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环境DNA在两栖动物监测中的应用研究进展

生态学报 2023年第19期43卷 7861-7873页

作者：肖泽华董姗姗张振华章嫡妮宋志平生态环境部南京环境科学研究所、国家环境保护生物多样性与生物安全重点实验室南京210042 复旦大学生物多样性科学研究所上海200438

两栖动物是我国受威胁程度最高的动物类群,加强两栖动物资源调查和多样性监测,是开展两栖动物保护和濒危物种拯救行动的关键性基础工作。传统的两栖动物监测主要以形态学和声学为基础,耗时费力,且难以发现一些隐蔽性较强的稀有物种。基... 详细信息

两栖动物是我国受威胁程度最高的动物类群,加强两栖动物资源调查和多样性监测,是开展两栖动物保护和濒危物种拯救行动的关键性基础工作。传统的两栖动物监测主要以形态学和声学为基础,耗时费力,且难以发现一些隐蔽性较强的稀有物种。基于环境DNA(environmental DNA,eDNA)的调查方法以其快速、灵敏、高效、无创等独特优势,为两栖动物多样性监测及保护提供了新的工具。综述了eDNA在两栖动物多样性监测、外来入侵和珍稀濒危物种调查、物种丰度或生物量估测等研究领域的应用进展,分析了两栖动物eDNA产生、扩散、迁移和降解的动态变化特征及其关键影响因子,探讨了eDNA应用于两栖动物监测研究的局限性并提出了优化建议,同时对未来的研究方向进行了展望,以充分挖掘eDNA在两栖动物监测中的应用潜力,为两栖动物多样性保护和管理提供新的思路。

关键词：两栖动物环境DNA 生物监测生物多样性宏条形码

海南鹦哥岭国家级自然保护区两栖动物多样性与时空格局

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生态与农村环境学报 2022年第5期38卷 621-627页

作者：陈君琼刘其则陈忠荫马文汉陈奕武杜宇林炽贤计翔南京师范大学生命科学学院/江苏省生物多样性与生物技术重点实验室江苏南京210023 海南热带海洋学院水产与生命学院/海南省两栖爬行动物研究重点实验室海南三亚572022 海南热带海洋学院水产与生命学院/热带海洋生物资源利用与保护教育部重点实验室海南三亚572022

两栖动物因为其独特的习性和生活史,可作为评判环境质量的指示生物。为了解海南鹦哥岭国家级自然保护区两栖动物多样性现状和时空格局,共设置11条涵盖小溪、河流和农田3种生境类型的观测样线,于2018年4、6和8月分别进行调查,共记录两栖... 详细信息

两栖动物因为其独特的习性和生活史,可作为评判环境质量的指示生物。为了解海南鹦哥岭国家级自然保护区两栖动物多样性现状和时空格局,共设置11条涵盖小溪、河流和农田3种生境类型的观测样线,于2018年4、6和8月分别进行调查,共记录两栖动物9种535只,隶属于1目5科7属,其中,记录到的海南特有种脆皮大头蛙被列入《中国生物多样性红色名录》濒危(EN)等级,泽陆蛙为优势物种;各调查月份两栖动物物种多样性指标之间无显著差异,但4月和6月两栖动物个体数量明显高于8月;不同生境类型物种多样性间存在显著差异,农田生境两栖动物多样性水平相对较低。通过此次调查对鹦哥岭国家级自然保护区两栖动物现状和分布格局有了一定了解,并结合自然因素和人为因素对当地两栖动物多样性保护提出相关建议。

关键词：两栖动物物种多样性时空格局鹦哥岭国家级自然保护区海南

四川省康定市两栖动物多样性及其时空分布格局

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生物多样性 2022年第6期30卷 109-118页

作者：刘高慧崔建国王玥王洪良香宝肖能文中国环境科学研究院北京100012 天津市滨海新区环境创新研究院天津300450 中国科学院成都生物研究所成都610041

为了全面掌握四川省康定市两栖动物多样性现状及其时空分布格局,本研究系统选取61个10 km×10 km调查网格,每个网格设置至少3条样线,分别于2016年9月、2017年5月和7月进行实地调查。所有调查网格中,有11个网格未调查到两栖动物,有1个网... 详细信息

