海洋分子生态学进展_for 香山.pptx

海洋生物的分子生态学研究进展(观测、分析和预测技术)
背景
分子生物学技术在海洋生态学研究中的引入,极大促进了该领域的发展,分子生物学技术在海洋生物物种鉴定、系统发生学、群落组成、生态适应与生态功能等方面的应用提供了更为丰富、精细与准确的海洋精细生态系统观测、分析与预测技术。
高新观测技术、分析方法和数值模拟技术快速发展为海洋生态系统结构与物质流动的深入研究和生态系统演变的预测开辟新的途径。运用高新观测、分析和预测技术分析研究生态系统结构与功能、系统内部及系统与环境的相互作用和动力学机制,进而预测生态系统的演变是海洋可持续生态系统研究的重要方面。本议题将就与海洋生态系统观测、分析、建模和预测有关新技术和方法进行探讨,主要包括观测技术、分析技术、新一代模型的构建、模型参数化方法及参数的确定、数值模型的建议和求解、人类活动和气候变化对生态系统的影响等,并对以下内容进行重点探讨:    (1)生态系统建模进展与挑战;    (2)现代生物技术在海洋生态系统研究中的应用。
分子生态学
将分子标记物(Marker)应用于生态学与进化研究
分子标记物: 可以用于鉴定个体、种群、种类的蛋白或基因
分子生态学相关的论文数量
分子生态学引入海洋生态系统研究的重要性
缺乏对微型海洋生物的认识
生理状态确认困难,缺乏单细胞状态
缺乏客观性
难以实现精确的生态预测
环境样品
显微镜观察或流式细胞分析
原位生长率/细胞周期测定
富集
纯化培养
生理分析
提取DNA/RNA
根据营养生理特性设计分子探针
rRNA基因/功能基因扩增
测序
系统发生分析
合成探针
比较基因组学
转录组学/蛋白质组学
决定功能基因型/进化分枝基因的鉴定
鉴定参与不同调控的基因
提取总DNA/RNA
rRNA基因/功能基因扩增
构建文库/RFLP分析/DGGE/RT-PCR/实时定量PCR
测序
系统发生分析
设计寡核苷酸探针
FISH/实时定量PCR
通过营养水平、基因型分析自然群落组成,监控种群动态,分析其在各种环境条件下与环境的关系
设计寡核苷酸探针
基因组测序
间接
直接
海洋生物分子生态学研究策略
1. 分子标记物提供了更细致的海洋生物鉴定与系统发生(ic)关系指标
在基于传统研究的基础上,分子标记物的应用促进了物种鉴定、分类、分子进化研究发展,广泛应用于海洋生物观测、管理与多样性保护。
改变对海洋生物系统发生关系的认识
中肋骨条藻(Skeletonema costatum)
通常将骨条藻(Skeletonama)同于中肋骨藻(Skeletonama costatum)
Medlin等(1997)通过18S rDNA序列比较中肋骨条藻的4个株系,结合形态学证据确立了1个新种Skeletonama pseudocostatum
Sarno等(2005)基于形态学与18S rDNA、28S rDNA的系统发生学分析,进一步确定了8种骨条藻,其中包括了4个新种,同时系统树构建表明骨条藻属具有至少四个系统发生分枝。
“锯缘青蟹”
对我国青蟹属的研究中, 各学者对优势种的研究均采用种名“锯缘青蟹”
Keenan等(1998)根据同工酶和mtDNA 的COI序列分析方法, 结合形态、生态学特征,确认从东非到印度- 西太平洋分布着4种青蟹, 即S. serrata、S. tranquebarica、. paramamosain。
林琪等(2007)确定了在中国大陆东南沿海分布最广,数量最多青蟹应为拟穴青蟹()。