成绩：
中南林业科技大学《分子生态学》课程论文分子生态学的兴起及其研究进展
学生夏伊静
专业生态学
班级 07级
学号 20070346
学院生命科学与技术学院
2010年 10月 31日
分子生态学的兴起及其研究进展
摘要：分子生态学的产生给整个生态学领域带来了巨大的冲击, 其研究的问题、研究的方法是全新的, 它一产生就引起了广大生物学家的高度重视。本文着重论述了分子生态学的兴起及其研究进展。
关键字：分子生态学、研究方法、研究热点、研究进展
1、分子生态学的概念1
分子生态学由于发展时间短,不同学者从各自的研究背景出发对它的定义有着不同的理解。Burke等在《分子生态学》杂志的发刊词中对分子生态学的定义是:分子生态学是生态学和种群生态学的交叉,它利用分子生物学的方法研究自然人工种群与其环境的关系以及转基因生物(或其产物释放)所带来的一系列潜在的生态问题。Bachman在“植物分子生态学中的分子标记”综述中定义分子生态学为应用分子生物学方法研究生态和种群生物学的新兴学科,引用了156篇论文,每一篇都谈及DNA水平的工作。文中把等位酶标记作为DNA标记的参照物,讨论了DNA标记的优点。Moritz把分子生态学定义为:用遗传物质,如线粒体DNA (mtDNA)的变化来帮助指导种群生物学的研究。在国内,2向近敏等认为:分子生态学是研究细胞内的生物活性分子特别是核酸分子与其分子环境的关系。我国学者黄勇平和朱湘雄认为分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学。它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科,也是生态学分支学科之一。张德兴则认为分子生态学是多学科交叉的复合学科,从研究角度概括而说,就是运用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法以及其他学科的知识(如地学、古气候学等)去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。分子生态学研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征,以揭示事物所隐含的演化规律。由此可见,分子生态学研究是围绕着生态现象的分子活动规律这个中心进行的。主要研究手段是用分子标记、核酸指纹图谱等分子手段研究生物进化、遗传和物种多样性、生物对环境变化的相应对策、转基因生物的环境释放等问题。在研究方法、研究结论和研究意义等方面都有别于以往用数学语言或其他语言对生态现象机理的解释,也不同于用生物学中诸如生理学、分类学等学科的语言对生态问题所作的解释。因此,分子生态学是一个相对独立的、新兴的、正在逐渐完善的生态学研究领域。
2、分子生态学的研究对象、研究领域与研究任务
分子生态学是生态学的微观研究层次与领域,它主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化
与发展的分子生物学过程与机理,即怎样利用DNA (基因) 、蛋白质(酶) 等生物活性分子的活动变化规律的研究资料来阐释生态变化的生物分子活动的规律。因此,它的研究对象是所有生态现象,特别是这些生态现象的微观活动。分子生态学的研究范围是极为广泛的,几乎涉及生态学的各个方面,因为各个生态现象、生态问题均应有一个分子水平上的解释。至今,分子生态学研究的问题主要集中在以下几个方面: ①家系/家谱和亲属关系的分析; ②种群的遗传结构分析; ③物种形成的种系发生与大进化的探讨; ④基因遗传多样性(保护遗传学) 等。这些研究内容构成了当前分子生态学所面临的主要研究课题。现在所发表的分子生态学方面的研究成果大多是围绕这些课题展开的。随着分子生态学研究的发展与深入,生态学上许多原来悬而未决的或难以确证的课题得到了澄清或新的认识,如某些动物的繁殖策略中存在的正常婚配生后代与非正常婚配生后代的鉴别区分和种群来源与大小的确定与鉴定等问题可借助于DNA 指纹图谱法的分析就能较好地完成。分子生态学的研究也使一些一直困绕着生态学家的难题有了进一步的认识,如濒危动物保护中有关种群的稳定性问题,分子生态学研究中围绕着种群杂合度这个重要指标探讨了种群杂合度与种群稳定性间的关系,指出了种群生存涉及两个方面的问题,即:首先研究在所有濒危生物种群中是否出现或存在分子或基因的变异性的显著下降,若如此,则进一步探讨这种分子或基因的变异性下降是否会导致该种群生存力的下降。大量研究表明,大多数情况下,大部分濒危种群的基因杂合度是下降的,而至于这种下降是否会导致种群生存力的下降则没有任何定论。此外,生态学中某些已有定论的内容,通过分子生态学的研究,原有结论得到了修正或完善。因此,分子生态学的研究,一方面在理论上有重大意义,它极大地丰富和发展了生态学原有的理论体系和学科内容,另一方面它的研究往往针对现实中亟待解决的生态问题,因而又具有重要的现实意义,所进行的研究将为我国的社会经济发展作出贡献,特别是为制定我国濒危生物保护策略方面提供科学依据。
3、分子生态学的常用研究方法
分子生态学有选择地采用分子生物学的某些研究方法为己所用。概而言之,这些方法归为两大类,即属于DNA 层次的研究方法和蛋白质层次的研究方法。前者主要的研究对象是线粒体DNA (mtDNA) ,后者很多采用多位点等位酶为指标。在分子生态学中,DNA 水平上的研究方法主要有:DNA 杂交技术,限制性片断长度多态法(RFLPs) ,DNA序列分析法,DNA 指纹图谱法, PCR 法和随机扩增多态法(RAPD) 。这些方法各有其特点和适用范围,在分子生态学研究中,最为常用的有RFL Ps、DNA 测序、DNA指纹图谱法和PCR 法。而RAPD 法的应用也很广泛。在
蛋白质水平上的研究方法主要有:蛋白质免疫法、蛋白质电泳法等,以后者为最常用。采用蛋白质电泳所获得的多位点等位酶资料是分子生态学研究中最有价值资料,可依此来分析基因的变异情况,由此作为依据来推断出一些结论。可以相信,随着分子生物学和分子生态学研究的不断发展,新的技术和方法将会不断出现。
4、分子生态学的研究热点
概而言之,当前在分子生态学研究中比较集中的、可称之为热点的课题主要有以下几个: ①生物的生态行为问题。如亲缘关系(kinship) 、种群的结构、生物体色变化的分子机理、管理单位等。②某些生物物种的遗传学鉴定3。有些物种很难根据形态解剖结构、生理功能和行为特点等方面所表现出来的特征来进行生物学分类,若采用分子生态学特有的某些方法利用该物种的遗传物质特征来鉴定则往往有效。③有关种群大小的确定问题。在对自然野生种群的生态学研究中往往会遇到这样的难题,即某个生物种群的两个小种群间因存在个体交流时,很难用一般的生态学方法把这两个小种群严格地划分开来,因而也就难以更准确地确定各个种群的大小。现在,可借助精确的DNA 分析技术,从分子生态学的角度严格地判定各个个体所属的家系以及这两个小种群间是否存在遗传信息交流,并进而精确地推算这些种群的数量与大小。④转基因生物及转基因产物释放的生态学评估问题。转基因生物的大量种养对环境中原有生物会造成何种影响? 4转基因产物释放到自然环境中后会有何潜在的生态风险? 这些因生物技术革命所引起的新问题都亟待生态学家进行科学的评估,对此,用一般的生态学方法往往很难立即奏效,因为这些问题的答案必须深入到分子水平上用分子生物学的语言来表达,而这正是分子生态学的优势所在。
