欧美一级亚洲视频_科研進(jìn)展--中國科學(xué)院廣州分院

劉亮等-EPSL:主動(dòng)陸緣“手風(fēng)琴式”構造模式轉換的控制機制

“威爾遜”旋回高度概述了地球板塊構造運動(dòng)的第一級模式特征：新大洋打開(kāi)-大洋板塊俯沖-板塊群匯聚-主洋盆閉合-大陸碰撞，旋回周期約4-6億年。近年來(lái)，許多研究表明，自顯生宙（ca. 5.4億年）以來(lái)，全球范圍內存在一些比威爾遜旋回更短暫的構造與巖漿活動(dòng)旋回。在1000-5000萬(wàn)年內，許多非碰撞性的主動(dòng)大陸邊緣經(jīng)歷了多期次的擠壓-伸展構造體制轉換，以及巖漿活動(dòng)的峰期與間歇期轉變（我們將這類(lèi)旋回稱(chēng)為“手風(fēng)琴式”旋回）（圖1）。相關(guān)研究表明，這些構造與巖漿活動(dòng)模式的轉變與高浮力塊體進(jìn)入俯沖帶的時(shí)間大致相同或稍晚。由于現有的威爾遜旋回沒(méi)有描述到“手風(fēng)琴式”旋回，所以很難全面概括大多地質(zhì)時(shí)期內主動(dòng)大陸邊緣的地質(zhì)演變。雖然前人進(jìn)行了詳細研究，但對“手風(fēng)琴式”旋回的控制機制尚未達成一致。圖1. 顯生宙以來(lái)“手風(fēng)琴式”構造-巖漿旋回分布簡(jiǎn)圖圖2. “手風(fēng)琴式”構造-巖漿旋回的典型模式。(a)-(c) 模式一：伴隨有海溝跳躍的地塊增生與俯沖模式。(d)-(g) 模式二：沿單一海溝的地塊增生與俯沖模式。(h)-(k) 模式三：無(wú)地塊增生的俯沖模式。針對以上科學(xué)問(wèn)題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所的劉亮副研究員在徐義剛院士的指導下，與國內外合作者基于正演模擬與多學(xué)科觀(guān)測聯(lián)合約束的研究思路，針對典型的“手風(fēng)琴式”構造-巖漿旋回案例（圖2），系統正演模擬了含（多個(gè)）高浮力地塊的連續俯沖與斷續俯沖過(guò)程（如圖3），通過(guò)與天然觀(guān)測的現象對比，研究表明：含高浮力地塊的不連續俯沖過(guò)程很大程度上控制了模式一、二的發(fā)生（圖3）；僅當板片的屈服應力臨界值大且密度小時(shí)，含有高浮力地塊的連續俯沖過(guò)程才可導致手風(fēng)琴式構造-巖漿模式的轉變（模式三）。圖2. 含高浮力地塊復合板塊的不連續俯沖模型。這里的復合板塊是指“正常密度”的大洋塊體與高浮力地塊（大洋或大陸屬性）的組合體。C1、C2為第一、二期擠壓，E1、E2為第一、二期伸展。高浮力地塊（的殘留物質(zhì)）廣泛分布于地質(zhì)歷史時(shí)期的活動(dòng)陸緣和現今的大洋板塊內部：距今5千萬(wàn)年、3.5億年、5.5億年以來(lái)的增生地塊物質(zhì)分別占到大陸總面積的~15%、~30%、~42%；且~10%的當今洋底由高浮力地塊占據。因此，本項研究所展示的含高浮力塊體的俯沖過(guò)程，可能曾經(jīng)長(cháng)期控制（至少顯生宙以來(lái)的）主動(dòng)大陸邊緣構造-巖漿活動(dòng)的演化，并且可能在可預見(jiàn)的未來(lái)內扮演同等重要的角色。該項研究的開(kāi)展，初步填補了威爾遜旋回對新大洋開(kāi)啟后、陸-陸碰撞前大陸構造-巖漿模式頻繁轉變的描述空缺，并揭示了高浮力地塊斷續進(jìn)入俯沖帶對主動(dòng)陸緣“手風(fēng)琴式”構造-巖漿模式轉變的控制作用。?????? 研究成果發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊Earth and Planetary Science Letters。本項研究受到國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項目（42330305）和重大研究計劃集成項目（92355302）的共同資助。論文信息：Liu,L.（劉亮）,Li,L.J.（劉麗軍）,Xu,Y.G.（徐義剛）,Morgan,J.P.,2024,Earth and Planetary Science Letters,641,118861. 全文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0012821X24002942?via%3Dihub

