Conservation strategies for endemic fish species threatened by the Three Gorges Dam

The largest damming project to date, the Three Gorges Dam has been built along the Yangtze River (China), the most species-rich river in the Palearctic region. Among 162 species of fish inhabiting the main channel of the upper Yangtze, 44 are endemic and are therefore under serious threat of global extinction from the dam. Accordingly, it is urgently necessary to develop strategies to minimize the impacts of the drastic environmental changes associated with the dam. We sought to identify potential reserves for the endemic species among the 17 tributaries in the upper Yangtze, based on presence/absence data for the 44 endemic species. Potential reserves for the endemic species were identified by characterizing the distribution patterns of endemic species with an adaptive learning algorithm called a "self-organizing map" (SOM). Using this method, we also predicted occurrence probabilities of species in potential reserves based on the distribution patterns of communities. Considering both SOM model results and actual knowledge of the biology of the considered species, our results suggested that 24 species may survive in the tributaries, 14 have an uncertain future, and 6 have a high probability of becoming extinct after dam filling.

中国三种野生稻的遗传变异与保护生物学研究

稻属(OryzaL．)隶属禾本科(Poaceae)之稻族(OryzeaeDUmort.)，广布于全球热带与亚热带地区。目前认为该属约含20个野生种和2个栽培种，中国产4个种。亚洲栽培稻(O. sativaL．)是世界上最重要的粮食作物之一，而在中国则为第一粮食作物。在稻种基因库中，发掘野生稻中丰富的遗传多样性是解决当今人口与粮食矛盾的必由之路。因此，保护野生稻的遗传多样性举世瞩目。针对热带与亚热带地区的环境恶化而导致野生稻居群的大量绝灭与急剧萎缩的状况，制订有效的策略，最大限度地保护野生稻的遗传多样性已迫在眉睫。然而，目前对野生稻种内遗传多样性的知识十分贫乏，缺乏制订保护策略的科学基础。这一问题在中国尤为突出。本文基于1994-1995年对中国三种野生稻濒危状况的调查结果，利用等位酶分析对普通野生稻26个居群，药用野生稻8个居群和疣粒野生稻l7个居群进行了遗传多样性的研究，并重点对目前育种价值最大而濒危程度最高的普通野生稻从五个方面作了进一步的探讨。最后根据遗传多样性的研究结果讨论了它们的濒危原因，并提出了初步的保护策略。主要结果如下： 一．普通野生稻D．rufipogon Griff. 在中国的三种野生稻中，普通野生稻的遗传多样性水平最高(A=1.33，P= 0.227，Ho=0.033和He=_0.068)，遗传分化水平较低(Fst=0,310)。广西与广东的居群较其它地区的居群具有较丰富的遗传变异。因此，华南可能是中国普通野生稻的遗传多样性中心;云南现存的所有三个居群的遗传多样性水平偏低(A=1.10.p=0.148，Ho=0.007和He=0.079)，与该地区栽培稻丰富的遗传多样性形成鲜明对照，普通野生稻居群间的遗传一致度与地理距离无明显相关。 1．通过14个中央居群与5个边缘居群的对比研究表明了边缘居群的遗传结构明显不同于中央居群：其遗传多样性水平与遗传分化均低予中央居群，杂合子比中央居群更为不足。而且，从中央居群到边缘居群，位点的多态性逐渐丧失，遗传多样性水平递减，一些多态位点的等位基因频率逐渐地发生变化。 2. 通过7个受栽培稻基因渗入的居群与5个隔离较好居群的对比研究表明，被渗入居群虽然在形态上表现出复杂的变异式样，但遗传多样性水平并无相应的增高。栽培稻基因流对野生居群遗传结构的影响可能主要是遗传同化，即阻止其居群内与居群间的遗传分化。 3. 通过对2个低纬度居群与2个北缘居群两个生活史阶段的遗传多样性研究表明繁育系统是影响普通野生稻居群遗传结构的因素之一。在低纬度居群中种子阶段的遗传变异高于植株阶段，在高纬度居群中则相反。 4．通过对北缘居群(江西东乡)1980年，1985年和1994年的居群遗传结构的研究，发现该居群的遗传结构逐渐在发生变化，表现为遗传多样性水平不断下降，居群越来越偏移哈迪一温伯格平衡和杂合子变得越来越缺乏。 5．通过对一个典型的普通野生稻居群（元江居群）的居群内遗传结构的研究，表明遗传变异在3个亚居群间分布不均衡，基因型里聚集分布，使得亚居群间有一定的遗传分化。导致其居群遗传结构的亚划分的主要原因可能是有限的基因流(Nm=0.964