5、分子生态学研究的内容及研究进展
分子生态学是在蛋白质、核酸等分子上研究的解释有关生态学问题的一门交叉学科, 它主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化和发展的分子过程的分子机理。分子生态学的主要内容有:
5.1、群体和保护遗传学
群体遗传学,是用数学模型5和实验来研究繁育系统、突变、选择、随机漂变对种群基因频率的影响, 也就是生物进化的过程。对保护遗传学的研究可以为物种保护提供对策和依据。5.2、植物地理、物种形成与杂交6
7分子标记在地理系统学的研究中有助于了解上一个冰期中物种避难地和冰期后的物种迁移路径。而在系统发育与分类中, 利用分子标记对植物(棉花、大豆柑橘、石竹、杨树、水青
冈等) 的发育与进化关系进行研究, 不仅能够探明未知的进化关系, 也能够补充基于形态学的结论。
5.3、血缘关系、亲本分析和行为生态学
植物的亲本分析方法主要有遗传排除法和最大似然法, 主要用来鉴定父本。但也不尽然,例如陈小勇和宋永昌分别用遗传排除法和最大似然法试图为青冈幼苗鉴定父本和母本。行为生态学主要研究动物的行为, 如迁移、栖息地和繁殖等. 张亚平等用微卫星DNA进行的圈养大熊猫的亲子鉴定。
5.4、8遗传分化和形态分化
物种是按形态特征区分的, 对比研究占据不同生境的近缘物种DNA 变异、可望了解形态分化的分子基础及与环境的关系。
5.5、9遗传生态栽培学
国际上研究植物细胞内信号转导的途径及其对基因表达与调控的分子生物学已成为热点问题并取得明显进展, 这为10深入研究水稻产量形成的分子生态机理提供理论依据和技术借鉴。作物在感应栽培措施这种信息后, 通过信号转导途径而引导相关研究制定相应措施, 及时调控那些受显性遗传效应机制和加性效应基因与环境互作同向表达的性状是实现高产稳产的技术关键.
5.6、分子适应11
包括遗传分化和生理适应以及环境对基因表达的影响。植物不能逃避环境的胁迫, 是研究适应的好材料。12通过对比生理特性与遗传组成和环境的关系,可以探讨生理适应的分子基础。胡志昂、王洪新首先报道了北京地区野生大豆自然种群等位酶的遗传结构。李军等金华种群研究证实同工酶组成与所在环境没有相关性。
5.7、13GMOs 释放及其生态效应(即生物安全)
近年来, 有关遗传工程改良生物大量产生并进入自然界, 其潜在的不良环境后果引起了许多科学家的高度重视。国内大范围地真正开始GMO生态学风险的实验研究是在转基因抗虫棉商品化的1997年, 至今GMO 的生态学风险的研究也取得了一些成绩, 最主要的是在害虫耐受性得非靶标效应以及基因流两个方面。
5.8、分子生态学的技术
Burke1992 年提出分子生态学技术包括探针、序列和引物,即3类检测生物自然种群DNA序列多态性的方法:(1) 利用14探针显示限制性内切酶识别专一DNA序列的特性, 显示限制片段长
度多态性;(2) 引物对模板专一识别的扩增片段长度多态性;(3)DNA序列分析。
6、15分子生态学的发展趋势
以物理生态学和化学生态学为基础的分子生态学，是研究和探索物理化学复合生态系统的环境系统的多样性与生物物种适应多样性之间的相互关系。即研究生命多样性的机理问题这就是人类历史必须解决的问题年联合国环境与发展大会在巴西里约热内卢举行。自此以后, 环境与生物问题成为人类必须解决和回答的重要问题在会议上所签署的5个文件中。除21世纪行动计划外。有属于以物理生态系统的气候变化文件和生物多样性与森林经营问题。实际上, 会议讨论的内容就是环境与生物?植物、动物和人类的关系。也就是分子生态学与生物和人类的关系问题更值得着重指出的是,森林在地球景观和人类生活与生存的作用和地位具有划时代的意义。因为在陆地生态系统中，森林生态系统是下垫面最高物种组成最复杂、层次最多、生命最长生长量最高。环境容量最大，对于物理生态因素和化学生态因素具有重要的重新分配的作用的系统。具有基因多样性最大等特点所以对于森林应该重新认识，重新评价，用现代林业思想和环境林业思想认识森林生态系统一全部的生物因素?生物多样性全部的环境因素?环境多样性和全面而科学的经营管理方案的最佳组合。这是符合环境保护与发展原则的, 分子生态学的发展趋势也是有广阔前景的。
7、小结与展望
分子生态学刚刚兴起, 但发展很快。可以预测,随着各种检测DNA 多样性方法的发明和广泛应用, 各种生物种群的遗传结构将得到进一步阐明,指导生物多样性的保育。适应性基因的克隆及其分子分析, 可望揭示适应的起源并建立一个统一的进化理论。分子生态学强调用分子的手段来解决生态学的问题, 将为生态学和分子生物学的研究注入生机和拓宽了视野。
参考文献
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论文 34Skamarock W C, Klemo J B, Dudhia J, et al. A Description of the Advanced Research WRF Version 3. Technical Note, NCAR/TN-475+STR, 2008. 125 35Hong S Y, Lim J O J. The WRF single-moment 6-class microphysics scheme (WSM6). J Korean Meteorol Soc, 2006, 42: 129–151 36Kain J. The kain-Fritsch convective parameterization: An update. J Appl Meteorol, 2004, 43: 170–181 37Hong S Y, Noh Y, Dudhia J. A new vertical diffusion package with an explict treatment of entrainment processes. Mon Weather Rev, 2006, 134: 2318–2341 38Collins W D, Rasch P J, Boville B A, et al. The formulation and atmospheric simulation of the Commumity Atmosphere Model version 3 (CAM3). J Clim, 2006, 19: 2144–2161 39Chen F, Dudhia J. Coupling and advanced land surface–hydrology model with the Penn State-NCAR MM5 modeling system. Part I: Model implementation and sensitivity. Mon Weather Rev, 2001, 129: 569–585 40Kanamitsu M, Ebisuzaki W, Woollen J, et al. NCEP-DOE AMIP-II reanalysis (R-2). Bull Am Meteorol Soc, 2002, 83: 1631–1643 41Xu Y, Gao X, Shen Y, et al. A daily temperature dataset over China and its application in validating a RCM simulation. Adv Atmos Sci, 2009, 26: 763–772 42Yuan Y, Yang H, Zhou W, et al. Influences of the Indian Ocean dipole on the Asian summer monsoon in the following year. Int J Climatol, 2008, 28: 1849–1859 ·动 态· 群落生态学研究新进展 探索群落构建机制的生态和进化过程是群落生态学领域的一大中心任务. 