为了全面掌握四川省康定市两栖动物多样性现状及其时空分布格局,本研究系统选取61个10 km×10 km调查网格,每个网格设置至少3条样线,分别于2016年9月、2017年5月和7月进行实地调查。所有调查网格中,有11个网格未调查到两栖动物,有1个网格调查到的两栖动物物种数最多达到了10种。调查共发现两栖类动物2,639只,隶属于2目5科7属14种,其中优势度最高的是中华蟾蜍(Bufo gargarizans),其次是倭蛙(Nanorana pleskei)和高原林蛙(Rana kukunoris),优势度最低的是九龙齿突蟾(Scutiger jiulongensis)。不同月份两栖动物物种数和个体数调查结果显示:5月份调查到的个体数最多,共发现966只;9月份调查到的物种数最多,有13种。不同月份间两栖动物的物种相对多度结果显示:5月和7月调查到的优势物种均为中华蟾蜍,9月份为倭蛙。大部分两栖动物分布在海拔3,000-4,000m之间;四川湍蛙(Amolops mantzorum)和中华蟾蜍的海拔分布跨度较大,分布范围在海拔1,300-3,600m之间;刺胸齿突蟾(Scutiger mammatus)和九龙齿突蟾等物种海拔分布范围较窄,刺胸齿突蟾分布在海拔3,200-3,300 m之间;九龙齿突蟾仅在海拔3,600 m左右。比较影响物种丰富度分布格局的5项环境因子发现,年均降水量和植被类型数与物种丰富度显著相关,其次是平均海拔,而年均温和植被覆盖指数相关性相对较弱。本研究摸清了康定市两栖动物的多样性及其分布格局,为康定市生物多样性保护提供基础数据。

关键词：康定市生物多样性两栖动物丰富度相对多度分布格局

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澜沧县两栖动物多样性及海拔分布格局

生态学报 2022年第7期42卷 2593-2604页

作者：刘高慧饶定齐史娜娜付刚高晓奇肖能文中国环境科学研究院北京100012 天津市滨海新区环境创新研究院天津300450 中国科学院昆明动物研究所昆明650201

海拔梯度综合了温度、降水等气候因子,是影响物种多样性分布格局的重要环境因子,两栖动物多样性及其海拔分布格局一直是生物地理学和生态学研究的重要内容。为了全面掌握云南澜沧县两栖动物多样性现状及海拔分布格局,在调查并掌握澜沧... 详细信息

海拔梯度综合了温度、降水等气候因子,是影响物种多样性分布格局的重要环境因子,两栖动物多样性及其海拔分布格局一直是生物地理学和生态学研究的重要内容。为了全面掌握云南澜沧县两栖动物多样性现状及海拔分布格局,在调查并掌握澜沧县两栖动物多样性本底数据的基础上,根据地形地貌和生境的不同,在澜沧县99个10km×10km有效网格中按照分层抽样的方法选取45个网格,每个网格设置3—5条样线,于2016—2017年开展野外调查。调查共发现两栖动物1842只,隶属于2目9科30属60种,以树蛙科为主,占两栖动物物种总数的28.3%,其中云南纤树蛙(Gracixalus yunnanensis)为新种,清迈泽陆蛙(Fejervarya qingmaiensis)为中国新纪录种;调查到中国特有种有15种,三有保护动物有25种,受威胁物种有19种,其中极危物种1种,濒危物种4种,易危物种14种;澜沧县两栖动物在海拔600—2400m范围内均有分布,其中,在海拔1800—2000m之间的范围内调查到的两栖动物物种数目和多度均较高,其次是在海拔1600—1800m和1200—1400m范围内;本次调查记录到的两栖动物物种数是历史记录物种数的3倍,属数比历史记录多了1倍,铃蟾科为新记录科;丰富度较高的网格尤其是丰富度在20以上的网格均处于中高海拔,海拔相对较低和较高的网格丰富度相对较低;两栖动物多样性科、属、种的丰富度在海拔梯度上分布格局不太一致,种丰富度的海拔分布格局大体呈双峰型,是由包括平均降水量、平均温度和植被覆盖指数等环境因子的综合作用,各因子与物种丰富度相关性从大到小依次为平均降水量>平均海拔=平均温度>植被覆盖指数>水网密度指数>样线距离水域的平均距离>植被类型数量。研究摸清了澜沧县两栖动物的多样性状况,分析了两栖动物多样性海拔分布格局,为澜沧县生物多样性保护提供基础数据。

