西伯利亚嵩草及其相关类群的植物分类学及植物地理学研究

研究了产于西伯利亚的西伯利亚嵩草Kobresia sibirica (Turcz.ex Ledeb.) Boeck.,产于北美的K.hyperborea Porsild和K.macrocarpa Clokey。三者之间无显著差异,并且它们的雌花都具有由一至三枚小鳞片组成的花被。因此,它们为同种植物, K.hyperborea包括其变种var.alaskana Duman和var.lepagei Duman及K.macrocarpa被降为西伯利亚嵩草的异名。西伯利亚嵩草分布于亚洲和北美洲的北极和亚北极地区,可能起源于亚洲,由东西伯利亚通过白令海峡散布到北美。     

异色瓢虫重名变种在我国的分布

异色飘虫以鞘翅色斑变异特多久著盛名,以鞘翅基色言有黄色和黑色,斑纹为黑色、黄色或红色而数目则可由纯黄无斑的暗黄变型 succinea Hope到具有19个黑色点形斑的变种novem decimsignata Faldermann。重名变种 axyridis Pallas鞘翅基色黑色,具6个黄色(或黄红色)较大的点形斑,在异色瓢虫的几个变种中是十分突出的一个类型。 根据Dobzhansky(1953)的分析,重名变种的地理分布,以西伯利亚中部偏西的地区为中心,向东伸展但在数量上大形减少,例如,在阿尔泰山在4,013个标本中占99.95％,     

K序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属Rheum L.作外类群, 对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析, 探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和西伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置, 结果表明: (1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部, trnL-F序列的支持率为99%, matK序列的支持率为100%, 说明虎杖属应归入何首乌属中, 所以虎杖属的R. japonica Houtt.与R. sachalinense (F. Schmidt ex Maxim.) Nakai应分别命名为Fallopia japonica (Houtt.) Ronse Decraene和F. sachalinense (F. Schmidt ex Maxim.) Ronse Decraene; (2)两个严格一致树都表明, 西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L., 聚到了何首乌属的附近, 两个序列支持率都为99%, 应将该种从蓼属中移出来, 提升为属级, 即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel., 西伯利亚蓼应命名为Knorringia sibirica (Laxm.) Tzvel.。另外, 本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定。     

基于叶绿体trnL-F序列以及matK序列探讨虎杖属与西伯利亚蓼的系统学位置

以蓼科Polygonaceae酸模亚科Rumicoideae酸模族Rumiceae大黄属Rheum L.作外类群,对蓼亚科Polygonideae蓼族Polygoneae 4属19种1变种的trnL-F序列以及16种1变种的matK序列进行了测定(部分序列取自GenBank)和聚类分析,探讨了虎杖属Reynoutria Houtt.和两伯利亚蓼Polygonum sibiricum Laxm.的系统学位置,结果表明:(1)虎杖属在两个严格一致树中都聚到了何首乌属Fallopia Adans.的内部,trnL-F序列的支持率为99%,marK序列的支持率为100%,说明虎杖属应归入何首乌属中,所以虎杖属的R.japonica Hour.与R.sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Nakai应分别命名为Fallopia japonica(Houtt.)Ronse Decraene和F sachalinense(F Schmidt ex Maxim.)Ronse Decraene;(2)两个严格一致树都表明,西伯利亚蓼远离蓼属Polygonum L.,聚到了何首乌属的附近,两个序列支持率都为99%,应将该种从蓼属中移出来,提升为属级,即西伯利亚蓼属Knorringia Tzvel.,西伯利亚蓼应命名为Knorringiasibirica(Laxm.)Tzvel..另外,本文对何首乌属与西伯利亚蓼属作了界定.     