在局部森林群落水平上, 运用系统发育分析方法探讨群落构建规则是群落生态学的研究热点. 中国科学院华南植物园分子生态学研究组葛学军研究员等人采用植物条形码通用的3个片段(rbcL, matK和psbA-trnH), 利用植物DNA条形码和Phylomatic方法构建了鼎湖山20 hm2森林大样地183种木本植物(隶属于24目52科110属)的群落系统发育关系, 并结合大样地5种生境类型分析了该群落的构建方式. 两种方法的研究结果均发现, 山谷(valley)和低坡(low slope)生境为系统发育聚集分布格局(phylogenetically clustered), 表明近缘物种共存于这些低海拔生境, 生境过滤(environmental filtering)可能起主导作用; 而且, 两者均表明, 高坡(high slope)和山脊(ridge top)生境为系统发育扩散分布(phylogenetically over-dispersed), 说明远缘物种共存于这些高海拔生境, 竞争排 斥(competitive exclusion)可能起主导作用. 然而, 对于高 谷(high gully)生境, Phylomatic方法得到的结果为系统发育 扩散分布, 而条形码方法得到的结果为系统发育随机分布 (phylogenetically random), 表明与系统发育有关的作用可 能在这种生境类型下不起作用或者作用不明显. 生境随机 化检测结果发现, 495对物种-生境组合(5种生境类型×95 个常见物种)中有52对存在显著物种-生境关联, 表明在物 种水平上非随机生境关联可能在局部群落构建时起到重要 作用. 相关研究结果已在线发表在国际知名综合性期刊 PLoS ONE上(doi: 10.1371/journal.pone.0021273). 裴男才 中国科学院华南植物园 1909
0713 生态学一级学科 博士、硕士学位基本要求 第一部分学科概况和发展趋势 1869年德国动物学家赫克尔（Haeckel）首次提出生态学这一概念，认为生态学是研究生物有机体与其环境之间相互关系的科学。1935年英国植物学家A.G.Tansley 提出了“生态系统”的概念，标志着生态学成为一门独立的学科并超出了生物学的领域，其研究领域越来越广泛，从分子、个体一直到生物圈乃至与社会经济的关系。现代生态学的研究对象更进一步向微观与宏观两个方面发展，如分子生态学、景观生态学和全球生态学。近几十年来，生态学迅速发展的另一个非常重要的特征是应用生态学的发展。随着人们对人口、环境、资源等问题的普遍关注，生态学已经发展成为一门多学科交叉应用性很强的基础学科。 国际生态学研究在半个世纪以来发生了一系列的重大变化，生态学改变了长期以来的纯自然主义的倾向，正越来越紧密地域社会经济发展相结合，并服务于生产实践，有关生态系统服务、生态系统分析以及生态工程设计等在区域经济发展中正发挥着越来越重要的作用。近年来，全球变化研究、可持续发展研究、生物多样性研究、生态系统与生物圈的可持续利用、生态系统服务于生态设计、转基因生物的生态学评价、生态预报、生态过程及其调控、生物入侵、流行病生态学等成为现代生态学研究的热点领域，而湿地生态学、景观生态学、脆弱与退化生态学、恢复与重建及保护生态学、生态系统健康、生态经济与人文生态学等则是以全球变化为起点和主题的新兴研究领域。随着复杂系统理论研究的不断深入，自然生态系统提供了很好的模式系统类型，企业生态、产业生态、区域经济生态以及生态管理等逐渐成为现代经济发展的重要研究领域。 总之，以生态系统为中心，以人地关系为基础，以高效和谐为方向，以生态工程为手段，以可持续发展为目标是现代生态学的主要特征。生态学发展至今，其内涵和外延的关系有了明显变化，因此生态学的定义不能局限于当初经典的含义，结合现代生态学发展动向，归纳各种观点，可将生态学定义为：有机体与环境之间的相互关系，其主要研究方向可以概括为生态科学、生态工程与生态管理，其目的是保护和利用生物多样性，维持自然生态系统的安全性，人与生物圈（即自然、资源与环境）的协调性，现代经济发展的高效性与可持续性，实现人类社会的永续发展。
生态文明的国内外研究现状 20世纪70年代后，生态文明与可持续发展问题受到人们的普遍关注。人们深刻地感受到，现代社会和现代人已经陷入一场严重的生态危机、道德危机和社会危机，人类传统的发展观和文明观面临严峻挑战。1992年联合国环境与发展大会召开，可持续发展思想由共识变成各国人民的行动纲领，生态文明应运而生。自20世纪90年代以来，随着生态文明和可持续发展的公众意识、执政理念、理论研究和实践探索日益得到全球共识，学术界对生态文明的理论范畴与实践方向研究也进入一个新的阶段。围绕生态文明与可持续发展这一主题，国内外学者进行了多方面、多角度、多层次的研究。 学术界围绕人类生态意识、生态经济、生态政治的兴起和可持续发展等方面进行了广泛的研究，指出生态文明比工业文明更具理性的哲学观、价值观、科技观和更高级的管理水平。主要体现在：(1)思想观念的大转变，即从人与自然的对立关系向人与自然和谐相处转变；(2)生产技术的大转变，即从有害环境技术向无害环境技术转变；(3)目标与行为的大转变，即从单纯追求经济目标向追求经济、生态和社会多重目标转变；(4)伦理价值观和世界观的大转变，用人与自然协调发展的价值观代替人统治自然的价值观，因而把人类的价值主体地位和终极关怀扩展到非人的自然界，并赋予生态环境应有的道德地位，用尊重自然、敬畏生命的哲学，代替极端的人类中心主义的哲学。 有的学者认为，关于社会文明，有两个最基本的哲学问题，一是人与自然的关系问题，一是价值观问题。每一文明形态都有其特定的人与自然关系的意识，并渗透到人类活动的各个领域，在某种程度上支配着文明的兴衰。 关于人与自然的关系，学者们认为：生态文明把人本身作为自然界的一员，因此，人的一切活动都必须充分尊重自然规律，寻求人与自然的协调发展。生态文明的人与自然的生态关系归根到底反映着人与人之间的社会关系。生态文明是实现可持续发展的一种内在要求。 关于生态文明的价值观，归纳起来主要有四种观点：认为生态文明是非人类中心主义的理性选择；认为生态文明的终极价值观也是以人为中心的；认为生态文明是对人类中心主义的继承和超越；强调平等，拒绝中心论。 2.1生态文明的功能、地位及与其他文明之间的关系
