中国沿海10 种方蟹16S rRNA 基因序列分析及系统发育研究

中国沿海10种方蟹线粒体16S rRNA基因部分片段的序列长度为517 bp～533 bp。它们的核苷酸序列A、T、G、C的含量相似,A+T的含量(69.8%～76.0%)明显高于G+C的含量;10种方蟹的16S rRNA基因序列比对获得541 bp的同源序列(含插入/缺失位点),除插入/缺失位点外共检测到146个变异位点,其中81个为简约信息位点。4种厚蟹与2种近方蟹的遗传距离(0.054～0.085)都显著小于与其他方蟹之间的遗传距离,甚至明显小于与4种厚蟹原本属于同一相手蟹科的2种相手蟹之间的遗传距离(0.105～0.155);而基于16S rRNA基因片段序列采用NJ法构建的系统进化树的拓扑结构也显示,原本属于相手蟹科的侧足厚蟹、天津厚蟹、日本仿厚蟹和伍氏仿厚蟹没有与2种相手蟹聚为一支,而是最终与属于弓蟹科的2种近方蟹聚为一大支,且有高达99%的支持率。结果表明,4种厚蟹与2种近方蟹的亲缘关系相对较近,而与2种相手蟹等其他方蟹的亲缘关系则相对较远。因此,研究结果支持将4种厚蟹从相手蟹科移到弓蟹科。此外,属于相手蟹科的2种相手蟹聚为一支,属于方蟹科的白纹方蟹和属于斜纹蟹科的瘤突斜纹蟹又各自成为一支;表明16S rRNA基因的分子数据支持其形态学分类结果的正确性,提示上述4科蟹类可能分别为单系。     

大黄鱼肌肉组织cDNA全长文库的构建及EST分析

以大黄鱼肌肉组织为材料,利用Creator Smart cDNA Library Construction Kit构建了大黄鱼肌肉组织的全长cDNA文库.文库质量分析表明：cDNA文库容量不低于1.68×106cfu/mm3,重组率达96%,插入片断的平均长度大于1 000bp.随机挑取512个cDNA克隆进行5’端测序,其中430条ESTs的长度大于100bp;并初步拼接得到了230个单基因簇（unigene）,其中包括58个重叠群（contigs）,172个单拷贝ESTs（singletons）,冗余度为46.51%.经检索,35个ESTs在BLASTx上无明显的同源性（E值≤1.00×10-10）,为新基因.195个ESTs与已报道的基因有较高的同源性;其中与能量相关基因的ESTs丰度最高,占总数的20.00%.蛋白质合成、细胞骨架和信号传导次之,比例分别为13.48%、12.17%、10.00%,其中包括高迁移率族蛋白B1、瘦素受体、β1-热激蛋白等.这些EST数据为进一步筛选和克隆大黄鱼肌肉特异性表达基因提供了平台.     

斜带石斑鱼胰蛋白酶原和淀粉酶全长cDNA的克隆与序列分析

采用RT-PCR及RACE法从斜带石斑鱼Epinephelus coioides肝胰脏克隆得到胰蛋白酶原(trypsinogen,TRY)与淀粉酶(amylase,AMY)基因cDNA全序列.斜带石斑鱼肝胰脏TRY基因cDNA全长911 bp,其中5非翻译区(5'-UTR)为55bp,3'-UTR为127bp,开放阅读框(ORF)为729bp,编码242个氨基酸,包含所有丝氨酸蛋白酶中共有的高度保守的催化活性中心.序列一致性分析发现,斜带石斑鱼与牙鲆Paralichthys olivaceus、金头鲷Sparus aurata、鳎Solea senegalensis、石鲽Pleuronectes bicoloratus的TRY序列相似性高达86.8%-89.70%,与人Homo sapiens小鼠Mus musculus、斑马鱼Danio rerio的TRY相似性较低为59.9%-64.5%.斜带石斑鱼AMY基因cDNA全长1657bp,其中5'-UTR为41bp,3'-UTR为77 bp,ORF为1539bp,编码512个氨基酸,包含与哺乳动物α-AMY二级结构相似的8个α旋和8个β折叠.序列一致性分析发现,斜带石斑鱼与澳洲肺鱼Neoceratodus forsteri、美洲拟鲽Limanda americanus、大西洋鲑Salmo salar、斑马鱼AMY基因序列相似性高达82.4%-91.8%,与人、小鼠、鸡G.Gallus的AMY基因相似性较低为70.1%-72.3%.斜带石斑鱼TRY和AMY基因cDNA全序列的成功克隆为进一步研究其表达调控机理及研发有效提高其表达水平的饲料添加剂奠定基础.     

