生物多样性和生态工程

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1 生物多样性和生态工程 教育部重点实验室 2014 年度工作报告 复旦大学 北京师范大学 二零一四年十一月

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3 领导班子 实验室主任 : 李博教授复旦大学 实验室副主任 : 张正旺教授北京师范大学 学术委员会 主任 : 张大勇教授北京师范大学 成员 : 郑光美 院士 北京师范大学 朱有勇 院士 云南农业大学 陈小勇 教授 华东师范大学 何芳良 教授 加拿大阿尔伯塔大学 贺金生 教授 北京大学 蒋志刚 研究员 中国科学院动物研究所 李博 教授 复旦大学 李德铢 研究员 中国科学院昆明植物研究所 卢宝荣 教授 复旦大学 马克平 研究员 中国科学院植物研究所 王刚 教授 兰州大学 杨桂山 研究员 中国科学院湖泊地理所所 张正旺 教授 北京师范大学 钟扬 教授 复旦大学 I

4 实验室固定人员 李博 入侵生态学 教 授 实验室主任 张正旺 鸟类生态学 教 授 实验室副主任 张大勇 进化生态学 教 授 学术委员会主任 孙儒泳 生态学 院 士 顾问 郑光美 鸟类生态学 院 士 顾问 陈家宽 保护生物学 教 授 学科带头人 成新跃 昆虫学 教 授 学科带头人 邓文洪 鸟类生态学 教 授 学术带头人 方长明 土壤生态学 教 授 学科带头人 傅萃长 动物生态学 教 授 学术带头人 葛剑平 景观生态学 教 授 学科带头人 郭延平 植物学 教 授 学术带头人 林魁 生物信息学 教 授 学科带头人 刘定震 动物行为学保护生物学 教 授 学科带头人 卢宝荣 生态安全遗传多样性 教 授 学科带头人 骆亦其 生态学 教 授 学科带头人 马志军 鸟类生态学 教 授 学术带头人 牟溥 生态系统生态学 教 授 学科带头人 牛翠娟 生理生态学水生生物学 教 授 学科带头人 牛登科 进化生物学比较基因组学 教 授 学科带头人 宋志平 植物学 教 授 学科带头人 吴纪华 线虫生态学 教 授 学科带头人 肖向明 生态学 教 授 学科带头人 杨继 分子进化 教 授 学科带头人 赵斌 景观生态学 教 授 学科带头人 钟扬 植物学生物信息学 教 授 学科带头人 周淑荣 理论生态学 教 授 学科带头人 II

5 周旭辉 土壤生态学 教授 学科带头人 张 立 保护生物学 教授 学术带头人 张全国 进化生态学 教授 学术带头人 张雁云 鸟类生态学 教授 学科带头人 白伟宁 进化生态学 副教授 学术骨干 董慧琴 生态学 副教授 学术骨干 董 路 保护遗传学 副教授 学术骨干 韩 洁 动物生态 副教授 学术骨干 寇晓军 景观生态学 副教授 学术骨干 廖万金 繁殖生态学 副教授 学术骨干 米泽隆弘 动物分子进化 副教授 学术骨干 南 蓬 生物信息学 副教授 学术骨干 潘晓云 生态学 副教授 学术骨干 王玉国 植物学 副教授 学术骨干 张文驹 植物学 副教授 学术骨干 周铜水 天然药物 副教授 学术骨干 王天明 景观生态学 副教授 学术骨干 王红芳 生态学 讲师 学术骨干 殷明波 进化生态学 讲师 学术骨干 鲍 蕾 生态学 高级工程师 技术骨干 张玉芬 生态学 高级工程师 技术骨干 蔡星星 植物学 实验师 技术骨干 蒋如敏 植物学 实验师 技术骨干 陆 帆 植物标本 实验师 技术骨干 屈云方 动物学 实验师 技术骨干 唐仕敏 动物标本 实验师 技术骨干 赵佳媛 生物信息学植物学 实验师 技术骨干 朱璧如 生态学 工程师 技术骨干 郭海强 生态学 科研助理 技术骨干 彭容豪 生态学 科研助理 技术骨干 朱永青 植物学 科研助理 技术骨干 朱 珠 生态学 科研助理 技术骨干 III

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7 目录 年度主要研究进展...1 方向一生物多样性与环境变化...2 蓍草属物种形成相关表型的演化 - 发育...3 榕树性系统与传粉榕小蜂的物种形成...4 普通野生稻种群分化机制...5 温度和潮汐对滨海湿地生态系统的影响...6 结合系统发育多样性和单个功能性状能够最大程度地预测群落的生产力...7 西藏沙棘在高海拔地区的避难所及其迁徙变化分析...8 在不同生物群落中氮添加对土壤呼吸及其组分的影响...9 区分气候和生物因子对生态系统碳交换年际变化的影响...10 利用 MODIS 信息监测土壤盐渍化 中国大陆地区水蚤亲缘地理学及其系统进化研究进展...12 方向二生物入侵及其后果...13 互花米草及其病原镰刀菌对土著盐沼植物的间接效应...14 入侵植物互花米草通过沉积性取食者螺类进入食物网...15 从崇明东滩斑背大尾莺的建群与种群增长探讨入侵生物的生态影响...16 通过遗传修饰的水稻内源 EPSPS 基因增强杂草稻的生理代谢及繁殖能力...17 方向三生态工程的原理及其应用...18 海岸带围垦与生态系统管理...19 HORMA 超家族蛋白的结构变异与功能分化...20 病虫害对生态系统地下碳过程的影响...21 蒙古黄芪次生代谢产物合成相关基因分析...22 i

8 发表论文 科研项目 获奖 著作与译著 授权专利 队伍建设 学术交流与合作 开放课题及自主创新课题 实验室运行管理 附 :2014 年发表 SCI 论文首页及获奖... 错误! 未定义书签 ii

9 年度主要研究进展 实验室目前的主要研究方向为 : 一 生物多样性与环境变化, 包括 : 生物多样性与生态系统功能 ; 分子及物种水平上的生物多样性起源与维持机制 ; 环境变化与快速进化 ; 变化环境下的生物多样性保育二 生物入侵及其后果, 包括 : 生物入侵的机制 后果与管理 ; 生物入侵与全球变化相互作用 ; 转基因生物的生态风险及健康安全三 生态工程的原理及其应用, 包括 : 物种的濒危机理与复壮工程 ; 受损生态系统的恢复原理与工程 ; 生态工程的规划与评价 ; 生物信息学与功能基因组分析实验室以上述方向为主要研究内容, 以国际前沿科学问题和国家重大科技需求为导向, 从个体 种群 生态系统等不同尺度, 在生物多样性与环境变化 生物入侵及其后果和生态工程原理及其应用等三个方面方面开展了深入研究, 取得了重要进展 1

10 方向一生物多样性与环境变化 2

11 蓍草属物种形成相关表型的演化 - 发育 郭延平 杂交和多倍化可以通过基因组重整 加倍以及基因表达模式的改变等迅速创造出新特征, 促进物种形成 菊科蓍草属 (Achillea L.) 植物具有普遍的种间杂交多倍化现象, 为探讨异源 多倍体物种的形成和演化提供了理想的研究体系 在前期的工作中我们已证明东亚分布的四倍体高山蓍 (Achillea alpina-4x) 和云南蓍 (A. wilsoniana-4x) 是由两个二倍体物种亚洲蓍 (A. asiatica-2x) 和齿叶蓍 (A. acuminata-2x) 的祖先类型经杂交多倍化而形成 两个二倍体亲本物种间叶形分化强烈, 而异源四倍体物种的叶形介于两亲本之间 可见, 叶形在这些植物中是与物种形成相关联的性状 本研究运用演化 - 发育生物学的研究手段, 克隆获得了上述几个蓍草属植物中的叶边缘形态发育调控基因 NAM (No Apical Meristem), 对该基因在物种间的序列变异和在叶片中的表达模式进行了分析, 进一步, 我们采用病毒介导的基因沉默技术 (VIGS-Virus Induced Gene Silence) 对该基因的功能进行了验证, 初步表明 Ahillea-NAM 对蓍草属植物种间叶形分化具有调控作用 Relative acuminata AchNAM level control VIGS Achillea acuminata 野生型植株 ( 左 ); 病毒介导的基因沉默 VIGS 处理植株 Ahilliea acuminata VIGS 处理前后幼苗叶片的表型及 qrt-pcr 对这些叶片中 Achillea-NAM 表达量的检测 3

