探讨rDNA ITS区作为果蝇Drosophila nasuta分子系统发育研究的价值

国家自然科学基金;中国科学院基金

核rDNA-ITS序列在昆虫学研究上的应用

核糖体DNA内部转录间隔区(internal transcribed spacer,ITS)作为线粒体DNA信息的补充,在昆虫学的研究中越来越受到重视.本文描述了ITS序列的结构和特点,总结了其在品系鉴定、亲缘关系和系统发育、物种进化及扩散、昆虫与环境的关系方面的应用.品系鉴定多集中于形体学无法区分的种类;亲缘关系和系统发育的研究目的是了解物种是如何起源和进化的;而与环境的关系主要针对社会性昆虫和寄生性昆虫.最后讨论了ITS序列在应用中所存在的问题,以及造成这些问题的可能原因.

Ulva and Enteromorpha (Ulvaceae, Chlorophyta) from two sides of the Yellow Sea: analysis of nuclear rDNA ITS and plastid rbcL sequence data

Ulvacean green seaweeds are common worldwide; they formed massive green tides in the Yellow Sea in recent years, which caused marine ecological problems as well as a social issue. We investigated two major genera of the Ulvaceae, Ulva and Enteromorpha, and collected the plastid rbcL and nuclear ITS sequences of specimens of the genera in two sides of the Yellow Sea and analyzed them. Phylogenetic trees of rbcL data show the occurrence of five species of Enteromorpha (E. compressa, E. flexuosa, E. intestinalis, E. linza and E. prolifera) and three species of Ulva (U. pertusa, U. rigida and U. ohnoi). However, we found U. ohnoi, which is known as a subtropical to tropical species, at two sites on Jeju Island, Korea. Four ribotypes in partial sequences of 5.8S rDNA and ITS2 from E. compressa were also found. Ribotype network analysis revealed that the common ribotype, occurring in China, Korea and Europe, is connected with ribotypes from Europe and China/Japan. Although samples of the same species were collected from both sides of the Yellow Sea, intraspecific genetic polymorphism of each species was low among samples collected worldwide.

Phylogeny of Oedogoniales (Chlorophyceae, Chlorophyta) inferred from 18S rDNA sequences with emphasis on the relationships in the genus Oedogonium based on ITS-2 sequences

The phylogeny of Oedogoniales was investigated by using nuclear 18S rDNA sequences. Results showed that the genus Oedocladium, as a separated clade, was clustered within the clade of Oedogonium; whereas the genus Bulbochaete was in a comparatively divergent position to the other two genera. The relationship among the species of Oedogonium was discussed, focusing on ITS-2 phylogeny analyzed combining with some morphological characteristics. Our results showed that all the dioecious nannandrous taxa involved in this study were resolved into one clade, while all the monocious taxa were clustered into another clade as a sister group to the former. The report also suggests that the dioecious macrandrous taxa form a paraphyly and could be more basally situated than the dioecious nannandrous and the monoecious taxa by means of molecular phylogeny and morphotype investigations.

Phylogeny of diplozoids in five genera of the subfamily diplozoinae palombi, 1949 as inferred from ITS-2 rDNA sequences

The phylogenetic relationship of 5 genera, i.e. Diplozoon Nordmann, 1832, Paradiplozoon Achmerov, 1974, Inustiatus Khotenovsky, 1978, Sindiplozoon Khotenovsky, 1981, and Eudiplozoon Khotenovsky, 1985 in the subfamily Diplozoinae Palombi, 1949 (Monogenea, Polyopisthocotylea) was inferred from rDNA ITS-2 region using neighbour-joining (NJ), maximum likelihood (ML) and Bayesian methods. The phylogenetic trees produced by using NJ, ML and Bayesian methods exhibit essentially the same topology. Surprisingly, freshwater species of Paradiplozoon from Europe clustered together with species of Diplozoon, but separated from Chinese Paradiplozoon species. The results of molecular phylogeny and lower level of divergence (4(.)1-15(.)7%) in ITS-2 rDNA among Paradiplozoon from Europe and Diplozoon and, on the other hand, high level of divergence (45(.)3-53(.)7%) among Paradiplozoon species from Europe and China might indicate the non-monophyletic origin of the genus Paradiplozoon. Also, the generic status of European Paradiplozoon needs to be revised. The species of Paradiplozoon in China is a basal group in Diplozoinae as revealed by NJ and Bayesian methods, and Sindiplozoon appears to be closely related to European Paradiplozoon and Diplozoon. with their relationship to Eudiplozoon and Inustiatus being unresolved.