蒿草属地理分布的研究

嵩草属Kobresia Willd．隶属于莎草科,全世界有64种5变种,中国有49种4变种,属下分为4个组。该属主要分布于北半球温带至寒带,亚洲种类最多,主要集中分布于喜马拉雅山地区和横断山地区。上述两地共有总数的90%以上的种类。因此,喜马拉雅—横断山地区为嵩草属的分布中心。与嵩草属最近缘的属Schoenoxiphium只分布在马达加斯加和非洲东南部山地。两个属可能有共同的祖先,发生于冈瓦纳古陆。随着印度板块与非洲大陆分离并向北方漂移,嵩草属的祖先被带到欧亚大陆,在两个板块相遇处—喜马拉雅—横断山地区产生了现在的嵩草属。其后,喜马拉雅山脉进一步抬升,气候与环境发生巨变,嵩草属也进一步分化形成现在的规模。印度板块在早第三纪与欧亚大陆相连接,嵩草属可能就是此时起源于喜马拉雅山地区,并开始分化,且沿北半球的山系向北扩散到欧洲和西伯利亚,又从欧洲到格陵兰再到加拿大东部,从西伯利亚通过白令海峡到阿拉斯加并沿落基山脉南下达到美国的科罗拉多,形成了嵩草属现今的分布格局。     

嵩草属地理分布的研究

嵩草属Kobresia Willd.隶属于莎草科,全世界有64种5变种,中国有49种4变种,属下分为4个组。该属主要分布于北半球温带至寒带,亚洲种类最多,主要集中分布于喜马拉雅山地区和横断山地区。上述两地共有总数的90％以上的种类。因此,喜马拉雅-横断山地区为嵩草属的分布中心。与嵩草属最近缘的属Schoenoxiphium只分布在马达加斯加和非洲东南部山地。两个属可能有共同的祖先,发生于冈瓦纳古陆。随着印度板块与非洲大陆分离并向北方漂移,嵩草属的祖先被带到欧亚大陆,在两个板块相遇处——喜马拉雅-横断山地区产生了现在的嵩草属。其后,喜马拉雅山脉进一步抬升,气候与环境发生巨变,嵩草属也进一步分化形成现在的规模。印度板块在早第三纪与欧亚大陆相连接,嵩草属可能就是此时起源于喜马拉雅山地区,并开始分化,且沿北半球的山系向北扩散到欧洲和西伯利亚,又从欧洲到格陵兰再到加拿大东部,从西伯利亚通过白令海峡到阿拉斯加并沿落基山脉南下达到美国的科罗拉多,形成了嵩草属现今的分布格局。     

禾顶囊壳4个变种对禾本科牧草的致病性研究

采用人工接种法测定了禾顶囊壳小麦变种、燕麦变种、玉米变种和禾谷变种对4种禾本科牧草鸭茅、披碱草、苇状羊茅和无芒雀麦的致病性。结果表明,除禾顶囊壳玉米变种Ggm01菌株对披碱草没有致病性外,4个变种对供试的其它牧草都有致病性,且能产生全蚀病的典型症状。其中小麦变种和燕麦变种对供试牧草的致病性强于禾谷变种,玉米变种致病性最弱。各变种的菌株存在着致病性分化。小麦变种Ggt9813菌株对苇状羊茅和披碱草的致病性强于燕麦变种,发病严重度均达到50％以上。目前在我国尚未发现燕麦变种,小麦变种主要出现在北方地区,在牧草上的发生亦不广泛,因此二者具有检疫重要性。     

中国毛茛属修订(一)

(1)本文收载中国毛茛属共119种(包括4归化种), 24变种, 2变型, 并将其等区分为2亚属, 12组, 15系, 其中新分类群有1亚属, 3组, 12系, 11种、9变种、此外还做出5新组合;写出一人为分种检索表;对每一种均引证出重要文献和标本。(2)对叶、萼片、花瓣、心皮、瘦果等的形态特征进行了分析之后发现了一些演化趋势;上述特征在揭示属下各分类群的演化水平, 以及毛茛属的系统分类方面均有重要意义。(3)我国西部高原地区有90种, 其南部的青藏高原包括横断山区有53种, 14变种, 新疆有37种, 3变种;根据R.brotherusii, R.lateus, R.natans等植物的分布区可以看出在青藏高原东侧(横断-祁连走廓)和西侧(喀喇昆仑-天山走廓)各有一条迁移路线, 后者是沟通西伯利亚与喜马拉雅等地区植物区系成分交流的通道;根据R.brotheruii和R.furcatifidus等植物自青藏高原主要分布区东北部分别向东间断地分布到山西或河北北部、或内蒙古西南部、推测沿贺兰山和阴山曾有一条向东的植物区系迁移路线。(4)简要回顾了毛茛属的分类历史, 并简述了此属的用途。     