关键词：两栖动物物种多样性海拔分布

两栖动物来源的多肽二聚体OA-GL17d通过miR-663a/TGF-β1/Smad轴促进皮肤损伤修复

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两栖动物来源的多肽二聚体OA-GL17d通过miR-663a/TGF-β1/Smad轴...

作者：张悦昆明医科大学

学位级别：硕士

[目的]皮肤作为人体最大的器官,极易受到来自外环境的物理、化学以及生物因素损伤。皮肤伤口不仅给患者带来身体上的痛苦,而且给社会带来沉重的经济负担,如何快速修复受损皮肤是一个重要的临床问题。当前常用的治疗手段包括生长因子、... 详细信息

[目的]皮肤作为人体最大的器官,极易受到来自外环境的物理、化学以及生物因素损伤。皮肤伤口不仅给患者带来身体上的痛苦,而且给社会带来沉重的经济负担,如何快速修复受损皮肤是一个重要的临床问题。当前常用的治疗手段包括生长因子、组织工程、小分子化合物以及抗生素等,但由于其储存要求高、稳定性差、合成获取困难以及容易造成瘢痕增生等缺点限制了它们的实用性,因此,开发新的皮肤创伤治疗手段、发现新的治疗靶标对干预皮肤损伤修复与再生发展具有一定的研究意义。两栖动物来源活性肽因为其活性强、特异性高、毒副作用小,受到了研究人员的关注,本研究主要对两栖动物来源的天然同源多肽二聚体OA-GL17d的结构、功能和机制进行一定的探索,以期为新型促皮肤创面愈合药物的发展提供新的多肽分子和机制解析。[方法]从野外捕捉成年的云南臭蛙并采集其皮肤分泌物,通过分离纯化并从中鉴定促修复活性多肽,通过质谱、Edman降解、cDNA文库等方法确定该肽的氨基酸序列,然后商业合成了高纯度样品。通过Calcein-AM/PI细胞活性与细胞毒性检测试剂检测该肽在体外的毒性,通过小鼠腹腔注射方式检测肽在体内的毒性,通过与小鼠红细胞共孵育检测该肽的溶血活性。通过MTS实验检测该肽对人永生化角质形成细胞（HaCaT）的增殖活性,通过细胞划痕实验和Transwell实验检测了其对HaCaT的迁移活性,并检测了多肽对小鼠全皮层损伤皮肤和小鼠烫伤皮肤的促修复效果。为了继续探索促创伤修复的可能机制,我们进行了 HaCaT细胞的miRNA转录组测序分析,选择显著差异表达的miRNA进行结果验证,通过RT-PCR和ELISA检测多肽调控miRNA与靶基因,进而通过MTS和细胞划痕实验进一步检测miRNA在创伤修复中发挥的功能,最后通过蛋白印迹检测多肽以及miRNA对相关信号通路的影响。[结果]1.通过分离纯化我们成功从云南臭蛙的皮肤分泌物中鉴定出了一种新型天然同源多肽二聚体OA-GL17d分子量为4180.74 Da,其单体为GLFKWHPRCGEEQSMWT,两个单体之间以第16位半胱氨酸残基形成的二硫键连接;2.通过序列比对,我们发现“GLFKWHPRCGEEQSMWT”序列与NCBI数据库中报道的多肽没有明显的结构相似性,因此被认为是一个新的多肽,OA-GL17d前体的整体结构与蛙类其他肽类似,包括信号肽、酸性片段、酶切位点“KR”和成熟肽;***-GL17d（0.5 nM、5 nM和50 nM）对HaCaT细胞无细胞毒性,在体外,OA-GL17d在100 μg/mL、500 μg/mL和1 mg/mL剂量下对小鼠红细胞没有明显的溶血活性,而在小鼠腹腔注射100μg/kg、500 μg/kg、1 mg/kg剂量的OA-GL17d也没有造成急性死亡;***-GL17d浓度依赖性促进HaCaT细胞增殖、划痕修复和细胞迁移;***-GL17d显著促进了小鼠全皮层和伤口愈合和小鼠烫伤伤口愈合,通过HE染色发现相比模型组,OA-GL17d加速了伤口再上皮化和肉芽组织的形成;***细胞miRNA转录组测序结果分析显示OA-GL17d显著下调miR-663a的表达,我们通过RT-PCR验证了这个结果;7.通过将miR-663a模拟物和抑制物转染到HaCaT细胞中后,通过RT-PCR发现miR-663a抑制物组显著促进了转化生长因子（TGF-β1）的表达,而miR-663a模拟物组得到了相反的结果,而通过RT-PCR和ELISA结果发现OA-GL17d在HaCaT细胞中显著促进了 TGF-β1的表达;8.通过MTS和细胞划痕实验发现,miR-663a抑制物组显著促进了细胞的增殖和划痕修复,而miR-663a模拟物组得到了相反的结果;9.通过WB实验结果发现,OA-GL17d激活了 Smad信号通路,miR-663a抑制物组也激活了 Smad信号通路,而miR-663a模拟物组则得到了相反的结果。[结论]从云南臭蛙皮肤分泌物中鉴定出一种新型天然同源多肽二聚体OA-GL17d无急性毒性和溶血活性,其促进细胞的迁移和增殖并在HaCaT中通过下调miR-663a的表达上调靶基因TGF-β1的表达,激活下游TGF-β1/Smad信号通路,进而加速皮肤伤口的再上皮化和肉芽组织组织的形成。这些结果提示OA-GL17d可能是一种有前景的促进皮肤创伤修复候选药物。更重要的是,这些结果强调了外源性多肽作为分子探针在探索竞争性内源性RNA（ceRNA）机制中的重要性,并提示miR-663a可能是促进皮肤损伤修复的潜在靶点。