落叶松属的分子进化与生物地理学

　　松科植物的核基因组十分庞大，基因常形成复杂的基因家族，核rDNA ITS 区在基因组内和基因组间存在广泛的长度和序列变异，但染色体数目和核型却高度保守，几乎均为二倍体(2n＝24)，与被子植物频繁的多倍化和高度均一的ITS区形成鲜明对比;叶绿体、线粒体和核基因组分别为父系、母系及双亲遗传，这种独特的遗传体系组合为系统发育重建研究提供了便利条件。因此，松科植物不仅是阐明基因树/物种树这一理论问题的理想试材，而且是基因和基因组进化及核rDNA致同进化机制研究的好材料。此外，松科植物的进化历史悠久，很多类群经历了多次重大的地质历史事件，并呈各种间断分布格局，其生物地理学问题受到广泛关注。本文对落叶松属所有物种(L. lyallii除外)和大部分变种的叶绿体基因组trnT-trnF区、低拷贝核4CL基因家族 (4-香豆酸辅酶A连接酶基因)及多拷贝核rDNA ITS区进行了序列分析，重建了该属的系统发育并揭示了其地理分布格局的形成过程，同时基于克隆和基因谱系分析，探讨了核4CL和rDNA ITS这两个基因家族的进化式样及规律。 　　1. 叶绿体trnT-trnF区和核rDNA ITS区的研究结果表明：落叶松属的种间遗传分化程度很低，北美的种类构成一个单系分支，并为欧亚种类的姐妹群。短苞鳞的欧亚落叶松组和长苞鳞的欧亚红杉组之间的分化较早，接近欧亚和北美种类间的分化时间。换句话说，苞鳞长短的分化在落叶松属中至少发生过两次，其中一次在落叶松属分化的初期，另一次在北美的种类中。结合化石、地史及气候资料，我们推测：落叶松属的共同祖先通过白令陆桥扩散，并形成欧亚和北美两支,然后在不同的板块上独立进化。落叶松组的泛北极分布是冰期后的回迁形成的，而红杉组的物种在第三纪全球气温降低时向南迁移，进而形成东亚－北美间断分布，特别是欧亚红杉组的祖先曾伴随青藏高原的隆升而发生辐射分化。 　　2. 在落叶松属4CL基因家族的研究中共获得44个差异的克隆，除华北落叶松外，其它种类均含2-4个成员。系统发育分析表明： 4CL基因频繁发生重复/丢失，并导致谱系拣选。该基因在落叶松属的共同祖先中发生一次重复，形成4clA和4clB，4clA再次发生基因重复形成4clA1和4clA2。重复产生的这两对并系基因拷贝在进化速率上呈显著差异，其中一个拷贝的进化速率明显加快，可能与进化制约的减弱或功能分化有关。结合其它核基因的研究结果，我们推测频繁的基因重复/丢失可能是形成和维持松科植物庞大核基因组的重要机制之一。 　　3. 对落叶松属101个nrDNA ITS克隆进行了序列及分子进化分析，发现极少数克隆存在较大的长度及（或）序列变异，并可能为假基因或重组体，其它克隆间的序列分化水平较低。因而，落叶松属核rDNA的致同进化速率比松科中两个古老的属（松属和云杉属）快。该致同进化速率的加快可能与落叶松属年轻的进化历史及染色体上较少的rDNA位点数目有关。由于一些特异克隆含嵌合序列及极高的序列变异，推测它们可能来源于物种进化过程中染色体重排形成的小位点(minor loci)或为孤独基因(orphons)。此外，我们发现nrDNA ITS克隆的分布式样与落叶松属的分化及地理分布格局的形成有密切关系：在欧亚红杉组中，克隆常按分类群（物种或变种）形成单系分支，表明这些类群的分化曾伴随着强烈的nrDNA ITS奠基者效应;相反，在欧亚落叶松组中，所有物种的克隆均混杂在一起，说明这些物种的分化时间较晚或在冰期后回迁的过程中曾发生频繁的种间基因交流。

