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保护生物学研究(合集7篇)

时间:2024-03-07 14:50:09
保护生物学研究

保护生物学研究第1篇

关键词:黑鹳(Ciconia nigra);繁殖生物学;研究进展;存在问题;保护

中图分类号:Q958 文献标识码:A 文章编号:0439-8114(2013)13-3086-03

黑鹳(Ciconia nigra)属鹳形目(Ciconiiformes)鹳科(Ciconiidae)鹳属(Ciconia)[1],为中型鹳。上体、翅、尾及胸上部呈黑色,在不同角度的光线下,可泛出紫铜和蓝绿色光辉,尤以头、颈部的黑色毛表现更为明显[2]。目前国内外对黑鹳的研究主要集中在繁殖生态、人工饲养、食性分析、迁徙行为及越冬生态学等方面。这些研究极大地丰富了我们对黑鹳野外行为生态学的认识和理解。黑鹳作为珍稀鸟类,对其生态学、生物学特性等进行研究,对保护、拯救这一稀世珍宝显得尤为重要。

笔者依据近年来对黑鹳的生态学、生物学特性野外实地观察研究的成果并结合相关文献,对其分布、习性、栖息地、食性、繁殖、发育等方面进行了综述,并对其保护工作中存在的问题进行了分析,提出了相关建议,旨在唤醒人类保护生态环境的意识。

1 种群分布

黑鹳为单型种,无亚种分化,分布广泛,在欧亚大陆和非洲均有分布。欧洲很多地区是黑鹳的繁殖地,其中在波兰、奥地利、匈牙利等都统计到了一定规模的繁殖种群(共计约600个繁殖对)。亚洲除中国外,在土耳其、印度、原苏联等地也有分布。黑鹳在朝鲜半岛及阿塞拜疆和远东地区是繁殖鸟,在日本是偶见鸟类。非洲繁殖种群集中在南非的德兰士瓦省。在中国除青藏高原以外,其分布几乎遍及全国各地。越冬时它们主要在长江流域及以南地区,繁殖时则多在东北、新疆及甘肃北部[2]。

尽管黑鹳分布广泛,但数量却极其稀少。从全国范围看,调查清楚的黑鹳种群大约只有1 000个左右[2]。近年来其种群数量正在急剧下降。朝鲜、德国、法国、希腊等国家已很难见到,瑞典、丹麦、比利时、荷兰、芬兰等国家也已经绝迹[3]。在中国,1999年6月报道仅存2 000只左右,2006年6月下降到700~1 000只[4]。即便在中国最大的水禽越冬地鄱阳湖,每年也仅能见到几十只,而在它的主要繁殖地山西,每50~100 km2才有1对[5]。黑鹳已被列入1998年版《中国濒危动物红皮书·鸟类》。

2 食性

黑鹳的捕食范围狭窄,按其嗜食与厌食的程度可将其食物划分为基本食物、次要食物、偶吃食物和被迫食物。黑鹳食谱中的基本食物是鱼类,占81.81%,以条鳅为主;其次为泥鳅,有鳞鱼类较少。次要食物为蛙类,占13.64%,但成鸟很少捕食,多为幼体和亚成体。偶吃食物在呕吐和剖检出的食物中很少出现。被迫食物是指由于缺少基本食物而被迫取食的食物,主要包括昆虫、藻类、草子等,很可能是野外条件下误食入的[6]。

3 行为

3.1 觅食

黑鹳对觅食生境要求严格,觅食水域需水质清澈见底,水深不超过40 cm且食物丰盛、冬季不结冰。觅食时,它们往往按照一些较为固定的路线活动,范围可以达到数公里远。黑鹳觅食时先在高空盘旋侦察,待确定取食地点便降落水边。发现目标不先直接捕抓,而是走走停停,潜行至猎物附近再对准目标,用长嘴猛插下去将其捕食。这种觅食习性决定了黑鹳只能大量取食那些游速缓慢、警觉性不高的鱼类。

3.2 群聚

在冬季寒冷的季节,黑鹳不再分巢而居,而是群聚到一起栖息越冬。在山西灵丘黑鹳自然保护区观察到一处石崖洞穴中最多有32只黑鹳在群聚越冬。早晨6:00出巢外出觅食,其中体健、飞行能力强的成鹳远行向周边地区觅食,而体弱的老成鹳和年幼鹳则在本区域内觅食,到了傍晚集体归巢群聚夜栖。从出巢和归巢方向来看,黑鹳早晨飞出和傍晚飞回的方向较为规律,早晨均从栖息地向西北和东北方向飞去,傍晚原方向返回[7]。

4 栖息地

鸟类对栖息地的选择是多层次的各种生态因子综合作用的结果,生存条件的优劣直接影响着该物种的数量分布[8]。刘焕金等[9]综合分析山西省黑鹳十大繁殖区的自然环境特征,认为陡峭的山体、清浅的水域、较少的人为干扰是黑鹳营巢、觅食和繁殖顺利进行的最基本条件。黑鹳是典型的湿地鸟类。其栖息环境分繁殖期栖息环境和非繁殖期栖息环境两种类型。在繁殖期栖息地的选择上各地略有不同。在非洲南部繁殖的黑鹳,均在山地的悬崖峭壁上筑巢栖息;在欧洲繁殖的黑鹳则选择在沼泽森林或有水流、湖泊、池塘存在的山地森林地区栖息;在中国,繁殖期的黑鹳又多在山地峭壁及深沟土崖上栖居。非繁殖栖息地主要是指黑鹳迁徒季节的短暂停歇场所,这些环境包括黑鹳繁殖区内的山涧河流和平川区的河流、水域和湿地等,分布较为广泛。近年来生态旅游、乡村旅游的发展造成生态环境破坏,使黑鹳的生存环境进一步恶化。

5 迁徙

黑鹳是一种长距离迁徙的候鸟,繁殖于气候较冷的高纬度地区,秋季要迁徙到有良好生境条件且冬季不结冰的水域越冬。在欧洲繁殖的种群几乎全部迁到非洲越冬;在西古北区(古北区指动物区系中的欧洲和亚洲北部、非洲北部,而西古北区指西欧地区)和东欧繁殖的种群主要穿过博斯普鲁斯海峡沿地中海东端迁往非洲越冬;在西亚繁殖的种群主要迁往印度越冬,而在俄罗斯东部和中国繁殖的种群主要迁往长江以南地区越冬[10]。迁徙时常成一二十只的小群。位于中国北方地区太行山系灵丘黑鹳自然保护区内的黑鹳,不但在该地繁殖,而且在该地栖息越冬[7],在北京的怀柔、密云和房山等区县也观察到了黑鹳越冬[11]。

由于黑鹳数量稀少,又多营巢于人迹罕至的偏僻地带,很少有人将其详细的迁飞路线绘出。2002~2003年捷克科学院和捷克广播电台共同策划了利用卫星跟踪黑鹳的计划。在中国研究小组配合下,共同证实了中亚黑鹳经中国新疆艾比湖地区、叶尔羌河、帕米尔高原的塔什库尔干地区,后经红其拉甫出境,成功到达南伽峰地区这条迁徙通道的存在[12]。

6 繁殖

6.1 择巢

黑鹳生性机警,主要在人迹稀少、环境僻静、植被茂盛的地方选址筑巢。巢址大都隐蔽、背风、保暖、有充足的阳光照射。同时,由于黑鹳的食物选择比较单调,所以在选择巢址时,尽量也会选在觅食方便和食物较为充裕的地方[13]。分布在不同地区的黑鹳,在营巢习性上有所差异。在欧洲的黑鹳,常选择在树龄较老的高大树木上营巢,树种多为山毛榉;在非洲南部繁殖的黑鹳,均在山地的悬崖峭壁上营巢[2];中国近年来发现的黑鹳,多在山区悬崖峭壁的凹处石沿或浅洞处营巢(山西),或在绿洲湿地高大的胡杨树上营巢(新疆塔里木河中游)[10]。

6.2 营巢

黑鹳有沿用旧巢的习性,每年回到繁殖地时都会寻找旧居,并作修理即可。但如果巢区受到强烈干扰时也会放弃原巢,另选别处。产卵前5~10 d,雌雄鸟共同修筑巢穴。巢形一般呈浅碟状,巢材主要以干枯绣线菊、黄刺玫等的茎为主,但有时也用苔藓、羊毛及其他柔软碎屑,巢中多土。这样的筑巢活动一直延续到孵卵期,以后逐渐减少直至停止[13]。黑鹳筑巢不是一次筑成,所筑新巢都比较简单,巢窝较小,待来年用巢产卵时再重新添置巢材,进行修整扩大,每年反复修整,最大的巢穴直径可达1.2~1.5 m[14]。