《环境生态学》参考文献 第一章 1 金岚.环境生态学.高等教育出版社，1992 2 王如松，等.现代生态学的热点问题研究.中国科学技术出版社，1996 3 李博.生态学.高等教育出版社，2002 4 李振基,等.生态学.科学出版社, 2000 5 李博.普通生态学.内蒙古大学出版杜，1993 6 伍业钢，李哈滨.当代生态学博论.中国科学技术出版社，1992 7 McIntosh,Robert P. (徐嵩龄译).生态学概念和理论的发展.中国科学技术出版社, 1992 8 马世俊,王如松. 社会—经济—自然复合生态系统. 生态学报, 1984 9 国家自然科学基金委员会.生态学—自然科学学科发展战略调研报告.科学出版社,1997 10 陈天乙.生态学基础.南开大学出版社,1995 11 牛文元,前言,马世骏.现代生态学透视.科学出版社,1990 12 孙承咏.环境学导论.中国人民大学出版社，1994 13 何强，等.环境学导论（第二版）.清华大学出版社，1994 14 Beeby A. Applying Ecology. London: Chapman & Hall,1993 15 Bramwell A. Ecology in the 20th Century: A History. New Haven Yale University Press, 1989 16 Clark JS, Carpenter SR, Barber M, et al. Ecological forecasts: An emerging imperative. Science, 2001 17 Mackenzie, A., A.S. Ball, S.R. Virde. Ecology. Bios Scientific Publishers Limited, 1999 第二章 1 孙儒泳，等.基础生态学.高等教育出版社，2003 2 孙儒泳.动物生态学原理(第三版).北京师范大学出版社，2001 3 王勋陵，王静.植物形态结构与环境.兰州大学出版社，1989 4 贾恢先，赵曼容.甘肃河西走廊盐生植被的调查.甘肃农业大学学报，1984 5 王尊国，贾恢先.浅议我国西北盐地资源植物的分布与利用.甘肃农业科技出版社，1995
生态风险评价及研究进展 摘要:生态风险评价是环境风险评价的重要组成部分。在我国,生态风险评价还处于起步阶段。本文阐述了有关生态风险评价的有关概念,探讨了生态风险评价的方法,概述了国内外在生态风险评价领域的研 究成果。 关键词:生态风险评价；环境风险评价；评价方法 Review of Ecological Risk Assessment Abstract:Ecological risk assessment (ERA) is an important part of Environmental risk assessment and it is in beginning in China. This paper introduced basic concept of ERA, talked about the methods used in studies and reviewed the research results of home and abroad. Keywords: Ecological risk assessment; environmental risk assessment; methods of assessing ecological risk 引言 自工业革命之后, 随着化石能源的广泛使用,各种矿物质资源大量开采以及化学工业的繁荣，在区域经济持续发展的同时,人类活动也引发了一系列生态环境问题,如全球气候变化、物种灭绝速度加快、生物多样性的损失、酸雨、栖息地破坏、土壤侵蚀、土地退化、水资源短缺、环境污染、生态系统服务功能变化等,致使环境质量下降,严重影响了人类的生活质量,并制约着社会和经济的可持续发展。为了抑制区域生态环境的恶化,改善人类的生存环境, 世界各国已开展了大量有关生态环境的研究,在环境评价方面也不断深化。风险评价开始于1980年代,经历了二十几年的发展,评价内容、评价范围、评价方法都有了很大的发展。环 境生态问题引起了越来越广泛的关注。 1 生态风险评价的基本概念及内容 1.1 基本概念 风险通常指事故（或不利事件）的可能性及其损失或损伤的度量。美国环境保护署 EPA （Environmental Protect Agency）认为风险是由于物质暴露或环境胁迫所引起的人类健康或生态系统受到危害的可能性。生态风险具体指生物个体、种群、群落、生态系统以至于整个景观层次、地球生态的正常功能受外界胁迫，从而在目前和将来减小该系统健康、生产力、
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分子生态学的兴起及其研究进展 摘要：分子生态学的产生给整个生态学领域带来了巨大的冲击, 其研究的问题、研究的方法是全新的, 它一产生就引起了广大生物学家的高度重视。本文着重论述了分子生态学的兴起及其研究进展。 关键字：分子生态学、研究方法、研究热点、研究进展 1、分子生态学的概念1 分子生态学由于发展时间短,不同学者从各自的研究背景出发对它的定义有着不同的理解。Burke等在《分子生态学》杂志的发刊词中对分子生态学的定义是:分子生态学是生态学和种群生态学的交叉,它利用分子生物学的方法研究自然人工种群与其环境的关系以及转基因生物(或其产物释放)所带来的一系列潜在的生态问题。Bachman在“植物分子生态学中的分子标记”综述中定义分子生态学为应用分子生物学方法研究生态和种群生物学的新兴学科,引用了156篇论文,每一篇都谈及DNA水平的工作。文中把等位酶标记作为DNA标记的参照物,讨论了DNA标记的优点。Moritz把分子生态学定义为:用遗传物质,如线粒体DNA (mtDNA)的变化来帮助指导种群生物学的研究。在国内,2向近敏等认为:分子生态学是研究细胞内的生物活性分子特别是核酸分子与其分子环境的关系。我国学者黄勇平和朱湘雄认为分子生态学是应用分子生物学的原理和方法来研究生命系统与环境系统相互作用的机理及其分子机制的科学。它是生态学与分子生物学相互渗透而形成的一门新兴交叉学科,也是生态学分支学科之一。张德兴则认为分子生态学是多学科交叉的复合学科,从研究角度概括而说,就是运用分子进化和群体遗传学的理论、分子生物学的技术手段、系统发生学和数学的分析方法以及其他学科的知识(如地学、古气候学等)去研究种群、进化、生态、行为、分类、生物地理演化、生物保护等学科领域的各种问题。分子生态学研究的最典型特色是运用分子遗传标记来检测研究对象的遗传变异特征,以揭示事物所隐含的演化规律。由此可见,分子生态学研究是围绕着生态现象的分子活动规律这个中心进行的。主要研究手段是用分子标记、核酸指纹图谱等分子手段研究生物进化、遗传和物种多样性、生物对环境变化的相应对策、转基因生物的环境释放等问题。在研究方法、研究结论和研究意义等方面都有别于以往用数学语言或其他语言对生态现象机理的解释,也不同于用生物学中诸如生理学、分类学等学科的语言对生态问题所作的解释。因此,分子生态学是一个相对独立的、新兴的、正在逐渐完善的生态学研究领域。 2、分子生态学的研究对象、研究领域与研究任务 分子生态学是生态学的微观研究层次与领域,它主要涉及生态现象与生态规律的发生、演化
生态学研究进展 国际生态学研究的“三大”前沿领域 ○ 全球变化 ○ 生物多样性 ○ 生态系统可持续性 一、 关于全球变化 在全球变化研究方面，包括了气候(温度、降水)、大气、土壤，水环境及其污染物，土地利用格局的变化等的生态学过程及后果。 当前全球变化的研究特别注意一些对于全球变化驱动 因素的分析，即对能反映这些主导因素变异作用的一系列研究站点构成的陆地样带的研究。 目前，有关样带的研究只是个别研究站点的单项因子的报告，还未见有区域性的综合成果。 围绕全球变化、生物多样性和可持续发展研究仍然是今后相当一段时期的研究热点，先进科学技术和试验手段的介入使这些研究深入发展。