阿尔泰山主要针叶树种树木径向生长及其对气候变化的响应

本研究以阿尔泰山富蕴地区的西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松为对象,获取2个树种基部断面生长增量和树轮宽度年表与气候因子的相关系数,对比分析了相似生境下2个树种的径向生长特征及其对气候变化的响应。结果表明: 西伯利亚云杉基部断面生长增量总体高于西伯利亚落叶松,但西伯利亚落叶松的径向生长增加趋势更为显著。近60年来,上年快速生长期的高温对研究区内西伯利亚云杉的径向生长有限制作用,而当年6月较高的气温则有利于西伯利亚落叶松生长。西伯利亚落叶松的径向生长与当年1月气温呈负相关。分段相关分析显示,这种情况在1980年代中期气候变暖以后表现得更为明显。滑动相关分析表明,在气候变化背景下研究区内西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松径向生长对气温和降水量的响应在近年来均有所增强。     

西伯利亚蝗抗菌肽基因的克隆及表达特性研究

[目的]扩增西伯利亚蝗Gomphocerus sibiricus抗菌肽(attacin)基因,并对其进行生物信息学分析,同时分析西伯利亚蝗不同组织中抗菌肽基因的差异表达.[方法]基于RACE技术从西伯利亚蝗中克隆得到抗菌肽,利用生物信息学软件对西伯利亚蝗抗菌肽的一级结构、二级结构、三级结构、系统进化和亚细胞定位进行分析.采用实时荧光定量PCR技术检测了西伯利亚蝗抗菌肽基因在马氏管、中肠、后肠、脂肪体和唾液腺中的相对表达量.[结果]克隆获得的抗菌肽基因的开放阅读框为282 bp,编码93个氨基酸,其编码蛋白预测理论分子量为9.98 ku,等电点为9.26.抗菌肽氨基酸序列中存在信号肽序列.基因定量分析显示,抗菌肽基因在西伯利亚蝗的中肠中表达量最高.[结论]attacin在西伯利亚蝗成虫不同组织中差异表达,提示其消化道在防御病原微生物的入侵中起着重要的作用.     

阿尔泰山萨彦岭4种优势树种径向生长对气候因子的响应

气候变化深刻地影响森林树木的生长,而树种对气候变化敏感度的差异可能影响了气候变化下的森林生态系统响应。因此,研究优势树种间生长对气候变化的敏感度差异,对正确认识气候变化下林分生长动态及分布格局十分重要。基于树木年代学的方法,研究了阿尔泰山萨彦岭西伯利亚落叶松（Larix sibirica）、西伯利亚红松（Pinus sibirica）、西伯利亚冷杉（Abies sibirica）以及西伯利亚云杉（Picea obovata）4种优势树种的径向生长-气候关系。结果显示：（1）西伯利亚冷杉径向生长与上一年10-11月、当年1-9月的干旱指数、2-4月的降水显著正相关,与1月的平均温和最高温呈显著负相关关系,与当年4、6月份的水汽压正相关;（2）西伯利亚落叶松径向生长与上一年8月和当年8月的平均温、最高温以及当年8月的最低温显著负相关,而与当年6月的最低温则正相关,与8月份的水汽压显著负相关;（3）西伯利亚红松径向生长与3月降水、7月最低温、上一年10月的水汽压显著正相关;（4）西伯利亚云杉径向生长与6月平均温、最高温、水汽压正相关,与上一年10-11月、当年2-4月和9月的干旱指数正相关,同时与3、4月的降水量显著正相关。西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉、西伯利亚云杉和西伯利亚落叶松、西伯利亚云杉和西伯利亚红松对于特定气候因子表现出相似的响应结果,与年表间相关性的结果一致。但差异也是明显的,西伯利亚冷杉和西伯利亚云杉对区域水分变化敏感,而西伯利亚落叶松和西伯利亚红松主要对区域温度变化敏感。综上所述,气候变化下,该区域优势树种对气候变化响应的差异可能导致区域林分动态和格局的改变,因此,多树种径向生长-气候关系研究有助于正确反映森林动态。研究结果可以为区域森林管理与生态保护工作提供理论依据。     

