节甲鱼类(有颌脊椎动物干群)系统发育多样性的衰落与泥盆纪重大环境-生物事件耦合

节甲鱼类是盾皮鱼类(具颌的有颌类干群)中多样性最高的类群,以占据较高营养级而著称,特别是在它们演化历史的后期。尽管节甲鱼类的化石记录相对完整,但以往对节甲鱼类多样性的研究主要基于统计每个地质历史阶段的分类单元数量(原始多样性),其结果与泥盆纪重大环境-生物事件耦合程度较差。本文建立了一个新的包括219个属、450个种的详尽的节甲鱼类数据集,并根据之前许多系统发育研究结果,将其中大部分属种整合置入一个人工超树中,以进行系统发育多样性分析。分析结果表明,考虑幽灵支系的存在之后,节甲鱼类系统发育多样性的变化曲线与原始多样性曲线截然不同。节甲鱼类系统发育多样性呈现出典型的早期爆发的模式,在早泥盆世(洛赫考夫期-布拉格期界线)达到峰值,随后伴随一系列事件发生下降。在前4个事件的附近,节甲鱼类的系统发育多样性都只经历微弱的下降,总体维持在较高的水平;而在后3个事件,特别是弗拉期-法门期界线和泥盆纪-石炭纪界线两大事件发生时间附近发生急剧下降,并且直到该类群在泥盆纪末完全灭绝之前,都未出现恢复迹象。而节甲鱼类的原始多样性除了在弗拉期-法门期事件的时间出现下降,在所有其他事件中下降都不明显。

延边州晒烟放线菌分离鉴定与系统发育多样性分析

为了获取不同环境和生态位对晒烟可培养放线菌的影响,从延边州龙井、图们和延吉3个不同地点的晒烟生长区取样,采用纯培养的方法,从烟草非根际土、根际土、根、茎、叶中分离晒烟放线菌。根据菌体形态和16S rDNA部分序列测定及GenBank-BLAST同源性分析进行菌种鉴定,共得到链霉菌属和红球菌属放线菌11株,且延吉晒烟样品分离出的菌株数量多于龙井和图们。对烟草不同部位的放线菌进行对比分析发现,分离到的放线菌数量由多到少依次为根、茎、叶。该研究结果有利于进一步解决晒烟种植过程中的适应性和安全性问题,并为农业可持续发展奠定基础。

巴音布鲁克高寒草甸物种多样性与系统发育多样性沿海拔梯度分布格局及驱动因子

沿海拔梯度研究植物群落物种多样性和系统发育多样性可以明晰环境条件对群落构建的影响,可为深入了解群落构建机制提供帮助。选取巴音布鲁克高寒草甸为研究区,针对研究区植物群落物种多样性和系统发育多样性随海拔梯度变化趋势及其环境驱动因子开展研究,探究在群落构建中物种共存及多样性维持过程中环境因子的影响程度。结果表明:1)随海拔升高,群落Shannon-Wiener多样性指数与Simpson丰富度指数均呈单峰变化趋势,峰值分别在2400和2600 m处;群落Pielou均匀度指数呈逐渐下降趋势;系统发育多样性指数(PD)整体呈下降趋势,系统发育结构逐渐由分散状态转变为聚集状态。2)系统发育结构指数里净最近种间亲缘关系指数(NTI)和净谱系亲缘关系指数(NRI)与物种多样性指数均呈显著负相关关系(P<0.05),PD指数与物种多样性指数均呈显著正相关(P<0.05)。3)各土壤因子对不同多样性指数的影响程度不同,其中铵态氮含量是影响物种多样性和系统发育指数的主要因子,全钾含量次之;土壤全氮含量对NTI存在显著影响(P<0.05),全钾含量对NRI存在显著影响(P<0.05),全磷对PD指数存在显著影响(P<0.05),pH对物种多样性指数存在显著影响(P<0.01)。沿海拔梯度群落物种多样性和系统发育多样性、系统发育结构之间相互关联,受环境因子的影响,两者在海拔梯度上呈现不同的响应策略。