□ 国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划 □ 国际全球环境变化中的人类因素研究计划（ＩＨＤＰ） □ 世界气候研究计划（WCＲＰ） 1. 国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划 国际科学联合会（ＩＣＳＵ）于１９８６年组织了以研究全球变化为目的的国际地圈生物圈计划（ＩＧＢＰ）计划的，该计划共包括八个核心计划和两个技术支撑计划，即： □ 国际全球大气化学计划（ＩＧＡＣ） □ 全球海洋通量联合研究计划（ＪＧＯＦＳ） □ 过去的全球变化计划（ＰＡＧＥＳ） □ 全球变化与陆地生态系统（ＧＣTＥ） □ 水循环的生物圈方面（ＢＡＨＣ） □ 海岸带陆－海相互作用（ＬＯＩＣZ） □ 全球分析、解释和建模（ＧＡＩＭ） □ 全球海洋生态系统动力学研究计划（ＧＬＯＢＥＣ） ○ 数据信息系统（ＤＩＳ） ○ 全球变化的分析、研究和培训系统（ＳＴＡＲＴ）
目标：描述和了解控制整个地球系统关键的、相互作用的物理、化学和生物学过程；描述和了解支持生命的独特环境；描述和了解发生在地球系统中的变化以及人类活动对它们的影响方式。 2. 国际全球环境变化中的人类因素研究计划（ＩＨＤＰ） ＩＨＤＰ由国际社会科学联合会（ＩＳＳＣ）与国际高级研究机构联合会（ＩＦＬＡＳ）、联合国大学（ＵＮＵ）联合制订、组织和协调。 目的：在社会科学领域仿效自然科学所特有的大规模合作精神，力求更好地了解导致全球环境变化的人类原因。 该计划包括以下四个方面： ① 促进对人与整体地球系统相互作用复杂动因的科学理解 和认识 ② 不断努力探索和预测全球环境的社会变化 ③ 确定大范围的社会战略及防止或减轻全球变化的不利影 响，或适应无法避免的变化 ④ 制定对付全球变化、促进可持续发展目标实现政策方案 为了实现上述目标，该计划进行以下几个方面的活动：
分子生态学研究进展与发展趋势 摘要：分子生态学是分子生物学与生态学融合而成的新的生物学分枝学科。而不仅只是应用分子生物学技术研究生态学问题。分子生态学作为生态学领域的新兴学科，，在分子水平上阐述生命现象的发生、发展机理已成为生物学家们共同关注的目标。采用分子生物学的研究方法和研究成果来阐述生态规律的分子机理，进而产生了一门崭新的学科。目前，分子生态学已成为当前国际生物学的研究热点之一，是生态学研究的新领域。 关键字：分子生态学研究进展发展趋势
分子生态学是90 年代初新兴的一门生态学学科分支，它一经产生就引起了人们的广泛重视。不同的学者从各自的研究背景出发，对分子生态学的概念有着不同的理解。Burke 等和Smith 等分别在《分子生态学》的创刊号中解释了分子生态学的概念。这个概念注重动植物和微生物的个体或群体与环境的关系，认为分子生态学是分子生物学与生态学有机结合的一个很好的界面。它利用分子生物学手段来研究生态学或种群生物学的方方面面，阐明自然种群和引进种群与环境之间的联系，评价重组生物体释放对环境的影响。向近敏等（1996）则将分子生态学与宏观生态学和微观生态学对应起来，认为分子生态学是研究细胞内的生物活性分子，特别是核酸分子与其分子环境关系的。这个概念强调有生命形式的细胞内寄生物及其有生物学活性的细胞和分子与其相关细胞之间的各种活性分子，直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防止病理失调的措施和方法[1]。 一、分子生态学产生的背景 虽然分子生态学这一概念是在最近几年才正式提出的，但是类似的研究工作可以追溯到70 多年前。从分子生态学的发展历史来看，主要有三门分支学科为分子生态学的形成奠定了基础。它们是：群体遗传学、生态遗传学和进化遗传学。虽然生态遗传学可能是分子生态学的最直接来源，但是，为了叙述的整体性，以下论述将不会有意将这三者分隔开来。 经典生态遗传学主要是论证和测度自然系统中选择的重要性（Real 1994）。Ford（1964）在他的经典著作《Ecological Genetics》中，给生态遗传学下了这样的定义：生态遗传学“是将野外和实验室工作结合起来的一种方法”，并指出，生态学的研究成果指示着生物体之间及其与生存环境之间的相互关系。因此，“生态遗传学也是研究野生种群对其生存环境的调整和适应”，“它支持这样一种方法，就是研究目前发生的进化的实际过程，这是唯一直接的方法”。 群体遗传学是应用数学和统计学方法研究群体的遗传结构及其变化规律的遗传学分支学科，是孟德尔定律与数理统计方法相结合的产物。1908 年，Hardy 和Weinberg 分别独立发表了群体遗传平衡的文章，文章中将孟德尔定律用于随机交配的大群体，提出所谓的Hardy-Weinberg 定律，为群体遗传学的诞生奠定了第一块基石。 分子生态学在有效地评价这些风险方面占重要地位。目前，我们对这些遗传修饰生物体的散布和控制所知甚少，也不太了解不同种之间的相互作用。分子生态学由于能够提供明确的标记，因而会帮助我们更加精确地研究这些遗传修饰生物体在环境中的散布及其对环境产生的影响。基因与环境有着如此密切的联系，许多具有丰富分子生物学经验的学者希望能够将他们的专长用在解决基因与自然环境关系的问题上；而另外一些对生态学有兴趣的学者则希望分子技术能够帮助他们解决一些棘手的生态学问题。所以，分子生态学的产生是必然的，而且将会对科学活动产生巨大的推动作用[3]。 Ford（1964）认为生态遗传学是一种方法，是将实验室研究和野外调查相结合的一种方法。Merrell（1981）在他的著作中也持同样观点，并且强调了种群遗传学和种群生态学的结合。他指出，无论是生态遗传学、进化生物学、达尔文生态学，还是进化遗传学、种群生物学，都是遗传学和种群生态学结合方法的不同名称。名称使用上的差别，只是反映了作者们在经历和兴趣上有某种程度的不同而已。而群体遗传学就不一样了，它只是对实验结果的一种数理统计方法，很少
天然黑色素的研究进展 姓名：周佩佩 学号：2131174 学科：现代生态学 老师：菜柏岩