关键词： miR-663a 伤口愈合多肽两栖动物人角质形成细胞

湖南北罗霄国家森林公园两栖动物多样性调查与分析

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湖南师范大学自然科学学报 2022年第6期45卷 108-116页

作者：潘佳席佳艳顾兴贵邹全爱毛哲林张志强莫小阳湖南师范大学生命科学学院长沙410081 中南林业科技大学芦头实验林场岳阳414504 中南林业科技大学野生动植物保护研究所长沙410004

为了解湖南北罗霄国家森林公园两栖动物的资源状况,2021年4月至8月采用样线法在公园内进行两栖动物多样性调查研究,并访问当地居民进行调查补充。样线调查共布设18条调查样线,详细记录样线内物种名、数量、生境、干扰因素等信息,并对研... 详细信息

为了解湖南北罗霄国家森林公园两栖动物的资源状况,2021年4月至8月采用样线法在公园内进行两栖动物多样性调查研究,并访问当地居民进行调查补充。样线调查共布设18条调查样线,详细记录样线内物种名、数量、生境、干扰因素等信息,并对研究结果进行多样性指数、均匀度指数分析。湖南北罗霄国家森林公园现记录两栖动物22种,隶属于1目7科15属,分别占全国和湖南省两栖动物种数的4.27%和25.58%。调查结果表明,动物地理区系组成以东洋界为主,共有14种(63.64%);中国特有种8种;湖南省重点保护陆生野生动物17种;被列为国家二级重点保护野生动物的有虎纹蛙(Hoplobatrachus chinensis);被《中国生物多样性红色名录》列为濒危(EN)等级的有1种,易危(VU)等级的有3种,近危(NT)等级的有2种。生物多样性计算表明,Shannon-Wiener指数和Simpson指数分别为3.052 3和0.836 5,Pielou均匀度指数为0.500 3。湖南北罗霄国家森林公园两栖物种资源丰富,本文结合当地现状对该地区两栖类资源提出了保护建议。