基于ITS 序列和matK 基因序列的中国药用石斛及其混伪品的分子鉴定

为了从分子水平对中国药用石斛及其混伪品进行鉴定，本文选取了核rDNA ITS 序列和叶绿体DNA 的matK 基因序列进行研究。采用改良的CTAB 法提取石斛的基因组DNA，PCR 产物直接测序法对17 种（共32 份）药用石斛的核糖体内转录间隔区ITS 全序列进行测定，克隆测序法对12 种（共22 份）药用石斛的叶绿体的matK 基因序列进行测定，运用BioEd it，MEGA4.0 等生物软件分析了石斛属植物的rDNA ITS 序列及叶绿体的matK 基因序列的特征，比较了石斛属间、种间、种内不同居群（品种）间的序列碱基差异及遗传距离，应用邻接法构建分子系统树。主要研究结果如下： （1）建立了17 种（共32 份）药用石斛rDNA ITS 区碱基全序列数据库，其中，ITS1 的长度为228~234 bp，GC 含量为45.7%~53.0%，变异位点167 个，占总位点67.34%，信息位点106 个，占总位点42.74%，ITS2 长度为241~247 bp，GC含量为44.8%~55.7%，变异位点165 个，占总位点66.27%，信息位点115 个，占总位点46.18%。 （2）建立了12 种（共22 份）药用石斛的叶绿体matK 基因全序列数据库，叶绿体matK 基因长1410 bp，变异位点51 个，信息位点11 个。除了存在碱基替换的遗传变异外，还存在碱基的插入和缺失。 （3）通过ITS 序列比较分析了各材料间的遗传距离和碱基差异，属间的遗传距离为0.295，石斛种间的平均遗传距离为0.142，碱基相差2~156 个，种内各居群间的平均遗传距离为0.002，碱基相差1~2 个。属间的遗传距离大于种间的遗传距离，种间的遗传距离大于种内不同居群（品种）间的遗传距离。 （4）根据分析石斛叶绿体的matK 基因序列得到，外类群（密花石豆兰）与石斛属间最小遗传距离为0.027，石斛种间的平均遗传距离为0.008，种间最大的遗传距离0.014， 最小的遗传距离为0.003，碱基相差8~20 个。种内不同居群（品种）遗传距离为0.001，相差1~5 个碱基。 （5）利用17 种石斛的全序列数据库及遗传分析软件，通过对待检种rDNA I TS区进行序列测定，成功地对10 个待检种进行了鉴定，并且在原植物开花后得到了验证。 （6）运用12 种石斛的matK 基因全序列数据库及遗传分析软件，成功地对4个待检种进行了鉴定，同样在原植物开花后得到了验证。 （7）本文利用石斛的核糖体内转录间隔区ITS 序列和叶绿体的matK 基因序列数据库分别构建了NJ 树，外类群与石斛属间石斛种间以及种内不同居群（品种）间均能在NJ 树中明显分化开来，二者构建的分子系统树一致，为石斛的分子鉴定提供了依据。 In order to identify Chinese Herba Dendrobii and its adulterant species on molecular level, we studied the sequences of rDNA ITS and chloroplast matK gene. Genomic DNA of Dendrobium was extracted using the modified cetyltrimethyl ammonium bromide (CTAB) method. The PCR products of the rDNA ITS sequences of Dendrobium (32 materia ls) were purified and then sequenced. The PCR products of chloroplast matK gene of Dendrobium (22 materia ls) were purified, cloned and then sequenced. The characteristic of the sequences and the genetic dista nce were compared between Bulbophyllum odoratissimum and Dendrobium, Dendrobium interspecies, and different populations. Phylogenetic trees were constructed using the NJ method by the biology softwares including BioEd it, MEGA4.0 etc. The ma in results as follows: (1) It was built up that the database of rDNA ITS sequences of 17 species of Herba Dendrobii (32 materia ls). The ITS1 was 228~234 bp, the GC content accounting for 45.7%~53.0%. Its variable sites were 167, accounting for 67.34%. The Parsim-Informative positions were 106, accounting for 42.74%. The ITS2 was 241~247 bp, the GC accounting for 44.8%~55.7%. The variable sites were 165, accounting for 66.27%. The Parsim-Informative positions were 115, accounting for 46.18%. (2) The database of the chloroplast matK gene sequences was built up, which contained 12 species of Herba Dendrobii (22 materia ls). The matK gene sequences were about 1410bp in length. There were 51 variable sites and 11 Parsim-Informative sites. And there were nucleotides insertions and deletions in some species , in addition to the nucleotides substitutions. (3) The rDNA ITS sequences were compared and analyzed by the biology softwares. The genetic dista nce between Bulbophyllum odoratissimum and Dendrobium was 0.295. The avera ge genetic dista nce was 0.142 between Dendrobium species, and there were 2~156 variable nucleotides. The avera ge genetic dista nce between different populations was 0.002, and there were 2~156 variable nucleotides. The genetic dista nce between Bulbophyllum odoratissimum and Dendrobium was greater tha n that of Denrobium interspecies. Meanwhile, the genetic dista nce between Denrobium species was also greater tha n that of different populations (variaties). (4) The characteristics of the chloroplast matK gene sequences were obtained after analyzing by the biology softwares. The minima l genetic dista nce was 0.027 between Bulbophyllum odoratissimum and Dendrobium . The ma xima l genetic dista nce was 0.014 between Dendrobium species, and there were 20 variable nucleotides. The minima l genetic dista nce between populations was 0.003, and there were 8 variable nucleotides.The genetic dista nce between populations was 0.001, and there were 1~5 variable nucleotides. (5) The molecular Phylogeny tree was constructed on the database of rDNA ITS the sequences of 17 species of Herba Dendrobii using the biology softwares. Then we authenticated 10 materia ls on molecular level. What’s more, they had been proved when these pla nts flowered. (6) The molecular Phylogeny tree was built up on the database of chloroplast matK gene sequences of 12 species of Herba Dendrobii with the biology softwares.Then 4 materia ls were authenticated on molecular level. Moreover, they had also been proved when these pla nts were in flower. (7) The Phylogenetic trees were separately constructed on the sequences of rDNA ITS and chloroplast matK gene B. odoratissimum and Dendrobium all could be distinguished on the Phylogenetic trees. Meanwhile, the Phylogenetic trees based on two groups of sequences were coincident. rDNA ITS and matK gene sequence could be used as molecular markers for authentication of Herba Dendrobii.