12 榕树性系统与传粉榕小蜂的物种形成 廖万金张大勇 榕树与其传粉榕小蜂长期以来一直被认为是遵从一对一法则的协同进化关系 但近十年来的分子标记研究表明一种榕树可能有多种传粉榕小蜂 之前的研究结果表明大约 30% 的雌雄同株榕树存在多种传粉小蜂, 而雌雄异株榕树几乎都只有一种传粉小蜂 我们利用 COI 和 28S rrna 对西双版纳地区常见的 10 种雌雄异株和 5 种雌雄同株榕树的传粉小蜂进行了调查, 结果发现 3 种雌雄异株和 2 种雌雄同株榕树都存在多种传粉小蜂 包含 119 种榕树的 Meta 分析也表明雌雄异株和雌雄同株榕树都可能有多种传粉小蜂, 二者发生的概率没有显著差异 对雌雄异株和雌雄同株榕树中多种传粉小蜂物种形成方式的研究表明, 雌雄异株榕树中的多种传粉小蜂完全是由 Duplication 的方式形成的, 而雌雄同株榕树中的多种传粉小蜂既可以通过 Duplication 的方式形成, 也可以通过宿主转移的方式形成 本研究首次揭示了雌雄异株和雌雄同株榕树出现多种传粉小蜂频率一致的格局, 并且揭示了雌雄异株和雌雄同株榕树中多种传粉小蜂物种形成方式的差别 Summary of co-pollinator data from the literatures Monoecious Dioecious Sister species Non-sister species Total Sister species Non-sister species Total Multiple Single Monoecious Dioecious Duplications Host switching Total Duplications Host switching Total Multiple Single

13 普通野生稻种群分化机制 宋志平 种群变异 ( 包括表型变异和遗传变异 ) 及其分化式样是种群遗传学与进化生物学研究的核心内容之一 距离隔离 (IBD) 一直被认为是驱动种群分化的主要因子 近年来, 越来越多的研究表明生境异质性引起的本地适应也会导致种群分化, 即适应性隔离 (IBA) 然而, 很少有研究同时检验 IBD 和 IBA 对种群分化的影响 普通野生稻 (Oryza rufipogon) 是亚洲栽培稻的祖先种, 广泛分布于亚洲的亚热带与热带区域的相互隔离的湿生或水生环境中, 不同种群生境异质性明显 我们采用同质园实验结合 SSR 标记技术, 检测了全世界 72 个种群 1102 分普通野生稻的表型变异与遗传变异分布式样, 发现 :1) 普通野生稻种群分为三个不同气候区 : 亚热带季风气候区 (SMCR) 热带季风气候区 (TMCR) 热带气候区 (TCR), 其中 SMCR 种群表型性状与温度因子关系密切,TMCR 种群的表型主要受降水量因子影响, 而 TCR 种群的表型则与气候因子无明显关系 ;2) 不同环境条件下, 普通野生稻表型可塑性变化明显, 株高 生物量与始花期是受环境影响最为显著的性状, 其中始花期 株高与年均温相关 ; 种群生长的异速指数在不同气候区间存在差异 ; 这些结果表明处于不同气候区的普通野生稻种群的表型变异与环境因子相关, 是本地适应 (IBA) 的结果, 暗示 IBA 在种群分化中的作用 ;3) 基于 SSR 变异性, 普通野生稻可分为两个遗传群, 遗传变异总体上呈东北 - 西南方向的渐变分布式样, 提示 IBD 对种群分化的影响 5

14 温度和潮汐对滨海湿地生态系统的影响 谢潇郭海强赵斌等 潮汐活动是影响滨海湿地生态系统呼吸的关键因子, 因此对于潮汐如何在各个时间尺度上影响滨海湿地生态系统呼吸的研究, 将有利于更好地理解滨海湿地生态系统呼吸的时间动态以及预测环境变化对于滨海湿地生态系统呼吸的影响 然而对于潮汐主要在何种时间尺度上以及在那些时间段上对滨海湿地生态系统呼吸影响较大, 还有没有得到详细的研究 在本研究中我们将改进的指数模型应用于位于上海崇明东滩的的两座通量观测塔 ( 一号站和三号站 ) 所得到的生态系统呼吸数据, 并通过 ANOVA 定量评价不同时间尺度下温度和潮汐对生态系统呼吸的影响力 结果显示潮汐对呼吸的影响力会随着时间尺度的增大而减小, 而且其影响力会随着时间而变化 从季节尺度上看, 相对其他三个季节, 潮汐在夏季的影响较为突出 这种影响在月尺度上更为明显,7-9 月中有些月份潮汐的影响比温度还要较大 而温度则与之相反, 在半年和季节尺度上影响较大 XieX, Zhang MQ, Zhao B, GuoHQ* Dependence of coastal wetland ecosystem respiration on temperature and tides: a temporal perspective. Biogeosciences, 11:

15 结合系统发育多样性和单个功能性状能够最大程度地预测群落的生产力 周淑荣 由于人类活动导致的生物多样性的不断丧失使得生物多样性和生态系统功能之间的关系的研究变得非常重要 大量实验研究表明, 生物多样性和群落生产力之间是正相关的 然而这一结论很少在自然群落中得以检验 我们在青藏高原的高寒草甸通过去除实验模拟了群落中物种多样性和功能群的丧失, 结合群落的物种多样性 功能性状多样性和系统发育多样性, 利用广义线性模型研究了生物多样性和地上生物量之间的关系 研究表明, 虽然功能性状多样性作为单一变量能够解释更多的地上生物量差异, 但结合系统发育多样性和物种的最大高度的广义线性模型是预测地上生物量的最简约的组合 这说明在自然群落中, 单一变量很难全面解释生态系统功能, 而结合系统发育多样性和不具有或具有较弱系统发育信号的功能性状能够预测生物多样性的丧失对生态系统功能的影响 7

16 西藏沙棘在高海拔地区的避难所及其迁徙变化分析 钟扬 在世界最高峰 珠穆朗玛峰区域内绒布寺附近的山谷中发现西藏沙棘 (Hippophae tibetana) 的冰期 / 间冰期避难所, 通过整合地质信息 冰期信息 气象信息和基因信息, 了解到过去 年内, 寒冷的冰期和温暖的间冰期间气候变化剧烈, 据此探讨了这种矮灌木丛对气候的适应机制 末次冰期后的气候波动, 使得山谷中西藏沙棘在海拔 4800~5000 米的范围内或上或下的发生迁移 ( 冰期时位于海拔 4800 米及以下, 间冰期时位于 5000 米左右 ), 同时, 剧烈的气候波动导致冰期避难所内的物种有些灭绝了, 有些种群数量急剧收缩 在过去的 40 年内, 气温逐步升高, 西藏沙棘的生长海拔上限提高了至少 30 米 结合西藏沙棘的种群历史和近年来的迁徙变化, 可预测这种地域特色物种未来的命运 图. 西藏沙棘样品采集点分布及其群体 基因组成 8

17 在不同生物群落中氮添加对土壤呼吸及其组分的影响 周旭辉 在过去的一个世纪人类活动使氮沉降增加了 3-5 倍 氮沉降的增加将对土壤呼吸 (Rs) 产生了巨大的影响 尽管在这一方面已经开展了大量的单个研究并有少量几篇整合分析 (Metaanalysis) 的报道, 但就氮添加对土壤呼吸及其组分即土壤自养呼吸 (Ra) 和异养呼吸 (Rh) 的影响仍然存在着较大的争议 因此本文以 295 篇已发表的单个研究为基础, 通过整合分析的方法对陆地生态系统土壤呼吸及其组分的氮添加响应进行研究 ; 并就生态系统类型 环境条件 以及处理持续时间 (DUR) 对土壤呼吸及其组分响应率的影响进行分析 氮添加使陆地生态系统 Rs 平均显著增加了 2.0%, 但在不同的生态系统却有所不同 森林生态系统 Rs 在氮添加条件下显著降低了 1.44%, 而草地和农田的 Rs 则分别提高了 7.84% 和 12.4%(P<0.05) 造成这一差异的主要原因是各个生态系统 Ra 对氮添加响应的不同 农田和草地 Ra 在氮添加的条件下表现出显著的增加, 而森林 Ra 并没有发生显著的变化 除农田 热带及寒带森林以外, 其他的生态系统的 Rh 在氮添加条件下均表现出显著的下降 除了温带森林中由根排除法 (root exclusion) 和组分合成法 (component integration) 所获得的 Ra 对氮添加表现出相反的响应方向,Rs 组分的测定方法没有显著影响 Ra 或者 Rh 对氮添加的响应 Rs 对氮添加的响应率与研究点年均温 (MAT) 呈现正相关, 与 DUR 表现出负相关, 尤其在年均温低于 15 o C 的区域, 温度对 Rs 响应率的影响更为显著 相关性分析显示 Rs Ra 和 Rh 对氮添加的响应与根和微生物的生物量以及土壤碳库的变化呈现正相关 这些土壤呼吸及其组分对氮添加的响应模式可为将来的模型和实验研究提供了参考 9

