1～K6组分构成,以K5为主.单倍型网络分析显示,存在4个单倍型地理集群,除中国内陆和墨西哥外,其他国家均共享单倍型H5.结论 中缅边境地区PvCHT1基因高度保守,提示其可作为传播阻断疫苗候选靶标;PvCHT1基因在不同种群中存在明显的地理差异,因此在设计疫苗时应更具针对性.

黑条小车蝗[Oedaleus decorus decorus(Germar)]是新疆温性荒漠草原最为重要的蝗害之一,目前关于新疆该蝗种群的遗传多样性和亲缘关系尚不明确.测定了新疆黑条小车蝗14个地理种群194条序列的线粒体COⅠ和ND5基因,通过单基因和联合基因分析比较新疆该蝗的遗传多样性和遗传分化情况,并基于可信度高的联合基因探讨新疆该蝗种群可能的扩散路径.黑条小车蝗14个地理种群的COⅠ和ND5联合基因均表现出高遗传多样性(Hd为0.904 8～1.0000,Pi为0.010 0～0.341 5),且各种群间遗传分化较大,基因交流不充分(Fst为0.385 1,Nm为0.40).种群间的遗传差异来源于种群内部(80.03％),并且地理距离可能不是影响种群间遗传距离的主要因素.综合遗传多样性分析,单倍型网络图和系统发育树结果显示联合基因较于单基因可信度更高.新疆黑条小车蝗遗传分化较高的种群可能主要由地形地貌所致,遗传分化较低的种群可能受西北季风影响;新疆黑条小车蝗种群的早期建立种可能来源于伊犁地区,一支经天山山脉扩散至博乐、乌市及哈密地区,另一支由塔城地区经准噶尔盆地扩散至富蕴县.