北极高维度海域海冰嗜冷菌系统发育多样性及其低温水解酶分析

应用样品直接稀释涂布平板、-1℃富集培养和-20℃冷冻24h后富集培养等3种方法,从北极加拿大海盆和格陵兰海的高纬度海域(77°30′N^81°12′N)海冰中分离到37株嗜冷菌。根据其16S rDNA全长序列所进行的系统发育分析表明,分离菌株分属于γ_变形细菌群(γ_Proteobacteria)的Colwellia、Marinobacter、Shewanella、Thalassomonas、Glaciecola、Marinomonas、Pseudoalteromonas和嗜纤维菌_曲挠杆菌_拟杆菌群(Cytophaga_Flexibacter_Bacteroide,CFB)的Flavobacterium、Psychroflexus等9个属。其中有9株菌的16S rDNA序列与已明确鉴定种的相似性在93.4%~96.9%,为潜在的新种。北极加拿大海盆海冰细菌BSi20002与南极威德尔海海冰细菌Marinobactersp.ANT8277的16S rDNA序列相似性为100%,表明在种水平上南、北两极也存在相同的细菌。分离的嗜冷菌在4℃条件下能产生多种大分子物质水解酶类,其中62.6%、51.4%和40.5%的菌株分别能水解Tween_80、明胶和淀粉。

宜宾浓香型白酒窖泥中细菌的系统发育多样性

采用纯培养和免培养(culture-independent)分析方法,对宜宾多家规模以上白酒企业成熟窖泥细菌多样性进行了研究。采用改良牛肉膏蛋白胨培养基(NA)和高氏I号分离培养基分离细菌(包括放线菌),并评价菌株的乙醇耐受能力和低pH耐受能力。构建了窖泥样品总DNA的16S rRNA基因克隆文库。分别挑选不同培养特征的89株细菌纯培养物和427个基因克隆的16S rRNA基因序列,进行系统发育分析。89株纯培养物分属于13个属,以Streptomyces(39株)和Bacillus(27株)为优势属。纯培养菌株中,具备7%浓度乙醇耐受能力和低pH(4.5)耐受能力的分别有16株和10株。挑取的克隆子经测序、去除嵌合体后,得到了406个有效序列,并在97%的序列相似性水平上可将其分为75个OTU(Operational Taxonomic Unit),分属于Clostridia、Bacilli、Acti-nobacteria、γ-Proteobacteria、α-Proteobacteria、Deinococci、Planctomycea、Bacteroidia 8个纲。其中Clostridia为绝对优势菌群,包含50个OTU、227个克隆子;Bacilli包含11个OTU、128个克隆子,为次优势菌群。证明宜宾浓香型白酒窖泥中细菌群落存在丰富的系统发育多样性。

微生物系统发育多样性及其保护生物学意义

近年来 ,分子系统发育分析方法 ,特别是rRNA基因同源性分析方法 ,在微生物多样性的研究中发挥着越来越重要的作用 .它克服了传统的微生物分离培养方法的限制 ,极大地促进了人们对微生物多样性的理解 .在遗传信息同源性分析基础上得出的微生物系统发育多样性为多样性的保护提供了新的视点 .它不但可以作为微生物多样性评价的手段 ,而且为多样性保护中优先秩序的确定提供了依据 .同时也为生物多样性保护确定了目标 ,即最大程度地保护系统发育关系中所包含的信息 .本文对微生物系统发育多样性的特点及其保护生物学意义进行了简要评述 .

河北地区花生根瘤菌的系统发育多样性研究

【目的】了解中国北方地区花生根瘤菌的多样性状况。【方法】采用16SrDNAPCR-RFLP、16S～23SIGSPCR-RFLP和16SrRNA基因的序列分析方法对分离自河北地区的58株花生根瘤菌以及Rhizobium、Agrobacterium、Sinorhizobium、Mesorhizobium和Bradyrhizobium的参比菌株进行系统发育多样性比较分析。【结果】16SrDNAPCR-RFLP方法在细菌属水平上聚群良好;而16S～23SIGSPCR-RFLP则适于属和种水平上的聚群。3种方法在系统发育上得到基本一致的结果。其中有38株花生根瘤菌是与Bradyrhizobium关系密切的慢生菌株,并且与B.japonicum和B.liaoningense的关系最为接近,与有关中国西南地区和华中地区花生根瘤菌的报道结果相似。然而供试菌株中还存在6株快生和10株中慢生花生根瘤菌,其中快生菌在系统发育关系上接近R.yanglingense、R.mongolense和R.gallicum。【结论】河北地区的花生根瘤菌具有更大的多样性。