18 区分气候和生物因子对生态系统碳交换年际变化的影响 周旭辉 理解调控生态系统 CO 2 净交换 (NEE) 年际变异的气候和生物因子, 对于预测陆地生态系统未来的碳吸收而言, 具有重要意义 在本研究中, 我们用一种统计模型方法, 把中国的一片亚热带常绿人工林 (QYZ) 美国的一片落叶林 (MOZ) 及一个草原生态系统 (DK1) 的 NEE 总初级生产力(GPP) 和生态系统呼吸 (RE) 的年际变异, 拆分成了气候效应和生物效应 我们把气候效应定义为由气候变异直接引起的碳通量的年际间的变化, 而把生物效应定义为由生态系统的光合及呼吸特征引起的碳通量的年际间的变化 我们的结果显示, 随着时间尺度从天增加到年, 生物效应对 NEE 年际变异的贡献逐渐增大 在年尺度上, 生物效应对 QYZ MOZ 及 DK1 的 NEE 的年际变异的贡献分别为 47% 69% 和 77% 在 QYZ,NEE 的年际变异主要受 GPP 控制 ; 在 DK1,NEE 的年际变异主要受 RE 控制 ; 在 MOZ,GPP 和 RE 对 NEE 年际变异的影响相当 这一结果表明在不同生态系统, 控制 NEE 年际变异的机制不同 值得一提的是, 在 QYZ, 从 2003 到 2009 年, 气候效应与生物效应间有很强的负相关关系 (r 2 =0.80,P<0.01), 表明在此生态系统中, 这两种效应间能够相互抵消, 从而使其成为一个较稳定的碳汇 而在另外两个生态系统中, 没有发现这种现象 总而言之, 我们的研究揭示了气候和生物效应对 NEE 年际变异的相对重要性, 并对我们理解 NEE 年际变异的内在机制有所贡献 10

19 利用 MODIS 信息监测土壤盐渍化 张婷婷 赵斌等 本研究通过分析黄河三角洲不同土壤覆被类型下提取的一系列 MODIS 时间序列数据, 确定不同盐度梯度下的物候差异因子 ; 检测这些物候特征因子反演土壤盐渍化程度的能力 ; 以及探索不同植被群落的物候特征因子与土壤盐度的关系 结果表明, 高时相遥感数据 MODIS 时间序列数据及其物候参数 ( 植被指数 EVI 在一年中的积分 :EVI-SI) 能有效地反映土壤盐度程度, 弥补宽波段遥感光谱分辨率及空间分辨率的不足, 突破了在大尺度下便捷 精确监测土壤盐渍化的难题 植物在时间尺度上的物候参数 EVI-SI 与土壤盐度的相关关系优于在单一时间点内所提取的植被指数与土壤盐度的相关关系, 说明高时相遥感时间序列数据能消除其它环境因子变化对植被的影响 另外, 通过对不同的植被类型分类还可以提高两者之间的相关性 : 农用地中农作物的生物量随盐度增加而线性减少, 线性回归拟合度高 (R2 为 0.85); 荒地中 EVI-SI 和 ECe 有很好的二项式回归关系, 拟合度高达 70%; 在混合斑块中,EVI-SI 与 ECe 拟合度也较为满意,R2 为 0.32 通过 MODIS 数据中所获得的物候参数能区分不同地物, 以及较好地指示不同盐度梯度 (EVI-SI 与 ECe 之间的高度相关性 ), 且 MODIS 数据是全球覆盖并获取便捷, 这些优势使得 MODIS 数据在大尺度下监测土壤盐渍化方面十分具有竞争力和潜力 Zhang TT, Qi JG, Gao Y, Ouyang ZT, Zeng SL, Zhao B*. Detecting soil salinity with MODIS time series VI data. Ecological Indicators (1st revision submitted & under review) 11

20 中国大陆地区水蚤亲缘地理学及其系统进化研究进展 殷明波 水蚤作为一种重要的模式生物, 广泛应用在生态学 进化生物学以及基因组学中 近年来, 系统发生学和亲缘地理学推测了其在北美 欧洲 南美以及非洲等地的现在分布格局以及可能的历史事件 ; 然而, 亚洲区域除日本外鲜有研究尤其是具有潜在重要生物地理学的中国大陆地区 因此, 本研究通过线粒体基因和微卫星位点为遗传标记, 采集到 73 个湖泊的水蚤样本, 利用贝叶斯推理等方法, 对其种内及种间系统发生关系以及遗传多样性进行分析 结果显示, 中国大陆地区有多个水蚤物种, 其中两种重要的复合种, 显示了生物地理学特征 长刺溞复合种在中国大陆仅检测到两个物种 (D. galeata 和 D. dentifera), 其中,D. galeata 栖息在较低海拔高度的富营养化湖泊主要集中在中国的东部和中部 ( 如长江中下游平原等 );D. dentifera 则栖息在具有较高海拔高度的中或寡营养性湖泊主要分布在中国的西部地区 ( 如青藏高原 内蒙古高原和云贵高原 ) 通过对比古北区等地水蚤分布, 暗示了 D. galeata 是最近的一个快速扩张的物种 另一个重要的复合种为蚤状溞复合种, 检测到三个世系的存在且具有一定的地理分布, 暗示了北美扩张或起源, 其中两个世系共存在一个水库中为杂交和基因流提供了潜在的机会 本研究将有助于理解中国大陆地区水蚤系统发生关系和遗传多样性 12

21 方向二生物入侵及其后果 13

22 Incidence Fusarium of p (% colonizat 生物多样性与生态工程教育部重点实验室 2014 年年报 互花米草及其病原镰刀菌对土著盐沼植物的间接效应 李博 病原生物能够影响其宿主生活史特征及种群动态, 可能改变群落组成和结构 外来入侵生物可能累积或传播病原生物, 并导致入侵地他种生物 ( 如土著生物 ) 的表现降低甚至死亡, 从而可能间接影响入侵种和土著种之间的竞争平衡, 进而影响生物入侵过程, 但是至今鲜有研究证实外来植物如何通过传播病害而促进其入侵 为了研究外来植物互花米草与盐沼生态系统中致病性镰刀菌相互作用的间接效应, 采集了顶枯病群落中的土壤和植物样品进行致病性镰刀菌的分离与鉴定, 并分析致病性镰刀菌的空间分布与植物的关系 ; 在野外监测致病性镰刀菌对互花米草和土著种芦苇的竞争关系的影响 ; 利用凋落物袋法研究互花米草传播致病性镰刀菌对被入侵生态系统营养循环的间接影响 结果发现, 在中国顶枯病盐沼中的内生致病性镰刀菌 Fusarium palustre 与分离自互花米草原产地顶枯病盐沼中的镰刀菌为同一种菌 ( 图 1), F. palustre 的空间分布与外来植物互花米草的分布密切相关 ( 图 2), 表明这株镰刀菌很可能是随互花米草的入侵而传播的 人工接种后,F. palustre 能够侵染外来植物互花米草和中国土著植物芦苇, 并偶诱发芦苇植株出现顶枯病症状 相比于互花米草, 该菌对芦苇的致病力更强, 并影响芦苇的生长 由 F. palustre 侵染导致的顶枯病降低了芦苇的相对优势度, 间接提高了互花米草的竞争力, 从而改变了互花米草与土著种芦苇的竞争关系 此外, 顶枯病的爆发也改变了土著种芦苇的凋落物分解速率, 可能影响生态系统的碳 氮循环过程 本研究证实了在入侵地外来植物不仅能够直接与土著植物竞争资源, 还能够传播其原产地的病原菌, 间接导致土著植物死亡, 这些过程都促进了外来植物的成功入侵 (Li H, Zhang XM, Zheng RS, Li X, Elmer WH, Wolfe L and Li B* Journal of Ecology, 102: ) U S4 S1 S2 S10 S8 GQ GQ GQ S7 S6 AB 图 1 分离自东滩湿地的 Fusarium 菌株的系统发育关系 S1, S2, S4, S6, S7, S8 and S10 代表了所有分离到的镰刀菌 Phragmites Spartina alt P - P P - S M H - P Monoculture Healthy mixture Dieback mixture 图 2 6 月东滩湿地镰刀菌的发生率 误差棒表示 95% 置信区间 14