四川黄龙沟兰科植物多样性及影响繁殖成功的生态因子

植物生态学特性诸如植物的分布特征、与生境的关系、生物学特性、繁殖成功特点及其影响因素等方面的详细资料是研究珍稀植物种群结构和动态以及开展保育生物学研究的基础。 黄龙沟草本植物群落具有较为丰富的植物种类。在所调查样方中(N=662)共有维管植物124种，分属于37科91属，有54个中国特有种。其中兰科植物多达21属33种，中国特有种有12个，新种一个。如此众多的地生兰科植物聚集在面积不到1平方千米的沟内，而且部分兰科植物种类在沟内形成优势草本群落，这在中国地生兰的分布区域中是不多见的。大多数物种，包括兰科植物在内，出现的频率都较小，并且分布不均匀。种间关联分析和相关分析表明黄龙沟优势兰科植物可以分为两组。一组包括无苞杓兰、黄花杓兰、二叶根茎兰、广布小碟兰、少花鹤顶兰和西藏杓兰，主要分布在光线充足但又具有一定遮阴条件的环境中;另一组包括筒距兰、沼兰、珊瑚兰、小斑叶兰、布袋兰、小花舌唇兰和小叶对叶兰，它们主要分布于荫蔽的环境中。这些兰科植物在组内大多呈现显著的正相关关系，组间大多呈现显著的负相关关系，说明黄龙沟兰科植物在资源利用方式上可能产生了分化。 黄龙沟兰科植物主要分布在两种生境中，即钙化滩流地和一小片森林中。在这两种生境中微环境条件以及兰科植物的种类组成、数量特征和分布格局的差异都很大。钙化滩流地的兰科植物种类数目和每个样方中包含的兰科植物种类数目都比森林生境中的高。钙化滩流地中发现有30种兰科植物，六种最为常见的是无苞杓兰、黄花杓兰、西藏杓兰、广布小碟兰、二叶根茎兰和少花鹤顶兰，它们的密度与树木盖度呈负相关关系。森林生境中有21种兰科植物分布，其中筒距兰和斑叶兰出现最多，其密度与树木盖度呈正相关关系。光照强度可能对兰科植物的分布起到重要的决定作用。兰科植物彼此之间对繁殖成功以及植株间建立的相互促进作用以及土壤中高的钙含量很可能是形成黄龙沟兰科植物多样性的重要原因，而钙化滩流地中的溪流对建立和维持兰科植物生存所必须的稳定环境条件起到至关重要的作用，如果随意改变水流的方向或减少水流的流量，将给某些兰科植物带来灾难性的后果。 黄龙沟钙化滩流地中斑块的大小对物种数（含兰科植物）具有强烈的影响，即斑块越大，所包含的物种数量越多。物种-面积关系符合幂函数方程S=cAZ的规律。中等尺度的斑块(1-10 m2)包含的物种数（含兰科植物）的增长速度最快，而在斑块面积大于10 m2时，物种数增长速度最小。 少花鹤顶兰是多年生、多次结实的具有克隆能力的地生兰科植物，是中国特有种。黄龙沟少花鹤顶兰每个花序的平均花朵数为3(1-7)朵。叶和花的形态指标在年季间无显著变异。2005-2007年3年间的开花物候没有明显的差异，花期始于6月中旬，于7月底至8月初结束，持续约6-7周，80-90%的花在7月初的开花高峰期开放，属花集中开放模式。花寿命与是否授粉密切相关，成功授粉的花寿命比没有授粉的花寿命短。少花鹤顶兰是自交亲和的，但其结实完全依赖于两种熊蜂的传粉，不存在自动自花授粉和无融合生殖现象。柱头可授性和花粉活力可维持15天左右。繁殖成功率年季间的变化很大，并表现出逐年下降的趋势，花粉移走率为18-51%，自然结实率为10-36%。繁殖成功与开花物候之间的关系不显著，但与某一特定时刻的开花数量（密度）有关。生境对少花鹤顶兰的形态和繁殖成功率有显著的影响。在荫蔽生境中的个体比开阔地中的个体大，但繁殖成功率却低于开阔地的。花序密度（丛的大小）对少花鹤顶兰繁殖成功的影响比较复杂，不同大小的丛，对花粉移走率的影响格局和方式不同，而对结实率几乎没有影响。花序大小对繁殖成功率没有显著的影响。花位置对繁殖成功的影响在不同大小的丛中具有不同的格局，在最小的丛中，花位置对雄性和雌性繁殖成功的影响都很显著，但在最大丛中都不显著。边缘效应对少花鹤顶兰和广布小碟兰的繁殖成功有显著的影响，花粉移走率和结实率均随离栈道的距离增加而增加。在离栈道10米以内的植株受到的影响最为严重。这种影响可能是由边缘效应和在栈道上的游客共同作用下，对传粉者产生了干扰，导致传粉者的行为改变所引起的。如果这种边缘效应是一个普遍现象的话，那么在进行自然保护区设计时，应该对这种效应加以重视。