2024-07-15

南海深海發(fā)現幽靈蛸目新種——擬幽靈蛸

中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗室（LMB）譚燁輝研究團隊聯(lián)合上海海洋大學(xué)對海南島東南海區深水800-1000米采集到一個(gè)與幽靈蛸相近的標本進(jìn)行了系統的研究。通過(guò)形態(tài)學(xué)和基因的比較分析等，明確其與幽靈蛸存在明顯差異，確定其是幽靈蛸目新種——擬幽靈蛸（Vampyroteuthis pseudoinfernalis Qiu, Liu & Huang, sp. nov.）。中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗室（LMB）譚燁輝研究團隊聯(lián)合上海海洋大學(xué)對海南島東南海區深水800-1000米采集到一個(gè)與幽靈蛸相近的標本進(jìn)行了系統研究。通過(guò)形態(tài)學(xué)和基因的比較分析等，明確其與幽靈蛸存在明顯差異，確定其是幽靈蛸目新種——擬幽靈蛸（Vampyroteuthis pseudoinfernalis Qiu,Liu & Huang,sp. nov.）。相關(guān)研究成果已在線(xiàn)發(fā)表于分類(lèi)科學(xué)期刊《Zoological Systematics》上。中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員邱大俊為論文第一與通訊作者，上海海洋大學(xué)教授劉必林為共同合作者之一。1903年德國海洋生物學(xué)家 Carl Chun最早在深海發(fā)現了幽靈蛸（Vampyroteuthis infernalis），隨后不同的科學(xué)家把其定名為不同的名稱(chēng)。1939年Grace E. Pickford把這10個(gè)不同定名的生物中歸為一個(gè)種類(lèi)，即幽靈蛸。直到到不久之前，幽靈蛸目只有一個(gè)現存物種被大家所認可——幽靈蛸。在分類(lèi)學(xué)上，幽靈蛸屬于幽靈蛸目、幽靈蛸科、幽靈蛸屬。此物種常生活在熱帶與亞熱帶大洋水深600至900米之間，該深度水體中氧氣含量很低。2016年9月，在海南島東南海區800—1000米水深采集到一個(gè)類(lèi)似幽靈蛸的標本（圖1），經(jīng)過(guò)其與幽靈蛸形態(tài)比對，發(fā)現二者在形態(tài)上存在著(zhù)明顯的差異，包括尾部的形態(tài)、下角質(zhì)顎的形狀、發(fā)光器的位置。同時(shí)，線(xiàn)粒體COI基因與核基因28S rDNA系統進(jìn)化分析中呈現出兩個(gè)遺傳距離較大的分支，且具有較高的支持值（圖2，3）。在此基礎上，將南海采集的標本形態(tài)特征與歷史報道的10個(gè)同物異名種的形態(tài)特征進(jìn)行了系統的比較分析，確認南海采集到的標本與之前報道的同物異名種有著(zhù)明顯的差異。最終，我們確定采集到的標本為幽靈蛸屬一個(gè)新物種，成為幽靈蛸目已知的第二個(gè)現存物種；并定名為擬幽靈蛸（Vampyroteuthis pseudoinfernalis Qiu,Liu & Huang,sp. nov.）。擬幽靈蛸與幽靈蛸二者形態(tài)特征的區別：擬幽靈蛸具有尖尾、下角質(zhì)顎翼寬長(cháng)、發(fā)光器位于鰭與尾尖的中點(diǎn)，而幽靈蛸無(wú)尾、下角質(zhì)顎翼較短、發(fā)光器位于鰭與身體末端的三分之一處（表1）。該研究主要由國家自然科學(xué)基金項目資助完成。相關(guān)論文信息：Dajun Qiu*，BilinLiu，Yupei Guo,W. A.S.W. Lakmini,Yehui Tan,Gang Li,Zhixin Li,Liangmin Huang. Vampyroteuthis pseudoinfernalis sp. nov.:the second extant widespread deep sea squid species of Vampyromorpha (Cephalopoda: Coleoidea). Zoological Systematics 2024. DOI: 10.11865/zs.2024210.文章鏈接：https://www.zootax.com.cn/EN/10.11865/zs.2024210圖1. 擬幽靈蛸（Vampyroteuthis pseudoinfernalis sp. nov.）形態(tài)圖圖2. 基于線(xiàn)粒體 COI 基因序列構建的頭足類(lèi)系統發(fā)育樹(shù)圖?（黑體為本研究采集到的序列）圖3 基于核基因LSU? rDNA序列構建的頭足類(lèi)系統發(fā)育樹(shù)圖?（黑體為本研究采集到的序列）表1. 幽靈蛸與擬幽靈蛸形態(tài)特征與分布比較表幽靈蛸Vampyroteuthis infernalis s.s.擬幽靈蛸Vampyroteuthis pseudoinfernalis?sp. nov.尾部形態(tài)無(wú)尾? 2007 MBARI尖尾發(fā)光器位置一對發(fā)光器位于位于鰭與身體末端的三分之一處。? 2007 MBARI一對發(fā)光器位于鰭與尾尖的中點(diǎn)。下角質(zhì)顎形狀下角質(zhì)顎翼寬短http://tolweb.org/notes/?note_id=5249下角質(zhì)顎翼寬長(cháng)分布墨西哥灣、西北大西洋、南太平洋、北太平洋、印度洋。南海、北太平洋、墨西哥灣、北大西洋、佛得角群島。參考文獻Lu & Ickeringill,2002;Young,2019;http://tolweb.org/notes/?note_id=5249.本研究

2024-07-11

華南植物園揭示熱浪下植物葉片損傷的生理生態(tài)基礎

????面對不斷加劇的全球氣候變暖趨勢，聯(lián)合國秘書(shū)長(cháng)安東尼奧·古特雷斯在2023年7月舉行的聯(lián)合國氣候問(wèn)題新聞發(fā)布會(huì )的開(kāi)幕致辭中稱(chēng)：“全球變暖的時(shí)代已經(jīng)結束，全球沸騰的時(shí)代已經(jīng)來(lái)臨！”。近些年我們也直觀(guān)的感受到高溫熱浪事件頻率和強度的增加，這不僅影響了人類(lèi)的生產(chǎn)和生活，同時(shí)也嚴重影響了植物的生長(cháng)和存活。尤其在城市環(huán)境中，由于受“熱島效應”的影響，城市植物對高溫熱浪事件的響應更加敏感。然而，植物在自然高溫熱浪事件下葉片損傷的生理生態(tài)基礎仍不明晰。2022年夏天，我國多地經(jīng)歷了持續近兩個(gè)月的高溫，特別是長(cháng)江沿岸多座城市的氣溫超過(guò)了高溫閾值或歷史極值。因此，準確評估植物的耐熱性對于預測其在熱脅迫下的生存能力以及選擇耐熱物種至關(guān)重要。????中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心植物生理生態(tài)研究組（PI葉清研究員）科研人員，實(shí)地測定了長(cháng)江沿岸五個(gè)城市100多種木本植物的葉片損傷率、葉片耐熱指標和葉片經(jīng)濟性狀。研究發(fā)現植物葉片習性影響光合耐熱性。通過(guò)對比常綠樹(shù)種和落葉樹(shù)種，發(fā)現葉片構建成本較高的常綠樹(shù)種耐熱性高于落葉樹(shù)種（圖1），并指出落葉樹(shù)種可能采取部分落葉的“避熱”策略以保證在高溫熱浪事件下的存活。同時(shí)，葉片熱敏感性與自然條件下葉片損傷率的顯著(zhù)相關(guān)性，提供了一個(gè)預測熱浪下植物葉片損傷情況的潛在指標（圖2）。目前的研究從葉片光合耐熱性和葉經(jīng)濟譜的角度探討了自然高溫熱浪事件下葉片損傷的生理生態(tài)基礎，未來(lái)的研究還需考慮更多的生理性狀，以更全面理解植物對高溫熱浪的響應與適應機制。????相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Functional Ecology（封面文章）和Science of the Total Environment上。華南植物園碩士研究生張浩萍、博士后寧秋蕊分別為論文的第一作者，劉慧副研究員為論文的通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金、中國博士后科學(xué)基金等項目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1111/1365-2435.14562https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170022???圖1.?常綠樹(shù)種與落葉樹(shù)種基于18個(gè)功能性狀的主成分分析圖2. 極端高溫事件下植物葉片損傷情況及與耐熱性的相關(guān)性(a)-(d)高溫熱浪事件下野外葉片損傷圖片；(e) 131個(gè)物種葉片耐熱相關(guān)指標與葉片損傷的相關(guān)性。