6.3 产卵与孵卵

黑鹳每对亲鸟每年只繁殖1次,3月下旬巢基本筑好后开始产卵,每天产1枚,共产3~4枚。卵近椭圆形,长径61.88~68.00 mm,短径48.00~54.50 mm,重约60~70 g。雌鸟产完最后一枚卵后即开始孵卵,孵卵期33~34 d[13]。整个孵卵过程由雌雄亲鸟共同进行,以雌鹳为主。平均每个“繁殖对”繁殖成功的离巢出飞幼鸟数:奥地利为2.76只/窝(65窝),南非1.38只/窝(60窝),中国山西省是2.01只/窝(11窝)[2]。根据高武[11]对北京周边地区进行的调查,在繁殖期的14个巢中,也仅只有1巢在繁殖;另据调查该地区繁殖成鸟仅占成鸟数的27.6%,说明黑鹳在北京的繁殖力也很低。

6.4 育雏

黑鹳雏鸟出壳后,双亲共同育雏。雌亲鸟常留在巢内照看幼雏,而雄亲鸟则外出觅食,捕获的大量食物均先装在嗉囊里。回来时不立刻把食物送入巢中,而是先在离巢几米远的地方休息,观察动静,然后才回巢将嗉囊里的食物吐出饲喂幼雏。如有特殊情况,比如受到惊扰,也可暂不喂食。由于嗉囊中食物储量多,亲鸟捕食回巢一次,就可喂雏鸟一至几遍。亲鸟的喂食次数随雏鸟的生长而递减,而捕食量及喂食量则随雏鸟生长而递增。4个月龄的幼鸟即可长得跟成鸟近似,可随成鸟大范围觅食[13]。

7 存在的问题

7.1 黑鹳栖息地保护工作需进一步加强

目前,中国黑鹳的繁殖区大体上有东北、华北、新疆塔里木等地。《中华人民共和国野生动物保护法》的制定与施行,在避免黑鹳遭到人为伤害方面起到了一定的作用。对一个物种的保护,最重要的在于保护和恢复其栖息环境。许多珍稀濒危动物可以通过建立保护区得到保护,而黑鹳由于数量稀少、活动范围广、巢址分散等原因,至今未能在繁殖地实施切实有效的保护措施,加之多种不利因素制约,黑鹳的生活空间正逐步缩小,日趋严重的破碎化的栖息地使该物种已步入近交衰退的边缘,进而导致种群遗传多样性丧失,最终将危及其生存[2]。

7.2 社区共建与发展的矛盾突出

由于黑鹳分布区都是边远偏僻的山区,居住群众的产业结构单一,就业门路狭窄,对自然的依赖性很强,因此对黑鹳栖息地构成很大的威胁。虽然保护区非常重视社区能力建设,帮助社区脱贫,但是保护区毕竟能力所限,很难从根本上改变目前的社区现状,需要当地政府在财力、物力、技术等方面给予支持。同时,当黑鹳保护与当地经济发展、群众生产生活产生矛盾时,不能正确处理眼前利益与长远利益的关系,在一定程度上影响了黑鹳保护工作的正常开展。

7.3 投入不足,研究力量薄弱

黑鹳的保护与研究虽然取得了一定成绩,但是目前黑鹳研究的技术力量和资金的投入较少,基础设施和设备不健全,使黑鹳的繁殖生态学、保护生物学和疾病防治基础研究不够深入,限制了一些研究工作的及时开展,一定程度上制约了黑鹳保护与研究向新的深度与广度拓展的进程。

8 保护建议

黑鹳作为世界性珍稀濒危动物,对其生存威胁最大的是人类的经济活动。黑鹳形体较大,羽色亮丽,幼鸟生长期长,加之起飞迟缓,因而常遭猎枪射杀。近年来,随着水域面积的日益缩减,水源污染的日益加重,以鱼类为食的黑鹳极易通过食物链途径造成体内有害污染物质的积累中毒,为此提出以下保护建议:

1)加强黑鹳繁殖地、越冬地和迁徙栖息地水域环境的保护工作,监测水质污染状况,制定有效的管理方案,使之免受污染。对已污染的水域环境应逐步采取措施加以净化[15]。

2)加强宣传教育,使广大人民群众特别是处于自然保护区内群众提高有效保护的自觉性,形成爱鸟、护鸟的良好氛围,为濒危动物黑鹳的生存营造良好的自然生态环境。

3)加大依法管护力度,依法打击各种破坏自然环境行为,特别是对自然保护区内濒危珍稀动物繁殖栖息地的破坏行为要严厉打击。

4)建议有关部门通过投资为黑鹳繁殖栖息地建设小鱼塘、小水库等有效途径来补充黑鹳的食物来源。

5)政府应设立专项经费,采取有效措施进行黑鹳的保护与研究。同时建议在黑鹳繁育栖息地集中建立全国性的黑鹳繁育研究基地,相关专家学者应对其生存规律进行研究,以扩大其种群数量,确保濒危珍禽的繁衍、栖息。

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保护生物学研究第2篇

关键词:野生动物保护;大学生;教育效果

中图分类号:G641 文献标识码:A 文章编号:1002-4107(2014)02-0087-04

收稿日期:2013-06-03

作者简介:李倩(1986―),女,黑龙江绥化人,东北林业大学野生动物资源学院在读硕士研究生,主要从事野生动物可持续利用研究。

基金项目:2012年黑龙江省高等教育教学改革工程项目“大学生动物保护理念教育的研究与实践”

2002年,清华大学学生用硫酸“泼熊”事件,2005年复旦大学生“虐猫”事件,2011年北京大学生“虐杀小猫”事件以及菲律宾高校学生虐待动物入罪等一系列大学生虐待动物的事件引起了社会的广泛关注。为何高校虐待动物事件频发?从高校虐待动物事件反映出大学生生态德育教育的哪些问题?近年来社会热点关注的“活熊取胆”、“动物狩猎权拍卖”等关于动物保护与利用的争论,作为当代大学生是如何看待的?“没有买卖就没有杀害”等在主流媒体倡导的动物保护思想如何科学地理解?大学生是未来社会的中坚和领导力量,他们对动物保护的态度和行为将对动物保护行动乃至整个社会产生重要影响。

党的十报告提出,要“加强生态文明宣传教育,增强全民节约意识、环保意识、生态意识,形成合理消费的社会风尚,营造爱护生态环境的良好风气”。那么,在加强生态文明宣传教育方面,尤其在我国野生动物保护这个国内外最为关切的问题上,该如何做,才能形成科学的环保意识和科学的生态意识?大学生正处于人生观和自然观形成的关键阶段,那么,作为生态文明教育的重要组成部分,动物保护教育则是高校肩负的重要历史使命。

目前我国关于野生动物保护教育方面的研究主要有两方面:一方面是对动物园保护教育的研究,主要是关于游客利用园区说明牌、对动物的认知度和对观赏教育效果等方面的宣传教育[1-6];另一方面是对中小学生生物学知识普及和爱护生物的角度研究,而在大学教育中开展野生动物保护理念教育以及如何有针对性地开展野生动物保护理念教育的研究较少。本文有针对性地选取大学生这一群体,通过问卷调查的方式对比分析大学生野生动物保护理念教育效果并对其影响因素进行探寻,来探讨高校野生动物保护理念教育的必要性,为大学生树立科学的野生动物保护理念提供一定理论基础。

一、研究方法

本调研于2012年6月到10月根据野生动物保护理念教育讲座对东北林业大学在校本科生及研究生所做的问卷调查,来对比在同一样本条件下,讲座前后学生对若干相同问题的不同态度。讲座共有253名学生参加,有效问卷242份,占总人数的95.65%,其中男生115人,女生127人。问卷包括背景资料和主体问卷两部分,背景资料包括:性别、来自省市、年级、专业、是否素食、是否有、了解野生动物保护知识的途径等方面;主体问卷以野生动物保护与利用的积极和消极两个角度对利用野生动物及其制品、人工养殖野生动物[7]、养熊取胆的利弊[8] 、人与野生动物冲突[9-14]、狩猎[15-16]、执法查没的野生动物及其制品的利用[17]、野生动物保护与利用的态度等七个方面去陈述[18],最后加之学生对媒体舆论宣传态度的调查。其中将变量分类为消极因子、不能协调发展、积极因子、能协调发展和媒体舆论宣传这五类(见表1)。对每个陈述,学生可以选择五种可能中的一种:非常同意、比较同意、不知道、比较不同意、非常不同意,将非常同意到非常不同意分别赋值为5、4、3、2、1。消极因子、积极因子和媒体舆论宣传的值即为各自所包含项目的平均分。

表1 变量名称表

在样本分布特征分析中:用配对样本T检验,分析讲座前后效果的差异显著性;用相关分析,判断讲座前后的积极因子和消极因子分别对保护与利用能否协调发展的相关性。用非参数检验,分析基本信息对积极因子、消极因子、媒体舆论宣传等有无显著差异。用多重响应分析找出学生获得野生动物保护知识的主要途径。数据分析均由SPSS17.0统计软件和Excel软件完成。

二、研究结果分析

(一)保护教育讲座前后学生野生动物保护态度的变化

从表2可知:从消极角度陈述的各个变量得分讲座之后均低于讲座之前,即趋向于不赞成,其中利用、养殖、养熊取胆、冲突、狩猎这五项与讲座前相比有显著性差异(P=0.000