23 入侵植物互花米草通过沉积性取食者螺类进入食物网 吴纪华 外来植物入侵对土著消费者营养基础的改变以及对食物网结构的影响, 一直存在争议, 而且在不同生态系统之间也具有差异性 由于沉积食性消费者的食物来源复杂, 鉴别困难, 导致人们不太了解这类消费者对植物入侵的响应 我们在长江口盐沼湿地土著植物芦苇 (Phragmites australis) 和入侵植物互花米草 (Spartina alterniflora) 群落, 分别采集了两种优势螺类 ( 绯拟沼螺 Assiminea latericea 和尖锥拟蟹守螺 Cerithidea largillierti) 及其主要的潜在食源 ( 沉积物 悬浮颗粒物以及维管植 物 ) 通过稳定同位素与脂肪酸相结合的法, 研究了植物入侵对沉积食性消费者食的影响 结果显示, 绯拟沼螺和尖锥拟蟹螺除了可以利用硅藻 细菌以外, 还可从积物中同化利用一定量的维管植物 互花草入侵没有改变螺类食源组成中硅藻 细和维管植物的相对比例, 即没有改变其主食性 稳定性同位素分析显示, 两种螺类互花米草群落中均能够利用互花米草作为源 绯拟沼螺比尖锥拟蟹守螺能够利用更的互花米草, 这是因为绯拟沼螺本身可以化较高比例的植物材料 我们的研究表明, 侵植物互花米草能够通过沉积性取食者螺的非直接同化利用方式, 进入到长江口盐 方源守沉米菌要在碳多同入类沼 湿地食物网中 15

24 δ 15 N 生物多样性与生态工程教育部重点实验室 2014 年年报 从崇明东滩斑背大尾莺的建群与种群增长探讨入侵生物的生态影响 马志军 位于崇明东滩盐沼湿地的入侵植物互花米草 (Spartina alterniflora) 在过去十多年间快速扩散 斑背大尾莺 (Locustella pryeri) 在崇明东滩是二十世纪初的鸟类新分布记录, 目前是主要盐沼繁殖鸟类 为了了解斑背大尾莺的种群增加与互花米草扩散之间的关系, 我们在崇明东滩对斑背大尾莺的栖息地利用 巢址选择 食物来源以及繁殖成功率进行了调查 结果表明, 斑背大尾莺在互花米草入侵栖息地的密度明显高于在土著植物芦苇 (Phragmites australis) 栖息地的密度, 其繁殖领域主要由互花米草栖息地组成, 其所有的巢都是以互花米草植株作为巢址 ; 互花米草是斑背大尾莺食物链上的重要初级生产者, 特别是对雏鸟和雌鸟的食物贡献较大 斑背大尾莺在崇明东滩的繁殖成功率与其在原分布区的繁殖成功率无显著差异 这说明互花米草栖息地为斑背大尾莺提供了繁殖场所和食物来源 本研究表明, 斑背大尾莺在长江口的建群和种群快速增长与互花米草入侵和快速扩散有着直接关系 入侵生物的生态影响不只局限于对入侵地土著生物的影响, 早期的外来入侵生物对入侵地生态系统的改变有利于非土著物种的成功建群和扩散 本研究结果为了解生物入侵的生态影响提供了新思路 最小凸多边形核心区域活动区域 互花米草芦苇 Ph Ph Ph Sp Sp Sp 成鸟粪便 巢中雏鸟羽毛 巢中雏鸟粪便 离巢幼鸟羽毛 离巢幼鸟粪便 食物最终来源校正营养级后的的食源 δ 13 C 斑背大尾莺领域示意图 图中每个点 表示无线电遥测记录到的个体位置 斑背大尾莺粪便 羽毛样品及芦苇 (Ph) 和 互花米草 (Sp) 的 δ 13 C 及 δ 15 N 分布 16

25 通过遗传修饰的水稻内源 EPSPS 基因增强杂草稻的生理代谢及繁殖能力 卢宝荣 转基因通过花粉介导的基因流逃逸到作物的野生近缘种可能导致潜在生态风险 因此, 研究分析具有自然选择优势的转基因对作物野生近缘种带来的适合度效应, 是评价转基因逃逸及其生态风险的关键以及转基因作物环境释放和商品化种植的安全保证 利用经遗传修饰的水稻内源 EPSPS(5-enolpyruvylshikimate-3-phosphate synthase) 基因而培育的抗除草剂 ( 草甘膦 ) 转基因水稻 (EP3), 我们将该 EP3 及其非转基因亲本与杂草稻进行了杂交, 获得了含转基因和不含转基因的杂种后代 (F 1 -F 3 ) 对亲本及其杂种后代进行了 EPSPS 基因表达 色氨酸含量 光合作用效率以及适合度性状等进行了比较分析, 发现在不施用除草剂的情况下, 含转基因的样本比不含转基因的样本具有显著较高的 EPSPS 蛋白表达量 ( 上图 c) 色氨酸含量 ( 上图 a) 以及和光合效率 ( 上图 b) 表明经过遗传修饰的 EPSPS 基因能够在很大程度上提高杂草稻杂种后代的生理代谢能力 由此而带来的是含转基因的杂草稻杂种后代比不含转基因的杂草稻杂种后代在一系列适合度性状标下的提高 例如, 转基因阳性杂草稻 F 3 的种子萌发率显著高于转基因阴性 F 3 种子的种子萌发率 同样, 转基因阳性单株比转基因阴性单株产生了更多的稻穗 ( 下图 a b) 和更多的种子 ( 下图 c d) 该实验结果表明, 即使是在不施用除草剂的情况下, 含有 EPSPS 转基因的杂草稻后代也具有较强繁殖能力 如果抗除草剂转基因 EPSPS 通过基因流逃逸到杂草稻, 将造成杂草稻难以控制的局面 我们建议在有杂草稻发生的稻区, 不适宜种植抗除草剂转基因水稻 17

26 方向三生态工程的原理及其应用 18

27 Reclaimed area per year (km 2 ) projected 生物多样性与生态工程教育部重点实验室 2014 年年报 海岸带围垦与生态系统管理 马志军 我国滨海湿地支持着丰富的生物多样性并提供着巨大的生态服务 然而, 中国的滨海湿地由于过度围垦在过去半个世纪面积一直不断减少, 而且湿地减少的速度不断增加 目前, 沿海修建的海堤长度约占海岸线总长的 60% 根据沿海各省制定的海洋功能区划, 年间, 滨海湿地的围垦速度将达到 600 平方公里 / 年 围垦的土地将被开发为农田 水产养殖区 港口 码头 工厂以及经济开发区等 这不仅对依赖滨海湿地的生物多样性带来巨大威胁并给湿地的生态系统服务造成巨大损失, 而且也影响着沿海地区的生态安全, 最终影响到区域的可持续发展 尽管中央政府重视滨海湿地的保护 但滨海湿地保护目前仍面临多方面的挑战, 如缺少湿地保护的国家立法 ; 不同政府部门对滨海湿地多重管理并存在利益冲突 ; 沿海地方政府重经济发展而轻生态保护, 重围垦开发在短期带来的直接经济价值, 忽视湿地保护所带来的长期 间接的经济价值 在对围垦项目进行环境影响评价时, 常常忽视了湿地在生物多样性保护及生态服务方面的巨大价值 Periods 为了加强滨海湿地保护, 需要制定湿地保护的国家立法 ; 确定滨海湿地保护的 红线 ; 湿地的围垦与利用项目需要由中央层面的专门机构统一协调管理 ; 对湿地围垦项目的环境影响评价需考虑不同区域多个围垦项目影响的累积效应 需要建立湿地破坏的问责机制 ; 地方政府需转变发展思路, 由依赖土地增量转为提升土地附加值和土地利用效率 ; 需要加强湿地保护的宣传和教育, 提民众对湿地保护的认同 为了实现中央政府提出的 生态文明 的发展目标, 各级政府需要重视湿地的保护 Ma Z.J., Melville D.S., Liu J.G., Chen Y., Yang H.Y., Ren W.W., Zhang Z.W., Piersma T., Li B Rethinking China s new great wall. Science, 346:

28 HORMA 超家族蛋白的结构变异与功能分化 张洛艳杨继 HORMA 超家族蛋白在细胞分裂和 DNA 修复过程中具有重要作用 根据序列和结构特点, 可将 HORMA 超家族蛋白分成 MAD2 REV7 和 HOP1 三个家族 不同家族成员尽管在结构上都含有保守的 HORMA 结构域, 但在功能上具有明显分化 MAD2 主要参与细胞分裂周期调控,REV7 参与 DNA 跨损伤修复, HOP1 在减数分裂过程中参与形成联会复合体, 并是减数分裂特异的 Mec1/Tel1 信号通路街头蛋白 蛋白序列和三维结构比对结果显示, 三个家族成员都含有 HORMA 结构域, 蛋白整体构像也相似, 但不同家族成员 HORMA 结构域的序列组成 C 末端序列和结构 以及与其它蛋白相互作用的位点有较明显差异 与 MAD2 蛋白相比,REV7 和 HOP1 蛋白 HORMA 结构域区域多数已确认与 MAD2 功能相关的氨基酸残基发生了替换, 在 REV7 蛋白 C 末端则发生了多次该家族成员特异的氨基酸替换, 并密集分布了该家族成员与其它蛋白相互作用的位点 ;HOP1 家族成员则含有一个特异的 C 末端结构域 HOP1CTD 序列和蛋白结构差异导致 MAD2 REV7 和 HOP1 在发育调控网络中与不同类似蛋白相互作用, 行使不同的功能 20