天然黑色素的研究进展 摘要：黑色素是广泛存在于生物体中的一类天然色素，通常是由多酚或吲哚化合物氧化聚合而形成，具有分子量高、结构复杂等特点[1]。许多研究证实，生物体内的黑色素具有抗氧化、抗辐射、抗病毒、提高免疫力等许多重要的生理功能，具有广泛的开发应用潜力[2]。黑木耳子实体是一种黑褐色可食用的大型真菌，其含有丰富的黑色素，是中国越来越流行的“黑色食品”之一。目前，有许多关于黑色素分离和特性研究的报道，并且黑色素被认为是这些黑色食品中最重要的功能成分之一[3]。 关键词：黑木耳，黑色素，研究进展 Abstract: melanin is widely exists in the organism of a kind of natural pigment, usually by polyphenol or indole compounds, formed by the oxidation polymerization, with high molecular weight, complex structure and so on[1] . Many studies have confirmed that the organisms melanin with antioxidant, antivirus, resistance to radiation, enhance immunity and so on many important physiological functions[2], has extensive development and application potential. Black fungus fruiting body is a large black edible fungus, it contains abundant melanin, is one of the more and more popular "black food" in China. At present, there are many reports about the research of the separation and features of melanin, and melanin is considered to be the one of the most important function of black
红树林重金属污染的研究进展 摘要：红树林湿地，因其固有的一些特性，能够净化来自潮汐、河水、地表径流所携带的重金属污染物。近年来红树林湿地重金属污染问题已引起了国内外学者们的极大关注,并对此进行了大量的研究。本文重点对红树林沉积物中的重金属的分布，迁移与释放以及其对红金属污染的净化机制进行了综述；此外还对不同的重金属污染进行评价方面的研究进展进行了归纳介绍。最后,对今后红树林的研究趋势提出了一些看法。 关键词：红树林沉积物；重金属；分布；净化机制；污染评价 随着人口膨胀、城市化和工业化的急速发展，再加上飞速发展的海洋船泊运输业、农业和渔业等人为活动的影响，大量的污染物被排放到江河湖海中，这样就会给环境带来沉重的生态恢复的压力［1］。尤其是重金属污染物，因不能被生物降解、残留时间长，而且通过食物链富集等特性，受到我们越来越多的关注。 如何处理受重金属污染的水体和土壤日益受到环境和生态学家们的重视。传统的重金属处理方法,如物理、化学方法，都存在价格昂贵、易造成二次污染等缺陷。由于植物除重金属具有成本低、易操作、无副作用等特点，得到迅猛发展，而其中最为重要的便是湿地中生长的红树林植物群落了。红树林湿地是分布于热带、亚热带海湾、河口潮间带重要的植被类型，对维护海湾河口地区的生态平衡起这重要的作用。现在将红树林湿地作为废物，污水处理厂已引起关注［2］。 1 在红树林沉积物中重金属分布特征的研究 1.1 在红树林沉积物中重金属分布和迁移 近些年来，随着环境污染的加剧和各国对红树林湿地保护的重视，有关红树林湿地沉积物中重金属污染物的富集及其与沉积物理化性状关系的研究得到了较多的开展. 从近年来国内外一些红树林湿地沉积物中几种主要重金属含量的测定结果，可以看出，红树林沉积物重金属含量大体上表现为：Mn> Zn> Cu、Pb> Ni> Cd［3］。 植物吸收重金属取决于环境中重金属的种类、数量以及植物的种类和特性。在红树林群落里，不同的物种对不同重金属离子的吸收也不相同。植物对不同的
国外重要生态学和环境科学学术刊物简介 （1）《生态学》（Oecologia）,国际生态学会出版，在ISI科技引文生态学类期刊中位于前列，此刊物主要登载关于生理生态学、种群生态学、植物—动物相互关系、生态系统生态学、群落生态学、生态保护方面的文章，也刊登一些评论性文章及生态学研究方法进展方面的学术论文。 主编：J.R.Ehleringer (Salt Lake City), C.H.Peterson (Morehead City), M.Schaefer ( Gottingen), E.D.Schulze (Bayreuth) （2）《人类环境杂志》（AMBIO），瑞典皇家科学学会出版，此刊物致力于展示环境研究、环境政策及有关方面的重要进展和前景，旨在使全世界的专家、学者、决策人员和感兴趣的各界人士都能了解这方面的信息。 主编：CLAES RAMEL, Ph.D, Professor of Toxicological Genetics, Stockholm University （3）《环境污染与毒理学要览》(Archives of Environmental Contamination and Toxicology)，美国国家毒理研究中心出版，此刊物刊载关于环境污染的效应和后果的研究论文，也刊登空气污染、水污染、土壤污染及人类健康等方面的最新发现和研究进展，主要范围包括分析化学、生化、药理学、毒理学、农业化学、空气化学、土壤化学等学科。 主编：Daniel R.Doerge, National Center for Toxicological Research ,Jefferson, Arkansas （4）《生态学杂志》（OIKOS—A Journal of Ecology）Nordic Society发行，此刊物对于理论性工作（并不仅限于已发表论文的评论）和实验性工作（能充分验证某项假说或理论）同样重视，提供一个关于某个生态学问题发表不同观点看法的论坛，并定期发表一些知名生态学家的约稿。 主编：Professor Nils Malmer, Dept of Ecology, Plant Ecology, Lund Univ.,Ecology Building, S-223 62 Lund, Sweden. （5）《生态学研究》（Ecological Research），日本生态学会出版，以推进生态学的国 际性研究为宗旨，发表关于生态学各个方面的评论性文章，技术进展等。 （6）《生态模型》(Ecological Modelling),国际生态模型学会出版，此刊物致力于运用 数学模型、系统分析、热力学定律、计算机技术等描述生态系统，控制环境污染，管理自然资源。并认为生态系统对于人类的侵扰有一定的忍受范围，这种侵扰只能运用生态模型与系统生态学进行定量的描述，而生态系统的抗干扰能力也只能用生态系统理论进行解释。 读者对象：生物学家、工程师、生态学家、经济学家· （7）《生态学报》（Acta Oecologica）,Elsevier Science版权所有，主要涉及行为生态、群落生态、生态保护、进化生态、生理生态、种群生态，并提供一个论坛对当前生态学的某个问题发表不同的观点看法。 主编：A.van Noordwijk, Behavioural and Evolutionary Ecology, Heteren, The Netherlands