表2 保护教育讲座前后学生野生动物保护态度的变化(x ± s)

(二)影响学生野生动物保护态度的因素

调查结果显示:学生个人基本信息对其关于野生动物保护态度的影响分析发现,性别、专业、素食、宗教等四项在讲座前后对积极因子、消极因子和媒体舆论宣传均没有显著的影响。年级对积极因子(P=0.01,0.04

表3 不同基本信息的学生对各项目的多独立样本非参数检验结果

图1 不同年级的学生在讲座前后对媒体舆论宣传态度

在做积极和消极两种因子与野生动物保护与利用的相关性分析时发现:积极因子与积极的野生动物保护态度存在差异显著性(P

表4 两种因子对野生动物保护与利用态度的关系

(三)了解野生动物保护知识的主要途径

电视、网络和学校是学生获得野生动物保护知识最多的三个途径,电视的响应人数为202,所占的个案百分比为84.2%,响应百分比为27.1%;网络的响应人数为154,所占的个案百分比为64.2%,响应百分比为20.7%;学校的响应人数为121,所占的个案百分比为50.4%,响应百分比为16.2%(见图2)。

图2 学生了解野生动物保护知识的途径

三、大学生野生动物保护教育效果与影响因素分析

虽然近年来野生动物保护的宣传教育工作一直在进行,但随着社会背景的逐步变化,人们的保护观念却仍只停留在单纯的保护层面,只认识到了野生动物保护的重要意义,却缺少对野生动物保护的策略、方式、方法等方面的认知,导致了对野生动物合理利用的误解[19]。对大学生开展野生动物保护教育,普及野生动物保护观念,探索影响大学生保护观念的因素,对构建野生动物保护教育体系,提高学生们分析问题和解决问题的能力有很好的积极作用。基于当前野生动物保护实际情况,结合本次研究结果及相关资料,对大学生野生动物保护教育效果及其影响因素探讨如下。

调查结果显示,在问及是否关注野生动物保护时,有90.1%的学生的选择是肯定的,但综合积极和消极两个角度来看,学生对野生动物保护理念的理解和认识的均值多在3分(即“不知道”)上下浮动,说明虽然学生对野生动物保护有一腔热情的关注度,却对野生动物保护理念的本质和内容理解不够充分。在讲座之后得分都向着预期结果进行转变,说明经过教育学生对野生动物保护态度的认识有些许提高(见表1)。可见,对大学生进行野生动物保护理念教育是改变大学生对野生动物保护认识误区的前提条件。调查结果表明,利用野生动物、人工养殖野生动物、养熊取胆、人与野生动物冲突、狩猎、执法查没的野生动物及其制品的利用等6个因子变量与野生动物保护与利用能否协调发展有着密切的关系(见表4)。说明学生对这6个因子变量的态度直接影响了学生的野生动物保护与利用态度,而学生能辩证地看待野生动物保护与利用的关系正是野生动物保护理念教育重要内容之一。学生的年级和来自的地区是影响野生动物保护理念教育效果的主要因素(见表3),不同年级的学生对野生动物保护的态度有所不同,年级越高学生受舆论宣传的影响越小,来自不同地区的学生对舆论宣传的态度也有所不同,因此在开展野生动物保护教育的时候要对不同的人群做不同的调整以期达到最好的效果。

当今主流媒体正在对大学生的世界观和价值观产生潜移默化的影响,调查结果表明,大学生获取野生动物保护信息的主要途径是电视(84.2%)、网络(64.2%)和学校(50.4%)。当前保护野生动物的宣传在激发公众保护热情的同时,客观上形成并加强了舆论对野生动物的绝对保护思想,特别是一些民间环保组织借助发达的媒体进行的“将野生动物全部放归野外”、“尊重所有动物的生命”和“没有买卖就没有杀害”等片面引导,使得舆论对野生动物的绝对保护思想更趋于坚定。以“没有买卖就没有杀害”为例来分析,“没有买卖就没有杀害”作为引导国人更好地保护野生动物的公益广告语,其动人之处是从善良的愿望出发,通过拒绝消费野生动物及其制品,使动物免遭杀害。可是,经问卷调查显示,杜绝一切利用野生动物及产品能否实现这一问题,有26.7%的人群认为是可以实现,67%的人群认为不可以实现,6.3%的人群选择不知道,这就很明显地看出杜绝利用一切野生动物这一问题是不够现实的。如果姑且认为人们都拒绝消费,那么就能免除杀害吗?事实上动物界内部的杀戮是普遍存在的,否则,哪有生态平衡。其实我们可以把这句似是而非的广告词改写成“没有非法买卖,就没有非法野生动物的杀害”这样的公众教育宣传也就不会引起似是而非的误导了。舆论中反映的许多野生动物保护理念已经超脱于生态安全之外,背离生态文明建设的要求。我们对这些保护理念稍微作一番深入思考,便会发现,其中隐含的片面、孤立并可能制约生态安全等不科学问题。如果非科学、非理性的绝对保护理念一直占据上风,将会误导野生动物保护的方向,阻碍野生动物保护事业的科学化进程,是非常危险的。

因此,面对人与野生动物的问题上我们不能过于极端,应理性地去看待野生动物保护,消除以往对于野生动物保护与利用之间关系的认识误区,以科学的野生动物保护理念,推动野生动物保护工作的有效开展,使野生动物野外资源消耗得到有效控制,使野生动物的生态效益显著增强,使野生动物的维护生态平衡、保障生态安全的作用得以有效发挥。最终达到在加强野生动物资源保护、维护自然生态平衡的同时,兼顾人们物质与文化生活的需要,真正实现人与野生动物和谐共存的生态平衡状态。

四、加强大学生野生动物保护教育的建议

从研究结果可知,在东北林业大学如此小范围内所开展的野生动物保护理念教育,在讲座前后就出现了比较明显的差异,说明:1.大学生的野生动物保护态度仍具有可塑性,建议在高校开设野生动物保护理念教育课程。2.大学生本身所具备的野生动物保护态度不具备足够的科学性,即野生动物保护的科学性根基不稳不扎实,易受极端片面的宣传思想误导,建议在高校开展野生动物保护理念教育的同时,也应从学生接受教育的最初阶段,即中小学开展教育,打好野生动物保护的科学性根基。

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保护生物学研究第3篇

关键词:金头闭合龟;资源保护;人工繁殖

中图分类号 S937.3 文献标识码 A 文章编号 1007-7731(2016)24-0095-04

Research Present Situation on Biology and Resources Protation of the Cuora aurocapitata

Cheng Yunsheng1et al.

(1Fisheries Research Institute,Anhui Academy Agricultural Sciences,Hefei 230031,China)

Abstract:Cuora aurocapitata was an special rare turtle,which distributed only in the upper reaches of Qingyi river of the south Anhui province and was discovered and named in 1988. This species was the first-rank protected animals in Anhui province and was listed in appendixⅡof CITES in 2005.The bioresearch,resource investigation,habitat status and artificial propagation were introduced in this manuscript,and the research direction on the protection in the future was anticipated,which could provide the theoretical guidance for the sustainable development of Cuora aurocapitata.

Key words:Cuora aurocapitata;Resource conservation;Artificial propagation

金头闭壳龟(Cuora aurocapitata)是分布于我国皖南青弋江上游区域内的特有珍稀龟类。此龟不仅是良好的科研材料,还具有独特的观赏价值,自1988年被发现并命名以来[1],引起了国内外研究机构和个人爱好者的广泛关注[2-7]。但由于此龟性成熟周期长,繁殖率低下,加上人类经济活动的影响,导致其生存环境受到极大破坏,与此同时,主产地还存在着非法贸易行为,致其日趋走向濒危状态[8]。1992年安徽省将金头闭壳龟列为本省Ⅰ级保护动物,1997年的中国濒危动物红皮书将其评估为极危级[9]。国内外学者对该龟的生物学及保护性研究有近20年时间,但2010年以后相关的研究报道却日益见微。为此,本文从金头闭壳龟发现以来的近30年内,有关其系统学、养殖学、细胞遗传学、细胞生理学、生态环境学、保护生物学等方面的研究文献进行了综述,旨为进一步进行金头闭壳龟的研究提供参考借鉴,同时对保护物种恢复和可持续利用具有重要的参考意义。

1 生物学研究

1.1 新种发现 20世纪80年代末期,由罗碧涛、宗愉依据南陵获得的3号模式标本[1],从龟类形态分类学研究出发,认为该龟属于闭壳龟类新种,并命名为金头闭壳龟;从安徽铜山上新世的闭壳龟化石形态描述[10],新种与其比较极为接近,产地也相近,表明此龟为该区域内极古老的生物之一。按中国产龟鳖类分类研究划分[11],属爬行纲龟鳖目淡水龟科闭壳龟属,学名:Cuora aurocapitata。发现之初仅有聂刘旺[12]、唐鑫生[13]、邹寿昌[14]、赵尔宓[15]等少数高校学者与科研机构、上海陆伟[16]等个人爱好者收集了少量活体外进行驯养试验,而社会上并没有广泛关注。

