浙江长兴扬子鳄自然保护区陆地生境及其对母鳄产卵的影响

以浙江长兴扬子鳄省级自然保护区核心区为研究地点,在扬子鳄(Alligator sinensis)繁殖期间,调查不同陆地区域中的生境因子及其对母鳄产卵的影响。结果表明,扬子鳄在选择筑巢地点时存在一定的偏好性,母鳄会优先选择在茂密的竹林或高大的乔木林下筑巢,杂草分布且缺乏高大植被的区域则很难吸引母鳄将其作为产卵地。对不同区域生境参数的差异分析表明,地表单位面积枯落物干质量、地表坡度以及优势种高度是影响扬子鳄巢位选择的主要因素。本研究结果能帮助更好地完成现有扬子鳄栖息地的优化改造,并为未来寻找新的扬子鳄放归地点提供参考,对促进扬子鳄这一濒危物种保护工程的发展具有重要意义。

浙江长兴扬子鳄保护区扬子鳄巢位生境调查研究

为更好地恢复扬子鳄(Alligator sinensis)栖息地,提高扬子鳄繁殖率,于2017年5—10月对长兴尹家边扬子鳄自然保护区的核心区和野放区的扬子鳄巢位生境及巢内、外温度进行调查记录,并对2014—2019年母鳄的营巢次数、产卵窝数和护巢率进行统计。结果表明:核心区扬子鳄巢外的气温均温和气温波动均显著低于野放区(P<0.05),但核心区扬子鳄巢内平均温度、温度波动与野放区并无显著差异;核心区扬子鳄巢距水源的水平距离及垂直距离均显著低于野放区(P<0.01),核心区扬子鳄巢的最近树距离显著高于野放区(P<0.01)。这表明扬子鳄可以通过选择营巢的位置来适应外界的气温及温度的波动。此外,野放区的母鳄营巢次数和产卵窝数呈现逐年递增的趋势,表明核心区放归至野放区的扬子鳄已经逐步适应野放区的生态环境,同时也表明长兴扬子鳄自然保护区的野外种群复壮工程已经取得了一定的效果。

浙江长兴扬子鳄种群遗传多样性研究

为有效保护浙江长兴尹家边扬子鳄保护区扬子鳄(Alligator sinensis)种群,丰富野放扬子鳄的遗传多样性,利用13个微卫星标记分析了该种群的遗传多样性,比较核心区和野放区种群的遗传多样性差异。结果显示:保护区扬子鳄种群共检测到31个等位基因,其中含2个稀有等位基因。野放区种群的平均有效等位基因数量(1.82)、平均观测杂合度(0.49)、平均期望杂合度(0.43)、平均多态信息含量(0.34)和平均香农信息指数(0.64)均低于核心区(1.89、0.52、0.46、0.37和0.70),表明野放区种群的遗传变异少,遗传多样性相对缺乏。在后续扬子鳄野外放归过程中,应对保护区扬子鳄种群的遗传多样性进行系统性分析,从核心区种群中挑选合适的个体进行野外放归,从而丰富野放区种群的遗传多样性。

厌氧氨氧化研究的分子生态学进展

厌氧氨氧化(anaerobic ammonium oxidation, ANAMMOX)通常指微生物在厌氧条件下,以亚硝酸根为电子受体,将铵根离子氧化成氮气的过程,主要由浮霉菌门(Planctomycetales)细菌驱动。厌氧氨氧化菌广泛分布于陆地与海洋生态系统里,在全球氮循环中发挥着重要的作用。本文综合分析了在群落水平、细胞水平、分子和组学水平下厌氧氨氧化过程的生态学研究进展,结合不同尺度下的方法与技术介绍,初步探讨和展望了不同生态系统中厌氧氨氧化的前沿问题与研究方向。

朱鹮圈养种群与野外重引入种群行为差异研究

2014年12月—2015年9月、2016年3月—6月,采用扫描观察法结合焦点动物观察法交替对德清圈养朱鹮种群和野外重引入种群的朱鹮个体进行行为观察和记录,按照朱鹮行为的功能和目的共计描述定义朱鹮行为8类55种,其中停歇行为4种、警戒行为4种、整理行为10种、运动行为3种、社会行为8种、繁殖行为12种、觅食行为7种、刻板行为7种。比较圈养朱鹮种群和野外重引入朱鹮种群的行为差异发现:圈养朱鹮种群傍晚飞至夜宿栖杠和清晨飞离夜宿栖杠时的光照强度显著低于野外重引入朱鹮种群傍晚飞至夜宿栖树和清晨飞离夜宿栖树时的光照强度(P<0.01);圈养朱鹮种群和野外重引入朱鹮种群在行为类别时间分配上具有显著差异(P<0.01),圈养朱鹮种群的停歇行为、繁殖行为均显著多于野外重引入朱鹮种群,而警戒行为、社会行为和觅食行为则显著少于野外重引入朱鹮种群(P<0.01);圈养朱鹮种群和野外重引入朱鹮种群的整理行为的日节律高峰均发生在7:00—8:00和14:00—15:00,而相比圈养朱鹮种群,野外重引入朱鹮种群表现出较多的觅食行为的日节律高峰。这些结果表明:德清野外重引入朱鹮种群通过改变各行为类型的时间分配和日节律,已经开始逐步适应野外复杂的生存环境。本研究对继续进行朱鹮野外重引入,改善朱鹮圈养环境以及更好地保护朱鹮具有重要意义。