29 病虫害对生态系统地下碳过程的影响 周旭辉 气候变化, 特别是更广泛发生的极端事件, 很可能增加昆虫 / 病原体爆发的频率和强度 ( 简称为生物扰动 ), 可能会大大影响植物的生理生态特性, 从而对生态系统的碳循环产生相当的影响 然而, 生物扰动对生态系统地下碳过程的定量研究却鲜为人知 通过搜索相关文献, 应用整合分析方法研究了病虫害对地下碳循环过程的影响, 研究发现 : 生物扰动因相对较长的停留时间而使地下碳汇显著降低 ( 如根生物量和土壤有机碳,SOC), 但增加了不稳定的碳汇 ( 如微生物量碳,MBC, 溶解有机碳,DOC), 土壤呼吸 (Rs) 及其组成, 以及微生物种群大小 与其它影响相比, 而环境变化对地下碳库和通量的影响是中性或正面的, 生物扰动对植物生物量和 SOC 有负面影响, 但是对 MBC,DOC 和 Rs 更大的积极作用 生物扰动可能对地下 Ç 过程的影响比其它的环境变化较强, 并且碳库和碳通量对生物扰动的敏感反应减少长期地下固碳 但是需要进行更多的研究工作以减少在定量生物干扰和提高效果的不确定性预测, 以及碳循环和气候之间的反馈 21

30 蒙古黄芪次生代谢产物合成相关基因分析 南蓬 蒙古黄芪是中国重要的传统中药, 其主要的药用成分为异黄酮类和三萜皂苷类化合物, 具有抗心肌缺血 抗氧化 抗突变 抗肿瘤 抗衰老以及在治疗心血管疾病等作用 但是, 目前对其主要的药用成分在植物体内的合成途径了解的并不清楚, 特别是三萜皂苷的代谢合成途径 近年来, 随着转录组高通量测序技术的发展, 一些重要的中药的转录组已经完成, 很好地揭示了这些有效成分的代谢途径 为此, 我们对蒙古黄芪的不同组织进行了转录组测序, 共获得了 18.6 万多个转录本数据, 其中 12.9 万多个基因被注释 ; 鉴定了 8 千多个转录因子, 主要是 bhlh,myb,c3h 和 WRKY 等转录因子家族 分析了参与蒙古黄芪次生代谢产物的合成途径, 尤其是异黄酮及三萜皂苷生物代谢的相关基因 发现大部分参与异黄酮代谢的基因在叶片中表达较低, 在茎中表达最高 ; 还发现三萜代谢 MVA 和 non-mva 途径的基因在不同组织间表达水平有明显差异, 佐证了 IPP 和 DMAPP 在蒙古黄芪的不同组织中经由两条平行但是区室化分隔的途径合成 我们克隆了蒙古黄芪三萜皂苷合成途径的一个关键酶 : 环阿屯醇合酶 (AmCAS, 属于氧鲨烯环化酶家族 ), 通过与 AmCAS 做进一步的共表达分析, 找到了可能参与三萜皂苷下游合成的 CYP450 及糖基转移酶 同时, 我们比较了蒙古黄芪与蒺藜苜蓿和拟南芥 CYP450 家族分布的异同, 并描述了蒙古黄芪 CYP450 家族的多样性和系统发生关系 通过完成蒙古黄芪三个组织的转录组分析, 探讨了次生代谢产物的代谢调控, 尤其是主要有效活性分子的代谢途径 分析结果显示了根茎叶三个组织对生物活性物质具有同等重要的作用 我们的研究为蒙古黄芪的药用研究和质量控制提供理论基础 22

31 发表论文 1. Bridge, E.S., et al., Bird migration and avian influenza: A comparison of hydrogen stable isotopes and satellite tracking methods. Ecological Indicators, : p Chen, H.K. and Y. Zhong, Microsatellite markers for Lycium ruthenicum (Solananeae). Molecular Biology Reports, (9): p Chen, J., et al., The optimization of running time for a maximum common substructure-based algorithm and its application in drug design. Computational Biology and Chemistry, : p Choi, C.Y., et al., The habitat use and home range analysis of Dunlin (Calidris alpina) in Chongming Dongtan, China and their conservation implications. Wetlands, (2): p Chu, T.J., et al., Variability of polychaete secondary production in intertidal creek networks along a stream-order gradient. Plos One, (5): p. e Dai, L., et al., A comparative study of competitiveness between different genotypes of weedy rice (Oryza sativa) and cultivated rice. Pest Management Science, (1): p Dan, Z.W., et al., Balance between a higher degree of heterosis and increased reproductive isolation: A strategic design for breeding inter-subspecific hybrid rice. Plos One, (3): p. e Dong, J.W., et al., A 50-m forest cover map in Southeast Asia from ALOS/PALSAR and its application on forest fragmentation assessment. Plos One, (1): p. e Gao, X., et al., Spatial heterogeneity of stream environmental conditions and macroinvertebrates community in an agriculture dominated watershed and management implications for a large river (the Liao River, China) basin. Environmental Monitoring and Assessment, (4): p Gao, Y., et al., The substantial influences of non-resource conditions on recovery of plants: A case study of clipped Spartina alterniflora asphyxiated by submergence. Ecological Engineering, : p He, H.L., et al., Large-scale estimation and uncertainty analysis of gross primary production in Tibetan alpine grasslands. Journal of Geophysical Research-Biogeosciences, (3): p He, Q., et al., Economic development and coastal ecosystem change in China. Scientific Reports, (5995): p. DOI: /srep

32 13. Hu, F.Q., et al., Contrasts between whole-plant and local nutrient levels determine root growth and death in Ailanthus altissima (Simaroubaceae). American Journal of Botany, (5): p Hu, Z.H., et al., Effects of harvest residue management on soil carbon and nitrogen processes in a Chinese fir plantation. Forest Ecology and Management, : p Huang, D.N., et al., Characterization and high cross-species transferability of microsatellite markers from the floral transcriptome of Aspidistra saxicola (Asparagaceae). Molecular Ecology Resources, (3): p Jiang, L., X.N. Li, and D.K. Niu, Higher frequency of intron loss from the promoter proximally paused genes of Drosophila melanogaster evidence consistent with delays in intron splicing as a selective force. Fly, (2): p Ju, R.T., et al., Physiological responses of Corythucha ciliata adults to high temperatures under laboratory and field conditions. Journal of Thermal Biology, : p Ju, R.T., et al., Anaerobic respiration and antioxidant responses of Corythucha ciliata (Say) adults to heat-induced oxidative stress under laboratory and field conditions. Cell Stress & Chaperones, (2): p Li, D.L., et al., Female tidal mudflat crabs represent a critical food resource for migratory Redcrowned Cranes in the Yellow River Delta, China. Bird Conservation International, (4): p Li, H., et al., Indirect effects of non-native Spartina alterniflora and its fungal pathogen (Fusarium palustre) on native saltmarsh plants in China. Journal of Ecology, (5): p Li, J.Q., et al., Extra-pair paternity in two sympatric Aegithalos tits: Patterns and implications. Journal of Ornithology, (1): p Li, J.Q., et al., Do Parents and helpers discriminate between related and unrelated nestlings in the cooperative breeding Silver-Throated Tit? Ethology, (2): p Li, M., et al., Consequences of afforestation for soil nitrogen dynamics in central China. Agriculture Ecosystems & Environment, : p Liao, W.J. and L.D. Harder, Consequences of multiple inflorescences and clonality for pollinator behavior and plant mating. The American Naturalist, (5): p Lin, K., et al., Single nucleus genome sequencing reveals high similarity among nuclei of an endomycorrhizal fungus. Plos Genetics, (1): p. e Liu, C., et al., Effects of straw carbon input on carbon dynamics in agricultural soils: A metaanalysis. Global Change Biology, (5): p

