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(yàn)室（LTO）/全球海洋和氣候研究中心（GOCRC）研究員王春在團(tuán)隊(duì)與研究員張磊團(tuán)隊(duì)探究了大西洋中部型尼諾（CAN）與東部型尼諾（EAN）對歐洲氣候影響的差異及機(jī)理。研究成果以博士研究生陳柏洋為第一作者、研究員張磊和研究員王春在為共同通訊作者發(fā)表在國際著名期刊《Geophysical Research Letters》上（中科院一區(qū)，IF=5.2）。大西洋尼諾是熱帶大西洋氣候系統(tǒng)年際變化的主要模態(tài)之一，通過局地海洋-大氣相互作用和大氣遙相關(guān)對全球氣候條件產(chǎn)生重要影響。最近，該團(tuán)隊(duì)在《Science Advances》上發(fā)表了一篇文章，根據(jù)海溫異常的最大位置確定了CAN和EAN兩種類型的大西洋尼諾，并揭示了它們對隨對ENSO發(fā)展的不同影響。然而，兩種類型的大西洋尼諾是否可以激發(fā)不同的大氣遙相關(guān)波列，從而對歐洲等地區(qū)的氣候產(chǎn)生不同影響，仍然是一個待解決的問題。為解決上述問題，本研究利用了觀測海溫數(shù)據(jù)、再分析資料和數(shù)值模式試驗(yàn)，探討了CAN和EAN通過大氣橋?qū)W洲氣候的影響。研究結(jié)果顯示，兩種大西洋尼諾對歐洲的降水和溫度產(chǎn)生顯著差異（見圖1）。具體來說，CAN傾向于在西歐（東歐）引發(fā)正（負(fù)）降水異常和負(fù)（正）溫度異常，而EAN引發(fā)的異常變化則較弱且位置更偏東。這些差異主要源于兩種大西洋尼諾在熱帶大西洋的海溫和降水存在顯著不同。CAN主要表現(xiàn)為赤道大西洋中-西部區(qū)域出現(xiàn)顯著的海溫和降水異常，而EAN與赤道大西洋東部的變化有關(guān)。因此，與EAN相比，CAN引發(fā)的羅斯貝波源更強(qiáng)，向西延伸更遠(yuǎn)，導(dǎo)致其產(chǎn)生的大氣羅斯貝波列更強(qiáng)，且位置更偏西。這些差異導(dǎo)致兩種大西洋尼諾對歐洲的大氣環(huán)流場影響不同，從而在歐洲的降水和溫度上產(chǎn)生顯著差異。該研究揭示了兩種大西洋尼諾的氣候效應(yīng)存在顯著差異，為提高季節(jié)性氣候預(yù)測能力、完善氣候動力學(xué)理論框架以及更好地理解熱帶和熱帶外地區(qū)之間聯(lián)系提供了理論依據(jù)。該研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、中國科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專項(xiàng)項(xiàng)目等的資助。相關(guān)論文信息：Chen, B., L. Zhang, and C. Wang, 2024: Distinct impacts of the central and eastern Atlantic Ni？o on the European climate. Geophys. Res. Lett., 51, e2023GL107012.文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2023GL107012圖1. 中部型大西洋尼諾（上圖）和東部型大西洋尼諾（下圖）對歐洲氣候影響的示意圖翻譯搜索復(fù)制
通常，旱地土壤有機(jī)碳微生物轉(zhuǎn)化過程中分解代謝強(qiáng)于稻田。然而，稻田和旱地土壤微生物合成代謝和殘留物形成強(qiáng)度尚不清楚。考慮到農(nóng)田土壤微生物殘體碳對有機(jī)碳積累的重要貢獻(xiàn)，解析“新輸入有機(jī)碳”的微生物合成代謝過程對理解兩類農(nóng)田土壤碳積累機(jī)制至關(guān)重要。通常，旱地土壤有機(jī)碳微生物轉(zhuǎn)化過程中分解代謝強(qiáng)于稻田。然而，稻田和旱地土壤微生物合成代謝和殘留物形成強(qiáng)度尚不清楚。考慮到農(nóng)田土壤微生物殘體碳對有機(jī)碳積累的重要貢獻(xiàn)，解析“新輸入有機(jī)碳”的微生物合成代謝過程對理解兩類農(nóng)田土壤碳積累機(jī)制至關(guān)重要。中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所流域農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究員團(tuán)隊(duì)成員基于我國東部四個典型水稻分布區(qū)（中溫帶-黑土、暖溫帶-潮土、亞熱帶-紅壤和熱帶-磚紅壤）采集的240對稻田和旱地表層土壤，每個氣候區(qū)隨機(jī)選擇10對配對土壤樣品加入13C標(biāo)記的根系分泌物，室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng)50天，于3天、10天和50天測定13C標(biāo)記的微生物活體和殘體碳含量。結(jié)果表明：對于旱地土壤，暖溫帶13C標(biāo)記的微生物活體碳含量最高，但其13C標(biāo)記的微生物殘體碳含量最低，是由于該區(qū)域高pH土壤環(huán)境抑制了真菌合成代謝和殘體積累過程；對于稻田土壤，溫暖氣候區(qū)（亞熱帶和熱帶）土壤13C標(biāo)記的微生物活體碳含量比寒冷氣候區(qū)（中溫帶和暖溫帶）低，但13C標(biāo)記的微生物殘體碳含量呈相反趨勢，歸因于溫暖地區(qū)土壤微生物量周轉(zhuǎn)更快；四個氣候區(qū)平均來看，旱地土壤13C標(biāo)記微生物活體碳含量是稻田的1.4倍至2.6倍，進(jìn)而引起旱地13C標(biāo)記微生物殘體碳含量是稻田的1.8倍至3.9倍，這是由于旱地好氧環(huán)境增強(qiáng)了真菌合成代謝。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了旱地土壤強(qiáng)烈的微生物合成代謝和分解代謝導(dǎo)致其土壤有機(jī)碳積累弱于稻田，但其留存碳的穩(wěn)定性高。因此，高穩(wěn)定性有機(jī)物料（腐熟有機(jī)肥）投入、強(qiáng)化微生物合成代謝且降低分解代謝的管理策略可有效提高旱地土壤有機(jī)碳固持能力。該項(xiàng)研究近期以題為Contrasting processes of microbial anabolism and necromass formation between upland and paddy soils across regional scales發(fā)表在土壤學(xué)期刊Catena上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接四個氣候區(qū)稻田和旱地土壤13C標(biāo)記微生物殘體碳含量稻田和旱地微生物合成代謝及殘留物形成機(jī)理示意圖翻譯搜索復(fù)制