青藏高原地区不同环境条件下鳞翅目昆虫物种多样性与系统发育多样性的初步研究

本研究以青藏高原鳞翅目蛾类为例,探究不同环境梯度下蛾类群落物种多样性及系统发育多样性,并探讨物种多样性与系统发育多样性、不同的环境因子与蛾类系统发育多样性之间的关系。结果表明:(1)波密的物种多样性和系统发育多样性程度最高;(2)系统发育多样性与物种多样性指数之间存在正相关关系,相关性排序为:物种丰富度(R=0.9740,P=4.30E-05)>香农指数(R=0.8323,P=0.0103)>Invsimpson指数(R=0.8061,P=0.0156)>辛普森指数(R=0.6311,P=0.0933);(3)在21个环境因子中,有4个环境因子与系统发育多样性之间呈现显著相关,分别是最湿润季度的降水量、最热季度的降水量、最湿润月份的降水量和最湿润季度的平均气温,它们可能是影响青藏高原地区蛾类系统发育多样性的关键生态因子。

中国盐生植物系统发育多样性及省域差异性

植物系统发育多样性研究服务于区域植被历史、演化规律、生物多样性保护,盐生植物作为区域植被演化的独特类群和未来农业种质资源开发的重要物质基础,其区域系统发育多样性对于揭示区域环境变化、盐生植物种质资源保护、区域开发具有重要意义,但目前为止,这方面的研究匮乏。本文应用植物系统发育多样性理论和方法,以省级行政区为单位,系统评价中国盐生植物系统发育多样性和差异性,构建65科484种,17变种,8亚种盐生植物系统发育树;净谱系亲缘关系指数大于0的只有新疆维吾尔自治区、宁夏回族自治区、甘肃省、青海省、陕西省、内蒙古自治区和北京市;系统发育多样性与科、属、种级物种丰富度相关性依次为67.01%、91.20%和96.99%;根据盐生植物分类学组成相似性和系统发育组成相似性把中国盐生植物分为4大区域。本文结果对于省级行政区域盐生植物资源评估、盐生植物种质资源收集和中国盐生植物分区具有重要的指导意义。

极小种群植物水松群落系统发育多样性分析

极小种群植物水松(Glyptostrobus pensilis(Staunton ex D.Don)K.Koch)是著名的孑遗植物,被列为我国Ⅰ级重点保护和极小种群野生植物,在IUCN红色名录中被评估为"极危"等级,且种群数量仍在继续减少。水松主要分布于我国华南和东南地区以及越南和老挝。本研究对我国42个水松种群周边植被、种群健康状况、群落干扰类型、外来植物入侵状况等进行了调查,采用系统发育多样性相关指数对该物种所在群落进行了研究。结果显示,系统发育多样性指数对水松种群状况具有一定的指示性,人为干扰对所在群落的影响越严重,种群的健康状况愈差;具有较高系统发育多样性水平(PD值)的群落内水松种群状况良好;入侵物种的存在会使群落系统发育结构聚集,系统发育多样性水平降低。因此,在对水松种群进行保护时,要尽量减少群落中人为恶性干扰因素和外来植物的入侵威胁,以增强水松种群和个体的健康水平,维持群落系统发育的多样性,从而提高水松种群抵抗力和恢复力的稳定性。

系统发育多样性测度及其在生物多样性保护中的应用

生物多样性保护面临两个基本问题：如何确定生物多样性测度以及如何保护生物多样性。传统的生物多样性测度是以物种概念为基础的，用生态学和地理学方法确定各种生物多样性指数。其测度依赖于样方面积的大小，并且所有的物种在分类上同等对待。系统发育多样性测度基于系统发育和遗传学的理论和方法，能确定某一物种对类群多样性的贡献大小。该方法比较复杂，只有在类群的系统发育或遗传资料比较齐全时方能应用。本文认为，物种生存力途径和系统发育多样性测度相结合有助于确定物种和生态系统保护的优先秩序。