33 27. Liu, Y.J., et al., Vomeronasal organ lesion disrupts social odor recognition, behaviors and fitness in golden hamsters. Integrative Zoology, (3): p Lu, B.R. and N. Ellstrand, World food security and the tribe Triticeae (Poaceae): Genetic resources of cultivated, wild, and weedy taxa for crop improvement. Journal of Systematics and Evolution, (6): p Lu, B.R., et al., Scientific data published by a peer-reviewed journal should be properly interpreted: A reply to the letter by Gressel et al. (2014). New Phytologist, (2): p Lu, B.R., et al., Using a single transgenic event to infer fitness effects in crop-weed hybrids: A reply to the Letter by Grunewald & Bury (2014). New Phytologist, (2): p Ma, Z.J., et al., Effects of invasive cordgrass on presence of marsh grassbird in an area where it is not native. Conservation Biology, (1): p Ma, Z.J., et al., Rethinking China s new great wall. Science, (6212): p Peng, Z.C. and S.R. Zhou, Community assembly rules affect the diversity of expanding communities. Ecology and evolution, (21): p Ratnasekera, D., et al., High level of variation among Sri Lankan weedy rice populations, as estimated by morphological characterization. Weed Biology and Management, : p Shao, J.J., et al., Partitioning climatic and biotic effects on interannual variability of ecosystem carbon exchange in three ccosystems. Ecosystems, (7): p Sheng, Q., et al., Greenhouse gas emissions following an invasive plant eradication program. Ecological Engineering, : p Steiner, J.L., et al., Knowledge and tools to enhance resilience of beef grazing systems for sustainable animal protein production. Annals of the New York Academy of Sciences, (1): p Tang, L., et al., Spartina alterniflora with high tolerance to salt stress changes vegetation pattern by outcompeting native species. Ecosphere, (9): p Tang, W., et al., RNAi directed downregulation of betaine aldehyde dehydrogenase 1 (OsBADH1) results in decreased stress tolerance and increased oxidative markers without affecting glycine betaine biosynthesis in rice (Oryza sativa). Plant molecular biology, : p Wagle, P., et al., Sensitivity of vegetation indices and gross primary production of tallgrass prairie to severe drought. Remote Sensing of Environment, : p

34 41. Wan, N.F., et al., Ecological engineering of ground cover vegetation enhances the diversity and stability of peach orchard canopy arthropod communities. Ecological Engineering, : p Wan, N.F., et al., Ecological engineering of ground cover vegetation promotes biocontrol services in peach orchards. Ecological Engineering, : p Wan, N.F., J.X. Jiang, and B. Li, Modeling ecological two-sidedness for complex ecosystems. Ecological Modelling, : p Wang, R.R.C. and B.R. Lu, Biosystematics and evolutionary relationships of perennial Triticeae species revealed by genomic analyses. Journal of Systematics and Evolution, (6): p Wang, S.K., et al., Incorporation of exotic Spartina alterniflora into diet of deposit-feeding snails in the Yangtze River Estuary Salt Marsh: Stable isotope and fatty acid analyses. Ecosystems, (4): p Wang, W., et al., A novel 5-enolpyruvoylshikimate-3-phosphate (EPSP) synthase transgene for glyphosate resistance stimulates growth and fecundity in weedy rice (Oryza sativa) without herbicide. New Phytologist, (2): p Wang, Y., et al., Genetic diversity and natural selection of three blood-stage 6-Cys proteins in Plasmodium vivax populations from the China-Myanmar endemic border. Infection, Genetics and Evolution, : p Xia, C.W., et al., Dawn singing intensity of the male brownish-flanked bush warbler: Effects of territorial insertions and number of neighbors. Ethology, (4): p Xia, H., et al., Genetic differentiation revealed by selective loci of drought-responding EST- SSRS between upland and lowland rice in China.. Plos One, (10): p. e Xia, R. and C.Z. Fu, Complete mitochondrial genome of Southern Smiler, Opistognathus jacksoniensis (Perciformes: Opistognathidae). Mitochondrial DNA, (1): p Xiao, M.Q., et al., Litterbag decomposition of residues from Bacillus thuringiensis (Bt) rice hybrids and the parental lines under multiple field conditions. Journal of Soils and Sediments, (10): p Xie, X., et al., Dependence of coastal wetland ecosystem respiration on temperature and tides: A temporal perspective. Biogeosciences, (3): p Xu, L., et al., Microrefugia and shifts of Hippophae tibetana (Elaeagnaceae) on the north side of Mt. Qomolangma (Mt. Everest) during the last years. Plos One, (5): p. e Xu, W., et al., Complete mitochondrial genome of Phoxinus tumensis (Cypriniformes: Cyprinidae). Mitochondrial DNA, (5): p

35 55. Xu, W., et al., Complete mitochondrial genome of Rhynchocypris cf. lagowskii (Cypriniformes: Cyprinidae). Mitochondrial DNA, (5): p Xu, W., et al., Phylogeographical analysis of a cold-temperate freshwater fish, the Amur Sleeper (Perccottus glenii) in the Amur and Liaohe River Basins of Northeast Asia. Zoological Science, (10): p Xu, X., et al., Consistent proportional increments in responses of belowground net primary productivity to long-term warming and clipping at various soil depths in a tallgrass prairie. Oecologia, (3): p Yan, L.M., et al., Rain use efficiency as affected by climate warming and biofuel harvest: Results from a 12-year field experiment. Global Change Biology Bioenergy, (5): p Yan, Y., et al., Sources of variation in simulated ecosystem carbon storage capacity from the 5th Climate Model Intercomparison Project (CMIP5). Tellus Series B-Chemical and Physical Meteorology, (22568): p. DOI: /tellusb.v Yang, C., et al., Segregation distortion affected by transgenes in early generations of rice cropweed hybrid progeny: Implications for assessing potential evolutionary impacts from transgene flow into wild relatives. Journal of Systematics and Evolution, (4): p Yang, C.C., et al., Intensive nest predation by crabs produces source-sink dynamics in hosts and parasites. Journal of Ornithology, (1): p Yin, M.B., et al., Hybridizing Daphnia communities from ten neighbouring lakes: Spatiotemporal dynamics, local processes, gene flow and invasiveness. Bmc Evolutionary Biology, (80). 63. Yu, J.D., et al., The Accumulation of glycine betaine is dependent on choline monooxygenase (OsCMO), not on phosphoethanolamine N-methyltransferase (OsPEAMT1), in rice (Oryza sativa L. ssp japonica). Plant Molecular Biology Reporter, (4): p Zhang, L. and F. Yin, Wildlife consumption and conservation awareness in China: A long way to go. Biodiversity and Conservation, (9): p Zhang, Q.G., Exposure to phages has little impact on the evolution of bacterial antibiotic resistance on drug concentration gradients. Evolutionary Applications, (3): p Zhang, S.L., et al., Genetic differentiation of Asian weedy rice revealed with InDel markers.. Crop Science, (6): p Zhou, L.Y., et al., Different responses of soil respiration and its components to nitrogen addition among biomes: A meta-analysis. Global Change Biology, (7): p

36 序号 生物多样性与生态工程教育部重点实验室 2014 年年报 科研项目 (2014 年度执行 获批准项目 ) 项目编号项目名称项目类别 CB 植物群落物种组成对气候变化的响应 ZX 计划子课题子课题 总经费 ( 万元 ) 项目负责人 开始时间 结束时间 葛学军 转基因植物环境生物安全性关键技术国家科技重大专项 卢宝荣 转基因渐渗对水稻野生近缘种的进化和生态影响机制研究 国家自然科学基金重点项目 卢宝荣 绿背姬鸣声和羽饰延迟成熟及其适应性研究国家自然科学基金 张雁云 红腹锦鸡和白腹锦鸡的物种分化及生殖隔离机制研究基于群落构建机制研究生物多样性与疾病之间的关系马口鱼类的分类 系统发育关系与生物地理研究大熊猫嗅味标记的功能 配偶选择与 MHC 变异的关系基于系统发育基因组学方法探讨肉苁蓉属植物水平基因转移同域分布的辽东栎和蒙古栎的强化选择与合子后繁殖隔离机制研究地上和根系凋落物对盐沼湿地土壤有机碳累积的影响及机制共生细菌与松材线虫协同解毒寄主防御性化合物的机制研究 国家自然科学基金 董路 国家自然科学基金 周淑荣 国家自然科学基金 傅萃长 国家自然科学基金 刘定震 国家自然科学基金 王玉国 国家自然科学基金 廖万金 国家自然科学基金 周旭辉 国家自然科学基金 成新跃 基因组大小与内含子进化的比较研究国家自然科学基金 牛登科 外来植物互花米草的地上和地下碳输入对土壤食物网的影响 国家自然科学基金 吴纪华