2024-07-10

華南植物園在水稻鎘累積的分子調控研究取得進(jìn)展

????水稻是最主要的糧食作物，其品質(zhì)和產(chǎn)量易受土壤重金屬污染的影響。鎘是污染土壤環(huán)境最主要的重金屬，嚴重威脅我國的耕地安全和糧食安全。作為一種致癌物質(zhì)，鎘可以通過(guò)“鎘大米”在人體內累積導致人骨骼變脆和腎功能衰竭，嚴重危害了人類(lèi)健康。水稻低鎘積累品種的選育是解決稻米鎘污染最經(jīng)濟、可行的方法，也是滿(mǎn)足“確保谷物基本自給、口糧絕對安全”這一重大國家需求的重要手段。而挖掘新的抗鎘基因位點(diǎn)，解析水稻鎘積累性狀的分子機制，是培育低鎘水稻品種的前提及基礎。????中國科學(xué)院華南植物園農生中心李儉等科研人員發(fā)現內質(zhì)網(wǎng)應激反應的關(guān)鍵調控因子OsbZIP39參與調控水稻鎘累積。鎘處理條件狀，細胞膜上鞘脂含量顯著(zhù)降低，使細胞膜從有序狀態(tài)變得更為無(wú)序，促進(jìn)OsbZIP39從內質(zhì)網(wǎng)上解離，進(jìn)入細胞核。核定位的OsbZIP39靶向防御素類(lèi)蛋白基因OsCAL2的啟動(dòng)子，上調該基因的表達，導致鎘累積。進(jìn)一步分析OsbZIP39編碼區序列的單核苷酸多態(tài)性(single-nucleotide polymorphisms， SNPs)，并與235份重測序水稻種質(zhì)的谷粒鎘含量進(jìn)行關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現OsbZIP39位于編碼區的兩個(gè)SNPs顯著(zhù)影響谷粒中鎘含量，且這兩個(gè)SNPs具有明顯的秈粳分化，OsbZIP39Pro149與OsbZIP39Glu173主要在粳稻中存在，其籽粒鎘含量顯著(zhù)低于含有基因型OsbZIP39Ser149和OsbZIP39Lys173的秈稻，說(shuō)明OsbZIP39基因編碼區的SNPs變化可能是秈稻和粳稻鎘累積能力差異的原因之一，該研究為低鎘水稻分子育種提供新的遺傳資源和理論依據。????該項研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Hazardous Materials（IF2023=12.2）上。華南植物園李儉副研究員為論文第一作者，張明永研究員和中山大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院姚楠教授為論文共同通訊作者，廣東省農業(yè)科學(xué)院水稻研究所楊武與廣東藥科大學(xué)何夢(mèng)玲等參與了該研究。該研究得到廣東科技計劃項目與國家自然科學(xué)基金等資助。文章鏈接：DOI: 10.1016/j.jhazmat.2024.135007圖. 項目的工作模型正常條件下，內質(zhì)網(wǎng)上鞘脂含量維持在正常水平，OsbZIP39錨定在內質(zhì)網(wǎng)上，進(jìn)入細胞核的含量減少，UPR基因及OsCAL2的表達下調，鎘累積較少。鎘處理條件下，內質(zhì)網(wǎng)上鞘脂含量減少，OsbZIP39從內質(zhì)網(wǎng)上解離下來(lái)，被水解激活后進(jìn)入細胞核，調控下游UPR基因及OsCAL2的表達，使水稻鎘累積增多。

