[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.

青藏高原在全球气候变化背景下展现出高度生态敏感性及脆弱性,而对其典型优势种的适生区时空动态进行预测既是实行生态恢复的前提,也能为制定保护对策提供依据.本研究以青藏高原温性荒漠草原的优势种中亚紫菀木(Asterothamnus centraliasiaticus)为对象,基于MaxEnt模型,结合82条中亚紫菀木在青藏高原的有效分布记录和筛选后的6个生物气候变量,模拟预测中亚紫菀木在历史(全新世中期)、当前及未来4种气候排放浓度情景下的潜在分布区,并结合气候因子的贡献率及刀切法检验来分析制约中亚紫菀木地理分布的重要气候因子.结果表明:温度变量是影响青藏高原中亚紫菀木地理分布的主要气候限制因素,而降水变量是影响中亚紫菀木潜在地理分布的辅助生物气候变量;适合中亚紫菀木生长的最暖月最高温度(Bio5)范围为16.5～38.5℃,最暖季降水(Bio18)变化范围为55.0～1885.5 mm;从全新世中期到当前阶段是青藏高原中亚紫菀木种群扩张阶段,其种群主要聚集在青藏高原东北缘干旱半干旱地区;从当前到未来阶段,中亚紫菀木总适生区变化呈"先增加后降低"趋势,但中、高适生区却呈直线下降趋势;此外,中亚紫菀木在未来有逐渐向东迁移趋势.综合分析表明,在全球气候变化背景下,中亚紫菀木在青藏高原范围内的生存繁殖仍存在较大挑战.可根据其迁移趋势建立相关合理保护利用措施,以保持中亚紫菀木栖息地的连续性.

第四纪气候波动以及地理和环境隔离深刻地影响了现代植物的遗传多样性、遗传结构和地理分布格局.该研究采用分子谱系地理学的研究方法对药用植物半夏19个居群共212个个体的3个叶绿体片段psbK-psbI、atpF-atpH和trnL-F进行分析,探究半夏的遗传多样性、遗传结构、地理分布格局模式及成因,并探讨其居群历史动态.结果表明:(1)半夏总单倍型多样性Hd为0.882,总核苷酸多样性π为1.23 × 10-3,在物种水平上表现出较高的遗传多样性.(2)分子方差分析(AMOVA)结果显示,半夏遗传变异主要发生在居群间,显著的遗传分化(FST=0.909,P＜0.001)和较低的种群内遗传多样性(HS=0.134);种群间遗传分化系数NST=0.913＞GST=0.855(0.01＜P＜0.05),表明叶绿体单倍型具有明显的谱系地理结构.(3)中性检验结果显示,Tajima's D值、Fu and Li's D值以及Fu and Li's F*值均为不显著正值,Fu's Fs值为不显著负值且失配分析曲线呈双峰,表明半夏居群整体没有经历过扩张事件.(4)单倍型地理分布显示,西南地区和中-东部地区具有单倍型多样性较高,并存在特有单倍型,故推测第四纪冰期时在这两个区域存在冰期避难所.总之,通过3个叶绿体基因对不同区域半夏的分析,阐明了其遗传多样性、遗传结构和地理分布格局,为半夏优良种源的分子筛选和保护提出了科学的建议和保护策略.

选用长江、黄河、淮河、海河4大水系的红鳍原鲌Cultrichthys erythropterus样本共100尾,基于cyt b基因分析其种群的遗传多样性、遗传结构及种群历史动态等.结果显示:河南省4大水系红鳍原鲌种群整体单倍型多态性为0.909,整体核苷酸多样性为0.004 88,具有较高的遗传多样性;4个水系均有特有单倍型,这表明红鳍原鲌种群的遗传分化数值较大,遗传分化程度较高;通过构建和分析系统发育树、贝叶斯系统发生树和单倍型网络图,发现河南省4大水系红鳍原鲌种群间谱系分化不明显,且无明显的地理结构;AMOVA分析显示,种群内的变异占72.11%,组间的变异占4.63%,表明变异主要发生在种群内;Tajima's D和Fu's FS分析结果表明,河南省红鳍原鲌种群近期未发生过种群扩张事件.本文研究和分析了河南省境内红鳍原鲌种群遗传多样性和遗传结构,为河南省红鳍原鲌种质资源的保护和合理开发利用提供了参考.