横断山区马先蒿属的形态分化与分子进化

半寄生植物马先蒿属（Pedicularis）是列当科（Orobanchaceae）中最大的属，也是北温带被子植物最大的属之一。该属至少有500种植物，主要分布在北半球的高山、亚高山地区或高纬度地区，其中超过一半的种类分布在东喜马拉雅至横断山区，构成该地区高山植物区系的主要成分。马先蒿属花部器官的强烈分化程度在被子植物中极为罕见，导致这种分化发生的机制仍是难解之谜。马先蒿属下系统非常混乱，迄今为止该属属下分类系统不下10个。关于该属的起源时间、地点及迁移散布过程只是基于一些间接证据的推测。针对以上问题，本文通过大量的标本查阅、野外考察、传粉生物学观察以及分子系统学研究，得出了一些初步的结果。 　　1．形态学 通过大量的野外考察及标本观察，发现马先蒿属花部器官变异非常复杂，是区分近缘种的主要性状依据，但是花部器官存在明显的平行进化现象，不适合作为划分群、组等属下高级分类单元的主要依据;而营养性状比较保守，可作为划分群、组的主要依据。通过考证，发现直管群万叶系的德钦马先蒿（P. deqinensis）实属轮枝群纤细系多枝马先蒿（P. ramosissima）的异名。同时发现一个新种，即折喙马先蒿（P. inflexirostris），该种属于直管群的万叶系。 　　2.传粉生物学 对27种马先蒿的昆虫传粉行为进行了初步的观察。发现横断山区的马先蒿主要靠熊蜂进行有效的传粉。昆虫的传粉方式有两种，即背触式（Nototribic）和腹触式（Sternotribic）。不同花冠类型的马先蒿属植物中，昆虫的传粉方式也有所区别。对短管、无喙、无花蜜的马先蒿，昆虫主要以腹触式完成传粉;对短管、无喙、具花蜜的马先蒿，昆虫既可以通过背触式也可以通过腹触式完成传粉;而对短管、具喙和长管、具喙的马先蒿，昆虫都以腹触式完成传粉。没有发现鳞翅目的昆虫访问长管类型的马先蒿。不同花冠类型传粉方式的不同说明马先蒿花部形态结构和传粉媒介的行为之间存在协同进化关系。 3.核rDNA ITS分析 对12个群的42种马先蒿的核rDNA ITS序列进行了分析。基于ITS序列构建的基因树和经典的属下分类系统很不一致，基因树上的大部分分支和经典系统中的高级分类单元不相吻合，原因可能是马先蒿属花部器官发生了平行进化，而经典的分类系统过于权重这些花部形态性状。此外，发现在横断山区这一相对狭小的地域范围内，nrDNA ITS序列在马先蒿种间存在很大差异。造成此差异的原因可能有两个方面：一方面是马先蒿属的起源和分化的时间可能较早，不同的支系从其他地域先后多次迁入横断山区;另一方面可能是由于半寄生植物马先蒿中快速的分子进化造成的。 4.叶绿体基因组trnT-F区序列分析 对8个群的11种马先蒿的trnT-F区序列进行了分析，发现种间存在大量的插入/缺失序列，其中甘肃马先蒿（P. kansuensis）和大王马先蒿（P. rex）分别在trnT-trnL（UAA）和trnL–trnF基因间区发生了长达228bp和303bp碱基序列缺失，说明半寄生植物的叶绿体基因组也可能存在大量基因丢失现象。 5. GLOBOSA-like MADS-box基因的研究 对11种马先蒿属植物（8个群）中控制花瓣发育的GLOBOSA（PGLO）基因的部分片段进行了分离、克隆和测序，发现该基因在种间发生了明显的分化，但是碱基的变异主要发生在非编码区或非结构域，基因的同义突变率远高于非同义突变率，说明PGLO基因的进化受到强烈的功能制约。PGLO基因在马先蒿种间的明显分化表明：在辐射分化类群中，调节基因也可能发生了快速分化。对11种马先蒿属植物的PGLO基因树、nrDNA ITS基因树以及trnT-F基因树的比较发现：三个树图在结构上既有一致、也有相互矛盾之处，推测可能是因为这些基因具有不同的遗传体系或经历了不同的进化历史所致，另一方面说明GLOBOSA基因在探讨近缘类群系统发育关系方面的价值有待进一步验证。

