中国昆虫生物地理学进展与展望

昆虫是地球上多样性最高的生物类群,其物种数量超过所有生物物种数量的一半,在生态系统中具有重要功能,且与人类生活密切相关。理解昆虫多样性及地理分布格局对于科学研究和人类社会发展有重要意义。基于详细的文章资料梳理,本文总结了1950—2020年中国昆虫生物地理学领域文章发表趋势,并从昆虫物种多样性调查、昆虫区系研究、昆虫群落多样性、昆虫遗传多样性格局、昆虫地理分布格局等几个方面论述了中国昆虫生物地理研究的代表性研究进展。中国昆虫生物地理学研究几十年来取得了可喜的发展,但仍需重点加强几方面的思考和工作,包括整合性思维、时空尺度、科学问题的凝练、昆虫性状生物地理学、昆虫多样性和地理分布数据共享。     

Population genetics of cold‐water coral associated Pleustidae (Crustacea,Amphipoda) reveals cryptic diversity and recent expansion off Iceland

Amphipoda are a diverse and important faunal component of deep‐sea habitats worldwide. However, relatively little is known about species that are associated with cold‐water corals, in particular concerning their genetic diversity, population genetic processes, population differentiation, and potential host specificity. We exemplarily investigate these questions studying three pleustid species—Stenopleustes aff. malmgreni (Boeck, 1871), Stenopleustes aff. nodifera (Sars, 1883) and Neopleustes aff. boecki (Hansen, 1888)—that are associated with cold‐water corals and polychaete assemblages along the Reykjanes Ridge southwest of Iceland. We sequenced mitochondrial COI and performed ddRAD to study thousands of nuclear loci. These species and a pair of morphologically cryptic species within Stenopleustes aff. nodifera were consistently delimited by COI and ddRAD. We conclude that all of our studied species are new to science, raising the number of pleustids reported from cold‐water corals to six. Two species were collected only once, and these species exhibited high levels of inbreeding, suggesting little exchange with other populations, which might be a result of strong host specificity. The other two species were wider distributed, with very low differentiation among populations, even between populations separated by 130 km. These species showed signs of recent population expansions, possibly in relation to changes in the cold‐water coral associated ecosystem (e.g., due to glacial cycles and/or volcanic or geothermal activities). They had lower levels of inbreeding and were each associated with three different host coral species, which might facilitate dispersal and gene flow. Our results show divergent population genetic patterns for the studied pleustid species. These might be attributed to the species’ host specificity and highlight important differences among species with seemingly similar life‐styles. Species diversities appear to be greatly underestimated, limiting our abilities to truly assess the vulnerability of the fauna living in these threatened cold‐water coral habitats.     

连续降温对大菱鲆成鱼代谢机能的影响

为了探寻连续降温对大菱鲆成鱼血清、肝脏及肌肉能量代谢等指标的影响,将大菱鲆从正常养殖水温18℃快速连续降温至1℃,并在18℃、13℃、8℃、5℃、3℃和1℃共计6个温度点取血采样,分别测定血清中的总蛋白(TP)、白蛋白(ALB)、高密度脂蛋白胆固醇(HDL-C)、低密度脂蛋白胆固醇(LDL-C)、甘油三酯(TG)、总胆固醇(TC)、总胆红素(TBIL)、血糖(GLU)以及肝脏中的糖原和肌肉中的乳酸等指标,实验数据采用SPSS 17.0统计软件进行单因素方差分析。结果发现,随着温度降低,大菱鲆的血清TP浓度呈先下降后升高的趋势,且在13℃和3℃时出现显著性差异(P<0.05);血清ALB浓度则呈现升高趋势,在3℃时显著高于1℃(P<0.05);血清TC浓度呈现升高趋势,且3℃时显著高于18℃(P<0.05); GLU浓度呈先降低后升高趋势,且8℃时显著高于13℃(P<0.05);尿素浓度呈先降低后升高再降低趋势,且8℃时显著高于1℃(P<0.05);肝糖原浓度在各温度之间无显著差异(P>0.05);肌肉中乳酸含量呈先升高后降低趋势,且5℃时显著高于18℃(P<0.05);其余指标则无显著性差异(P>0.05)。结果表明：当温度在18℃～8℃时,降温对大菱鲆体内代谢影响不大;当温度降到8℃～3℃时,大菱鲆体内开始出现应激反应;当温度继续降低至1℃时,大菱鲆体内的各种代谢基本处于停滞状态。     

2种分子标记应用于澄黄滨珊瑚群体遗传多样性研究中的可行性

利用PCR技术对澄黄滨珊瑚的2种分子标记（线粒体细胞色素氧化酶亚基1基因COI和核糖体RNA内转录间隔区基因ITS）进行测序,探讨COI序列和ITS序列在澄黄滨珊瑚（Porites lutea）群体研究中的适用性,并从中选出最适合研究澄黄滨珊瑚群体遗传多样性的分子标记．结果显示COI序列变异位点少,成对序列差异在群体内、群体间都很小,不适于澄黄滨珊瑚的群体研究;而ITS区序列个体内成对的序列差异仅为0．35％,可以作为研究澄黄滨珊瑚群体遗传多样性的分子标记;通过对ITS1、ITS2、5．8SrRNA、ITS1＋ITS2及ITS区序列的比较,认为ITS1＋ITS2序列是最适合研究澄黄滨珊瑚群体遗传多样性的分子标记．本研究为以后研究我国沿岸造礁石珊瑚澄黄滨珊瑚的群体遗传结构提供方法依据,从而为保护管理扣恢复受损珊瑚礁生态系统提供遗传学数据支持．     