2024-07-10

廣州健康院王濤、王杰團隊合作揭示蛋白質(zhì)翻譯調控衰老的新機制

近日，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院的王濤課題組與王杰課題組合作在Nature Communications雜志發(fā)表了題為Perturbation of METTL1-mediated tRNA N7-methylguanosine modification induces senescence and aging的研究成果。近日，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院的王濤課題組與王杰課題組合作在Nature Communications雜志發(fā)表了題為“Perturbation of METTL1-mediated tRNA N7- methylguanosine modification induces senescence and aging”的研究成果。該研究揭示了METTL1/WDR4介導的tRNA-m7G修飾對于維持衰老過(guò)程中蛋白質(zhì)組穩態(tài)的重要作用，研究結果闡明了tRNA修飾對于衰老的調控作用。蛋白穩態(tài)失衡（Collapse of Proteostasis）是衰老的一個(gè)重要特征(Hallmarks of Aging),表現為蛋白質(zhì)非正常折疊和異常聚集。衰老過(guò)程中多個(gè)因素共同作用導致蛋白穩態(tài)失衡，一方面，由于衰老而導致蛋白發(fā)生翻譯異常包括錯誤氨基酸摻入、異常折疊和不完整蛋白隨著(zhù)衰老進(jìn)程逐漸積累，另一方面，細胞的大分子自噬體系（溶酶體，蛋白酶體和分子伴侶）水平或功能降低導致異常蛋白質(zhì)不能及時(shí)清除而積累，這兩方面的因素共同作用引起細胞蛋白質(zhì)組發(fā)生改變從而誘導衰老的發(fā)生。增強自噬的策略例如抑制mTORC1活性，節食和運動(dòng)均能夠明顯延緩模式動(dòng)物的壽命。然而，衰老過(guò)程中為何會(huì )發(fā)生蛋白質(zhì)翻譯異常的原因仍然不清楚。研究團隊發(fā)現METTL1/WDR4不僅在三種衰老細胞模型而且在衰老的小鼠肝腎等組織中表達水平下調。FlucDM-GFP報告蛋白分析和衰老相關(guān)分析結果表明，敲降或敲除METTL1增加非正常折疊蛋白的聚集，加速細胞衰老；維持METTL1的表達則減少蛋白的聚集，延緩衰老進(jìn)程。全身性可誘導敲除Mettl1顯著(zhù)加速小鼠衰老進(jìn)程，其壽命只有6個(gè)月；過(guò)表達Mettl1可以明顯促進(jìn)順鉑-阿霉素誘導的肝腎損傷的修復。機制研究表明，衰老伴隨的RNA尤其是tRNA的m7G修飾水平降低導致一部分tRNA進(jìn)入RTD途徑加速降解從而引起tRNA的供給不足，導致核糖體長(cháng)時(shí)間停滯于mRNA對應的密碼子位置，激活了整合應急反應（ISR）和核糖體毒性應急反應（RSR），前者通過(guò)磷酸化eIF2α抑制了細胞全局蛋白質(zhì)合成的起始，后者通過(guò)磷酸化p38上調SASP炎癥因子分泌；另一方面，細胞周期蛋白和Wnt信號通路的蛋白質(zhì)在翻譯水平也被抑制。兩方面的因素共同作用促進(jìn)衰老的發(fā)生。該研究還驗證了轉錄因子sp1對于Mettl1和Wdr4的轉錄調控作用。衰老進(jìn)程中sp1顯著(zhù)降低，可能是m7G修飾復合物下調的一個(gè)重要調控因素。先前研究揭示了METTL1/WDR4介導的RNA-m7G修飾參與干細胞分化、神經(jīng)發(fā)育以及癌癥的發(fā)展，此項研究不僅揭示了m7G修飾調控衰老進(jìn)程這一新的生理功能，而且闡明了引起衰老相關(guān)的蛋白穩態(tài)失衡的一條新的上游信號途徑，這項結果為健康衰老的干預策略提供新的可能途徑。 ????????????????????????????????該研究由中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院王濤課題組與王杰課題組共同完成。王濤課題組付雨棟等人完成實(shí)驗部分，王杰課題組江帆完成數據的生物信息分析。王濤研究員和王杰研究員為文章的通訊作者。廣州醫科大學(xué)Dominique Ferrandon教授，中山大學(xué)附屬第一醫院林水賓教授、陳德猛教授，中國科學(xué)院廣州生物醫藥與健康研究院張小飛研究員、劉晶研究員和西湖大學(xué)裴端卿教授對本文提供了寶貴的建議和幫助。論文鏈接圖1?揭示了METTL1介導的tRNA修飾調控衰老的作用模式