基于时间序列遥感数据的嵯岗国家沙化土地封禁保护成效评估

2013年中国启动实施了内蒙古自治区新巴尔虎左旗嵯岗国家沙化土地封禁保护区试点。本研究利用2001-2017年生长季NDVI数据分析了嵯岗封禁保护区及周边区域植被长势时空演变特征,分析了多年的生长季降水量和历年旱情,之后利用植被降水利用效率和NDVI残差趋势分析对保护成效进行了评估。结果表明:(1)封禁项目实施之前,封禁区内外植被长势变化趋势基本一致,而在项目实施后的2016、2017年,封禁区内NDVI距平明显高于封禁区外;(2)降水为影响该区域植被长势的主导气候因素,在封禁实施后的2015-2017年该区域连续3 a干旱,极大地限制了区域植被生长;(3)封禁区内植被降水利用效率和NDVI残差均呈现明显的增加趋势,而封禁区外变化不明显,说明封禁提升了植被的自我修复能力;(4)嵯岗封禁保护区由3个地块组成,其中嵯岗林场封禁效果比牧场八队和牧场十一队明显。国家沙化土地封禁保护措施有效促进了植被自我修复,提高了沙漠生态系统应对气候变化的能力。     

青藏高原月NDVI时空动态变化及其对气候变化的 响应

青藏高原脆弱的高寒植被对外界干扰十分敏感,使其成为研究植被对气候变化响应的理想区域之一。青藏高原气候变化剧烈,在较短的合成时间研究气候变化对植被的影响十分必要。因此,本文利用GIMMS NDVI时间序列数据集,研究了1982-2012年青藏高原生长季月尺度植被生长的时空动态变化,探讨了其与气温、降水量和日照时数等气候因子的响应关系。结果表明：在区域尺度上,除8月外,其他各月份植被均呈增加趋势,显著增加多发生在4-7月和9月;大部分月份的NDVI增加速率随着时段的延长显著减小,表明NDVI增加趋势放缓;在像元尺度上,月NDVI显著变化的区域多呈增加趋势,但显著减少范围的扩张多快于显著增加。4月和7月植被生长主要是受气温和日照时数共同作用,6月和9月受气温的控制,而8月则主要受降水量的影响。长时间序列NDVI数据集的出现为采用嵌套时段研究植被生长变化趋势奠定了前提,而植被活动变化趋势的持续性则有助于形象表征植被活动变化过程、深入理解植被对气候变化的响应和预测植被未来生长变化趋势。由此推测,青藏高原月NDVI未来增加趋势总体上趋于缓和,但在像元尺度显著变化的区域趋于增加。     

基于位置大数据的国庆假期青藏高原人群分布时空变化模式挖掘

人类活动是引起青藏高原生态环境发生改变的重要因素。很多学者对青藏高原史前人类活动和近几十年的人口分布格局与人口流动开展了大量研究,但有关人群时空分布的精细尺度研究相对缺乏。海量的位置大数据为认识高原人群短期的动态变化提供了新途径。本文利用手机定位数据、人口迁徙数据等高时空分辨率的位置大数据,通过时间序列分解方法和基于统计检验的异常判别方法,分析了2017年国庆期间青海与西藏的人群分布时空变化特征,并探讨了假期旅游行为及人口迁徙与变化特征之间的关系。研究结果显示：① 在省级和城市整体尺度上,定位请求量的假期变化在时间上呈现先降后升的“潮汐”变化模式;② 在精细网格尺度上,西宁和拉萨城市及周边地区的人群分布变化在空间上呈现中心跌、周边涨的“离心化”变化模式。国庆假期人们向城市周边热门景点移动聚集的旅游行为和城市之间的人口迁徙都是导致西宁和拉萨周边地区定位请求量上涨的重要潜在原因,而两座高原城市中心定位请求的下跌不仅与人口迁徙有关,还与假期人类日常行为及定位请求频次的变化等因素有关。通过位置大数据挖掘节庆假期人群分布的时空变化,不仅加深了对高原人口分布格局与流动变化的认识,也为高原城镇化与生态保护的精细化管理与决策提供支撑。     