海南野生兰科植物保育生物学研究

兰科(Orchidaceae)是高等植物中第二大科，包括石斛属在内的许多种类均具有较高的观赏价值和独特的药用价值。过度采挖和商业利用及原生境丧失致使野生兰科植物资源受到了毁灭性的破坏，许多兰科植物种类日趋濒危。本研究以海南岛野生兰科植物为对象，从生物多样性、群落生态学、菌根体系的建立和重引入实施工程等方面开展工作，研究结果如下： 1）报道了中国兰科植物2个新种，1个中国新记录属，6个中国新记录种及11个海南新记录种。其中，2个新种为长筒天麻Gastrodia longitubularis和芳香白点兰Thrixspermum odoratum；1个中国新记录属为小囊兰属Micropera；6个中国新记录种，分别为疏花羊耳蒜Liparis sparsiflora、三色槌柱兰Malleola insectifera.、红花小囊兰Micropera poilanei、美丽云叶兰Nephelaphyllum pulchrum、腐生齿唇兰Odontochilus saprophyticu和白花曲唇兰Panisea albiflora；11个海南新记录种，分别为密花石豆兰Bulbophyllum odoratissimum、金唇兰Chrysoglossum ornatum、勐海隔距兰Cleisostoma menghaiense、束花石斛Dendrobium chrysanthum、无叶美冠兰Eulophia zollingeri、滇南翻唇兰Hetaeria rubens、心叶球柄兰Mischobulbum cordifolium、毛叶芋兰Nerviliaplicata、平卧曲唇兰Panisea cavalerei、云南曲唇兰Panisea yunnanensisi及台湾白点兰Thrixspermum formosanum。 2）海南琼北火山岩地区调查结果表明，该区有兰科植物10属14种，成斑块状分布；其区系成分单一，生活型不全面；附主植物种类多样，人工种植的经济作物为该地区兰科植物的主要附生宿主。生境特征分析结果显示，琼北火山岩地区独特的地质气候条件及植被类型是影响该地区兰科植物种类数量的主要因素。人工干扰所致的植被破坏、生境破碎化是该地区兰科植物多样性丧失的主导因素。 3）以我国兰科海南特有种-华石斛（Dendrobium sinense TangetWang）为研究对象，采用双向指示种分析法（TWINSPAN）和除趋势对应分析法（DCA）对海南霸王岭国家级自然保护区华石斛附生群落进行了分类和排序。结果表明：TWINSPAN分类结果将22个样方划分为2个植被类型、5个群系、7个群丛组；并分别对各群丛组的生境特点、植被树种组成作了论述。DCA二维排序图较好地验证了TWINSPAN的分类结果，并客观地反映了群落的生境特征。随着海拔逐渐升高，华石斛附生群落植被类型从山地常绿林逐渐过渡到高山苔藓矮林，群落中的优势种由喜高温耐干旱的热带、亚热带树种逐渐演变为耐低温喜湿的亚热带、温带树种。华石斛在主要群落类型群系间、群丛组内的数量、密度和空间分布格局表现出较大差异，以具通风、凉爽和高湿环境的高山苔藓矮林附生数量最多。附生群落类型的多样性反映了华石斛对多样生境的适应性。华石斛附生群落植被类型群丛组的划分，进一步细化和丰富了海南热带森林植被类型山地常绿林和高山矮林的划分，有助于了解华石斛自然居群的生境特点，为进一步开展华石斛的保育工作提供了科学依据。 4）兰科菌根菌对兰花种子萌发和原球茎生长起了重要作用，在成年阶段也扮演着重要角色。为了解东南亚特有种五唇兰的菌根形态和菌根真菌的动态侵染过程，对不同生境下两种变异类型（叶背绿色和叶背紫色）的成年植株菌根分三个时间段采样并进行显微观察。结果表明，成年的五唇兰植株与菌根真菌有着密切关系，菌丝的侵染、定殖和消解程度随着生长发育变化而变化；在营养生长阶段和生殖生长阶段都发现菌丝结，这两个阶段的菌丝特征有所不同；而在休眠阶段的菌根中观察不到菌丝结；不同生境和不同变异类型的菌根结构无明显区别。 5)利用种子原地共生萌发技术，通过种子预处理及播种等技术的不断完善，获得了大量种子萌发原球茎；初步揭示了华石斛种子萌发原球茎规律。结果表明：10%NaOH浸泡10min预处理能显著提高华石斛种子萌发率；原生境人工播种明显提高了萌发的原球茎数及宿主原球茎产生率；但不同附生宿主间存在差异，自然萌发原球茎数非常低。播种后2.5个月左右种子开始萌发，4.5个月左右达到高峰，在6.5个月原球茎数基本趋于稳定。 6)华石斛菌根化苗重引入实验结果表明，实验室筛选的有益真菌与原生境下筛选有益真菌存在一定差异。菌根化苗重引入野外生境，3个月后以12号华石斛菌根化苗生长最好，3、9号华石斛菌根化苗生长较正常，而7、10号两种华石斛菌根化苗叶片受损或死亡，无菌组培苗基本已死亡；华石斛菌根化苗成活率在50%以上，而对照几乎全部死亡；从菌根化苗长势评价，3、9、12号3个内生真菌华石斛菌根化苗生长较好，为真正有益共生真菌。