水分胁迫对燕麦生理指标的影响

通过在燕麦拔节期到穗期设置6种不同浇水量试验,研究了水分胁迫对燕麦根冠比、叶片过氧化氢酶活性、叶片脯氨酸含量、叶片丙二醛含量、叶片组织水势等生理生化指标的影响。结果表明随着水分胁迫的加剧根冠比增加,过氧化氢酶活性、脯氨酸及丙二醛含量呈增加趋势,植物组织水势呈下降趋势。根据燕麦生理指标与水分胁迫的关系,在生产上可用生理生化方法进行燕麦品种抗旱性鉴定,可为农业生产提供参考依据。      

厚壳贻贝(Mytilus coruscus)4 个群体遗传多样性的 ISSR 分析

采用ISSR分子标记对中国沿海4个厚壳贻贝群体进行遗传多样性和遗传结构分析,筛选出13条引物对4个群体120个样品共扩增出192个清晰的扩增位点,其中多态位点188个,多态位点百分率为97.92%,在物种水平上遗传多样性较为丰富。群体遗传多样性结果表明,PPL在81.77%—89.58%之间,H在0.2950—0.2818之间,I在0.4213—0.4447之间,其中福州群体多样性指数最低,温州群体最高。4个群体间GST为0.1519,Nm值范围介于3.0576—5.9714之间,AMOVA分析显示遗传变异主要来自群体内个体间。群体间遗传距离和聚类分析显示,温州群体和宁德群体首先聚为一支,再与舟山群体聚类,最后与福州群体聚在一起。表明地理位置较远的群体,遗传距离也较大,地理距离和遗传距离一致。     

海洋微藻的无菌化处理及对其生长特性和生化组成的影响

利用常用抗生素(氨苄青霉素、链霉素、氯霉素和卡那霉素)对4株海洋微藻(1株金藻和3株小球藻)进行了无菌化处理,并对这4株微藻在带菌和无菌培养时的生长特征和生化组成进行了比较。结果表明:中高浓度(≥100 mg/dm3)的单种抗生素或抗生素组合可抑制微藻的生长,个别低浓度(50 mg/dm3)的抗生素或抗生素组合可促进微藻的生长;氨苄青霉素、链霉素和卡那霉素各200 mg/dm3联合使用处理球等鞭金藻,氯霉素100, 50, 50 mg/dm3单独使用分别处理小球藻C95, CV和C146,可获得这4株微藻的无菌藻系;无菌培养的4株海洋微藻的稳定期持续时间由除菌前的4~5 d延长到15~20 d,藻液悬浮性增强,藻细胞不易老化;除菌后微藻的主要生化成分发生明显变化,球等鞭金藻的叶绿素A、叶黄素和总脂含量显著增加,小球藻C95和CV的总蛋白含量显著增加,3株小球藻的脂肪酸组成如EPA, PUFA等的含量发生显著变化。     

中间球海胆群体遗传学研究中AFLP引物数量及样本量的选择

采用10,20,30,40,50,60,70,80共8个样本量梯度,随机选择并逐步增加AFIP引物组合,研究了AFLP标记数量及样本量对中间球海胆(Strongylocentrotus intermedius)群体遗传学指标的影响。结果表明:基因多样性指数(H)、Shannon氏指数(I)和多态位点比例(PP)3个遗传学指标对样本量的敏感程度不同,PP指标受样本量影响较大,样本量≥50个时方稳定,H指标在样本量≥30时稳定下来,而I指标在样本量≥20时即不再出现显著差异。共采用6对A FIP引物对80只海胆进行群体遗传学研究。通过每1对、每2对、每3对、每4对、每5对引物组合分别计算各遗传学指标,发现前二者所得各值之间以及其与对照值(6对引物所得值)之间存在显著差异,而每三对引物组合计算的各指标间不存在显著差异。据此推测,对中间球海胆进行AFLP标记研究中,样本数量最好不少于50个;而若样本量足够大(80个个体),则至少需要3对AFLP引物(或不少于100个标记),方能对海胆群体进行准确的遗传学评价。     

厚壳贻贝性腺不同发育时期肥满度与生化成分分析

为研究厚壳贻贝性腺发育不同时期的营养物质积累和消耗规律,本文分析测定了3个年龄组的厚壳贻贝在性腺发育5个时期的肥满度、含水量及生化成分。结果表明:(1)相同发育时期的肥满度和含水量组间差异不显著(P＞0.05),但在不同发育时期存在显著差异(P＜0.05);成熟期的肥满度最高,为17.76%~19.21%,约为休止期最低时的3.15倍;含水量则正好相反,以休止期最高,为93.29%~95.32%,约为成熟期最低时的1.15倍。(2)总糖、粗脂肪、粗蛋白和灰分在不同发育时期均有显著差异(P＜0.05),粗蛋白和粗脂肪含量在成熟期达到峰值,粗蛋白为72.01%,粗脂肪为13.52%,两者分别在休止期和增殖期最低;总糖含量在排放期最高为13.56%,灰分含量以休止期最高为7.59%,两者均以成熟期含量最低。(3)蛋白质的积累与消减正好与肥满度的变化相吻合,证实厚壳贻贝在性腺发育过程中吸收并贮存大量营养物质,使肥满度逐渐升高,随配子的排放肥满度急剧下降。