物种是生物学中最基本的分类单元,对于珍稀濒危物种而言,物种的正确界定对于制定保护措施至关重要.分布于中国亚热带地区的百山祖冷杉(Abies beshanzuensis)、资源冷杉(A.ziyuanensis)和大院冷杉(A.dayuanensis)种群极小,且分类上长期存在争议.现行分类依据形态和地理分布将大院冷杉归并到资源冷杉,又将资源冷杉处理为百山祖冷杉的变种,但分子证据不足.该研究对百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉分布区内8个种群的23株个体进行靶向捕获测序,获得了60个单拷贝核基因中的805个单核苷酸多态性位点.种群遗传结构和历史动态分析表明,这些个体可分为两个谱系,分别对应于百山祖冷杉和资源冷杉,其中资源冷杉在2.35 Ma前与百山祖冷杉和大院冷杉的共同祖先分化,而大院冷杉与百山祖冷杉亲缘关系更近,形成一个谱系.百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉的遗传多样性水平整体较低,种群间存在较为明显的遗传分化(遗传分化指数0.083-0.208).由于未检测到分化后的谱系间遗传交流,推测分布区的碎片化是谱系间遗传交流受阻进而产生分化的主要原因.生态位比较分析结果显示百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉这群濒危冷杉分布区的年平均气温和最冷季平均气温显著高于东亚分布的非濒危冷杉物种,因此,该研究认为全球气候变暖是导致其濒危的关键因素.综合以上研究结果,该研究对百山祖冷杉、资源冷杉和大院冷杉这群植物进行新的分类处理,将大院冷杉处理为百山祖冷杉的异名,确认资源冷杉种的地位.在对其濒危机制深入理解的基础上,建议在西南的横断山和秦巴山地区尝试迁地栽培实验,同时就地人工辅助育种.

亚洲象(Elephas maximus)是亚洲热带森林生态系统的旗舰物种,在增加物种丰富度和维持生态系统服务功能等方面扮演着重要角色.受到栖息地丧失和退化、非法盗猎和人象冲突等因素影响,世界野生亚洲象的分布和数量与过去相比大幅减少.为探究野生亚洲象分布及数量变化以及当前保护需要关注的重点,本文综述了近50年来亚洲象现存分布的南亚、东南亚以及中国的历史分布、数量动态、威胁因素、传统文化、法律法规和保护行动计划等方面的研究,得出以下结论:(1)近50年来,全球野生亚洲象数量动态呈现先下降后增长的趋势,1970-2000年持续下降,2000-2010年数量逐步增长,2010年至今缓慢下降;(2)南亚地区是稳定全球野生亚洲象种群的重要区域,主要是由于及时立法、传统文化保护等;而东南亚地区亚洲象种群持续下降,主要是受东南亚地区森林砍伐、非法盗猎等影响,印度尼西亚、婆罗洲等区域森林栖息地大面积丧失是数量不断下降的主要原因,缅甸和泰国地区数量下降的主要原因是非法盗猎和走私;(3)南亚地区的现存栖息地相对集中,东南亚地区破碎栖息地较多,缅甸还拥有较多的潜在分布区;(4)当前世界野生亚洲象面临的主要威胁是栖息地丧失和退化、盗猎和非法贸易、人象冲突等,基础设施建设、跨境困难、孤立种群等问题也不容忽视.科学合理的保护措施应当因地制宜,在开展充分的科学研究基础上,结合实际情况制定详细可行的保护计划.