1.2 人工养殖与繁殖学研究 20世纪90中期以后,金头闭壳龟开始引起了国内各类人群及日本、美国、港台的科学家去往产地搜集,致使金头闭壳龟价格一路上扬,由几十元数每只涨到数万元每只,至今有价无市。周婷等发表有关金头闭壳龟类饲养的科普书刊后[17-22],国内人工饲养金头闭壳龟水平有了大的发展,逐渐掌握了其生活习性、生长特点、繁殖习性。目前,安徽芜湖二坝安徽省长江水生动物保护研究中心、湖北武穴中国万年龟养殖基地、江苏无锡绿毛龟研究中心等地及少数个人先后建立了繁育场,陆伟等在人工饲养条件下繁殖子一代成功。迄今为止,因种种利益关系,子一代的稚幼龟多去向不明,国内尚无子二代报道,日本、美国等国家有人工成功繁殖的研究报道,甚至已有了子二代[23]。目前国内人工繁殖普遍存在的技术障碍为:性成熟龟种少,尤其雄性龟种源更稀缺;人工饲养环境下,受精率低下。

1.3 遗传学研究 宗愉[12]等通过对闭壳龟血清蛋白SDS凝胶电泳研究,认为金头闭壳龟、三线闭壳龟、黄缘盒龟及黄额盒龟之间虽存在一定的差异,但这4种闭壳龟应属于同一类群,它们与摄龟明显不同。郭超文等[24]确定了金头闭壳龟的核型为:2n=52(14M+2SM+4ST+6T+26m),NF=72,核型模式为8+5+13,一对次溢痕位于Ⅰ组的No.1 p inter,指出了金头闭壳龟与三线闭壳龟间的核型差异。

1.4 细胞生理学研究 李晋[25]从生理学角度对金头闭壳龟的心电图进行了深入研究,掌握了该物种的心率和心电各波随季节性变化及期心率和心电变化的特点,并讨论了影响描记金头闭壳龟心电图的有关因素。

1.5 分子系统学研究 吴平等[26]、蒲友光[27]在DNA序列水平的分子系统学研究上,用PCR技术扩增约400bp的线粒体12S rRNA基因片段并进行了序列分析,其他学者探讨了与其相关的一些系统进化和分类学问题[28-32]。

1.6 环境生态与保护学研究 金头闭壳龟野生资源的濒危程度,除其自身为典型的K对策生物遗传因素之外,植被的改变对其生存、繁殖产生着极大影响。除柳后起等的研究报道,其他环境生态学与保护生物学研究报道还是相当稀少,而对栖息地的植被变化演变过程、山洪周期性规律、溪流断流与暴涨周期性观测、保护措施与生态变迁特征,目前仍无人考究。

2 资源调查研究

2.1 野生种群分布 研究报告显示:金头闭壳龟分布仅限于皖南泾县、黟县境内与青弋江相通的支流上游的山涧溪流中。邹寿昌首先对野生资源展开调查研究[8],初步认定泾县古坝、蔡村、孤峰三地的山涧溪流中为可能的主要栖息地。2000年后,该龟的野外情况进一步告急。唐鑫生等通过调查,将金头闭壳龟分布与栖息地的地貌、生态进行联系研究,认为该龟仅分布于青弋江流域,生活在水质清澈的溪流中,尤其是落差较大的水潭,潭边有由溪水冲刷堆积的沙滩,沙层深20~40cm,水质pH5.5~5.8,水中有溪蟹、小鱼虾及生昆虫;两岸是茂密的阔叶乔木、竹林和灌丛,林下落叶层较厚[13];张方等通过实地调查和结合研究文献报道,认为该龟并非无序点状分布,应是从水系上成带状分布,得出黟县和泾县两地金头闭壳龟总的分布范围约为120km2内[35];王剑等认为该龟仅在泾县漕溪河、汀溪河、孤峰河,黔县清溪河出现,实际生活于仅在面积不足1.5km2河道中;万全等认为[41]:黟县的清溪河、泾县的孤峰河已经不适宜金头闭壳龟生存;泾县汀溪河爱民段往上游延伸至宁国境内段,是目前较适宜于金头闭壳龟生存的河段。从各作者调查报告分析可知:当前青弋江的支流主要河道:漕溪河、汀溪河、清溪河栖息地生境均由于经济高速发展,人类活动频繁,已遭到严重破坏,近十年来已无发现金头闭壳龟活动踪迹,仅部分溪流区域段至今仍保存完好的生境,也许仍存有野生金头闭壳龟,但随着受协因子的日益加剧,栖息地范围仍在逐渐缩小。

2.2 野生种群数量估测 部分学者试图对野外金头闭壳龟的数量进行过估测。20世纪90年代初,野外捕捉数量每年仅收购到3只左右[8]。而到了21世纪初期,据张方等调查后进行估算,认为野外种群有120~360只;冯照军等依据当地收购数量,推测野外数量可能有200~300只;王剑等调查后认为该龟野外种群现存总数不会超过200只;万全等根据已有资料和调查的情况,推断野外生存的金头闭壳龟的数量可能不超过100只。上述有关金头闭壳龟野生种群的数量,均为调查后主观推测,既不是生物学统计模型计算值,又非区域实际监控值,可能有其合理性,但与实际数量可能还存一定差距。而野生资源总量在日益下降是不争的事实。

从邹寿昌首度国内各机构收存金头闭壳龟数量以来,到万全详细记录到各年度、各个采集点、信息来源,前后跨度为15年,近10年来再无新的金关闭壳龟捕获记录信息。分析可能的原因为:栖息地产区基本属于贫困山区,信息、交通十分不便,多数人也并不熟识该龟;该龟为安徽省Ⅰ级保护动物,当地存在的违法收购一直是隐密进行的;2010年以来,该龟在区域产地已非常罕见,某些利益因素也是当前金关闭壳龟产出信息不透明的原因。

3 栖息地状况与保护措施

3.1 栖息地状况 野生金头闭壳龟主要栖息地域漕溪河、汀溪河、清溪河流域与其相通的部分相通山涧溪流都分别有了调查报告[35-43],万全等将水质因子、浮游动植组成及生物量作了最为详细分析;监测显示[41]:黟县的清溪河和泾县的漕溪河、汀溪河和孤峰河的河流水化指标范围:pH5.5~7.0,水温24~29℃,DO 6.887~10.421mg/L,硬度0.42~1.76mmol/L,总磷0.047~3.014mg/L,亚硝酸盐氮0.009~0.104mg/L,氨氮0.022~0.043mg/L,水质清新,未发生富营养化,除总磷和氨氮指标外,其他指标均符合Ⅰ或Ⅱ类水质标准;主要分布区域河流的浮游生物量较少,以绿藻门和硅藻门为主,其中绿藻门占浮游植物总属数的35%以上,硅藻门占浮游植物总属数的28%以上,河流底部有大量的螺蛳;柳后起等对两地的野生环境的植被多样性作了全面调查研究,认为:对金头闭壳龟栖息地产生较大影响的环境因子,包括植物群落结构、溪边沙地、溪流水体环境等;野生金头闭壳龟栖息地植被多是天然林砍伐后形成的次生林、人工毛竹林和杉木林;统计样方中共有维管植物443种,分属129科232属,其中,河柳、枫杨、毛竹、水杨梅、鬼针草、线穗苔草、水蓼等植物在样方中出现频度较高(>50%)。植被的改变对金头闭壳龟生存繁殖产生很大影响,是导致金头闭壳龟濒危的主要原因之一[43]。总之,不同的时间段考察,栖息地的生境各类影响因子都会有不同的变化,在未建立金头闭壳龟生态环境保护区之前,相关的各类因子还将走向恶劣。

3.2 生境受协因素 当前金头闭壳龟生态环境受协因素主要有[13,39,41]:植物群落结构遭到破坏,主要表现为天然林和次生林常遭砍伐,山体滑坡,部分区域栖息地居民在溪流出水口私自接饮用水管道,造成旱季间歇式断流;受人工建筑需求,大量沙地被取掘;溪流水体环境趋向恶化,有大量生活用水流入,垃圾随意倾倒;人为肆意盗猎行为一直存在;支流河道均有与工、农业生产用水倾注,汀溪河段过度旅游开发(出现各类时尚的人工漂流游等);支流河道存在多道人工拦河坝、水电站、造纸厂;支流河道内人为张捕鱼虾。现有诸多受协因子,应为导致当前与青弋江相通的漕溪河、孤峰河、汀溪河、清溪河的主河道内金头闭壳龟基本无生存条件的重要因素。