低温胁迫下红松与西伯利亚红松光合与气孔特性

红松与西伯利亚红松均为寒温带著名的成林树种,具有较强的耐寒性,与红松相比,西伯利亚红松具有更强的耐寒性。为探究低温胁迫下两树种的生理响应机制及抗寒生理机理,本研究以5年生的红松与西伯利亚红松幼苗为材料,对其进行低温处理,3个胁迫温度(0℃、-20℃和-40℃)和3个胁迫时间(6、24和48 h),20℃为对照,研究低温胁迫下红松与西伯利亚红松的光合特性和气孔特性。T检验和方差分析结果表明,各光合指标和气孔密度在红松与西伯利亚红松中的差异显著(P<0.05),低温及低温胁迫时间对红松与西伯利亚红松各光合指标具有极显著影响(P<0.01),低温对红松与西伯利亚红松的气孔开度与气孔面积具有极显著影响(P<0.01)。胁迫前(20℃)和0℃低温胁迫下,红松中的净光合速率、气孔导度和蒸腾速率均显著高于西伯利亚红松,但在-20℃条件下胁迫6 h,西伯利亚红松各光合测定指标显著高于红松。随着温度的降低与胁迫时间的延长,两树种的各光合指标均呈下降趋势。红松中的气孔密度显著高于西伯利亚红松,胁迫前(20℃),红松与西伯利亚红松的气孔均为椭圆形,随着温度的降低,两树种的气孔开度和气孔面积显著减小。     

西伯利亚鲟幼鱼骨骼系统解剖研究

为了解西伯利亚鲟(Acipenser baeri)骨骼系统的形态特征, 采用传统的解剖法和透明骨法对西伯利亚鲟幼鱼进行解剖观察, 为西伯利亚鲟在形态学和分类学的研究提供基础资料。结果表明: 西伯利亚鲟幼鱼骨骼系统由主轴骨骼和附肢骨骼两部分构成, 主轴骨骼包括头骨、脊柱和肋骨, 附肢骨骼由鳍条、支鳍骨骼和带骨构成。对比分析发现, 西伯利亚鲟和施氏鲟骨骼系统的组成与构造较为相似, 其原因可能是其对高纬度低水温环境长期适应的结果。     

西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种(西伯利亚鲟♀×施氏鲟♂)的形态差异分析

采用形态学和多变量形态度量方法, 对西伯利亚鲟(Acipenser baerii)、施氏鲟(Acipenser schrenckii)及其杂交种(西伯利亚鲟♀×施氏鲟♂)的形态异同进行了分析, 以鉴别区分三者的形态特征。结果发现, 西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种的可数性状中鳃耙数和背鳍数均具有显著差异; 可量性状的多重比较分析显示杂交种的眼间距/全长显著小于西伯利亚鲟和施氏鲟, 三者的吻长/全长均具有显著差异; 主成分分析提取的前三个主成分对变异的累积贡献率为65.68%; 判别分析构建了西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种的判别公式, 判别公式预测分类总体准确率为85.6%。分析结果表明, 西伯利亚鲟、施氏鲟及其杂交种间的形态差异主要体现在头部及尾柄。     