系统发育多样性和生物多样性保护

生物多样性保护是我国生态文明建设的重要组成部分,也是人类共同关心的议题。系统发育多样性研究是基于系统发育关系（即物种或谱系的进化历史）对某一特定时空尺度内生物类群的独特性或多样性进行评估的重要指标,有助于识别具有丰富进化历史的优先保护区域,进而优化自然保护区的设置和生物多样性保护策略的制定。

戴云山物种多样性与系统发育多样性海拔梯度分布格局及驱动因子

生物多样性的海拔分布格局是生态学研究的热点。海拔作为综合性因子驱动着植物群落的物种、系统发育与功能多样性的空间分布。以戴云山南坡900-1600 m森林植物群落为研究对象,探讨物种多样性、系统发育指数与环境驱动因子的相互关系以及环境因子在群落构建与多样性维持中的重要意义。结果表明:(1)森林植物群落的系统发育多样性与物种多样性沿海拔均呈现中间高度膨胀格局。(2)物种多样性Margalef指数、Shannon-Wiener指数与系统发育多样性指数呈显著正相关,表明物种多样性越高,系统发育多样性也越高。Shannon-Wiener指数与物种多样性指数(Margalef、Pielou、Simpson指数)、系统发育多样性及系统发育结构都存在显著相关性,一定程度上Shannon-Wiener指数可以代替其他指数。Pielou指数、Simpson指数、Shannon-Wiener指数与系统发育结构NRI(Net relatedness index)指数、NTI(Net nearest taxa index)指数存在显著正相关,表明群落优势度、均匀度与系统发育结构相关性较强。(3)土壤全磷含量是影响系统发育多样性和物种多样性的主要驱动因子,土壤含水量是影响Shannon-Wiener、Pielou、Simpson指数的最显著因子,海拔是影响群落系统发育结构的主要因素。海拔是影响系统发育结构变化的主要环境因子,而土壤因子是影响物种多样性与系统发育多样性的主要因素,进一步验证了物种多样性与系统发育多样性的高度相关,结果旨在揭示物种群落空间分布规律。

不同尺度下艾比湖典型植物群落功能多样性和系统发育多样性研究

运用功能多样性和系统发育多样性综合探讨群落构建机制是近年来生态学的研究热点。以艾比湖流域干旱荒漠生态系统为研究对象,结合环境因子,分析不同尺度下系统发育和功能性状结构的变化趋势,进而揭示艾比湖流域干旱荒漠区植物群落构建机制。结果表明,(1)叶片宽度、叶片厚度和叶片干物质含量具有显著的系统发育信号(P<0.05),其它功能性状未检测到明显的系统发育信号。(2)不同尺度下系统发育结构均趋向于发散,表明竞争排斥作用在植物分布占优势地位,而功能结构均趋向于聚集,生境过滤作用占据主导。(3)净亲缘关系指数(NRI)、谱系丰富度(PD)和功能丰富度(FRic)在5 m×5 m尺度显著不同于其他尺度。标准化的群落平均配对性状距离(trait SES(MPD))在所有尺度下统计差异均不显著,最近性状距离(trait SES(MNTD))和最近亲缘关系指数(NTI)在5 m×5 m尺度和50 m×50 m尺度差异显著。植物群落整体受生态位作用影响更强,且在大尺度上(50 m×50 m)环境过滤在群落构建中起主导作用。(4)含盐量对系统发育指数和功能性状指数均有显著影响(P<0.05),土壤有机质和硝态氮含量均对功能性状指数有显著影响,而铵态氮含量对系统发育指数有显著影响。土壤含盐量以及氮含量作为主要的环境筛影响着艾比湖流域植物群落构建过程。