塔城黑白仰鼻猴（Rhinopithecus bieti）的觅食生态学和社会

从 1999 年4 月至2002 年六月间，对黑白仰鼻猴种群(Rhinopithecus bieti ) 的分布和生境状况进行了调查。与十年前的调查结果相比，本次调查新发现了4 个亚种群（指存在生境走廊的若干群体），但有5 个以前存在的群已经消失，现 存猴群数量为13 群，总体数量约为1200-1700 只。从西藏的芒康到云龙的龙马 山，随着海拔的降低，猴群可利用的植被类型也随之多样化。但由于砍伐、放牧、 开矿等因素的影响，猴群生境破碎化程度较高，连接猴群的生境走廊状况极差， 多数猴群孤立分布，并且存在小种群问题，生境走廊的维护和恢复已成为该物种 保护成功与否的关键。种群的总体数量下降了32%（不含4 个新发现的亚种群）， 其中4 群数量下降，4 群持平，1 群有所增长，5 群消失，这不容乐观的状况给 我们保护敲响了警钟。此外，基于以前的研究结果，暗针叶林、针阔混交林和栎 树林均为其适宜生境，夏季高山牧场则是由当地居民为放牧而砍伐、焚烧高海拔 带的暗针叶林而形成的林间空地。我们使用了1997 年的卫星影像和1958 年的航 拍地图来估算适宜生境和夏季高山牧场的面积。结果表明；1）在1997 年，黑白 仰鼻猴的适宜生境面积为4169 km2，夏季高山牧场的面积为1923 km2。2）在近 40 年中，黑白仰鼻猴的适宜生境面积下降了31％（约1887 km2），而夏季高山牧 场的面积则增加了204％（约1291 km2）。3）森林斑块的平均面积从15.6 km2 下降到5.4 km2。此外，夏季高山牧场的面积与当地居民的人口数量增长之间呈 正相关关系 (R2 ≥ 0.53，p < 0.05)。除非当地居民的人口数量增长模式或者传统 的生产生活方式发生改变，这种破碎化趋势将继续下去。 从1999 年三月至2000 年十二月对云南塔城(99o18’E, 27 o36’N, 活动范围在 2,700 – 3700 m asl)的一群黑白仰鼻猴收集了食性和时间预算的数据。通过状态 行为扫描的方式，主要记录了树冠中单雄组食用植物种类—部位。同时用显微镜对每个月的粪便样本进行了显微分析，以此作为食性的补充数据。仰鼻猴食用属 于28 科、42 属的59 种植物，共计90 个食用的植物种类—部位，其中冬季利用 21 个植物种类—部位，春季38 个，夏季39 个，秋季47 个。另一方面，该群年 平均花费日活动时间的35％进食，33％休息，15％移动，13％社会行为。日活 动时间预算分配、摄食不同食物类别的时间、粪便中食物残留物及食用植物种 类―部位的数目存在着季节性变化。食物种类与时间分配之间和之内的相关显然 是为了最大化觅食效率与最小化能量消耗。考虑到来自北面与南面的群的相关报 道，这个种对生境的适应性似乎与其他疣猴没什么区别，并无特化之处。因此， 这个种的最终生存预期要比以前乐观。 我们利用整个塔城猴群沿地面通过开阔地或喝水的机会，使我们能记录野外 种群的大小和组成（如性比等）以及通过分析依次经过个体间的时间间隔以量化 反映社会组织单元之间和之内的空间距离，用统计分析的方式来量化描述社会组 织的模式，发现塔城猴群由9 个单雄单元（OMUs）、5 个多雄单元（MMUs）和2 个全雄单元（AMUs）组成， 单雄单元、多雄单元和全雄单元内的个体分别约占 总数的58％、34％和8％，无论在开阔峡谷地域或水潭旁，单元内的时间间隔显 著短于单元间的时间间隔（开阔峡谷地域：非配对 t 检验，df = 49; p < 0.01， 水潭：非配对t 检验，df = 35; p < 0.01）。 在单雄单元的成年不等性比和成 年雌性与婴猴的比例显著大于多雄单元（开阔峡谷地域：非配对t 检验，df = 40; p < 0.05，水潭：非配对t 检验，df = 16; p < 0.05）。在全雄单元中有大量的 性别不明的未成年个体。此外，加之某些个案描述，论述了多雄单元存在的可能 性及与全雄单元和单雄单元之间的关系。