3.3 保护措施 自1995年以来,相关学者均提出或呼吁对金头闭壳龟的保护,主要措施包括[8,13,33-44]:开展对金头闭壳龟的生物学和生态学的研究;尽快在安徽省泾县建立金头闭壳龟保护区;对于已持有金头闭壳龟的养殖户均应依法办理“国家重点保护动物养殖许可证”,对所持龟的来源、亲缘关系进行登记,避免与近缘种杂交和近亲繁殖;通过人工养殖,在饲养条件下进行自然繁殖,复壮种群,等条件成熟时再放回自然界;建立对野生种群动态进行长期监测。开展宜传和教育工作,增强群众的保护意识、加强法制监管措施与市场监管力度等。在上述建议性保护措施中,仅有黟县县政府已于2007年正式下文批准,在洪星乡规划建设黟县清溪自然保护区[42],2010年省林业厅将该物种的保护列入“濒危野生动物生境维护与改造”项目。该项目当前因缺乏相关的政策性项目资金支持而难以为继;而时至今日,在金头闭壳龟捕获较多的泾县却仍然没有专门的保护与管理机构。

4 展望

金头闭壳龟自发现以来已有近30年历史,但国内外学者对其展开学术研究持续时间不足20年。现存的争议中,必须进一步查清金头闭壳龟与黄缘盒龟、潘氏闭壳龟的分子遗传距离,以及腹甲纹理变化是否与地理位置或它们种间的杂交种相关[44-48];对于野生资源保护工作,重点实行就地保护原则,通过强化人工繁殖研究,迅速壮大种群,开展人工繁殖的幼龟在保护区域段放归试验;同时,组织国内现存的野生种龟资源的交换与配对使用,规避不同区域内人工饲养的金头闭壳龟种质退化风险,以利于该特种的持久延续和人工利用[49-50]。

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保护生物学研究第4篇

中图分类号: R282.71 文献标识码: A 文章编号: 1008-2409(2008)05-1015-03

EGb761为标准银杏叶提取物,是银杏叶制剂的第4代产品,主要有效成分为 2 4 %类黄 酮和 6 %萜内酯[1]。在临床上已被广泛应用于防治心血管疾病。随着对EGb761多 种生物学 活性作用的不断研究,近年来人们发现它同时具有保护神经细胞结构、代谢和功能的明显作 用,在防治神经细胞变性、脑血管等疾病中具有令人欣喜的应用前景。EGb761保护神经细胞 的作用机制有以下方面。

1 抗β-淀粉样蛋白作用

β-淀粉样蛋白(Amyloid beta protein,Aβ)是β-淀粉样前体蛋白(β-amyloidpr ecursor protein,APP)的代谢产物,当它在脑细胞内大量沉积,能产生神经毒作用,引发阿 耳茨海默(氏)病(Alzheimer's disease,AD)。

Bastianetto等[2]的研究表明,在Aβ毒性培养液中EGb761可通过激活α-分 泌酶途径 促进可溶性的β-淀粉样前体蛋白分泌酶(APPs)产生,一方面使可降低细胞内 Ca2+ 浓度并具有神经营养作用的APPs生成增加;另方面抑制Aβ形成,保护海马细胞 。同样是体外实验,Yao等[3] 则通过对培养的PC12神经细胞,证明EGb761具有剂量依赖 性的抑制Aβ及其衍生物的形成的作用;他们的随后研究进一步证明,给老年大 鼠使用EGb761,既可降低循环中游离胆固醇也可以抑制大脑APP和Aβ的产生[4]。

2 抗自由基损伤

尽管大脑重量只占成年人体重的2%,但它的耗氧量却是全身的20%。由于大脑的抗氧化 能力较低,因此在氧化应激反应时,超氧阴离子和过氧化氢等无法被快速清除而很容易遭受 自由基损伤。

Calapai等[5]的研究表明,口服EGb761可减少短暂性脑缺血沙土鼠海马区的神经元 坏死。在大脑中动脉栓塞诱导的局部脑缺血动物模型中具有同样效果,而且EGb761的 功效与降低 脑内活性氧密切相关,且是EGb761的主要成分黄酮的功劳。Kwon等[6]的研究表明 ,预先 给予EGb761,可明显减轻两侧大脑中动脉栓塞4min再灌注5d后出现的海马CAI细胞丢失 ,其机理是EGb761抑制了缺血再灌注损伤所致的线粒体内钙聚集、线粒体跨膜电位和线粒体 锰-过氧化物歧化酶样免疫反应。

3 抗凋亡

先前的研究已证明,细胞凋亡与神经变性性疾病发生有关,如AD、舞蹈病、进行性肌营 养病性肌萎缩和帕金森氏病。神经细胞凋亡可由多种情况引发,包括某些具有神经毒作用的 物质。

Kang等[7]的研究表明,与单独用神经毒素-百草枯培养的PC12细胞比较,培养 液中加入E Gb761可明显地逆转由百草枯造成的细胞活性降低、线粒体膜崩解和下调凋亡细胞数比率, 同时EGb761预处理还可明显提高酪氨酸羟化酶和Bcl-2细胞活性,以及降低细胞凋亡蛋白酶 活性。十字孢碱是一种非选择性的蛋白激酶抑制剂,可用于制作细胞凋亡模型 。在培养 基中和人神经母细胞瘤细胞内,十字孢碱可通过抑制蛋白激酶,激活细胞凋亡蛋白酶,触发 细胞死亡信号而导致皮质、海马和小脑的神经元死亡。Massieu等[8]在皮质神经元 和胶质细 胞混合培养基中加入十字孢碱和EGb761,以此进一步研究EGb761的神经保护作用机制。结果 表明,EGb761可对抗十字孢碱激活细胞凋亡蛋白酶的作用,从而阻断细胞凋亡级联过程,发 挥抗氧化活性,实现神经保护作用。体外实验还证明,EGb761有时间依赖 性地对抗 由羟基诱导的神经细胞凋亡性死亡,因为EGb761抑制Bcl-2mRNA表达和妨碍巯基结合于膜蛋 白上。这些抗神经细胞凋亡作用,是由EGb761的不同成分共同完成的,包括主要成分黄酮和 萜 类化合物[9]。Lu等[10]则观察了EGb761对老年小鼠六个脑区几个凋亡标 记物的影响,当他们 用EGb761治疗全脑缺血实验动物4d后发现,无论是年轻鼠,还是老年鼠,所有被测脑区中 的bax/Bcl-2比值均明显减低,因此认为EGb761是通过调节bax/Bcl-2比值实现神经保护 作用。

4 调节神经介质

中枢性的5-羟色胺和多巴胺在维持良性应激方面具有重要作用,与应激时的认知和行为 有关。近年的研究表明,EGb761可调节5-羟色胺和多巴胺的中枢传递,并可减轻随年龄增 长而表现出来对应激刺激的易损性。

Wu[11]曾报道,在使用N-甲基-4-苯基-1,2,3,6-四氢吡啶(MPTP)前后 给予EGb761 ,可减少MPTP损伤小鼠大脑纹状体多巴胺含量,并且EGb761具有单胺氧化酶抑制剂样作 用, 可非选择性地抑制单胺氧化酶,防止MPTP代谢产生神经毒性物质,因此认为EGb761的神经保 护作用与此有关。Sasaki等[12]证明银杏内酯可激活小鼠海马、皮质和纹状体的 谷氨酸脱 羧酶活性,减轻因4-氧-甲基吡哆醇中毒引起的γ-氨基丁酸含量减少和谷氨酸脱羧酶活 性降低的变化。

5 舒张血管

脑功能不全常用来描述一种非特异性、年龄相关性的精神减退综合征,典型的症状包括 :记忆力减退、注意力不集中、能量减少、意识障碍、疲劳、下降、抑郁、焦虑、耳 鸣、头昏头痛等,这些症状与脑血流减少密切相关。而老化则可以造成多种血管系统的有害 变化,如血管弹性下降、血管蚀斑形成,以及与年龄相关的血管内皮细胞和平滑肌细胞信号 转导改变[13]。

Satoh等[14]研究表明,EGb761表现出浓度依赖性的扩张大鼠主动脉的作用, 且在所有年龄组,EGb761均能抵抗去甲肾上腺素造成的血管收缩,并对年轻鼠具有强烈的舒 张血管作用和对老年鼠具有血管收缩逆转作用。EGb761舒张血管的作用是因为 它能抑制 Ca2+通道,减少Ca2+内流,以及促进主动脉和血管平滑肌NO释放。当分别使用 一氧化氮合酶 抑制剂、Ca2+通道激活剂和K+通道抑制剂均可减弱EGb761舒张血管的作用[15 ]。

自从Huang等[16]的研究证实血管内皮细胞一氧化氮合成酶(eNOS)合成的NO 可舒张血管 平滑肌以来,人们对EGb761是否通过增强eNOS活性,发挥它的舒张血管作用进 行了许多 研究。Sasaki等[17]报道,EGb761对卒中易感性大鼠具有明显的降血压作用,与它 能增加eN OSmRNA表达有关。近来Koltermann等[18]的体内和体外实验研究表明,给予治 疗剂量的E Gb761 48h后,eNOS的活性和表达增加,以及磷酸化增强,以至于内皮型NO增多,认为这是E Gb761缓解心血管问题的分子基础。至于EGb761通过什么机制上调eNOSmRNA的 表达,有待进一步研究。