2024-07-10

黃曉晴等-JGR-A：基于兩年的高精度高頻在線(xiàn)觀(guān)測估算2021-2023年我國東部三氟甲烷（HFC-23）排放量

HFC-23（三氟甲烷，CHF3）主要來(lái)自生產(chǎn)HCFC-22的副產(chǎn)物，其全球增溫潛勢是二氧化碳（CO2）的14700倍，是《京都議定書(shū)》中要控制的氫氟碳化物（HFCs）中最受關(guān)注的一種含氟溫室氣體。2016年《蒙特利爾議定書(shū)》締約方達成《基加利修正案》，旨在限控HFCs,開(kāi)啟了協(xié)同應對臭氧層耗損和氣候變化的新篇章。2021年中國政府正式接受《基加利修正案》，將從2024年起將受控用途HFCs生產(chǎn)和使用凍結在基線(xiàn)水平，并按削減時(shí)間表逐步減排。中國是HFC-23重要排放國之一，其排放削減進(jìn)程受到國際普遍關(guān)注。一項基于韓國Gosan背景站的觀(guān)測研究，估算出我國東部HFC-23排放量從2015年的5.73 Gg yr-1增加到2019年的9.45 Gg yr-1，貢獻了同期全球HFC-23排放增長(cháng)量的47%。另一項基于我國上甸子區域背景站觀(guān)測的估算表明，2018年中國HFC-23排放量為6.4 Gg yr-1，2021年中國華北地區HFC-23排放量達3.2 ± 0.9 Gg yr-1。不同研究排放量估算相差較大大，對HFC-23來(lái)源、重要源區和排放量無(wú)疑需要更多實(shí)測數據來(lái)進(jìn)一步評估。中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所王新明研究員團隊利用2021-2023年在廣州的高頻在線(xiàn)觀(guān)測數據，初步評估了我國HFC-23變化趨勢和排放情況。結果顯示，廣州站點(diǎn)HFC-23平均濃度僅比同期Mace Head全球本底站觀(guān)測值高出22%，且HFC-23濃度表現出顯著(zhù)的“冬高夏低”特征（圖1），與其他具有本地排放源的鹵代氣體“夏高冬低”的季節變化顯然不同，表明珠江三角洲地區不是主要排放源區。研究團隊進(jìn)一步開(kāi)展氣團后向軌跡（圖2）和潛在源貢獻（圖3）分析發(fā)現，HFC-23和聚四氟乙烯（PTFE）生產(chǎn)過(guò)程的副產(chǎn)物PFC-318的濃度之間存在顯著(zhù)相關(guān)性(p<0.01)，潛在源區的分布也十分一致，表明HCFC-22作為原料生產(chǎn)PTFE的過(guò)程可能成為HFC-23日益重要的排放源。利用PFC-318作為示蹤氣體，該項研究進(jìn)一步估算出我國2021-2023年HFC-23的平均排放量為6.7?±?3.1?Gg?yr?1?（相當于98 Tg CO2 yr-1，圖4）。這項研究表明，HFC-23作為生產(chǎn)HCFC-22致冷劑的副產(chǎn)物在我國已得到有效控制，但HCFC-22也被大量用作生產(chǎn)包括PTFE（Teflon）在內的氟化物，這一產(chǎn)業(yè)鏈的排放應是未來(lái)關(guān)注的重點(diǎn)。該研究成果近期發(fā)表于國際學(xué)術(shù)期刊JGR-Atmospheres。研究受?chē)易匀豢茖W(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、廣東省科學(xué)技術(shù)研究項目基金和廣州市科技局等項目聯(lián)合資助。論文所有實(shí)驗數據均在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心有機地球化學(xué)分析平臺完成測試。論文信息：Huang, X. (黃曉晴); Zhang, Y.* (張艷利); Xiao, C. (肖春麟); Song, W. (宋偉); Wang, Y. (王儀); Wang, X. (王新明)*, Constraining Trifluoromethane (HFC-23) emission in eastern China based on two-year online measurements. Journal of Geophysical Research: Atmospheres, 2024, 129, e2023JD040199.論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JD040199圖1 HFC-23濃度時(shí)間序列圖2 不同類(lèi)型氣團后向軌跡(a & b)及其HFC-23和PFC-318濃度水平(c & d)圖3 HFC-23潛在源區分布圖4?前期不同研究及本研究估算中國HFC-23排放量

2024-07-10

曾建強等-GRL：原位測量如何克服種內差異獲得代表性BVOCs排放因子

陸地植物排放的生物源揮發(fā)性有機物（BVOCs）約占全球VOCs排放總量的90%，對高反應活性BVOCs排放量的準確估算對探討生物圈-大氣圈相互作用及其空氣質(zhì)量與氣候效應至關(guān)重要。然而，從全球到區域尺度，BVOCs排放量的估算仍存在較大的不確定性，BVOCs排放因子是造成其不確定性的重要因素。BVOCs排放因子的準確測量受到諸多因素影響，種內變異性是一個(gè)重要因素。同一種植物不同個(gè)體的排放因子可能有數量級差異，絕大多數野外觀(guān)測對同一樹(shù)種個(gè)體樣本數不超過(guò)5個(gè)，因而難以獲得統計意義上具有代表性的排放因子，也導致不同研究報道的同一種植物BVOCs排放因子差異懸殊。因此，野外BVOCs 排放因子實(shí)測時(shí)，如何能解決種內差異性而使測量結果具有代表性，同時(shí)又不會(huì )給野外測量帶來(lái)巨大的額外負擔，是一項具有挑戰性的任務(wù)。針對這一問(wèn)題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所博士生曾建強在王新明研究員和張艷利研究員指導下使用便攜式光合作用系統（LI-6800）對同一種植園內的114棵尾葉桉（Eucalyptus urophylla）開(kāi)展了原位測量，發(fā)現其主要排放的異戊二烯（isoprene）和β-羅勒烯（β-ocimene）這2種BVOCs的排放因子差異超過(guò)一個(gè)數量級（圖1），但排放因子及生理參數符合正態(tài)或對數正態(tài)分布特征，說(shuō)明測得的平均排放因子具有統計代表性。研究進(jìn)一步發(fā)現，排放因子和凈光合速率（Pn）存在顯著(zhù)相關(guān)性（圖2）。考慮到測量Pn僅需要2分鐘而測量BVOCs排放需要10倍以上時(shí)間（>20分鐘），研究人員因此提出先通過(guò)大樣本測量確定代表性Pn均值，然后再選擇代表性Pn均值附近的個(gè)體進(jìn)一步開(kāi)展BVOCs測量。針對這114棵尾葉桉測量結果的分析表明，針對測得的Pn平均值和其標準偏差SD，即使僅選Pn范圍為“平均值±0.1×SD”的個(gè)體進(jìn)行BVOC排放測量，采樣量可減少至原來(lái)的10%左右（圖3），但測得的BVOCs排放因子均值與總體均值十分接近且無(wú)顯著(zhù)差異。本研究提出的考慮種內變異優(yōu)化代表性BVOCs排放因子的原位測量方法，不僅確保了測量數據的代表性、準確性和可靠性，還提高了BVOCs排放因子的測量效率，為原位代表性BVOCs排放因子的準確測量提供了一種可操作性方案。本研究受到國家自然科學(xué)基金委創(chuàng )新研究群體項目和優(yōu)秀青年基金、國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、中國科學(xué)院青年創(chuàng )新促進(jìn)會(huì )、廣東省科技廳、廣州市科技局等項目的聯(lián)合資助。相關(guān)研究成果近期發(fā)表在Geophysical Research Letters期刊。論文所有實(shí)驗數據均是在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所公共技術(shù)服務(wù)中心有機地球化學(xué)分析平臺完成測試。論文信息：Zeng,J. (曾建強),Zhang,Y.* (張艷利),Pang,W. (龐偉華),Ran,H. (冉浩汎),Guo,H. (郭昊),Song,W. (宋偉),and Wang,X.* (王新明),2024. Optimizing in-situ measurement of representative BVOC emission factors considering intraspecific variability. Geophysical Research Letters,51,e2024GL108870.論文鏈接：https://doi.org/10.1029/ 2024GL108870圖1. 114棵桉樹(shù)BVOCs排放因子的個(gè)體種內差異：（a）和（b）分別為isoprene和β-ocimene排放因子變化情況；（c）和（d）異戊二烯排放因子和異戊二烯排放造成的碳損失的統計分布圖2. 異戊二烯（a）和β-ocimene（b）排放與Pn的關(guān)聯(lián)圖3. 不同Pn篩選范圍內個(gè)體的異戊二烯（a）和β-ocimene（b）平均排放因子