基因组SNP揭示少根根霉种群结构

少根根霉在自然界分布广泛,是重要的食品发酵菌,又是著名的机会致病菌,在形态和生化上多样性丰富,包括原变种、德氏变种和东京变种等3个分类学变种,原型、德氏型、东京型和鲁氏型等4个形态型,以及乳酸组和富马苹果酸组等2个生化组。DNA分子多样性更为丰富。但这些多样性之间缺乏系统的关联研究。本研究选择能代表以上多样性的67个菌株,通过全基因组重测序提取ITS、IGS rDNA和SNP多态性位点进行分子系统发育和群体结构分析,结果将少根根霉分为4个主要的系统发育分支,分支1和2是姐妹群关系,共同构成德氏变种,另外两个分支分别对应东京变种和原变种。鲁氏形态型多系,源自原变种和德氏变种。群体结构分析表明在少根根霉物种内,德氏变种首先分歧出来,然后东京变种和原变种发生分化,最后3个变种分化出各自的亚群;这些亚群表明少根根霉物种正沿着8个相互杂交的分子群体进行演化。本研究首次利用基因组范围的信息支持所有的生态群、分类学变种、形态型、生化组和系统发育分支仍然属于同一个物种,物种分化尚未完成,同时实现了对少根根霉多个DNA分子群体的解析并推导出其演化规律。     

盐度对施氏鲟和西伯利亚鲟稚鱼的急性毒性

比较了盐度对施氏鲟(Acipenser schrenckii)和西伯利亚鲟(A. baerii)稚鱼的急性毒性效应.结果表明:施氏鲟稚鱼的96h盐度半致死浓度(LC50)为14.72,西伯利亚鲟为13.08;96h盐度LC50及盐度反应曲线显示,施氏鲟对盐度的耐受力大于西伯利亚鲟;在高盐度(≥14.70)下,2种鲟鱼依次表现出缓慢环游、狂躁环游、活动减弱、身体失衡和活动停止(死亡)等5种行为反应;西伯利亚鲟各行为反应出现的时间均早于施氏鲟,说明西伯利亚鲟对盐度的反应较施氏鲟敏感.     

西伯利亚鲟源嗜水气单胞菌致病菌的分离及其全菌苗的免疫效果

从患细菌性败血症的西伯利亚鲟(Acipenser baerii)的体内分离到一株致病菌株X1,其对西伯利亚鲟的半数致死浓度(LC50)为5.62×105 cfu/ml,具有较强毒力;经ATB细菌鉴定仪生理生化鉴定和16SrDNA序列分析,菌株X1为嗜水气单胞菌(Aeromonas hydrophila);其系统发育分析表明,菌株X1与嗜水气单胞菌ATCC35654(登录号:X74676.1)的亲缘关系最近,其同源性为99%.用0.30%福尔马林灭活,将菌株X1制成灭活全菌苗,对西伯利亚鲟进行注射免疫.研究结果表明,嗜水气单胞菌X1全菌苗能够明显提高西伯利亚鲟的血清抗体水平及总蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶含量,而且在嗜水气单胞菌X1全菌苗中加入弗氏不完全佐剂,有利于进一步增强西伯利亚鲟血清抗体水平及总蛋白、免疫球蛋白、溶菌酶含量.此外,嗜水气单胞菌X1全菌苗对西伯利亚鲟抗嗜水气单胞菌X1人工感染也具有较好的免疫保护作用,其对西伯利亚鲟的免疫保护率为50%,而且在嗜水气单胞菌X1全菌苗中加入弗氏不完全佐剂,嗜水气单胞菌X1全菌苗对西伯利亚鲟抗嗜水气单胞菌X1人工感染的免疫保护作用更好,其对西伯利亚鲟的免疫保护率为70%.因此,将嗜水气单胞菌X1全菌苗用于西伯利亚鲟细菌性败血症的防治具有广阔的发展前景.     