尽管EGb761被证明可通过抗β-淀粉样蛋白、抗自由基损伤、抗凋亡、舒张血管等途径 保护神经细胞功能,但是其详细作用机制仍不完全清楚。为了更好地开发这一传统中草药标 准提取物的生物学功效,还需要深入而广泛的研究和探索。

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保护生物学研究第5篇

一、植物保护专业学生自主学习能力现状

现代科技的高速发展为学生提供了多元化的学习平台,这一现状猛烈冲击着传统的教学模式。同时,大部分学生受制于传统的教学方法,缺乏自主学习能力,反映在具体的教学过程中,则出现事倍功半的学习效果。深入研究发现,现阶段植物保护专业学生在课程学习和科研实验中主要存在缺乏自主学习意识和学习能力两方面问题。

进一步研究发现,学生自主学习能力的培养与学生的性别、年龄等因素有着重要联系。一般而言,高年级学生自我学习效能感比低年级强,对各种各样的学习方法能做到灵活选择与应用,同时,在时间管理、自我约束等方面也表现出明显的优势;因性别因素体现出的自主学习能力差异主要表现在学习方法的维度上。

二、培养植物保护专业学生自主学习能力的途径

1.营造自主学习氛围――润“人”细无声

改变传统生硬死板的教学方式,调整教学主体、客体地位失衡的现状。教师在实施教学活动时,应循序渐进,潜移默化地解放学生思想,引导学生大胆质疑,鼓励学生采取适合自己的学习方式或表达方式,强化学生的主体地位。

最精湛的教学艺术就是引导学生自己提出问题。教师应在轻松愉悦的学习环境中,引导学生主动思考,积极探究,引起师生思维的共鸣;逐步营造自主学习氛围对培养学生自主学习意识、自主学习习惯和自主学习能力具有重要作用。

2.树立自主学习意识――百学须先立“致”

个体一旦对某一事物产生浓厚的兴趣,就会主动去求知、探索、实践,并在这一过程中产生愉快的情绪体验。大学生在知识、经验和技能方面已经有了初步沉淀和积累。如何进一步深入学习,坚持学习,则急需兴趣的指引。

教师应在轻松愉悦的学习氛围中逐步培B学生对植物保护专业的兴趣,这需要教师改变教学方法,如借鉴相关慕课教学视频、新闻热点等,多层次因材施教,发现学生的兴趣取向,循循善诱,逐步培养、强化学生在某一方面的兴趣,同时,辅之以有趣的教学形式,例如,聘请专家进行相关学术报告,加强专业知识科普等,借以培养学生对所学专业的学习兴趣。

3.培养自主学习习惯――梅花香自苦寒来

培养学生自主学习习惯,前期需要教师的引导督促,后期则需要学生自己坚持与努力。良好的学习习惯需要适合的学习制度加以引导规范。虽然培养一种学习习惯耗费的时间周期较短,但关键在于养成期间外在环境的约束和内在意识的坚持。

良好学习习惯的养成、坚持与合适的学习方法密切相关,合适的学习方法有助于个体养成自主学习习惯。具体可从以下两个方面开展:在理论知识的讲解方面,进行三部曲教学――提示学生课前预习,引导学生课堂学习,监督学生课后练习等;在科研实验的教学方面,可采取小班教学,在讲解实验原理的基础上,让学生自己设计实验操作等。

4.定制自主学习目标――非志无以成学

制定学习目标有助于学生自主学习。目标具有方向性的指导作用,潜在地牵引着学生自主学习。学习目标的确定需结合自身的实际情况,切忌大材小用、好高骛远。可根据达成目标的时间长短设置分目标,循序渐进。

在具体的教学实践中,教师学生可根据实际情况设置不同主体的教学周目标,月目标等,分阶段逐步完成,定期检查预期目标的完成情况,及时调整教学行为。在达成所定目标的过程中锻炼学生的自主学习能力。教师应考虑多层次教学,对不同学习基础,学习背景的学生进行分类,设置不同的学习目标。

参考文献:

保护生物学研究第6篇

一、浙江省非物质文化遗产保护的现状

正如本文上述观点一样,虽然浙江省已经深刻地认识到了迫切需要加强非物质文化遗产保护工作这一问题,并对非物质文化遗产保护投入了大量的人力、物力与财力,正逐步地对非物质文化遗产进行逐级普查、申报,并加强了立法保护工作,同时大力推进建立专业的人才队伍,实施产业化保护、数字化保护,建立数字博物馆等等举措,但是毕竟非物质文化遗产保护是个系统工程,人力资源需求众多,资金投入数量巨大,以现在的保护速度,依然不能完全赶上非物质文化遗产的消亡速度,非物质文化遗产的生存状况不容乐观,有些甚至岌岌可危,在濒临消亡的边缘。在这样的背景下,只要有益于非物质文化遗产的保护和传承,促进非物质文化遗产的抢救性保护,能够调动更大范围的群体关注和参与的方法,都是值得探讨和研究的。在林林总总的举措当中,笔者认为,引导和组织大学生利用DV参与浙江省非物质文化遗产保护不失为一种行之有效的方式,如果能够将这一个全新的理念普及到大学生群体当中去,组织他们从大学生DV与非物质文化遗产保护深层的契合点开始分析,全面深入地梳理和论证,从大学生的独特视角促进浙江省非物质文化遗产的保护与资料整合工作,应当具有十分积极的意义。

二、大学生DV参与非遗保护不是必然却是必要的

1995年索尼生产出世界上第一台DV格式的摄像机,从此开启了一个全新的影像记录时代。在DV出现的同一年,在丹麦首都哥本哈根诞生了DOGMA95,它主张一种即时的、现场的、非技术主义的写实性的艺术风格,为DV的自由、独立创作扫清了思想障碍。以DV数字技术为标签的第三次影像技术革命,在20世纪90年代末期以较为突兀的姿态进入中国,引爆了一场前所未有的DV革命运动,由此深刻地改变了影像艺术在中国的人文生态环境。”随着DV技术不断的成熟、数码消费的持续火热、产品不断的升级换代、价格一路的走低、外观设计日趋完美、操作性更加的便捷,人们已经开始广泛地在日常生活中应用DV,尤其是高校大学生出于专业学习需求以及个人兴趣爱好,纷纷拿起手中的DV,记录生活、表达思想,加入到这场影像狂欢中来,并逐渐成为全民影像时代中的生力军。

而与大学生影像狂欢形成鲜明对比的是,非物质文化遗产的生存状态却举步维艰。上文所述的观点已然成为业界乃至社会所形成共识的一个亟待加强的工作。但是,大学生DV参与非物质文化遗产保护难道是一种历史的必然么?笔者认为,它不是必然的,但却是必要的。

有鉴于当前的现状,笔者认为引导和组织大学生利用DV参与浙江省非物质文化遗产保护不失为一种行之有效的方式,在当下,只要是对非物质文化遗产保护工作有利的、有益的、积极的、正向的,就应当广泛采信、博采众长,发动一切积极因素和有效资源投入到这样紧迫和意义重大的保护工作中去。我们可以想见,如果能够将这一个全新的理念普及或者渗透到大学生群体当中去,通过前期的宣传引导和意识发掘,组织他们从大学生DV与非物质文化遗产保护深层的契合点开始分析,全面深入地梳理和论证,从大学生的独特视角促进浙江省非物质文化遗产的保护与资料整合工作,必将是一个可喜的局面。

三、大学生DV参与浙江省非物质文化遗产保护的策略

如果笔者的上述理念能够得到认可,这将为大学生DV参与非物质文化遗产保护提供了坚实的理论基础,也有利于更好地认清DV的优势和作用,提高对大学生DV在非物质文化遗产保护中的重视。下面,我们从加强影像保护、培养学生基础、引导中坚力量、扶持主导阶层、优化传播途径以下五个层面提出的大学生DV参与非物质文化遗产的可行性策略。

1.加强影像保护

众所周知,影像资料是记录历史和信息的不可或缺的重要内容,而且所记录的场景具有不可复制和不可还原性。因此,对于非物质文化遗产保护工作而言,现有的影像资料不仅仅具有其本身的重要意义和价值,同时对于笔者提及的理念具有另外一层积极意义,那就是借助现有的影像资料教育和引导广大青年学生,特别是大学生真正了解非物质文化遗产保护工作的现实意义和重大价值,只有真正了解这项工作,并切身感受这项工作的重大意义,并培养自身对于非物质文化遗产自身的浓厚兴趣,将是实施大学生DV参与非物质文化遗产保护工作的基础工作,也是切实推进和实施该项工作的先决条件。因此,加强影像保护具有的另外一层意义格外引人注意。

2.培养学生基础

如果借助一种手段从事某项工作,那么掌握这项技能将显得十分重要。同样,对于实施这一工作而言,令大学生了解和掌握必要的基础知识和使用DV的技巧也是必须的。如何让大学生对非物质文化遗产保护工作产生浓厚兴趣的同时,让他们掌握必要的DV使用技巧,以便于随时借助这一便捷的设备投身非物质文化遗产保护工作,将是我们不得不考虑的问题。事实上,掌握这一技巧是简单便捷的,但同时也是复杂困难的,也许它不仅仅需要能够读懂说明书那么简单,更需要一定的美学、艺术学乃至光学知识,对它掌握的愈发精湛,将会为整合相应的非物质文化遗产提供愈发精湛的影像资料。