辽宁省慢生根瘤菌的系统发育多样性

花生是重要的豆科经济作物,能与慢生根瘤菌属的根瘤菌共生固氮,辽宁省的花生种植较广泛,但是对该地区花生根瘤菌的研究并不全面。采用16S r DNA和nif H基因的序列分析方法从遗传学角度对17株分离自辽宁省不同地区的花生根瘤菌的特性进行研究。根据16S r DNA基因的序列分析将所有菌株分为4个类群,而nif H基因的序列分析方法将供试菌株分成两大类群,2种方法的分类结果大体一致,测序结果表明所有菌株都属于慢生根瘤菌属。说明辽宁省花生慢生根瘤菌的分布可能与该地的地理环境存在一定的相关性。

系统发育多样性与系统发育结构在岛屿植物群落保护中的意义——以蜈支洲岛为例

为探讨系统发育多样性和系统发育结构在岛屿植物群落保护决策制定中的作用,以海南三亚蜈支洲岛被子植物群系为例,分析物种丰富度和系统发育多样性的相关性。结果表明,蜈支洲岛植被可分为10种群系类型,22个样方的物种丰富度与系统发育多样性呈显著正相关,但系统发育多样性与物种丰富度对植物多样性保护优先顺序的指示有差异。森林群系的物种丰富度和系统发育多样性普遍高于灌木和草本群系,4个森林群系样方表现为系统发育结构发散,3个森林群系样方表现为系统发育结构聚集。灌木群系中露兜树(Pandanus tectorius)灌丛和草海桐(Scaevola sericea)灌丛系统发育多样性较高,草本群系中厚藤(Vitex trifolia)灌草丛系统发育多样性较高,灌木和草本群系大多倾向于系统发育结构聚集。距海或人类活动区较近的群系可能受环境过滤的作用,而远离海和人类活动区的群系主要受竞争排斥作用影响。因此,在岛屿植物多样性保护策略制定中应当综合考虑物种和系统发育维度,以及环境、演替阶段及用岛方式等因素的影响。

藏北高寒草地土壤真菌群落系统发育多样性对放牧的响应

本研究依托沿海拔梯度布设的三个配对的围栏和自由放牧样地探讨了土壤真菌系统发育多样性对放牧的响应规律。结果表明:暖季放牧和冷季放牧都没有改变高寒草原化草甸土壤真菌系统发育α多样性,暖季放牧也没有改变高寒草甸土壤真菌系统发育α多样性;暖季放牧和冷季放牧都显著改变了高寒草原化草甸土壤真菌群落系统发育结构,且暖季放牧也显著改变了高寒草甸土壤真菌群落系统发育结构;放牧使得两个高寒草原化草甸土壤真菌群落系统发育结构更相似,这可能与放牧条件下两个高寒草原化草甸的土壤含水量的相似性的增加有关。因此,冷季放牧和暖季放牧对高寒草原化草甸的土壤真菌群落系统发育多样性的影响不同;高寒草原化草甸和高寒草甸土壤真菌群落系统发育多样性对暖季放牧的响应也不同;放牧改变了土壤真菌群落系统发育β多样性的海拔分布格局。