松科nrDNA 的进化研究Evolution of nuclear ribosomal DNA in Pinaceae

核核糖体DNA（nrDNA）已被作为一个重要的标记，用于推断很多分类等级上的系统发育关系。相对于在被子植物中的快速致同进化，nrDNA在裸子植物中的致同进化速率低，且ITS和5S-NTS区有着较大的长度变异，这种现象在松科植物中尤为明显。在本研究中，我们克隆并测定了银杉属的5S rDNA以及冷杉属、银杉属、雪松属、油杉属、长苞铁杉属、金钱松属与铁杉属的ITS序列。基于获得的新数据，再结合前人报导的其它属的数据，我们探讨了如下四个问题： （1）松科 nrDNA ITS1 亚重复单位的组成、分布及进化;（2）ITS1区的长度变异与亚重复单位数目的关系以及它们的系统学意义;（3）松科ITS1的二级结构特征;（4）银杉5S rDNA编码区及非转录间隔区的结构特征。主要研究结果如下： 1. ITS区的序列分析ITS区的克隆及序列分析发现：（1） 松科ITS1的长度变异范围为 944-3271 bp, 这是目前已报导的真核生物中属间ITS变异最大的类群之一;（2） 所有松科植物的ITS区域都包含亚重复单位，亚重复单位的数目从2到9，并且这些亚重复单位可分为两种类型，即不含保守核心序列（5’-GGCCACCCTAGTC ） 的长亚重复单位（LSR）和含上述保守核心序列的短亚重复单位（SSR）;（3） ITS1区的巨大长度变异主要归因于亚重复单位的数量变异; （4） ITS1区的GC含量与 它的序列长度和亚重复单位的数目有一定关系，并能够提供一些系统发育信息，特别是支持云杉属、松属和银杉属三者具有很近的亲缘关系。 2. ITS1亚重复单位的系统发育分析为了研究亚重复单位的进化关系，我们用最大似然法和最大简约法构建了松科ITS1亚重复单位的系统发育树。结果表明：（1）在ML和MP树中可发现有共同的五个分支; （2） 银杉比松科其它属拥有更多的SSR，且该属的所有9个SSR在系统树中构成一个单系支，表明它们是在银杉属内发生重复的;（3）一些SSR在属间和种间具有同源性，可为nrDNA ITS 的进化历史以及松科的系统发育 研究提供重要信息;（4）亚重复单位的多次重复以及伴随的重组可能是导致LSR 和SSR在松科不同属中分布式样不同的原因。 3. 松科ITS1的二级结构 用 Mfold 3.2 软件对松科所有11个属的ITS1区进行了二级结构预测，共获得了563个最低自由能折叠。结合以前关于松科二级结构的报导，我们分析的结果表明：（1） 松科ITS1的二级结构主要由几个延展的发夹结构组成;（2） 构象的复杂性与亚重复的数目呈正相关;（3）配对的亚重复单位通常在保守核心区（5’-GGCCACCCTAGTC ） 处有部分重叠，并且构成一个长茎，而其它的亚重复单位通常会自身折叠，且保守核心区的部分出现在发夹结构的环中。 4. 银杉5S rDNA 序列分析 我们对来自银杉不同群体的3个个体的5S rDNA进行了克隆，共获得 45 条序列，分析结果表明：（1） 绝大多数银杉5S rDNA编码区长度为120 bp, 以GGG 开头，以CTC结尾，编码区出现的碱基替代主要为转换;（2） 银杉与其它裸子植物相比，5S rDNA基因编码区具很高的相似性（90-99%）; （3）间隔区含有一个poly-C和一个poly-T结构、两个TC丰富区以及五个GC丰富区。根据长度和序列特征，银杉的5S rDNA间隔区可分为三种类型：Type A 长751-764 bp，Type B 长770-807 bp （含一个32 bp的插入），Type C 长581-594 bp; （5）长间隔区（Type A，Type B ）中含有两个148-175 bp的串联亚重复单位，该亚重复单位与短间隔区（Type C ）中的一段143 bp的序列具有较高的相似性（56.0-66.8%）。 5. 银杉5S rRNA的二级结构 Mfold 3.2 预测结果表明：（1）银杉5S rRNA二级结构包括5个双螺旋区（干区）（Ⅰ-Ⅴ）、2个发夹结构环区（C和D）、3个中间环区（B1、B2 和 E）和1个铰链区（A）, 铰链区为三个双螺旋的结合处;（2） 二级结构中的环区通常比双螺旋区更加保守;（3）在5个双螺旋中，I 和 IV 区有较高的碱基替代率。

毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性对柠条生态系统功能的影响

生物多样性科学（BiodiversityScience）的国际规划提出生物多样性对生态系统功能的影响是整个研究计划五大核心的核心.生物多样性包括遗传、物种和生态系统三个水平,其中遗传多样性是其它两个水平多样性的基础和最终来源.该文在实验室多年研究毛乌素沙地柠条遗传多样性的基础上,分别从表型（生理生化）、蛋白质、同工酶以及遗传型（rDNA）水平探讨中间锦鸡儿根瘤菌的遗传多样性,并模拟沙地生境,建立人工共生体系,以期发现最有效的共生伙伴关系,这不仅有得提高毛乌素地区农牧业产量,更重要的是在当今沙尘暴肆虐的情况下,发挥柠条防风固沙的能力具有现实意义. 1.毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌遗传多样性(1)全细胞可溶性蛋白质谱将供试中间锦鸡儿根瘤菌菌株分为两大类群，其中硬梁覆沙地菌株GH72不同于来自沙丘顶部和底部的菌株，而且中间锦鸡儿根瘤菌独立于参比菌株。酯酶同工酶谱分析表明，中间锦鸡儿根瘤菌与参比菌株仅存在一个等位酶位点差异，其余等位点与参菌株共享，因此，酯酶同工酶反映出中间锦鸡儿根瘤菌的异质性。(2)16SrDNA部分序列与16S-23S rDNA IGS结果表明，所有供试菌株扩增产物均较前人报道的分子量偏高。经16S rDNA PCR-RFLP分析，中间锦鸡儿根瘤菌共形成12种基因型，表现出丰富的遗传多样性，其中属于基因型2的菌株占42.4%。代表菌株GH33 16S rDNA全序列结果显示，与已知的快生型根瘤菌同源性在95%以上。(3）中间锦鸡儿根瘤菌生理生化反应特性B．T．B实验证明所有中间锦鸡儿根瘤菌均产酸，符合快生型根瘤菌的特征．唯一碳源测试显示，95%中间锦鸡儿根瘤菌不利用淀粉，33%菌株不利用乳糖，对其他测试碳源不具有选择性。检洲在不同盐离子浓度、不同酸性梯度以及不同温度条件下菌株生长状况，发现毛乌素沙地中间锦鸡儿根瘤菌具极强的耐盐性．53.8%的菌株可以在9%NaCl的YMA培养基生长．75%的菌株在pH4．O和pHl0,0 环境中仍能生长，66.7%菌株在60℃处理1 0min后仍具有生活力。体现出对于干旱沙地的适应。 2．不同实验共生系统中植物和根瘤菌对生态系统功能的影响14株根瘤菌分与三个柠条种（小叶锦鸡儿，中间锦鸡儿和柠条锦鸡儿）回接，用土壤上覆沙模拟毛乌索沙地景观生态条件，以多石砾贫瘠土壤为对照，比较不同基因型柠条与根瘤菌人工共生体的长和结瘤与生境的关系，初步证明根瘤菌很可能是该生态系统的关键种。寄主植物与共生根瘤菌的遗传多样性对生态系统功能的影响与生态环境有关。实验还表明，选择适当的共生组合对于防治沙漠化有很大潜力。3．银染变性聚丙烯酰胺凝胶电泳检测RAPD遗传模式以85株小钻杨F2代为材料，用本实验室改良的银染变性聚丙烯酰胺凝胶电泳法检测RAPD遗传模式。结果表明，仅用9个引物共扩增到399个位点，其中98个位点表现为多态性，卡方测验显示，79个多态位点符合经典的孟德尔遗传(3：1)，占多态位点80.6%。这种改良的检测RAPD标记的方法必将推动RAPD标汜构建连锁图谱的进程。