2024-07-10

Alzheimer's & Dementia︱陳宇/路中華/葉濤等建立首個(gè)阿爾茨海默病基因編輯獼猴模型發(fā)現早期病理和免疫分子改變

研究通過(guò)基因編輯技術(shù)建立首個(gè)精準模擬家族性AD基因突變的獼猴模型，并在幼年AD突變猴中發(fā)現AD相關(guān)早期病理蛋白的改變以及外周炎癥和免疫信號分子的異常。阿爾茨海默病（Alzheimer’s disease,AD）是發(fā)病率最高、病因復雜的神經(jīng)退行性疾病之一，目前仍缺乏能有效改變AD發(fā)展進(jìn)程的治療手段。傳統AD相關(guān)嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型（如轉基因及人源化小鼠模型）極大地加深了我們對AD發(fā)病機制的理解，但由于小鼠與人類(lèi)在遺傳背景、大腦結構、認知行為和免疫系統方面存在較大差異，嚙齒類(lèi)動(dòng)物模型并不能完全反映人類(lèi)阿爾茨海默病的復雜性。而非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物（如獼猴屬食蟹猴）在進(jìn)化、腦結構和功能方面與人類(lèi)更為相似，開(kāi)發(fā)AD相關(guān)非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物模型，有望為揭示靈長(cháng)類(lèi)特異的AD疾病發(fā)生機制提供新的機遇。7月7日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院（以下簡(jiǎn)稱(chēng)“深圳先進(jìn)院”）腦認知與腦疾病研究所/深港腦科學(xué)創(chuàng )新研究院陳宇/路中華/葉濤團隊在A(yíng)lzheimer's & Dementia: The Journal of the Alzheimer's Association期刊在線(xiàn)發(fā)表題為“Early blood immune molecular alterations in cynomolgus monkeys with a PSEN1 mutation causing familial Alzheimer’s disease”的研究論文。研究通過(guò)基因編輯技術(shù)建立首個(gè)精準模擬家族性AD基因突變的獼猴模型（PSEN1突變食蟹猴），并在幼年AD突變猴中發(fā)現AD相關(guān)早期病理蛋白的改變以及外周炎癥和免疫信號分子的異常。文章上線(xiàn)截圖PSEN1是常染色體顯性阿爾茨海默病（家族性AD，通常65歲之前發(fā)病）的最常見(jiàn)致病基因，編碼γ-secretase復合體（APP經(jīng)β-secretase和γ-secretase連續剪切產(chǎn)生Aβ）的催化核心亞基組份。家族性AD?PSEN1?exon9缺失突變（PSEN1-ΔE9）攜帶者通常在45-57歲左右發(fā)病。在研究中，團隊首先通過(guò)雙向導RNA-CRISPR/Cas9介導的胚胎基因編輯，成功獲得5只攜帶家族性AD?PSEN1-ΔE9突變的食蟹猴。Exon9編碼PSEN1的蛋白剪切位點(diǎn)，exon9的缺失引起突變猴來(lái)源細胞中PSEN1蛋白水解剪切的改變，并影響其作為亞基的γ分泌酶的活性（如剪切APP影響Aβ代謝）。為進(jìn)一步確認PSEN1突變猴能否表現出AD相關(guān)早期疾病特征的改變，團隊檢測了幼年猴腦脊液中AD相關(guān)核心生物標志物的變化。結果顯示，PSEN1突變猴腦脊液表現出exon9突變劑量依賴(lài)性的Aβ42，Aβ42/40比例的升高，以及p-tau217/total tau比例的升高（圖1）。該PSEN1突變食蟹猴模型是報道的首個(gè)精準模擬AD致病突變的獼猴模型，幼年P(guān)SEN1突變猴腦脊液中AD核心生物標志物變化提示該模型在模擬AD早期疾病發(fā)生方面具有重要潛力。圖1.?PSEN1突變猴腦脊液中AD相關(guān)生物標志物的變化為進(jìn)一步揭示AD發(fā)展進(jìn)程中的潛在早期分子信號改變，從而為解析早期疾病發(fā)生機制、發(fā)展早期分子診斷方法提供新的線(xiàn)索，研究團隊對幼年食蟹猴進(jìn)行了血液轉錄組和血漿蛋白組的檢測，結果顯示，在幼年AD突變食蟹猴中，其外周血液系統已經(jīng)開(kāi)始出現大量炎癥和免疫反應相關(guān)信號分子的改變(圖2)，提示早期外周免疫反應異常可能在A(yíng)D進(jìn)程中發(fā)揮重要作用。圖2.?PSEN1突變猴血液中炎癥和免疫相關(guān)分子改變綜上所述，本研究通過(guò)建立首個(gè)精準模擬阿爾茨海默病致病突變的基因編輯食蟹猴模型，在幼年突變猴中發(fā)現AD相關(guān)早期生物標志物以及大量外周免疫信號分子的異常。該研究為理解靈長(cháng)類(lèi)特異的AD早期疾病發(fā)生機制、探索和評價(jià)早期診斷干預手段提供了新的實(shí)驗模型和研究途徑。