大兴安岭林区引种西伯利亚红松研究进展

西伯利亚红松(Pinus sibirica)是寒温带森林主要成林树种, 具有较强的区域适应性和应用价值, 已成为大兴安岭林区的重要引种树种。文章基于植物引种程序, 从西伯利亚红松引种准备、引种造林试验、引种应用等方面综述了国内外最新研究动态, 并分析当前该树种引种研究存在的不足, 从不同尺度对西伯利亚红松未来可能研究方向进行展望, 以期为西伯利亚红松在大兴安岭林区的推广种植和森林生态系统可持续发展提供科学参考。     

中国蓼属叉分蓼组植物花粉形态的研究

采用光学显微镜和扫描电镜对中国蓼属叉分蓼组20种3变种的花粉形态进行了观察和研究。结果表明其花粉形态大多数为近球形至近长球形,少数为扁球形或长球形;花粉大小为20.4～44.0µm×17.0～34.0µm：从萌发孔看,有3沟、3 孔沟、多沟、散沟;外壁纹饰为微刺—穴状、刺状、粗网状、皱块状。据此,该组花粉可划分为5种类型,即叉分蓼型(Aconogonon-type)、钟花蓼型(Campanulatum-type)、大连线冰岛蓼型(Forrestii-type)、西伯利亚蓼(Sibiricum-type)及多穗蓼型(Polystachyum-type),编制了这些花粉类型检索表。叉分蓼型花粉的主要特征是具3沟,外壁纹饰为微刺-穴状,此种类型的植物有14种2变种。钟花蓼型花粉的主要特征是具6散沟,外壁纹饰为微刺-穴状,此种类型的植物有钟花蓼和绒毛钟花蓼。西伯利亚蓼型花粉的主要特征是具3孔沟,外壁纹饰为皱块状,此种类型的植物有西伯利亚蓼。多穗蓼型花粉的主要特征是具6(~8)多沟,外壁纹饰为粗网状,此种类型的植物有松林蓼及多穗蓼。大连线冰岛蓼型花粉的主要特征是具散沟,外壁纹饰为显著的长刺状,此种类型的植物有大铜钱叶蓼及铜钱叶蓼,结果表明叉分蓼组的花粉形态具有重要的分类学意义,研究结果支持将叉分蓼组上升为属的等级,也支持Knorringia的属的地位,大铜钱叶蓼和铜钱叶蓼应移入Koenigia属中,而松林蓼和多穗蓼仍保留在蓼属中。     

西伯利亚鲟AdipoR克隆、组织分布及其对禁食的响应

为了探究西伯利亚鲟脂联素受体的表达特征及其对能量状态变化的响应, 研究采用RACE方法克隆获得AdipoR1和AdipoR2的cDNA全长。西伯利亚鲟AdipoR1 cDNA全长为2013 bp, 开放阅读框为1146 bp; AdipoR2 cDNA全长为1590 bp, 开放阅读框为1086 bp。多重序列比对结果显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与哺乳类、鸟类、两栖类和鱼类的氨基酸一致性较高, AdipoR2与鱼类氨基酸一致性更高。系统进化树分析显示, 西伯利亚鲟AdipoR1与其他硬骨鱼类聚为一支, AdipoR2与斑点雀鳝聚为一支。实时荧光定量结果显示, AdipoR1和AdipoR2 mRNA在西伯利亚鲟组织中均有表达, AdipoR1在中脑、延脑、前脑、小脑和下丘脑中的表达高于外周组织, AdipoR2在中脑、鳃、瓣肠、性腺和延脑的表达相对较高。此外, 与其他硬骨鱼类似, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2在肌肉中表达较低。当禁食10d时, 西伯利亚鲟幼鱼肌肉中AdipoR1和AdipoR2 mRNA表达量均显著上调, 复投喂后AdipoR1表达显著降低, 而AdipoR2表达无显著变化。由上可知, 西伯利亚鲟AdipoR1和AdipoR2可能参与能量稳态的维持。文章为进一步研究AdipoR1和AdipoR2在肌肉中的作用提供了理论基础。