第3章 分子生态学概述 分子生态学是90年代初新兴的一门生态学学科分支，它一经产生就引起了人们的广泛重视。不同的学者从各自的研究背景出发，对分子生态学的概念有着不同的理解。Burke等（1992）和 Smith等（1993）分别在《分子生态学》（《Molecular Ecology》）的创刊号和第二期首卷的社论中解释了分子生态学的概念。这个概念注重动植物和微生物（包括重组生物体）的个体或群体与环境的关系，认为分子生态学是分子生物学与生态学有机结合的一个很好的界面。它利用分子生物学手段来研究生态学或种群生物学的方方面面，阐明自然种群和引进种群与环境之间的联系，评价重组生物体释放对环境的影响。向近敏等（1996）则将分子生态学与宏观生态学和微观生态学对应起来，认为分子生态学是研究细胞内的生物活性分子，特别是核酸分子与其分子环境关系的。这个概念强调有生命形式的细胞内寄生物（如分子形式的病毒等）及其有生物学活性的细胞和分子与其相关细胞之间的各种活性分子，直至分子网络相互作用的生理平衡态和病理失调态的分子机制，从而提出促进生理平衡和防止病理失调的措施和方法。 由于本章作者的生物学专业背景，所以只能从一般意义的生物与环境之间的联系上对分子生态学作一肤浅的介绍。 Burke等（1992）的结论说明了 《Molecular Ecology》中所发表文章的范围：①分子群体生物学，包括群体和进化遗传学、行为生态学和保护生物学；②分子环境遗传学，包括种群生态学及基因流、重组生物体环境释放的生态学方面和自然环境中的遗传交换；③分子适应，包括遗传分化及生理适应、环境对基因表达的影响，以及一些方法和技术等。如果从一般意义上的生物与环境的关系来理解分子生态学的话，上述几个方面可以作为分子生态学的主要研究内容来理解。当然，分子生态学的研究内容不仅仅限于此，正如 Smith等在 《Molecular Ecology》第二期首卷的社论中所指出的那样：分子生态学不是简单的分子技术在生态学问题中的应用，而是代表着一个新兴的学科，具有着生态学和分子生物学相互交叉的强大活力。 3．1 分子生态学产生的背景 虽然分子生态学这一概念是在最近几年才正式提出的，但是类似的研究工作可以追溯到70多年前。从分子生态学的发展历史来看，主要有三门分支学科为分子生态学的形成奠定了基础。它们是：群体遗传学、生态遗传学和进化遗传学。虽然生态遗传学可能是分子生态学的最直接来源，但是，为了叙述的整体性，以下论述将不会有意将这三者分隔开来。 经典生态遗传学主要是论证和测度自然系统中选择的重要性（Real 1994）。 Ford认为，Gerould 1921年对一种蝴蝶（Colias philodice）在可见的被捕食过程中一个隐性基因的选择性 本章作者：魏 伟
《污染生态学》教学大纲 Pollution Ecology 课程代码：BK095012 学时：32 学分：2 理论学时：32 实验或讨论学时：0 适用专业：生态学课程性质：必修 撰稿人：谢会成审定人：李传荣 一、课程说明 （一）课程性质、地位与任务污染生态学属于应用生态学科范畴，是生态学下的一个分支学科，属于应用生态学的一个热点研究领域。该课程是生态学专业的一门必修课。污染生态学研究生物与污染环境的关系规律，以污染物在环境系统和生物系统内的污染生态过程为主线，以典型的生态系统结构和功能对不同污染物的响应规律为主要内容，以典型污染物的污染生态效应及其防治为重点，介绍污染物在环境系统和生态系统内的迁移转化规律，生物受害机制，抗性和净化机制，污染沿食物链富集规律和人体受害原因，和污染生态效益监测与评价及污 染生态系统的修复技术。 （二）课程教学的基本要求通过本课程的学习，学生应掌握生物对污染物的吸收、污染物在生物体内及生态系统中的迁移，富集，污染物对生物的毒害机理，生物对污染物的解害及抗性形成，生物对长期污染胁迫条件的生态效应和适应进化，水污染，大气污染、土壤污染的生物修复及其污染效应的生物学评价等基本理论和基本知识。理解污染物对生物体毒害作用的测定方法和污染效应的生态学评价程序等基本技能。 二、教学内容与学时分配 绪论 2学时第一节污染生态学的形成、发展和定义 0.5 学时知识点：污染生态学形成和发展的时代背景、可持续发展的需要、污染生态学的定义、污染生态学与相关学科的关系 第二节污染生态学的研究内容与任务 0.5学时知识点：污染生态学的研究内容、污染生态学的任务
第三节污染生态学的学科发展动态 0.5学时知识点：污染生态学的学科发展趋势、中国污染生态学的优先研究领域 第四节污染生态学的研究方法 0.5学时知识点：野外调查、受控实验、多学科交叉、新技术的运用 本章小结：本章首先介绍了污染生态学的形成和发展的背景，然后阐述了其研究内容与任务。最后介绍了污染生态学的发展动态及研究方法。 重点：污染生态学的研究内容及污染生态学的主要研究方法。 难点：污染生态学的发展趋势 思考题：1、简述污染生态学的定义，研究内容和任务。 2、污染生态学的研究方法主要有哪些？最新研究进展有哪些？ 教学方法：多媒体教学 第一章生物对污染物的吸收和迁移3学时 第一节基本概念1学时 知识点：污染物，优先污染物、持久性有机污染物、环境内分泌干扰物、持久性有毒物、持久性生物积累性有毒污染物、挥发性有机物、剂量 第二节植物对污染物的吸收与迁移 0.5学时知识点：植物对污染物的吸收、污染物在植物体内的迁移 第三节动物对污染物的吸收与迁移 0.5学时知识点：污染物通过动物细胞膜的方式、动物体对污染物质的吸收、污染物在动物体内的迁移与排出 第四节微生物对污染物的吸收 0.5学时知识点：微生物细胞吸收污染物的机理、影响微生物吸收污染物的因素 第五节影响植物吸收、迁移污染物的因素 0.5学时知识点：植物种的生物学、生态学特性、污染物的种类及其形态差异、pH、氧化还原电位、土壤阳离子交换量、污染物间的不同效应、土壤性质的影响、根际微生物的作用 本章小结：了解污染生态学中的一些基本概念，重点学习污染物在植物、动物和微生物中的迁移以及污染物的吸收过程。了解影响植物吸收、迁移污染物的因素。 重点：植物对污染物的吸收与迁移、动物对污染物的吸收与迁移、微生物对污染物的吸收、影响植物吸收、迁移污染物的因素 难点：植物对污染物的吸收与迁移、动物对污染物的吸收与迁移 思考题：1、何谓污染物？它具有哪些性质？如何分类？ 2、简述植物对水溶态污染物的吸收过程 3、微生物细胞吸收污染物的机理是什么？ 第二章生物富集 2学时 第一节生物富集的概念0.5学时知识点：生物富集的概念
现代生态学 、现代生态学的主要特点。（30分）现代生态学的发展期（20世纪50年代至今）20世纪50年代以来，人类的经济和科学技术获得了史无前例的飞速发展，既给人类带来了进步和幸福，也带来了环境、人口、资源和全球变化等关系到人类自身生存的重大问题。在解决这些重大社会问题的过程中，生态学与其它学科相互渗透，相互促进，并获得的了重大的发展。它有以下一些特点：1、整体观的发展 1）动植物生态学由分别单独发展走向统一，生态系统研究成为主流。 2）生态学不仅与生理学、遗传学、行为学、进化论等生物学各个分支领域相结合形成了一系列新的领域，并且与数学、地学、化学、物理学等自然科学相交叉，产生了许多边缘学科；甚至超越自然科学界限，与经济学、社会学、城市科学相结合，生态学成了自然科学和社会科学相接的真正桥梁之一。 3）生态系统理论与农、林、牧、渔各业生产、环境保护和污染处理相结合，并发展为生态工程和生态系统工程。 4）生态学与系统分析或系统工程的相结合形成了系统生态学。 2、生态学研究对象的多层次性更加明显。 现代生态学研究对象向宏观和微观两极多层次发展，小自分子状态、细胞生态，大至景观生态、区域生态、生物圈或全球生态，虽然宏观仍是主流，但微观的成就同样重大而不可忽视。而在生态学建立时，其研究对象则主要是有机体、种群、群落和生态系统几个宏观层次。 3、生态学研究的国际性是其发展的趋势 最重要的是60年代的IBP （国际生物学计划），70年代的MAB（人与生物圈计划）， 以及现在正在执行中的IGBP （国际地圈生物圈计划）和DIVERSITAS（生物多样性计戈9） 预防全球气候变化的为保证世界环境的质量和人类社会的持续发展，如保护臭氧层、 影响，国际上一个紧接一个地签定了一系列协定。1992年各国首脑在巴西里约热内卢签署的《生物多样性公约》是近十年来对全球有较大影响力和约束力的一个国际公约，有