扬子鳄热环境行为适应规律观察研究

扬子鳄Alligator sinensis是我国特有的珍稀濒危物种,作为变温动物,其生存受到环境温度的强烈影响。明确环境温度变化过程中扬子鳄的活动规律,有助于制定有效的保护措施。通过监测自然状态下扬子鳄生活环境的温度,并观察其所处的环境位置,构建微环境温度数据集和扬子鳄年活动谱,建立行为调节与环境温度的定量描述关系。结果发现,扬子鳄通过在陆地、水体、洞穴三种环境之间的转换实现体温调节,且不同介质之间的温差是触发其转换水-陆-洞穴活动环境的重要因素。春季,当日均水温升高至8.5℃高于洞穴土壤温度时,扬子鳄陆续从冬眠中苏醒;夏季,当日均水温高于25℃时,扬子鳄进入繁殖期,当昼间气温高于日均水温时,扬子鳄通过潜水等行为躲避高温伤害;秋冬季节,当日均水体温度降至17.5℃以下低于洞穴土壤温度时,扬子鳄逐渐进入冬眠状态以适应寒冷气候。此外,扬子鳄生存的自然生境具有较强的热缓冲能力,表明在保护工作中,鳄池应采用自然池塘,夏季池深应大于105 cm或110 cm,冬季洞穴深度也应大于110 cm,才能保证扬子鳄成功实现自主热环境调节。

无义突变与“遗传补偿效应”

"遗传补偿效应"(genetic compensation response, GCR)是近年来在斑马鱼(Danio rerio)中最先描述的一个遗传现象,是指当敲低某一个基因时有明显的表型,但此基因的敲除遗传突变体由于其他基因的上调反而没有表型。这种基因敲低和敲除表型上的差异并非斑马鱼所独有,在拟南芥(Arabidopsis thaliana)、小鼠(Mus musculus)等模式生物中都观察到此种现象。这种奇怪的现象一直困扰着基因功能研究。2019年4月3日,Nature同时在线发表两篇论文揭示了其中的奥秘,其中一篇来自于本实验室,另一篇来自于德国Stainier实验室。利用斑马鱼或小鼠培养细胞的不同基因的遗传突变体为模型,两个实验室分别证明无义突变与核酸序列同源性是激活遗传补偿效应的两个先决条件;无义mRNA介导的降解途径参与激活遗传补偿效应;同时还观察到补偿基因的高表达与其转录起始位点处的组蛋白H3K4me3修饰相关。本文具体介绍了这两篇研究论文中提出的"遗传补偿效应"分子机制的异同,以期为克服遗传补偿效应给基因功能研究带来的障碍提供新的思路和方法。

扬子鳄β防御素基因的血液表达谱及饲养密度对防御素基因表达的影响

为研究扬子鳄血液中β防御素基因家族的表达水平和饲养密度对群体防御素基因表达的影响,利用反转录荧光定量聚合酶链式反应(reverse transcription quantitative polymerase chain reaction,RT-qPCR)技术检测41头扬子鳄七龄鳄血液中β防御素基因的表达情况,并分析不同性别和不同饲养密度群体间防御素基因相对表达量的差异。结果表明:在扬子鳄群体血液中,表达的防御素基因有AsBD5和AsBD8,并且这2个基因的表达量之间存在显著的正相关性。AsBD5和AsBD8在雌性和雄性扬子鳄间的表达水平没有显著性差异;但是在不同饲养密度下,2个扬子鳄群体间的表达水平存在显著差异,其中饲养密度较高的扬子鳄群体,整体的防御素表达水平更高,表明饲养密度对扬子鳄圈养种群的免疫状态有一定的影响。

耐辐射奇球菌的极端辐射抗性机制及其潜在利用

耐辐射奇球菌被誉为“地球上最顽强的细菌”,能够在超高剂量的电离辐射、长时间干旱以及外太空等极端环境中存活,其电离辐射耐受性为人类细胞的数千倍.研究表明,这种惊人的能力来源于耐辐射奇球菌所具有的超强DNA损伤修复能力以及多种高效抗氧化系统的协同作用,使其能够将同一个基因组中同时产生的高达100个以上的DNA双链断裂在数十小时内进行高效而精准的修复.因此,耐辐射奇球菌成为目前研究DNA损伤修复的重要模式生物之一.本文主要阐述了耐辐射奇球菌的起源、细胞结构特征、DNA双链断裂修复机制以及抗氧化系统,展现了其对于极端环境的适应机制,并对其在放疗和基础生物学研究、抗逆调控元件的开发以及放射性核素富集等领域的应用前景进行了展望.

细菌降解邻苯二甲酸酯的研究进展

邻苯二甲酸酯(Phthalates esters,PAEs)是一类混合在塑料中以增强其可塑性和多功能性的有机化合物。同时,PAEs也是一种典型环境内分泌干扰物,长期生产和使用塑料制品已对环境和生物体乃至人类身体健康造成危害。研究发现微生物降解已成为削减环境中PAEs的主要途径。文中对近年来国内外在PAEs的结构及分类、毒理学效应、在环境中的污染状况、细菌降解的菌株多样性、降解途径及分子机制等方面的相关研究进行了总结与回顾,以期对解决PAEs的污染问题提供参考。

含氧杂环及其衍生物的生物降解研究进展

含氧杂环化合物(Oxygenheterocycles)是污染环境中常见的一类难降解有机污染物,具有毒性和致癌特性,其所引发的环境问题受到人们广泛关注。本文综述了典型含氧单杂环化合物四氢呋喃、1,4-二氧六环以及含氧稠杂环化合物二苯并呋喃、二苯并对二噁英的生物降解研究进展,主要包括降解菌降解性能、降解途径和降解相关基因。此外,本文还对二噁英类衍生物的研究现状进行了讨论,并展望了含氧杂环及二噁英类衍生物生物降解的未来研究方向。