論文通訊作者陳宇（左五）、路中華（右四）、葉濤（左四）與論文共同第一作者李夢(mèng)奇（左三）、管明峰（左二）、林劍邦（左一）、朱凱川深圳先進(jìn)院陳宇研究員、路中華研究員和葉濤副研究員為該論文的通訊作者，工程師李夢(mèng)奇、助理研究員管明峰、博士生林劍邦和高級工程師朱凱川為共同一作，深圳先進(jìn)院為論文唯一通訊單位。感謝國家自然科學(xué)基金、廣東省基礎與應用基礎研究基金粵港澳研究團隊項目、深港腦科學(xué)創(chuàng )新研究院和深圳先進(jìn)院腦所非人靈長(cháng)類(lèi)實(shí)驗動(dòng)物平臺對本研究的支持。專(zhuān)家點(diǎn)評：賈建平首都醫科大學(xué)宣武醫院神經(jīng)疾病高創(chuàng )中心主任、北京腦重大疾病研究院阿爾茨海默病研究所所長(cháng)，阿爾茨海默病研究專(zhuān)家盡管藥物和非藥物治療在改善阿爾茨海默病（AD）患者病情方面取得了一定進(jìn)展，但治療效果和藥物使用情況仍不盡如人意。如何提高AD相關(guān)基礎研究并轉化于臨床，對于實(shí)現AD的“早發(fā)現、早診斷和早治療”具有重要意義。這項研究成功報道了首個(gè)攜帶家族型AD突變（fAD PSEN1-ΔE9）的基因編輯食蟹猴模型。該研究的一個(gè)重要發(fā)現是，在幼年AD突變猴中驗證到AD發(fā)展進(jìn)程非常早期的兩個(gè)核心生物標志物的改變——腦脊液Aβ42和磷酸化tau（p-tau）的升高。大量研究證實(shí)fAD突變攜帶者腦脊液Aβ42/40在癥狀出現前20-30年前高于健康人，隨著(zhù)疾病進(jìn)展和Aβ在腦內有更多的沉積而形成斑塊。值得指出的是，早期腦脊液中Aβ42/40的升高在臨床相關(guān)研究或檢測中很難被捕捉到，主要原因在于缺乏足夠年輕的AD突變攜帶者可供研究，另一方面腦脊液獲取需要腰穿，很難為患者接受。而AD無(wú)癥狀階段對于A(yíng)D的防治卻尤為重要，因為對于A(yíng)D這樣的神經(jīng)退行性疾病來(lái)說(shuō)，越早的診斷和針對性干預（如抗Aβ治療）往往會(huì )有越好的治療效果。此外，AD突變猴中的另一核心生物標志物p-tau（如腦脊液p-tau217）以及AD相關(guān)免疫分子的改變進(jìn)一步支持了該食蟹猴模型與人類(lèi)AD的臨床相關(guān)性，顯示出了非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物模型在A(yíng)D相關(guān)轉化研究中的優(yōu)勢和潛力。該非人靈長(cháng)類(lèi)模型有望成為良好的AD轉化研究平臺，促進(jìn)相關(guān)診斷和干預手段的研發(fā)。專(zhuān)家點(diǎn)評：陳曉春福建醫科大學(xué)神經(jīng)科學(xué)研究院院長(cháng)，癡呆與認知障礙領(lǐng)域專(zhuān)家阿爾茨海默病（AD）的發(fā)病機制十分復雜，至今尚未完全明確，主要機制包括β-淀粉樣蛋白級聯(lián)假說(shuō)、tau蛋白假說(shuō)、神經(jīng)炎癥假說(shuō)和APOE風(fēng)險因子理論等。單一的小鼠模型很難全面再現人類(lèi)AD的所有病理特征和臨床表型（如傳統AD模型小鼠缺乏tau蛋白病理，行為和認知功能損害的癥狀不典型等），限制了AD發(fā)病機制的研究和診療技術(shù)的發(fā)展。該項研究利用雙向導RNA-CRISPR/Cas9介導的片段敲除技術(shù)，高效且精確地獲得了多個(gè)攜帶家族性AD突變的食蟹猴，并在幼年AD突變猴中發(fā)現了AD相關(guān)生物標志物Aβ、p-tau以及外周炎癥分子的變化。該研究具有以下亮點(diǎn)：（1）傳統CRISPR技術(shù)構建疾病突變敲入模型的效率往往較低，該研究利用家族性AD PSEN1 exon9缺失突變的特點(diǎn)，通過(guò)雙向導RNA-CRISPR/Cas9介導的片段敲除，在非人靈長(cháng)類(lèi)動(dòng)物中高效、精準地模擬了家族性AD PSEN1 exon9缺失突變，成功獲得了首個(gè)AD家族性突變敲入的食蟹猴模型；（2）此AD突變猴表現出AD兩大核心生物標志物的早期改變——腦脊液Aβ42和p-tau217的升高，凸顯了該動(dòng)物模型在模擬和解析AD早期疾病發(fā)生中的潛力；（3）通過(guò)多組學(xué)手段，發(fā)現在幼年AD突變猴中已開(kāi)始出現大量外周炎癥和免疫信號分子的失調，為早期炎癥/系統性炎癥參與AD發(fā)生的分子機制研究，以及開(kāi)發(fā)血液分子診斷策略提供了新線(xiàn)索。未來(lái)進(jìn)一步對AD突變猴中樞和外周的生物標志物、分子、細胞以及病理和神經(jīng)功能的動(dòng)態(tài)監測，有望為解析靈長(cháng)類(lèi)特異性的AD疾病發(fā)生機制和早期診療策略提供新的機遇。