关键词：北罗霄国家森林公园两栖动物生物多样性保护建议

河南省柘城容湖两栖动物多样性时空分布格局及分析

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南京师大学报（自然科学版） 2023年第4期46卷 60-67页

作者：申士圆郭阳刘瑶朱艳军李寒玉徐海根陈卓河南师范大学生命科学学院河南新乡453007 生态环境部南京环境科学研究所江苏南京210042

区域生物多样性评价是不同地区生物多样性及生态环境评估的重要依据.为了解河南省柘城容湖区域两栖动物物种多样性及其时空分布格局,按照生物多样性观测标准及两栖动物的生态习性,本研究设置了10条调查样线和5个围栏陷阱,于2016—2018... 详细信息

区域生物多样性评价是不同地区生物多样性及生态环境评估的重要依据.为了解河南省柘城容湖区域两栖动物物种多样性及其时空分布格局,按照生物多样性观测标准及两栖动物的生态习性,本研究设置了10条调查样线和5个围栏陷阱,于2016—2018年每年的4月中旬、6月初和7月底进行观测研究.观测期间记录到两栖动物5种6311只,隶属1目4科4属,其中,该区域内黑斑侧褶蛙优势度最高,北方狭口蛙的优势度最低;不同月份间比较发现,6月份观测物种个体数量最多,但Shannon-Wiener多样性指数(H')和Pielou均匀度指数(J')最低;不同生境类型下物种多样性比较结果显示,城区内J'值较高,城区外物种丰富度和H'值较高,其中河流生境下的H'值最高.总体上,受不同的栖息地类型、繁殖时期、社会经济活动与城市生态环境保护程度等因素的共同影响,河南省柘城容湖两栖动物呈现出物种多样性较低但整体分布格局相对稳定的特点.

关键词：两栖动物生物多样性时空分布格局生态环境保护策略

两栖动物栖息地保护与构建前沿及其对喀斯特地区的启示

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长江流域资源与环境 2020年第5期29卷 1224-1235页

作者：王存璐陈浒李林芝刘青山刘盼盼贵州师范大学喀斯特研究院/国家喀斯特石漠化防治工程技术研究中心/中国南方喀斯特生态环境学科创新引智基地(“111基地”)/贵州省喀斯特山地生态环境省部共建国家重点实验培育基地贵州贵阳550001

随着石漠化的发生与发展,生境的丧失和破碎化使得喀斯特地区两栖动物的生存环境逐渐恶劣。通过分析国内外各地区的尝试和经验,在原生环境保护、被破坏生境恢复、人工栖息地模拟、区域规划建设、景观生态建设等5个方面,对两栖动物栖息地... 详细信息

随着石漠化的发生与发展,生境的丧失和破碎化使得喀斯特地区两栖动物的生存环境逐渐恶劣。通过分析国内外各地区的尝试和经验,在原生环境保护、被破坏生境恢复、人工栖息地模拟、区域规划建设、景观生态建设等5个方面,对两栖动物栖息地保护与构建的方法作了总结。综合近年来我国主要喀斯特地貌分布区——贵州、云南、广西3省两栖动物资源调查和监测的数据,最终收集到有关3省的公开发表的两栖动物物种记录共265种,隶属3目12科49属,其中117种两栖动物分布于喀斯特地貌区。通过从生境临时化、生境单一化、生境趋劣化3方面对喀斯特地区两栖动物的生境现状进行了探讨,提出了在该地区进行两栖动物栖息地保护与构建的5点建议:(1)对原生水源、沼泽等湿地进行有效保护;(2)将两栖动物栖息地的保护与建设纳入石漠化治理;(3)对地势条件较好的暂时性坑塘进行防渗处理;(4)在道路、住房等的规划中融入生态建设理念;(5)构建两栖动物生态廊道。

关键词：两栖动物栖息地喀斯特生物多样性保护

不同挺水植物微生境的生物因子动态特征及其对两栖动物发育的影响研究

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不同挺水植物微生境的生物因子动态特征及其对两栖动物发育的影响...