37 结合群落系统发育 功能性状的 α 和 β 多样性探索植物群落生态因子调控蒙古黄芪毛蕊异黄酮及其糖苷合成积累的分子机制 FY 东北温带针阔混交林区生物多样性调查 18 14DZ 堤内海三棱藨草种群重建与复壮技术研究与示范 国家自然科学基金 周淑荣 国家自然科学基金 南蓬 科技基础性工作专项 葛剑平 省部级项目 李博 DZ 滴水湖水系补水平衡下的水质生态控制研究省部级项目 吴纪华 无 滨海湿地保护管理战略研究 ( 东亚 - 澳大利亚迁徙路线上候鸟关键栖息地保护研究 ) 省部级项目 张正旺 B-02 全球大象保护和中国象牙贸易问题政策研究省部级项目 张立 无 DKA21403-JK 人类活动对南极野生鸟类的影响分析及保护管理办法研究教学标本子平台运行服务项目 - 复旦大学教学标本数据更新 KJJCB18 真核生物编码蛋白质基因内部结构进化 25 无 滨海湿地保护管理战略研究 ( 东亚 - 澳大利亚迁徙路线上候鸟关键栖息地保护研究 26 无 上海自然博物馆 ( 上海科技馆分馆 ) 展示工 程图文系统文字撰写 27 无 胶州少海新城景观湖蓝藻水华生态治理深化 研究 28 无 巨人集团松江园区景观水体生态系统重建与 优化技术 29 无 省部级项目 张正旺 省部级项目 9.35 钟扬 北京师范大学自主科研基金项目 牛登科 美国保尔森基金会 张正旺 上海科技馆 钟扬 胶州市少海发展管理处上海巨人友缘生物科技有限公司 吴纪华屈云芳吴纪华屈云芳 北京市第二次陆生野生动物资源同步调查北京园林绿化局 张正旺 无 利用生态方法缓解高层建筑群内高楼风的影 响 31 无 北京科技协作中心 牟溥 喜旱莲子草 microrna 分析上海辰山植物园 杨继

38 32 无 濒危物种公众宣传教育项目菲兰德基金会项目 张立 无 黄海生态区沿岸重要滨海湿地鸻鹬类的监测 34 无 南麂列岛国家海洋自然保护区潮间带生物群 落结构分析 35 无 世界自然基金会项目中国环境科学研究院 张正旺 韩洁 北京首都机场鸟撞样品的鉴定北京首都机场专项 5.00 张正旺 无 辽河口沉积物化学要素分析 中国环境科学研究院 4.20 韩洁

39 获 奖 编号名称类别等级授奖单位获奖时间完成人 以厚基础与强能力培养为核心的 生物学基础课程建设与实践 无 互花米草入侵长江河口盐沼湿地的机制与生态系统影响 生物学野外实习教学资源共享平台建设实践 国家级教学成果奖 2 教育部 高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖 2 教育部 省市级教学成果奖 1 教育部 郑光美葛剑平王英典向本琼桑建丽李博廖成章马志军赵斌吴纪华陈家宽等许崇仁张雁云邵晓明张志祥刘全儒 著作与译著 著作名称 Invasive Species and Climate Change ( 章节 ) 气候变化生物学 作者 总字数 ( 千字 ) 撰写字数 ( 千字 ) 出版单位书号 IBSN 出版日期 李博 10 CABI 赵斌明泓博 530 高等教育出版社 授权专利 名称编号类别完成人情况完成人国家类型 一种模块化实验动物饲养装置一种模块化实验动物饲养装置 ( 改进 ) ZL 发明专利陈波见牛翠娟陈波见牛翠娟中国授权 ZL x 实用新型专利陈波见牛翠娟陈波见牛翠娟中国授权 31

40 队伍建设 实验室固定人员 58 人, 其中正高 30 人, 副高 15 人, 中级职称 9 人, 科研助理 4 人,47 人具博士学位 每年尚有数十名国内外学者到我实验室进行学术交流或者长期的学术合作 实验室学术带头人均为在各研究领域具一定影响力的专家, 实验室学术带头人还担任了一些重要学术组织的主席或理事及一些具有影响力的专业期刊的副主编及编委 1. 人才情况 姓名 荣誉称号 获得年份 孙儒泳 院士 郑光美 院士 张大勇 长江学者特聘教授 卢宝荣 国家杰青基金获得者 钟扬 国家杰青基金获得者 葛剑平 教育部跨世纪人才 吴纪华 教育部新世纪人才 宋志平 教育部新世纪人才 邓文洪 教育部新世纪人才 周淑荣 教育部新世纪人才 赵斌 教育部新世纪人才 牛登科 教育部新世纪人才 傅萃长 教育部新世纪人才 肖向明 千人计划 周旭辉 青年千人计划 张全国 优秀青年基金中组部拔尖人才计划

41 2. 学术组织任职情况 序号姓名组织或机构中文名称担任职务任职开始任职结束 1 郑光美世界雉类协会主席 2007 终身 2 郑光美中国动物学会常务理事 李博 教育部自然保护与环境生态类专业教学指导委员会 副主任委员 李博中国生态学会理事 卢宝荣国家生物安全委员会委员 卢宝荣国务院学科评议组成员 马志军中国动物学会鸟类学分会常务理事 马志军上海市动物学会副理事长 牛翠娟北京市水产学会常务理事 10 牛翠娟两栖爬行动物学会理事 11 张正旺中国动物学会副理事长 张正旺 中华人民共和国濒危物种科学委员会 委员 张正旺教育部教学指导委员会委员 张雁云中国鸟类学会秘书长 张雁云 国际物种存活委员会雉类专家组 16 张立国际生物科学联合会 17 张立国际保护生物学会 委员 伦理委员会委员中国执委会委员 中国委员会秘书长

42 3. 学术期刊任职情况 序号专家姓名期刊名称职务任职开始任职结束 1 李博 PLoS ONE 编委 李博 Ecological Research 副主编 李博 Journal of Evolution and Systmatics 副主编 李博 Ecological Processes 编委 卢宝荣 AoB PLANTS 编委 马志军 Bird Conservation International Associate editor 马志军 Ecological Research 编委 马志军 Stilt 编委 张大勇 Acta Oecologica 编委 张立 Conservation Biology 编委 赵斌 Wetlands 副主编 周淑荣 Journal of Ecology 13 周旭辉 Scientific Reports 14 周旭辉 Plos One Associate editor Academic editor Academic editor 郑光美 Avian Research 主编 李博植物生态学报副主编 李博植物多样性副主编 李博生态学报编委 李博杂草科学副主编 李博生物安全学报编委 卢宝荣科学通报编委 马志军 Avian Research 编委 马志军动物学杂志编委

43 24 牟溥 植物生态学报 编委 25 牟溥 Journal of Forest Research 编委 26 牛翠娟 中国海洋大学学报 ( 英文版 ) 编委 吴纪华 生物多样性 编委 吴纪华 土壤 编委 张大勇 植物生态学报 编委 30 张大勇 生物多样性 编委 31 张大勇 Journal of Plant Ecology 编委 张立 兽类学报 编委 张全国 生物多样性 编委 张雁云 生物学通报 编委 张正旺 Avian Research 编委 张正旺 野生动物学报 副主编 张正旺 生态学报 编委 张正旺 动物学杂志 编委 张正旺 湿地科学 编委 周淑荣植物生态学报编委

44 学术交流与合作 ( 一 ) 学术交流 实验室常年派出本室人员及学生往国内外高校及研究机构进行学术交流, 并受邀参加国内外各类学术会议并作大会报告 ; 同时接待来自国内外高校和研究机构的多位科研人员与学生来实验室举行讲座 授课或参与科研合作 此外, 每年暑期举办为期两周的生态学讲习班, 邀请国内外著名专家来实验室进行讲课和学术交流, 并与这些世界一流科学家建立了长期友好合作关系 1. 国内外受邀参加会议情况 大会特邀报告名称会议名称会议地址会议时间报告人 A global synthesis of belowground C responses to biotic disturbance ESA Annual meeting Sacramento, California, USA 周旭辉 Abundance and Occupancy of Leopard and their prey in Wangqing Leopard Reserve, China 第 102 届美国生态学年会 美国加州萨卡拉门托 Li Zhang, Yanchao Cheng, limin Feng, Tianming Wang, Pu Mou, and Jianping Ge. Assessing genetically engineered insect-resistant rice in china_potential environmental impacts from transgene flow 13 ISBGMO 南非开普敦 卢宝荣 Conservation of the migratory birds in the BohaiBay, Yellow Sea, China 中美滨海湿地保护战略研讨会 美国旧金山 张正旺 Decomposition of fine and coarse roots-a case study of Liquidambar formosana 第 102 届美国生态学年会 美国加州萨卡拉门托 李硕, 牟溥 Interactive effects of global change factors on soil respiration and its components EGU Annual meeting Vienna, Austria 周旭辉 36