物种的遗传多样性是决定物种适应性和生存能力的关键因素.生境片段化是造成生物多样性丧失的重要因素之一,对植物种群的遗传多样性有着重要影响.水角(Hydrocera triflora)作为一种濒危植物,其遗传多样性状况和濒危机制尚未有报道.该文收集了水角 7 个种群共计 34 个样本,利用简化基因组测序技术(RAD-seq)获得了单核苷酸变异位点(SNP).通过种群遗传多样性和遗传结构的分析,并结合种群历史动态分析和不同气候情景下物种潜在分布区预测,探讨了水角的濒危机制.结果表明:(1)水角遗传多样性较低(Ho=0.1569、He=0.1654、π=0.1865),遗传分化系数较高;AMOVA分析表明,遗传变异主要发生在种群内.(2)Mantel检测表明环境距离与遗传距离、地理距离均呈显著正相关,分别为P=0.0412 和P= 0.0082.(3)水角的有效种群大小从全新世中期开始持续下降,与琼北火山群的喷发时间一致.(4)与当代气候相比,虽然在未来气候变化下水角的潜在分布区总面积变动不大,但在高CO2排放的情景下,大量的高适生区将会丧失并转化为低适生区,特别是位于马来群岛的适生区几乎完全消失.该研究结果表明,生境片段化导致了水角较低的遗传多样性和有效种群大小的持续下降.因此,自身更新能力低以及人为活动干扰、城市化等不利的环境条件是导致其濒危的主要原因.建议加强对水角的就地保护,采用人工授粉等方法提高其基因流以增加其种群的遗传多样性,同时,要着重保护湿地免遭破坏.

莛子藨是莛子藨属的一种多年生草本植物,主要分布在青藏高原东北部及邻近高山地区和日本,为东亚特有种.本文基于叶绿体DNA基因间隔区rbcL-accD序列,对莛子藨物种水平的序列特征、分子遗传多样性和谱系地理结构进行研究.分析结果发现该区域莛子藨种群的遗传变异主要来自于居群间(72.28％),优势单倍型(H2)广泛分布,特有单倍型分散在多个居群.居群间遗传分化系数NsT ＜GsT,没有检测到显著谱系地理结构,而且居群间基因流较低(Nm=0.096),青藏高原及其邻近地区特殊地形和生态环境造成的地理隔离或者生境异质化可能是现有单倍型分布格局形成的原因.种群动态历史分析显示莛子藨经历过不显著的种群选择或者扩张事件,综合分析推测莛子藨居群应该是在间冰期或者冰期后从不同避难所扩散形成现在的分布格局,具体避难所还需进一步深入研究才能确认.

黄脊竹蝗是危害我国南方竹林的重要害虫.该蝗虫的幼虫和成虫主要以竹叶为食,经常引起大面积的竹林死亡,导致毛竹产量锐减.尽管人们对其生物学特性已经有了较为深入的了解,然而,关于其种群遗传结构以及种群发生、发展和迁移的历史研究极少,这对其灾害的预测十分不利.因此,我们研究黄脊竹蝗不同地理种群的遗传变异,探讨其遗传多样性和种群遗传结构.线粒体细胞色素C氧化酶亚基II (COII) 是在系统发生学和系统地理学研究中最受欢迎的分子标记之一,本研究即应用线粒体COII基因作为遗传标记对中国黄脊竹蝗分布范围内的种群进行了初步的谱系地理学分析,以期对今后该物种的生物防治提供基础资料.研究结果显示:1) AMOVA分析表明黄脊竹蝗存在明显的种群遗传结构;2) 黄脊竹蝗经历了一个近期集群和种群扩张,种群扩张时间估计为0.014百万年前,这处于末次冰期III和新冰期I之间的间冰期;3) 系统发生树与中间-连接网络图的结果相一致,即大部分地理距离较近的种群,在系统发生树中聚集为一支,亲缘关系相近;4) 本研究获得的具有浅显世系关系的系统发生分析结果,是邻近区域之间的高迁移率、集群过程和长距离迁移的证据.第四纪盛冰期阶段的气候和生态或环境状况的巨大波动可能对该蝗的遗传多样性和种群动态具有重要影响.

利用6个单拷贝核基因标记,对中国山杨(Populus davidiana Dode)14个自然居群的遗传多样性和遗传分化水平进行了研究.结果表明,中国山杨表现出较高的遗传多样性水平,各居群间基因流(Nm)为0.66;居群内的变异占总变异的百分比(71.82％)大于居群间(28.18％).Mantel test检验结果显示居群遗传距离和地理距离间没有相关性.失配分布检测显示中国山杨历史上曾经历过种群的扩张.复杂的种群历史动态、高度异交和较高的碱基突变速率是中国山杨遗传多样性水平较高的原因;而较强的花粉和种子扩散能力及中国山杨的连续分布可能是其居群间遗传分化较小的原因.