鸡骨柴及香薷属药用植物叶绿体基因组比较

[目的]全面解析鸡骨柴(Elsholtzia fruticosa)的叶绿体全基因组序列与结构特征,探讨香薷属药用植物叶绿体基因组的整体特征与变异模式,比较序列的种间变异情况,筛选种间高变异序列,为香薷属药用植物叶绿体基因组的深入研究和应用奠定基础。[方法]以传统民族药用植物鸡骨柴为试验材料,采用高通量测序技术对鸡骨柴进行叶绿体基因组测序、组装和注释,同时利用生物信息学手段对4种香薷属药用植物(鸡骨柴、海州香薷、密花香薷、边山香薷)叶绿体基因组的反向重复区边界、结构同源性、基因密码子使用偏性参数、核苷酸组成及进化关系进行分析。[结果](1)鸡骨柴叶绿体基因组全长151550 bp,为典型四分体结构,共检测出49个简单重复序列(SSRs)。(2)4种香薷属药用植物叶绿体基因组边界扩张收缩较为稳定相似,只在个别种(密花香薷、边山香薷)中发生了较小变异。(3)4种香薷属药用植物的非编码区变异大于编码区,同时大单拷贝区的变异程度最高,反向重复区a的变异程度最低。(4)相对于其它3个物种,鸡骨柴叶绿体基因组变异程度最低,psbA、petA、psbF、ycf1、petG和psbL等基因编码区存在显著差异,同时trnQ-UUG、trnS-GCT、trnM-GTT、trnS-GGA、trnL-CAA等基因间隔区也存在不同程度的变异。(5)4种香薷属药用植物叶绿体基因组密码子偏好性主要受碱基突变和选择压力的影响,最优密码子大多以A或T(U)作为第3位碱基。(6)系统发育树表明鸡骨柴与野拔子亲缘关系最近。[结论]本研究为香薷属药用植物的系统发育研究和分子标记开发等工作提供了参考依据。

生态安全格局构建:概念、框架与展望

生态安全格局是保障区域生态安全的基础,是人类维护绿色、健康与可持续发展的重要手段。在全球生态问题日益凸显的背景下,生态安全格局业已成为生态系统研究的热点领域。加强生态安全格局研究对维护生态系统结构与功能完整、保护生物多样性、保障区域生态安全和提升人类福祉具有重要意义。该文从“概念辨析、基础框架、研究进展与展望”等方面入手,全面系统梳理了国内外生态安全格局的相关研究成果,并从“研究方法、研究尺度、研究内容”等方面进行归纳总结,得出以下结论:(1)“源地识别—阻力面构建—廊道提取”的基本研究框架有待发展;(2)生态源地识别缺乏统一的科学标准,对生态系统服务供需关系的考虑未能兼顾;(3)生态廊道提取方法有待进一步优化;(4)地理空间联动性和生态系统功能的相互性考虑欠缺;(5)自然生态系统与社会经济系统间耦合关系研究较为薄弱。未来研究趋势可关注以下方面:(1)多模型、多方法、多技术的集成研究;(2)动态考量生态安全标准的量化研究;(3)各方利益博弈的现实执行研究;(4)生态安全预测、预警与调控管理的强化研究;(5)服务国家战略的生态安全格局构建研究。