北极斯瓦尔巴群岛冰川流域可培养细菌的系统发育多样性及固氮菌初步研究

从北极斯瓦尔巴群岛冰川流域的上、中、下游采集了5种代表性土壤和冰川融水样品(MT、AT、TN、BT、MS),采用常规LB和严格无氮培养基低温培养方法,对其中的可培养细菌和潜在固氮细菌进行了总菌计数以及菌株的富集、分离与纯化。经菌落菌体形态观察、16S r RNA基因初步测序排重、固氮基因nif H的PCR检测,分别选取48株可培养分离细菌和31株潜在固氮菌进行了基于16S r RNA基因全序列测定的系统发育分析。目的是初步了解该特殊生境中可培养细菌(包括潜在固氮菌)的多样性及其分布状况,为进一步研究它们在此生境中的生态功能奠定基础。实验结果表明,可培养细菌在5个采集样品中的总菌数为BT>TN>AT>MT=MS,严格无氮培养基分离菌总菌数为BT>AT>MT>TN>MS。48株可培养代表菌分属于Proteobacteria、Actinobacteria、Bacteroidetes、Firmicutes 4个门的7纲、14属之中,它们在5个样品中的多样性程度为BT(6纲、6属)>MT(4纲、6属)>AT、MS(均为3纲、3属)>TN(2纲、3属),优势菌群主要分布在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属(20.8%,集中在AT、BT、MS样品中)和β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属(35.4%,集中在MS样品中),表现出一定程度的系统发育多样性。潜在固氮菌实验结果表明,能在严格无氮培养基上生长且可检测到nif H的31株代表菌具有极为单一的系统发育多样性。其中90.32%菌株集中在γ-proteobacteria纲的Pseudomonas属,仅在MT和MS样品中有3株菌分布在α-proteobacteria纲的Rhizobium属、β-proteobacteria纲的Janthinobacterium属和Actinobacteria纲的Arthrobacter属,它们与分离自其他极端环境的相关标准菌株具有高度16S r RNA基因同源性。另外,本实验还发现有8株菌的16S r RNA基因序列与相关标准菌株的相似度低于98.50%,推测它们具有成为该特殊生境下新种的潜质。

系统发育多样性和系统发育结构在岛屿植物群落保护中的意义:以福建沿海19个岛屿为例

为了探讨福建沿海岛屿植物多样性的形成与维持机制,本研究在福建近岸有居民岛屿前期调查资料的基础上,补充部分无居民岛屿植物多样性及环境和人口密度调查数据,从物种多样性和系统发育多样性两方面比较了19个岛屿植物多样性及其影响因素。结果表明,岛屿面积是影响植物物种丰富度(species richness,SR)和Faith系统发育多样性(phylogenetic diversity,PD)最重要的因素,纬度和年均降水量也有一定影响。19个岛屿系统发育结构倾向于聚集,植物群落的构建可能主要受到环境因素和人类活动干扰影响。地理距离对岛屿间植物群落系统发育β多样性的变化影响不显著。建议对PD较高的东山岛、粗芦岛、南日岛、湄洲岛、厦门岛、平潭岛、三都岛进行重点保护,并结合实际情况针对各岛屿功能定位制定保护和开发利用方案。本研究可以为多层次的多样性评价指标应用于岛屿植物多样性评估以及群落构建机制分析提供参考,也可以为岛屿生物多样性保护策略的制定提供理论依据。

沙漠腹地绿洲植物群落物种与系统发育多样性分布格局及驱动因子

基于梯度变化的生物多样性研究是生态学的研究热点之一,解析不同梯度下的多样性格局特征及驱动因子对揭示群落动态与构建机制具有重要意义.以克里雅河尾闾达里雅布依绿洲为研究对象,通过划分地表水、地下水梯度(A、B、C)的方式探讨了植物群落物种多样性与系统发育多样性的格局特征,并对多样性格局的驱动因子进行了分析.结果表明:(1)物种多样性在低地表水干扰与浅地下水埋深梯度下(B)最高,地表水干扰的加剧与地下水埋深的增加均会降低物种的多样性;系统发育多样性在低地表水干扰与深地下水埋深梯度下(A)最低,随着地下水埋深的变浅与地表水干扰的加剧,植物群落的系统发育多样性有所提升且系统发育结构愈发分散.(2)系统发育多样性指数(PD)与物种多样性各指数之间均存在显著的相关关系,系统发育结构指数(NRI、NTI)仅与物种均匀度指数(Pielou)存在显著的正相关.(3)随着地表水干扰与地下水埋深梯度的变化,物种与系统发育多样性格局的驱动因子也有所不同.在低地表水干扰与深地下水埋深梯度下(A),土壤有机质(SOM)是驱动物种多样性与系统发育多样性格局的主导因子;在低地表水干扰与浅地下水埋深梯度下(B),驱动物种多样性格局的主导因子为土壤pH,驱动系统发育多样性格局的主导因子除土壤pH外还有全磷(STP);在高地表水干扰与浅地下水埋深梯度下(C),土壤电导率(TDS)是驱动物种多样性与系统发育多样性格局的主导因子.