南海北部区域表层水微生物多样性及其分布特点研究

海洋中的微生物多样性是十分丰富的。南海北部区域表层水的微生物群落结构及物种多样性情况仍不十分清楚。本研究，采用构建基因克隆文库的方法，对该区域内表层水中的微生物多样性及分布特点进行研究。获得了8000多个细菌16S rDNA基因、真核微生物ITS 区基因及光合微型生物 psbA 基因单克隆。本研究结果表明：在南海北部区域表层水中存在两种不同微生物类群，即近海岸带海洋微生物类群和开阔海域海洋微生物类群。 16S rDNA基因克隆文库中，确定了507个OTUs。93.7% 的16S rDNA 序列定义在同一种水平上，1.4 %的16S rDNA序列定义在同一属的水平上，2.7%的16S rDNA序列定义在同一纲的水平上，1.2%的16S rDNA序列定义在同一门的水平上。值得一提的是有0.7%的南海表层水样品的16S rDNA 序列，属于目前数据库中的未知序列。系统育树分析表明这类序列可归属于4个不同的分枝群。与Venter’s Sorcerer II 海洋科考（马尾岛海域）的结果不同，南海北部区域表层水中，并没有发现SAR11分支细菌、丝状杆菌（Fibrobacter）和Rheinheimera细菌序列，但南海北部区域却发现了马尾岛海域未检测到的物种，如酸杆菌门、恐球菌-栖热菌门、厚壁菌门，硝化螺旋菌门，浮霉菌门以及疣微菌类细菌。除疣微菌外，其他5种细菌都是海洋环境样品中较为常见的细菌。变形菌门、蓝细菌及厚壁菌门细菌序列是南海北部表层样品16S rDNA基因克隆文库中的主要类群。 真核生物如浮游植物和海洋真菌是海洋表面生物质的主要组成部分之一。现有的研究多集中在环境样品的原核微生物的群落结构研究上，很少关注海洋微型真核生物的多样性及群落结构分布。本研究通过构建ITS基因克隆文库的方法，得到了3044条ITS序列，最终定义了1288个OTUs。其中，329个OTUs序列定义在同一种水平上，310个OTUs序列定义在同一属或纲的水平上，123个OTUs序列定义在同一门的水平上。值得注意的是有339个OTUs的序列，属于目前数据库中的未知序列。系统发育树分析表明它们分别归属于4个不同的分枝群。这表明以往对海洋真核微型生物的多样性仍知之甚少。盘菌亚门、体腔动物门和担子菌纲是南海北部表层样品ITS基因克隆文库中的主要类群。此外，在南海北部区域还发现了少数归属于绿藻、链形植物、定鞭金藻类、放射虫类、Stramenopiles、Typhlocoela、壶菌类、多孢囊霉目、子囊菌门、地位未定的物种、 酵母、领鞭毛虫门、不可培养的后生动物和海绵动物的ITS序列。 海洋初级生产力主要是依靠光合微型浮游生物进行光合作用完成的。利用新设计的psbA通用引物，对南海北部33个表层水样滤膜进行基因克隆文库建库分析，最终获得了南海北部区域表层水微生物多样性及其分布特点研究3062条部分psbA基因序列，并将其划分为957个 OTUs。其中蓝细菌和未培养的病毒序列在psbA基因库中的数量最多。本研究还发现了南海北部区域存在11个独立分支的新型psbA类群。研究证实psbA基因可以作为一种研究海洋光合微型浮游生物群落结构的指示基因。 克隆文库相似性分析发现，在所有的16S rDNA克隆文库中没有任意两个站点的克隆文库相似性超过50%。虽然N401和N420站点的16S rDNA克隆文库相似性最大，但它们在地理位置上并不接近。一些地理位置接近的站点，其16S rDNA克隆文库之间相似性比较接近。比如，海南岛区域的克隆文库之间就比较相似，且在同一分支。大多数地理环境相似的站点的16S rDNA克隆文库都聚在同一大分支上。例如，来自于珠江口区域站点的克隆文库之间的相似性比较接近，而且分布在一个大分支中；开阔海洋区域的16S rDNA克隆文库，也大多聚类在同一分支中。但也有例外的情况：比如 N107 和N400 站点的16S rDNA克隆文库，就聚类到一起，分析发现这两个文库中所处的环境都是甲烷产生区，其中都含有相似的与甲烷代谢相关的菌群。不过从整体来看，整个南海北部的细菌群落，大致分为两大类：中国大陆近海岸微生物群落和开阔海域微生物群落。33个ITS克隆文库的相似性分析发现：相似性在10%以下的类群，可以分成两大分支，而且该分类，比细菌群落的分布情况更接近南海北部的地理环境特征。对psbA基因克隆文库的相似性分析也验证了在南海北部区域表层水中存在两种不同微生物生态系统。 此外，本研究针对分子生态专业软件DOTUR程序在处理大量克隆文库数据时所遇到的

中国9种嗜子宫线虫系统发育的初步研究

为了探讨鱼类寄生嗜子宫线虫的系统发育关系,测定了8种嗜子宫线虫的ITS rDNA(核糖体转录内间隔区核 糖核酸)序列和9种嗜子宫线虫的18S rDNA(小亚基核糖体核糖核酸)部分序列,并构建了18S rDNA序列的系统发 育树。在比较和分析ITS rDNA和18S rDNA两种分子标记对嗜子宫科线虫系统发育适用性的基础上,分析了嗜子 宫线虫的系统发育关系。结果表明:中国嗜子宫线虫是单系起源;黄颡鱼似嗜子宫线虫、赣州似嗜子宫线虫和棍头 嗜子宫线虫亲缘关系非常接近,可能是较晚形成的种;似嗜子宫线虫属可能应该被