The complete mitochondrial genome of the large yellow croaker, Larimichthys crocea (Perciformes, Sciaenidae): Unusual features of its control region and the phylogenetic position of the Sciaenidae

To understand the systematic status of Larimichthys crocea in the Percoidei, we determined the complete mitochondrial (mt) genome sequence using 454 sequencing-by-synthesis technology. The complete mt genome is 16,466 bp in length including the typical structure of 22 tRNAs, 2 rRNAs, 13 protein-coding genes and the noncoding control region (CR). Further sequencing for the complete CR was performed using the primers Cyt b-F and 12S-R on six L crocea individuals and two L polyactis individuals. Interestingly, all seven CR sequences from L crocea were identical while the three sequences from L polyactis were distinct (including one from GenBank). Although the conserved blocks such as TAS and CSB-1, -2, and -3 are readily identifiable in the control regions of the two species, the typical central conserved blocks CSB-D, -E, and -F could not be detected, while they are found in Cynoscion acoupa of Sciaenidae and other Percoidei species. Phylogenetic analysis shows that L crocea is a relatively recently emerged species in Sciaenidae and this family is closely related to family Pomacanthidae within the Percoidei. L crocea, as the first species of Sciaenidae with complete mitochondrial genome available, will provide important information on the molecular evolution of the group. Moreover, the genus-specific pair of primers designed in this study for amplifying the complete mt control region will be very useful in studies on the population genetics and conservation biology of Larimichthys. (c) 2008 Elsevier B.V. All rights reserved.