45 Local response and systemic regulation in plant roots 第 102 届美国生态学年会 美国加州萨卡拉门托 任嘉斌, 牟溥 Reproductive characteristics and sexual dimorphism of Vallisneria species in China THE 2ND INTERNATIONAL SYMPOSIUM OF AQUATIC PLANT BIOLOGY Wuhan, China 宋志平 Studies of aquatic biodiversity and food webs in Chinese saltmarshes Fudan-Macquarie- Hamburg 联合研讨会 德国汉堡 吴纪华 Tracking the Amur tiger of China-Russia borderlands 第 102 届美国生态学年会 美国加州萨卡拉门托 Wenhong Xiao, Limin Feng, Xiaodan Zhao, Pu Mou, Tianming Wang and Jianping Ge What determine fine root death in soil patches? 第 102 届美国生态学年会 美国加州萨卡拉门托 杨艳, 牟溥 Why the parents of hair-crested drongo dismantle their nest after the young fledged: a test of the nest competition hypothesis 26th International Ornithological Congress 日本东京 张正旺张雁云邓文洪董路夏灿玮刘博野陈德吕磊阙品甲 无 IUCN Crane Specialist Group Meeting Walsrode, Germany 张正旺 无 2014 崇明生态岛国际论坛 上海 吴纪华担任分论坛主持 Local adaptation enhancing population divergence in Oryza rufipogon( 会议论文 ) THE 3ND INTERNATIONAL SYMPOSIUM OF AQUATIC PLANT BIOLOGY Wuhan, China 赵耀周雯宋志平 Migratory shorebirds in the Yellow Sea: status, threats, and conservation( 会议论文 ) 第 24 届国际鸟类学大会 日本东京 马志军 渤海湾环颈鸻孵化成功率及其影响因素 ( 分会报告 ) 中国动物学会第 17 次会员代表大会暨学术研讨会 广州 阙品甲张正旺 37

46 大数据时代的生态系统观测 中国湿地生态系统观测研究野外站联盟 2014 年度学术研讨会 武汉 赵斌 鸻鹬类在黄渤海滨海湿地的迁徙停歇生态学研究 第十届全国野生动物生态及资源保护研讨会 广西桂林 马志军 抗除草剂转基因水稻与杂草稻控制 长三角植物学会中国南京 卢宝荣 生态学大数据与公民科学 第十一届全国生物多样性保护与持续利用研讨会 沈阳 赵斌 蓍草属植物异源多倍体物种的形成和演化 2014 全国系统与进化植物学研讨会 杭州 郭延平 围填海对滨海湿地生物多样性和生态系统完整性的影响 第十一届全国生物多样性保护与持续利用研讨会 沈阳 赵斌 长江河口湿地生态系统野外站建设 走向联合的中国通量观测研究 北京 赵斌 植物入侵对生物多样性的影响 第四届全国生物入侵大会 南宁 李博 中国东北虎 (Panthera tigris altaica) 种群现状与保护状态 第十届全国野生动物生态与资源保护学术研讨会 广西桂林 肖文宏冯利民赵小丹王天明葛剑平 中国东北虎种群调查 - 实验设计与研究进展 首届野生动物多样性红外相机监测培训研讨会 北京 王天明 38

47 2. 承办学术会议情况 会议名称会议类型主办单位名称承办单位名称主席会议日期人数 2014 年北京生态学会年会地区性北京生态学会北京师范大学马克平 中国青年鸟类学家研讨会暨第十届翠鸟论坛 地区性 北京师范大学中国鸟类学会 北京师范大学生命科学学院 中国海岸带湿地高峰论坛全国性复旦大学复旦大学等李博 张雁云 邀请国内外学者情况 姓名国籍职称单位专业工作内容在华时间 Anders Møller 丹麦教授法国巴黎第十一大学鸟类学讲座 培训 Andy Johnston 英国教授 UEA 微生物生态学 Jacob Weiner 美国教授丹麦哥本哈根大学生态学 Jacqui Shykoff 学术交流 讲学合作研究 加拿大教授法国巴黎第十一大学生态学讲座 培训 James Fraser 美国教授 Virginia Tech 鸟类学鸟类的栖息地生态 John Huelsenbeck Lorne M Wolfe Masami Hasegawa 美教授加利佛尼亚大学授课 :MrBayes 项目 美国教授 SGU 生态学 日 教授 原东京大学生物科学教授, 原复旦大学生命科学学院教授 Rowan Barrett 加拿大教授 McGill 大学 Spencer Barrett 加拿大教授多伦多大学 Victoria Sork 美国教授加州大学洛杉矶分校 Xiaoqiang Wang 曹则贤 陈润生 美国 中国 中国 副教授 研究员研究员 顾红雅中国教授 洪志铭 李寿先 中国台湾 中国台湾 博士 教授 University of North Texas 中国科学院物理所 中科院生物物理研究所北京大学生命科学学院 台湾师范大学 台湾师范大学 生态学 进化生态学进化生态学景观遗传学 结构生物学 互花米草生态学 授课 : 生物多样性的深层次理解与探讨 讲学及合作交流 讲学及合作交流 讲学及合作交流 指导酶蛋白的功能研究 授课 : 生物多样性的深层次理解与探讨 遗传学讲学 2014 生物进化 进化生态学 进化生态学 讲学 2014 讲学及合作交流 讲学及合作交流

48 林幸助 潘海韵 孙万儒 中国台湾 中国 中国 教授台湾中兴大学生态学合作研究 助理研究员研究员 Samuel Roberts Noble Foundation 中国科学院微生物研究所 杨子恒英国教授英国伦敦大学 结构生物学 微生物学进化生物学 帮助进行酶蛋白的表达纯化及功能研究 讲学 2014 授课 :PAML 软件 赵士洞中国教授中科院地理所生态学讲学

49 开放课题及自主创新课题 序号课题名称负责人经费 ( 万元 ) 执行期单位 蚯蚓堆制处理秸秆过程中微生物群落结构研究同域分布巴蜗牛 (Bradybaenidae) 的系统学研究 落叶松属红杉组物种的遗传变异和谱系地理 大杜鹃遗传婚配制度与繁殖领域的空间利用模式研究 陈玉香 吉林大学 吴岷 南京大学 魏晓新 中国科学院植物研究所 李东来 辽宁大学 41

50 实验室运行管理 2014 年度, 两个分室定期进行工作交流, 完成了实验室的科研统计 年度总结报告以及下一年度的发展计划 ; 对历年积累的科研成果和发展情况进行了整理归纳, 进行了实验室网站的建设 近年来, 依托单位也加大了对实验室建设的支持, 确实有效地保障了实验室独立建制, 对实验室对外交流也增加了资助力度, 并且通过校区改建, 给予了相对集中的实验室用房和财务自主权 重点实验室 2014 年拥有 30 万元以上的设备 20 台件 包括稳定同位素比质谱仪 痕量天然气分析仪 便携式光合荧光测量系统 微呼吸系统 开放式甲烷分析仪 荧光定量 PCR 仪 有机碳分析仪 全自动遗传分析系统 全自动移液工作站 氨基酸分析仪 离子色谱连续流动分析仪和高效液相色谱仪等, 以及 2014 年新添置的 3 台 PGC20 植物生长箱 为了便于管理及方便科研, 本实验室根据仪器设备功能将现有仪器设备组建为分子生态学平台 生理生态学平台 野外观测仪器平台 濒危雉类研究中心等功能实验平台, 给每个平台配备了专门的实验技术人员对仪器设备进行运行和管理维护, 制订了一系列仪器使用注意事项, 定期对使用仪器的教师及研究生进行仪器操作培训和安全防火宣传教育, 组织专家对新购置的仪器设备进行验收, 确保仪器使用情况良好, 目前设备完好率基本为 100%, 主要仪器设备的使用率达到 90% 以上, 其中部分仪器的利用率几乎达到 100% 在现有基础上, 逐年完善 实验室管理条例 实验室安全防火 实验室技术人员守则 以及 各种大型仪器使用操作规范 等一系列规章制度, 进一步规范了实验室管理 本年度复旦分室在搬迁至新江湾校区之后, 实验室空间得到了扩增, 调试安装了部分大型仪器, 规范了公共实验室的功能与管理, 提高了实验室公共仪器室为校内外服务的能力 2014 年北师大分室运行经费要来自学校拨付给实验室的专项经费 40 万元,985 工程建设专项经费 140 万元 ; 复旦分室得到复旦大学拨款 50 万, 支持 6 名海外访问学者与实验室进行合作研究 ; 以及 985 三期 高水平学术中心 建设经费拨款 50 万元, 作为实验室运行经费, 主要用于新江湾校区搬迁之后的设施设备购置建设以及各项会议的支出 42