作者：顾颖洁华东师范大学

学位级别：硕士

由于微观尺度上的动态过程特征能够很好地反应宏观尺度上的生境总体变异性,因此不同环境条件下微生境的特征与变化已逐渐成为研究者关注的重点。生态修复工程中常运用大型水生植物来改善水质条件,然而微观尺度上大型水生植物的生境因子... 详细信息

由于微观尺度上的动态过程特征能够很好地反应宏观尺度上的生境总体变异性,因此不同环境条件下微生境的特征与变化已逐渐成为研究者关注的重点。生态修复工程中常运用大型水生植物来改善水质条件,然而微观尺度上大型水生植物的生境因子动态特征尚不清晰,所构建的微生境对物种保育的影响仍有待研究。作为世界上最濒危的动物类群,两栖动物表现出一系列与微生境有关的生理限制。研究已发现水生生境中的非生物因子会影响两栖动物的生长发育,但生物因子尤其是微生物的动态与两栖动物发育的相关关系尚不清晰。本论文首先基于三种大型挺水植物菖蒲、美人蕉和菰构建微宇宙模拟系统,通过对水质理化指标以及水生植物、浮游植物、浮游动物和微生物的持续监测,确定挺水植物微生境中各因子的动态变化特征。进而以黑斑侧褶蛙为两栖动物代表,同步调查微宇宙模拟系统中非生物因子与生物因子的变化以及蝌蚪的生理、发育情况,探索不同挺水植物微生境对两栖类早期发育的影响,并解析各因子与两栖类发育的相关关系。最后在稻田湿地复合系统中开展中观实验,分析微生境水质条件变化及主要生物因子的变化,评估对黑斑蛙侧褶蛙蝌蚪的保育效果。主要研究结果如下:1、在不同挺水植物的微宇宙模拟系统中,溶解氧、p H处于稳定状态,水质理化指标呈现出一定变动,总氮最后符合Ⅰ类水标准。挺水植物的存在会影响浮游动植物的生长,菰对浮游植物的密度存在抑制作用,而菖蒲能提高浮游植物多样性,并提高浮游动物的种类和数量。挺水植物的存在为生境中提供了更丰富的微生物。菖蒲能使构建的微生境展现出更高的生物多样性。2、挺水植物构建的微生境对蝌蚪的生长具有一定的积极作用,但不同挺水植物对蝌蚪生存、发育、生理的影响有所不同。菖蒲组的蝌蚪各项指标均为最佳,美人蕉组蝌蚪生长速度最慢,菰组的蝌蚪死亡率最高。水质良好且浮游植物、浮游动物、微生物更丰富的生境适合蝌蚪生存。蝌蚪能通过食物链的作用,降低绿藻、硅藻的密度,改变浮游植物的优势种,同时会通过减少微生境中拟杆菌门、蓝藻门的丰度,改变微生境中的微生物群落结构。3、对稻田-菰湿地复合系统的中观研究发现,菰对蝌蚪的生存发育具有负面影响,监测结果与微宇宙系统中的结果一致。基于菰构建的微生境对于两栖类早期保育效果不佳,说明在开展生态修复时应选择合适的植物类型。本论文通过对不同挺水植物微生境的生物因子动态特征及其对两栖动物生长发育影响的研究,确定了挺水植物微生境中浮游植物、浮游动物的动态变化及微生物多样性特征特征,发现微生境因子对两栖类发育的影响,初步探明微生境中不同营养级的生物之间的相互作用,研究结果将为两栖动物的保护和生境构建提供基础数据。

关键词：水生微生境生物因子挺水植物两栖动物微生物多样性