中国白腐真菌小薄孔菌等四属系统学研究

对采集自我国不同地区、不同森林生态类型中的，以及现保存于中国科学院沈阳应用生态研究所东北生物标本馆（IFP）、中国科学院微生物研究所真菌标本馆（HMAS）等国内主要标本馆的非褶菌目木材白色腐朽菌，小薄孔菌属（Antrodiella Ryvarden & I. Johans.）、耙齿菌属（Irpex Fr.）、容氏菌属（Junghuhnia Corda. emend. Ryvarden）和齿耳属（Steccherinum Gray）四属真菌标本进行了全面系统的研究。按照现代分类学方法对四属白腐菌进行详细的描述和显微结构绘图，记载了每种的寄主、国内分布及研究标本，并对每种与其相似种的联系和区别进行了讨论。我国范围内共记录及描述小薄孔菌属（Antrodiella）15种，耙齿菌属（Irpex）2种，容氏菌属（Junghuhnia）7种，齿耳属（Steccherinum）12种。其中，共发现新种4个，分别是：柄生小薄孔菌Antrodiella stipitata H.S. Yuan & Y.C. Dai，柏生小薄孔菌Antrodiella thujae Y.C. Dai & H.S.Yuan，亚圆孢齿耳菌Steccherinum subglobosum H.S. Yuan & Y.C. Dai和尖囊齿耳菌Steccherinum subulatum H.S. Yuan & Y.C. Dai；发现中国新记录种4个，分别是：柔韧小薄孔菌Antrodiella duracina (Pat.) I. Lindblad & Ryvarden，日本容氏孔菌Junghuhnia japonica Núñez & Ryvarden，集刺齿耳菌Steccherinum aggregatum Hjortstam & Spooner和圆孢齿耳菌Steccherinum hydneum (Rick) Maas Geest.。对四属中的代表性种类和重要种类进行了rDNA ITS片段序列测定，利用系统发育分析软件PHYLIP3.6对Antrodiella属和Steccherinum属中的种类进行系统发育分析，并探讨了Antrodiella等上述四属间的系统发育关系。结果表明，与Irpex相比，Junghuhnia和Steccherinum 与Antrodiella具有更近的亲缘关系。Irpex和Steccherinum两个属虽然都具有齿状子实层体结构，但其亲缘关系较远。

中国急流牙甲族的系统学研究

急流牙甲族Sperchopsini属于鞘翅目Coleoptera牙甲科Hydrophilidae的水牙甲亚科Hydrophilinae，共包括五属，即水龟虫属 Hydrocassis、革牙甲属 Ametor、Sperchopsis、Anticura、Cylomissus，世界共计有25种，我国分布有2属18个种。 本文回顾了水甲虫、牙甲科以及急流牙甲族的研究简史；综述了水甲虫在分类学、保护生物学、形态学、遗传学、分子生物学等方面研究进展，总结了水甲虫与生态因子的关系以及水甲虫作为生态系统健康指示物的可行性。还简要介绍了昆虫分子系统学，以及细胞色素氧化酶亚基I（COI）和rDNA内部转录间隔区（ITS）在昆虫学研究中的应用。 通过对收集到的700余号急流牙甲族的标本观察和分类研究，发现了一新种（内蒙水龟甲Hydrocassis mongolica sp.nov.）。并且对已知全部种类重新作了描述，特别是长茎革牙甲 Ametor elongatus雄性外生殖器部分，首次对7个种类（长茎革牙甲 Ametor elongatus、粗革牙甲 Ametor scabrosus、帝水龟甲 Hydrocassis imperialis、伪舟水龟甲Hydrocassis pesudoscapha、条纹水龟甲Hydrocassis scapulata、舟水龟甲 Hydrocassi scapha、四川水龟甲Hydrocassis sichuana）的雌性个体进行了描述。编制了急流牙甲族的分属、分种检索表。 采用支序分类学的方法对中国急流牙甲族种类的系统发育关系进行探讨。结果显示革牙甲属内的A. latus、A. rudesculptus、A. rugosus 及A. scabrosus 构成单系（不包括A. elongates），支持皱革牙甲A. rugosus和A. latus属于革牙甲属。水龟虫属内H. anhuiensis、H. baoshanensis、H. lacustris、H. pseudoscapha、H. scaphoides、H. scapulata、H. sichuana、H. taiwana、H. uncinata、H. schillhammeri构成一个单系。水龟虫属包括两大类群，一类群包括H. anhuiensis、H. lacustris、H. scapulata、H. sichuana 、H. taiwana，另一类群包括H. baoshanensis、H. scaphoides、 H. schillhammeri 、H. uncinata。两类群的不同之处在于后一类群的阳基侧突上有一齿状凸起。 测序了H. scapulata、H. sichuana和H. mongolica雌雄各一个个体的COI和ITS2序列。全部的COI基因序列为828bp，编码275个氨基酸。H. scapulata的ITS2序列有446bp，H. sichuana的有456bp，H. mongolica的有455bp。用MEGA 3.1计算比对距离（pairwise distances）和构建邻近系统树。结果显示对于COI，种内的比对距离分别是0(H. scapulata)、0.008(H. mongolica)、0.004(H. sichuana)，种间的比对距离在0.024-0.045之间。对于ITS2，种内的比对距离分别为0.005(H. scapulata)、0(H. mongolica)、0.007(H. sichuana)，种间的比对距离在0.028-0.047之间。H. sichuana和新种间的比对距离在0.024-0.037(COI)和0.044(ITS2)。比对距离揭示出种内低于0.008，种间在0.024-1.078之间。因而，它们之间应该是种间关系而不是种内的关系。COI数据集和ITS2数据集所构建的系统树存在一定的差异，前者显示四川水龟甲和条纹水龟甲是姐妹种，后者显示新种和条纹水龟甲是姐妹种。总之，在内蒙古自治区发现的为一新的物种。