重力数据约束的二维地震层析成像在台湾海峡南部的应用

地震-重力联合反演可以降低多解性,针对大勘探范围内岩石波速-密度关系存在较大散布的问题,引入交叉梯度结构约束构建统一的目标函数是一种有效的解决方案。利用台湾海峡南部HX-13测线进行验证:由于火成岩侵入体的存在,部分区域难以拾取可靠的地震初至,常规的走时反演无法准确恢复基底面的形态。搜集研究区的船测重力资料,根据地震地质条件和数据特点设置合适的反演参数,实现基于物性和结构双重约束的重力-地震联合反演。由对反演结果的分析和解释可以看出,该方法可在很大程度上弥补地震数据不完备的缺陷,使反演过程稳定,并提高模型的可靠性。     

PBO钻孔应变同震响应分析

以2017-09-08墨西哥8.1 级地震为例,分析14个PBO综合钻孔应变仪和地震仪同址记录的地震波信号,结果表明,应变仪记录的地震波符合射线传播规律。对不同震中距的站点进行基于S变换的应变仪与地震仪的同震响应特征分析,二者同震响应一致性较好,应变仪频段主要在0.25 Hz以下。取震后1 h应变数据进行分析发现,同震阶段应变主方向指向震中。     

鳜鱼(Siniperca chuatsi)β-肌动蛋白基因cDNA全序列与5′侧翼区的克隆与分析

采用RT-PCR及RACE法,分离、克隆鳜鱼β-肌动蛋白基因cDNA全序列,再用基因组步行法(Genome Walker)克隆鳜鱼β-肌动蛋白基因5'调控区.序列分析结果表明,鳜鱼β-肌动蛋白基因全长1897bp,其中5'-UTR长94bp,3'-UTR长675bp,编码区长1128bp,编码375个氨基酸.将所得序列与其它动物类群的β-肌动蛋白基因序列进行比较分析显示,鱼类、两栖类、鸟类、哺乳类等不同类群脊椎动物B-肌动蛋白氨基酸序列同源性均在96%以上,说明该基因在生物进化过程中高度保守.通过鳜鱼与其它脊椎动物β-肌动蛋白基因的核苷酸序列构建的进化树显示,脊椎动物β-肌动蛋白聚类成3个分支,鱼类β-肌动蛋白基因形成一个独立的分化群,说明鱼类β-肌动蛋白基因起源于-个共同祖先.克隆得到的鳜鱼β-肌动蛋白基因5'侧翼序列长1399bp,对其进行序列分析,在其起始密码字ATG上游200bp范围内发现含有CAAT box、CC(A/T)6GG(CArG box)、TATA box对转录调控起重要作用的顺式元件,同时在侧翼区也发现含有GC box、MYOD、YY1、SP1、GATA等多个潜在调控元件.鳜鱼β-肌动蛋白基因5'侧翼序列的克隆成功,为今后转基因鳜鱼的研究工作奠定了基础.     

笛鲷属(Lutjanus)鱼类线粒体16S rRNA基因序列比较及系统学分析

对笛鲷属9种鱼的线粒体DNA16S rRNA基因片段进行了PCR扩增,扩增产物经纯化后测序,得到了长度为561bp的分析序列。结合GenBank中的另外9种笛鲷的16S rRNA同源序列计算得出A、T、G、C的含量平均为28.5%、22.1%、23.6%和25.8%,AT含量稍高于GC含量,18种笛鲷碱基组成差异不大。利用MEGA3.1软件对所得序列进行比对后检测到72个变异位点,其中包括简约信息位点44个,在变异位点中75.61%的碱基替换是由于发生了转换,转换/颠换平均为3.1︰1。计算了种间的遗传距离,结果表明,序列差异在0.0193-0.0680之间,其中勒氏笛鲷和金焰笛鲷、勒氏笛鲷和金带笛鲷的序列差异最小,而红鳍笛鲷和金焰笛鲷、红鳍笛鲷和画眉笛鲷的序列差异最大。选用高体四长棘鲷(Argyrops spinifer)为外群,利用NJ法构建了分子系统树,结果表明:本研究中的9种南海笛鲷与其它9种笛鲷进化关系较远;并且南海9种笛鲷相互之间仍然保持着着相对较远的遗传距离,遗传多样性较好。