2024-07-09

遙感數據智能重構研究獲新進(jìn)展

近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點(diǎn)實(shí)驗室（LTO）唐世林團隊在遙感數據重構研究方面取得新進(jìn)展，實(shí)現了南海多源遙感高分辨率海表葉綠素逐日產(chǎn)品的精準重構。相關(guān)研究發(fā)表在期刊Earth System Science Data上，副研究員葉海彬為論文第一作者，研究員唐世林為通訊作者，合作者包括自然資源部南海預報減災中心正高級工程師楊超宇，LTO副研究員董園和研究員陳楚群。受天氣條件、衛星傳感器運行故障等因素影響，衛星遙感海表面葉綠素產(chǎn)品存在大量，無(wú)規律的缺失。觀(guān)測數據的不完整性也阻礙了衛星數據在海洋研究領(lǐng)域中的應用。因此，研究衛星遙感數據的重構方法，對在關(guān)注海域獲得時(shí)空連續完整的數據，以及提高數據的利用效率有重要意義。本研究結合最優(yōu)插值（OI）方法和深度學(xué)習網(wǎng)絡(luò )框架SwinUnet，構建了基于數據異常預期方差的深度學(xué)習模型OI-SwinUnet。該方法利用最優(yōu)插值，基于空間鄰域信息對衛星觀(guān)測和現場(chǎng)觀(guān)測數據進(jìn)行融合，同時(shí)利用SwinUnet對大區域長(cháng)時(shí)序的遙感觀(guān)測時(shí)間序列數據進(jìn)行多尺度特征學(xué)習，最終重建缺失的葉綠素a濃度數據，進(jìn)而獲得南海區域逐日1km海表葉綠素產(chǎn)品。本研究重構的南海海表葉綠素數據集不僅可以很好地描繪南海季節尺度的海表葉綠素a時(shí)空變化規律，還可以再現天氣尺度的海洋現象快變過(guò)程，為進(jìn)一步深入認識和理解南海多尺度動(dòng)力過(guò)程的生態(tài)效應提供了可靠的基礎數據。該研究由廣東省特支計劃項目和南海所自主部署項目等共同資助完成。相關(guān)論文信息：Haibin Ye,Chaoyu Yang,Yuan Dong,Shilin Tang*,and Chuqun Chen. A daily reconstructed chlorophyll-a dataset in the South China Sea from MODIS using OI-SwinUnet. Earth System Science Data,2024,16,3125-3147.文章鏈接：https://doi.org/10.5194/essd-16-3125-2024圖1. OI-SwinUnet深度學(xué)習數據重構網(wǎng)絡(luò )框架圖2. 基于OI-SwinUnet重構的南海海表葉綠素每月平均產(chǎn)品（數據時(shí)間：2013-2017年）

2024-07-09

廣州能源所在溫和條件下廢聚乙烯加氫裂化催化調控機制研究方面取得進(jìn)展

塑料制品廣泛應用于人類(lèi)生產(chǎn)生活。塑料制品消費量的不斷增加不僅造成化石資源的大量消耗，其不恰當的回收處理方式還將加劇環(huán)境污染問(wèn)題。因此，尋求高效經(jīng)濟的廢塑料處理方法對于保障可持續發(fā)展和環(huán)境安全具有重要意義。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所在聚乙烯加氫裂化制備異構烷烴方面取得新的研究進(jìn)展，為廢聚乙烯低耗、高值化再生提供了理論支撐。塑料制品廣泛應用于人類(lèi)生產(chǎn)生活。塑料制品消費量的不斷增加不僅造成化石資源的大量消耗，其不恰當的回收處理方式還將加劇環(huán)境污染問(wèn)題。因此，尋求高效經(jīng)濟的廢塑料處理方法對于保障可持續發(fā)展和環(huán)境安全具有重要意義。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所在聚乙烯加氫裂化制備異構烷烴方面取得新的研究進(jìn)展，為廢聚乙烯低耗、高值化再生提供了理論支撐。針對聚乙烯（PE）加氫裂化反應機理不清、構效關(guān)系不明等問(wèn)題，該研究選擇常用于石油加氫裂化和異構化反應的工業(yè)ZSM-22沸石作為催化劑載體，通過(guò)球磨法獲得m-ZSM-22后采用浸漬法合成Ru/m-ZSM-22催化劑。該催化劑在250℃-3 MPa-6 h反應條件下可實(shí)現PE制備液相產(chǎn)率＞80 wt.%。同步輻射測試（圖1）表明，金屬和氧化Ru物種共存。Ru(101)和RuO2簇氫解反應能壘DFT計算結果（圖2）表明，Ru(101)易促進(jìn)PE內部和末端C-C鍵的氫解反應；而RuO2簇對PE中間C-C鍵斷裂表現出更高反應能壘，不支持長(cháng)鏈烷烴氫解反應。該研究揭示了金屬/酸催化PE解構-異構串聯(lián)反應機理（圖3），闡明酸性位點(diǎn)可及性和Ru金屬粒徑、價(jià)態(tài)及配位結構的調控機制，指出Ru金屬價(jià)態(tài)調控鏈烴脫氫-烯烴脫附反應是PE加氫裂化/氫解反應的控制步驟，由此明確了催化過(guò)程構效關(guān)系，為催化劑優(yōu)化設計、強化PE解構-異構反應活性提供了基礎機制理論支撐。不僅限于ZSM-22沸石，研究對商用微孔沸石（如絲光沸石）進(jìn)行同樣球磨改性，發(fā)現制得催化劑的金屬利用率和酸性位點(diǎn)可及性大大提升。小粒徑Ru和高酸性位點(diǎn)可及性在提升反應效率、抑制甲烷生成和提高異構率方面具有關(guān)鍵作用。相關(guān)研究成果發(fā)表于能源化工領(lǐng)域期刊Chemical Engineering Journal（原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.cej.2024.150332），Energy Conversion and Management（原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.enconman.2023.117983），SCIENCECHINA Technological Sciences（原文鏈接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11431-024-2701-0），通訊作者為廣州能源所袁浩然研究員。該研究得到中國科學(xué)院基礎研究領(lǐng)域青年團隊項目的資助。圖1. Ru/m-ZSM-22催化劑表征結果圖2. 不同Ru結構表面氫解/加氫裂化反應能壘圖3. Ru/m-ZSM-22催化PE加氫裂化反應路徑

2024-06-25

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