The period gene: High conservation of the region coding for Thr-Gly dipeptides in the Drosophila nasuta species subgroup

In this study, the region corresponding to the Thr-Gly region of the period (per) gene in the Drosophila nasuta subgroup of species was sequenced. The results showed, that this region was highly conserved in the D. nasuta subgroup. There were only nine variable sites found in this 300-bp-long region, all located in two small regions highly variable among Drosophila species. No length variation was observed either within this subgroup or in the Yunnan (YN) population of D. albomicans. The deduced amino acid sequences were identical for all 14 taxa in the D. nasuta subgroup, and a stretch of alternating Thr-Gly pairs was not observed in this subgroup. A phylogenetic tree was constructed. The clustering of some species was in general agreement with previous works, but it also raised some question on the phylogenetic relationship between the nasuta species. The data did not implicate the Thr-Gly region playing a role in behavioral isolation in this subgroup of Drosophila.

Evolutionary Conservation of Dazl Genomic Organization and its Continuous and Dynamic Distribution Throughout Germline Development in Gynogenetic Gibel Carp

To investigate germline development and germ cell specification, we identified a Dazl homolog (CagDazl) from gynogenetic gibel carp (Carassius auratus gibelio). Its cDNA sequence and BAC clone sequence analyses revealed the genomic organization conservation and conserved synteny of the Dazl family members and their neighborhood genes among vertebrates, especially in fish. Moreover, a polyclonal antibody specific to CagDazl was produced and used to examine its expression and distribution throughout germline development at protein level. Firstly, ovary-specific expression pattern of CagDazl was confirmed in adult tissues by RT-PCR and Western blot. In addition, in situ hybridization and immunofluorescence localization demonstrated its specific expression in germ cells, and both its transcript and protein were localized to germ plasm. Then, co-localization of CagDazl and mitochondrial cloud was found, confirming that CagDazl transcript and its protein are germ plasm component and move via METRO pathway during oogenesis. Furthermore, the CagDazl is abundant and continuous throughout germline development and germ cell specification including primordial germ cell (PGC) formation, oogonium differentiation, oocyte development, and embryogenesis, and the dynamic distribution occurs at different development stages. The data suggest that maternal CagDazl might play an important role in gibel carp PGC formation. Therefore, CagDazl is a useful and specific marker for tracing germ plasm and germ cell development in the gynogenetic gibel carp. In addition, in comparison with previous studies in sexual reproduction species, the continuous and dynamic distribution of CagDazl protein in the germ plasm throughout the life cycle seems to have significant implication in sex evolution of vertebrates. J. Exp. Zool. (Mol. Deu. Euol.) 312B:855-871, 2009. (C) 2009 Wiley-Liss, Inc.

Effects of damming on population sustainability of Chinese sturgeon, Acipenser sinensis: evaluation of optimal conservation measures

The numbers of spawning sites for Chinese sturgeon have been drastically reduced since the construction of the Gezhouba Dam across the Yangtze River. This dam has blocked migration of Chinese sturgeon to their historic spawning ground causing a significant decline of the Chinese sturgeon population. We conducted a VORTEX population viability analysis to estimate the sustainability of the population and to quantify the efficiency of current and alternative conservation procedures. The model predicted the observed decline of Chinese sturgeon, resulting from the effect of the Gezhouba Dam. These simulations demonstrated the potential interest of two conservation measures: increasing spawning area and reducing predation on sturgeon eggs. The simulations also demonstrated that the actual restocking program is not sufficient to sustain sturgeon population as the artificial reproduction program induce the loss of more wild mature adults that the recruitment expected by the artificial reproduction.