网络出版时间：2014-05-30 10:19 网络出版地址：https://www.doczj.com/doc/4411459344.html,/kcms/doi/10.5846/stxb201308232132.html 第35卷第10期生态学报Vol.35, No.10 2015年5月ACTA ECOLOGICA SINICA May.,2015 DOI: 10.5846/stxb201308232132 富油微藻布朗葡萄藻的分子生态学研究进展 马丽芳 , 刘俊稚 , 刘新颖 , 汪志平* , 陈子元 (浙江大学原子核农业科学研究所农业部核农所重点开放实验室, 杭州 310029) 摘要: 分子生态学是研究生命系统与环境系统相互作用机理及其分子机制的科学，可以从宏观和微观结合的角度真实反映生态现象的本质。本文在简述产烃布朗葡萄藻形态与化学种等生理生态特征的基础上，重点综述了近年来国内外布朗葡萄藻分子生态学研究的新进展，主要包括分子系统发育学及其与化学种、基因组、地理来源等之间的关系。经典分类学上，关于布朗葡萄藻属于绿藻门(Chlorophyta)还是黄藻门(Xanthophyta)存在争议，而基于18S核糖体核糖核酸(18S ribosomal ribonucleic acid，18S rRNA)序列的分子系统发育学研究结果将布朗葡萄藻界定为绿藻门、共球藻纲(Trebouxiophyceae)。依据藻株的产烃种类和化学结构特征，可将布朗葡萄藻划分为A、B和L三个化学种，而布朗葡萄藻的分子系统学进化关系与化学种间高度统一。在基因组大小上，位于同一大亚聚群中的化学种B与L间却存在明显差异，而进化关系较远的化学种B与A间则更相近。不同地理来源布朗葡萄藻的18S rRNA序列和内部转录间隔区(internal transcribed spacer，ITS)多态性较高，提示不同地缘藻株间存有较高的遗传多样性。最后，本文探讨了布朗葡萄藻分子生态学研究尚待解决的问题，并对今后相关研究动向作了展望。 关键词: 布朗葡萄藻; 形态学; 化学种; 分子生态学; 分子系统发育学 Advances in molecular ecology of the oil-rich microalga Botryococcus braunii MA Lifang, LIU Junzhi, LIU Xinying, WANG Zhiping*, CHEN Ziyuan Key Laboratory of Chinese Ministry of Agriculture for Nuclear-Agricultural Sciences, Institute of Nuclear-Agriculture Sciences of Zhejiang University, Hangzhou 310029, China Abstract: Molecular ecology is defined as a science that studies interactions between life system and environmental system, as well as the corresponding molecular mechanisms. By combining macro and micro aspects, molecular ecology could reflect the nature of ecological phenomena. The green microalga Botryococcus braunii is well known for its ability to accumulate large amounts of hydrocarbon, and it is attractive as a potential resource for renewable biofuel production. This review, on the base of briefly introducing the physio-ecological characteristics of B. braunii concerning morphology and chemical race, mainly addresses the up-to-date achievements of molecular ecology including molecular phylogeny and its relationship with chemical race, genome size and original geographical position. Morphologically, B. braunii is characterised by a botryoid organization of individual pyriform-shaped cells, held together by a refringent matrix containing lipids. In classical taxonomy mainly referring to morphology structures, it is difficult to identify whether B. braunii is a member of Chlorophyta or Xanthophyta, Recently, the molecular phylogenetic results based on 18S rRNA analysis clarified that this alga belongs to Trebouxiophyceae (Chlorophyta). According to the differences of the produced hydrocarbon, at least three chemical races of B. braunii could be identified, respectively named as Race A, B and L. Race A produces essentially odd-numbered n-alkadiene and triene hydrocarbons from C23 to C33; race B produces 基金项目：国家公益性行业(农业)科研专项(201103007); 国家高技术研究发展(863)计划课题(2012AA050101); 国家自然科学基金项目(10975118); 浙江省院士基金项目(J20110445, D2*******) * 通讯作者Corresponding author. E-mail: zhpwang@https://www.doczj.com/doc/4411459344.html,