3.引导中坚力量

对非物质文化遗产面临的困境以及大学生DV相应的优势和作用进行分析后,我们通过一一对应的比照和全面深入的总结,找出了两者深层次的结合点,从而找出大学生DV参与浙江省非物质文化遗产保护的可行性。但不得不承认的一个事实是,大学生DV爱好者、大学生摄像专业在校生无疑会成为其中的中坚力量。他们或是无组织的,或是有组织的,当然有组织的集中借助这些学生进行这一领域工作是最好不过的,总之如果能够发掘其中对非物质文化遗产保护工作具有浓厚兴趣,同时又掌握了相对精湛的DV拍摄技巧的大学生,将是恰当而十分完美的群体。因此,如何对他们加以引导,并使之成为中坚力量,将无疑是非物质文化遗产保护工作中一项具有利好的消息。

4.扶持主导阶层

笔者在研究过冲中采用了文献分析与内容分析法、田野式的调查走访、访谈法、实践法等研究方法,根据相关基地和大学生调查情况,通过学校相关部门和基地一起,联合其他单位一起发起非物质文化遗产大学生DV大赛,让学生在时间中提高认识,让非物质文化遗产更好地走到大学生的中间,更多地引起社会的关注。而其中我们发现,如何重点扶持和帮助这些群体中的主导阶层和实力成员,是必须面对的现实问题。只有切实对他们提供帮扶和激励,才能更为广泛的发动和推进非物质文化遗产保护工作中大学生的参与度和积极性,真正激发大学生们投身这项工作的热情,不断推动大学生DV参与非物质文化遗产保护工作的深入实施。

5.优化传播途径

保护生物学研究第7篇

【关键词】生物多样性;细胞学标记;DNA分子标记

【Abstract】According to the Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), the continuous loss of genetic resources becomes one of three thorny issues threatening biodiversity conservation in China, which highlights the significance of genetic diversity monitoring plan in the future. After both Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011) come into force, identification and collection of genetic resources becomes essential in biodiversity assessment projects. This review summarizes the front application of both cytological marker and DNA molecular marker techniques to distinguish plant varieties, and consequently the feasibility of large-scale application of DNA marker technique on future biodiversity monitoring and assessment projects is discussed.

【Key words】Biodiversity; Cytological marker; DNA molecular marker

0 Introduction

As one of three layers of biodiversity, which includes ecosystem, species and genetics, genetic diversity is the diversity of genetic factors that determine the traits of organisms and their combinations, so that becomes the basis of species and ecosystem diversity [1]. It is inevitable for a species of poor genetic diversity to move towards the extinction in natural selection process [2].

After a series of environmental policy has been worked out by centre government of China, such as Chinese Biodiversity Conservation Strategy and Action Planning (2010-2030), Standard for the Assessment of Regional Biodiversity (HJ623-2011) and Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), it is essential for environmental engineers to include genetic diversity in biodiversity monitoring and assessment projects, and collection and identification of genetic resources in the nature definitely becomes the first step of this work. In present, identification of plant varieties mainly relies on the biological traits of plants[3], which are susceptible to environmental conditions and time-consuming when those biological traits are artificially cultivated and observed in experiment land [4]. However, the development of DNA marker technology provides a quicker and more accurate solution for environmental engineers to distinguish different sub-populations of a plant species in the nature, particularly when identification of economic traits is not essential in biodiversity assessment work. This review summarizes both cytological marker and DNA molecular marker for the differentiation of plant cultivars in recent years.

1 Cytological Marker

Due to its high stability and reproducibility, karyotype becomes one of the unique chromosome information to distinguish different species, populations of the same species and to identify the hybrids. Karyotype parameters, mainly including the absolute length and relative length of chromosome, arm ratio, centromere index, chromosome ploidy and asymmetry index, are frequently analyzed by botanists to study the variation in chromosome number and structure between species, the origin of species and the genetic evolution[4].

1.1 Traditional squash technique

Zhang etc [5] analyzed karyotype of three Fritillari thunbergii cultivars based on traditional squash technique. The karyotype formula of F. thunbergii (Xiaye, Kuanye, Duozi) varied among three varieties, indicating the feasibility of genetic identification of Fritillari thunbergii cultivars. The karyotype of all the varieties were classified into 3B type, and heterozygosity of homologous chromosome were found in both F. thunbergii(Xiaye) and F. thunbergii(Duozi).

The karyotype of three diploid oat species was studied by Liu etc [6] with application of traditional squash technique. Both karyotype formula and asymmetry index of Avena strigosa, Avena hispanica, Avena brevis were calculated for comparison, revealing more advanced evolution in karyotype for A.strigosa, followed by A.a brevis and A.hispanica. Three diploid oat species were effectively distinguished by a combination of both karyotype formula and asymmetry index.

The traditional slice-making method with micrograph technology was adopted by Dai etc[7] to study the cytology basis for cultivar identification of Secale cereale subsp.segetale. Three populations of Secale cereale subsp.segetale(89R4, 89R14, 89R60) and one variety Secale cereale L.(H36) were selected to conduct karyotype analysis. Karyorype formulae, asymmetry index and asymmetrical karyotype coefficient were provided and compared among these varieties in this research, which showed rich diversity in chromosome morphology.

Traditional squashing method was adopted by Liu etc[8] to analyze the karyotype of 7 R.hybrida cultivars and 5 R.rugosa cultivars. According to the results, all the R.hybrida cultivars were tetraloid (2n=4x=28), except that R.hybrida ‘Elmshorn’ was triploid (2n=3x=21), while all the 5 R.rugosa cultivars were diploid (2n=2x=14). A number of karyotype parameters, including karyotype formula, chromosome relative length, ratio of the longest chromosome to the shortest one in length, arm ratio, asymmetry index and centromere index, were interpreted as biomarkers for identification of varieties and correspondingly the genetic distance was analyzed, revealing that distinct differences in both karyotype and ploidy levels existed between R.hybrida and R.rugosa cultivars and R.rugosa cultivars appeared to be more advanced in karyotype evolution.

21 cultivars’ karyotype of ornamental Ginkgo was studied by Gao etc [9] with smear method. The karyotype of all cultivars was reported to be identical, and the relative length of chromosome varied from 4.31% to 15.34% for the female cultivars, as well as 4.37% to 17.12% for the male. For approximately 83.33% of all the varieties in this research, the arm ratio of chromosome was above 2:1, which belonged to asymmetric 3B type. Cluster analysis was conducted on the basis of karyotype calculation, showing that the mean arm ratio or length ratio of ornamental Ginkgo cultivars was significantly different from original Ginkgo Biloba, and consequently the originality, evolution and classification of these cultivars were discussed.

In total 6 varieties of Hippophae Rhamnoides L. were selected by Li etc[10] to analyze karyotype characteristics of chromosomes, including 4 strains from Russia and 2 strains from China. Karyotype formula, asymmetry index, centromere index and ratio of the longest chromosome to the shortest one in length were compared and contrasted between these varieties, providing the basis for the identification and evolutionary analysis of Hippophae Rhamnoides L. varieties. According to the asymmetry index, six of these cultivars were classified into middle centromere or sub-middle centromere, with karyotype types as 2A or 2B.

40 typical and stable varieties of Chinese large-flowered chrysanthemum were chosen to carry out cytological karyotype analysis for investigation of genetic differences[11]. 1-4 satellite chromosome(s) were reported in approximately 35% of the cultivars, with increasing possibility of satellite chromosome when chromosome number increased. The karyotypes of these varieties were summarized as 2A, 2B and 2C, and types 2A and 2C were more likely to appear in the cultivars with higher ploidy. The interrelationship of karyotype parameters including long-/short-arm ratio, asymmetry coefficient of karyotypes, karyotype asymmetry index and relative length of chromosomes were discussed in this research, indicating great values of karyotype parameters for cultivar identification, classification and genetic evolution analysis for chrysanthemums species. The relationship of karyotype parameters towards phenotypic characters was also examined, revealing that the variation of long-/short-arm ratio and asymmetry coefficient of karyotypes led to highest relevance to most phenotypic characters.

Wild Rosa species, which are broadly found in the Xinjiang Uygur autonomous region of China, possess many important unknown economic traits. Yu etc[12] collected karyological data from 13 samples of seven wild Rosa taxa (R. berberifolia, two botanical varieties of R. spinosissima, R. platyacantha, R. beggeriana, R. acicularis, and R. laxa), which were easily distinguished by karyotype parameters of chromosome ploidy, asymmetry index, centromere index, and distribution of relative lengths. The karyological data provided comprehensive cytogenetic resource to analyze the taxonomy, evolution and speciation in the genus Rosa as well as to identify suitable cultivars for breeding programs.

1.2 Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique

Fluorescence binding technology with fluorescent dyes, which are capable of revealing AT or GC DNA sequences on chromosomes, can distinguish different types of heterochromatin on the chromosomes. For example, DAPI (4',6-diamino-2-pheny- lindole dihydrochloride) results in the appearance of AT rich region on chromosomes, whereas CMA (Chromomycin A3) can reveal the GC rich region [13]. Fluorescence in situ hybridization (FISH) technique provides the accurate mapping information of rDNA probes on the chromosome, which becomes the more effective markers to distinguish chromosomes of plants [14]. She etc [15] analyzed the mitotic metaphase chromosomes of Arachis hypogaea L. species by using a combination of DAPI+ banding technology and double fluorescence in situ hybridization (FISH) technique with both 5S and 45S rDNA probes. On the basis of the chromosome measurements, DAPI+ bands and rDNA FISH signals, the chromosomes of Arachis hypogaea L. were accurately paired and arranged, leading to a molecular cytogenetic karyotype in detail.

However, DAPI banding patterns varies between different plant species. Xu etc[16] compared DAPI fluorescent banding patterns among different plant species, indicating that fluorescent bands were obviously observed in maize and peanut species, followed by sesame and loofah whose DAPI bands were relatively weaker. However, no clear DAPI bands could be identified in soybean chromosomes.

2 DNA Molecular Marker

DNA molecular marker technologies for plant variety identification mainly include RFLP, RAPD,ISSR,AFLP,SNP and SSR. However, the ranking of these molecular marker techniques based on comprehensive effectiveness is AFLP>SSR>RAPD>RFLP, which has been internationally recognized in the 92th ASHS conference[17]. This review summarizes the recent development of both SSR and AFLP marker technology for variety differentiation.

2.1 SSR marker

EST-SSR molecular marker technique was conducted by Zhao etc [18] to identify 12 Chinese cabbage cultivars. Based on expressed sequence tags(ESTs)of Chinese cabbage in GenBank, 30 pairs of screened SSR primers were designed and synthesized, resulting in 21 pairs of EST-SSR primers which were effectively amplified, but only 10 pairs of EST-SSR primers were highly polymorphic. According to the identification results and the mapping difference, 10 pairs of primers with high polymorphism were designed as 2 sets of multiplex EST-SSR markers to distinguish these 12 Chinese cabbage varieties, with satisfactory polymorphic rate of 88.9% and 97.0% respectively, as well as high polymorphism information content of 0.910%.

Lai etc[19] selected 26 inbred lines and 54 test varieties for the examination of distinctness, uniformity and stability (DUS) of these varieties by adopting SSR markers. 49 pairs of SSR primers were screened from 952 pairs in total, based on the criteria of richness of polymorphism information content (PIC), the clearness of PCR bands and convenience of different allele identification. 49 pairs of SSR primers led to 57 loci with 311 alleles identified in total. The average number of alleles per locus was 5.5, ranging from 2 to 13, with a mean PIC of 0.53. Cluster analysis showed that all test varieties were clearly distinguished by 49 markers when the genetic similarity coefficient was set as 0.93.

In order to provide robust reference for the identification of barley varieties and avoid counterfeit and inferior varieties, Wang etc [20] selected 29 barley standard varieties and genetic diversity was analyzed by DUS testing. 28 pairs of highly polymorphic SSR primers were chosen, leading to 125 alleles measured in total. Each pair of polymorphic primers detected an average of 4.46 alleles, with polymorphism information content (PIC) varying from 0.81 to 0.25 and an average PIC of 0.62 among 28 pairs.

The specificity and stability of 123 representative rice varieties were analyzed by Tian ect[21] based on SSR fingerprinting profiles, and the value of SSR core markers chosen in this study was examined. 24 pairs of primers detected 138 alleles in total, with 12 loci detected in single cultivar and 21 loci successfully distinguishing japonica and indica rice varieties. On the basis of genetic similarity coefficient set as 0.96 for the classification, all tested varieties showed their unique specificity by cluster analysis, which indicated that 24 pairs of SSR core primers was able to effectively identify 123 varieties of rice.

2.2 AFLP marker

Six pairs of AFLP primers with rich polymorphism were screened by Li etc[22] to conduct fingerprinting analysis on two Chinese cabbage samples (label 587 and 586) as well as a standard sample. Euclidean distances coefficient of each sample was estimated, indicating that distinct difference was found between the sample 587 and standard sample, with the polymorphism band rate of 31.7%. Consequently variety 587 was identified as a different variety from the standard sample. In comparison, variety 586 showed consistent PCR bands with the standard sample, which was consequently identified as the same variety as the standard sample. This research demonstrated that AFLP was capable of providing reliable differentiation technology for plant cultivars.

In total 14 samples of eight varieties and six wild populations of Toxicodendron vernicifluum from Shaanxi were chosen by Wei etc [23] for the development of variety identification technique. Both morphological and AFLP molecular markers were examined with 26 morphological character indexes and 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3). Multivariate statistic analysis was conducted on morphological markers, resulting in 3 principle component index (PCI). The fist PCI included the ratio of petal and anther, length to width of the fifth lobular, the length and diameter of filament; the second PCI covered the length of compound leaf and petiole of compound leaf, the numbers of leaflet, the fifth lobular, and the top lobular; and the third PCI were the top lobular and the vertex angle of the fifth lobular, which respectively contributed to 30.383%, 19.321% and 13.777% of variance in morphology of 14 varieties. Further more, molecular markers of 8 AFLP primers (EcoRⅠ+3/MseⅠ+3) also completely distinguish 14 cultivars, in consistence with morphological markers.

Wen etc[24] tried to distinguish 26 jujube cultivars and 1 sour jujube by adopting fluorescent-labeled AFLP markers. 8 AFLP primer pairs were chosen, leading to 886 AFLP markers identified in total. Among these AFLP markers, 112 markers were identified as unique bands for specific varieties, whereas 60 markers were deletion bands for specific varieties, leading to effective identification of jujube cultivars.

Song etc[25] chosen 90 cultivars of Chinese cabbages from 7 different production areas, and developed fingerprinting technique based on AFLP markers for the identification. In total 20 pairs of AFLP primers were designed to examine the genetic polymorphism of these cultivars, and AFLP primers varied broadly in terms of differentiation capacity of Chinese cabbage varieties. The number of polymorphic bands that were detected by AFLP primers differed from 9 to 32. A combination of primers (E-ACA/M-CTG) resulted in 71 amplified bands, including 32 polymorphic bands, which effectively distinguished all of the 90 varieties. In comparison, the genetic polymorphism between individuals of the same variety was also examined by AFLP marker technique. Two hybrid cultivars (Beijingxin 2 and Jingxiawang) of Chinese cabbage were selected and 10 individuals were chosen from each cultivar. The AFLP bands showed consistence between individuals of the same variety, except that one of Beijingxin 2 differed from the others.

2.3 Capillary electrophoresis with fluorescence detection

Compared with polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique, capillary electrophoresis with fluorescence detection method is more automated and programmed. The system software of capillary electrophoresis with fluorescence detection is able to calibrate the differences between capillary electrophoresis, and reduce the artificial and systematic errors, which consequently improves the stability and repeatability of variety identification tests [26]. Feng etc[3] screened 58 SSR primers to identify 14 Poplar varieties by application of capillary electrophoresis with fluorescence detection, which included 4 varieties of Populus deltoids, 5 varieties of Populus nigra (including 3 transgenic varieties) and 4 hybrid varieties. The results showed that the 4 varieties of P. deltoids, 5 varieties of P. nigra, and 4 hybrid varieties were effectively identified by 4 primers, 5 primers, and 4 primers respectively, with significant difference observed at the SSR loci between P. deltoides and P. nigra. Different SSR genotypes were also identified between the transgenic and non-transgenic varieties.

3 Conclusion and Implication for Biodiversity Monitoring and Assessment

In comparison to the DNA molecular marker, cytological marker techniques result in less polymorphism for the sub-populations’ differentiation of a plant species, but obviously reduce the cost of this work, once biodiversity monitoring and assessment projects are implemented at large scale. Consequently, cytological marker would be more suitable as the main solution for environmental engineers to conduct genetic resource collection work, based on which DNA molecular marker would become a complementary solution. Capillary electrophoresis with fluorescence detection method certainly leads to higher accuracy and stability for identification tests. Nevertheless, the relatively cheaper facilities required by polyacrylamide gel electrophoresis and silver staining technique would be more acceptable in practice, which has been adopted by recent National Standards including Protocol of Purity Identification for Soybean Variety using-SSR Molecular Markers (NY/T 1788-2009), as well as Genuineness and Purity Verification of Potato Seed Tuber - SSR Molecular Marker (GB/T 28660-2012).

Collection and storage of sampling location information as well as photos of plant morphological characters are usually necessary for the genetic resource collection work as indicated by Regulation for the Collection of Genetic Resources (HJ628-2011), and GIS technology provides a supportive tool for the collection and storage of both location information and field sampling photos [27] in this process.

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