微生物殘體是土壤有機(jī)碳的重要來源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲量的25% ，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與其它碳庫的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測性和適應(yīng)性管理的重要途徑。微生物殘體碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性,微生物殘體碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘體與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。PB ，植物生物量。 微生物殘體是土壤有機(jī)碳的重要來源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲量的25%，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與其它碳庫的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測性和適應(yīng)性管理的重要途徑。中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)基于海南尖峰嶺熱帶山地雨林60公頃大樣地，系統(tǒng)研究了土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與植物和土壤有機(jī)碳庫的跨尺度關(guān)聯(lián)特征。研究發(fā)現(xiàn)：（1）土壤微生物殘體碳及其在土壤有機(jī)碳中的比例表現(xiàn)出較大的空間變異和顯著的自相關(guān)，具有顯著的高-高和低-低聚類格局，土壤、地形和植物生物量是重要的驅(qū)動因子；（2）微生物殘體碳、土壤有機(jī)碳和植物生物量的空間分布具有多重分形特征并遵循冪律標(biāo)度；（3）微生物殘體碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性，微生物殘體碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘體與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。該研究首次對熱帶山地雨林中植物、土壤、微生物碳庫的關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行了跨尺度分析，提升了我們對森林碳循環(huán)機(jī)理性理解，支撐了碳分布模型的發(fā)展，也為熱帶森林碳管理提供了新視角。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Science of The Total Environment《總體環(huán)境科學(xué)》和Journal of Environmental Management《環(huán)境管理雜志》上。華南植物園博士后丁彰琦為論文第一作者，劉占鋒研究員和中國林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170986 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120288圖. 熱帶山地雨林土壤微生物殘體碳空間變異及其與土壤有機(jī)碳和植物生物量的跨尺度關(guān)聯(lián)。注：MNC，微生物殘體碳；FNMC，真菌殘體碳；BNMC，細(xì)菌殘體碳；SOC，土壤有機(jī)碳；PB，植物生物量。翻譯搜索復(fù)制
微生物殘體是土壤有機(jī)碳的重要來源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲量的25% ，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與其它碳庫的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測性和適應(yīng)性管理的重要途徑。微生物殘體碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性,微生物殘體碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘體與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。PB ，植物生物量。 微生物殘體是土壤有機(jī)碳的重要來源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲量的25%，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與其它碳庫的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測性和適應(yīng)性管理的重要途徑。中國科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)基于海南尖峰嶺熱帶山地雨林60公頃大樣地，系統(tǒng)研究了土壤微生物殘體碳的空間分布格局及其與植物和土壤有機(jī)碳庫的跨尺度關(guān)聯(lián)特征。研究發(fā)現(xiàn)：（1）土壤微生物殘體碳及其在土壤有機(jī)碳中的比例表現(xiàn)出較大的空間變異和顯著的自相關(guān)，具有顯著的高-高和低-低聚類格局，土壤、地形和植物生物量是重要的驅(qū)動因子；（2）微生物殘體碳、土壤有機(jī)碳和植物生物量的空間分布具有多重分形特征并遵循冪律標(biāo)度；（3）微生物殘體碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性，微生物殘體碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘體與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。該研究首次對熱帶山地雨林中植物、土壤、微生物碳庫的關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行了跨尺度分析，提升了我們對森林碳循環(huán)機(jī)理性理解，支撐了碳分布模型的發(fā)展，也可為熱帶森林碳管理提供了新視角和科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Science of The Total Environment《總體環(huán)境科學(xué)》和Journal of Environmental Management《環(huán)境管理雜志》上。華南植物園博士后丁彰琦為論文第一作者，劉占鋒研究員和中國林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)科學(xué)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170986 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120288圖. 熱帶山地雨林土壤微生物殘體碳空間變異及其與土壤有機(jī)碳和植物生物量的跨尺度關(guān)聯(lián)。注：MNC，微生物殘體碳；FNMC，真菌殘體碳；BNMC，細(xì)菌殘體碳；SOC，土壤有機(jī)碳；PB，植物生物量。
近期，由中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在仔豬肌肉生長阻滯機(jī)制方面取得新進(jìn)展。近期，由中國工程院院士、中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在仔豬肌肉生長阻滯發(fā)生機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。在集約化養(yǎng)殖過程中，免疫應(yīng)激普遍存在于斷奶仔豬飼養(yǎng)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致仔豬肌肉蛋白質(zhì)降解和生長阻滯，最終嚴(yán)重影響肥育階段的產(chǎn)肉率和肉品質(zhì)，給養(yǎng)豬業(yè)帶來巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，有效緩解仔豬免疫應(yīng)激是當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的重要難題。然而，目前對免疫應(yīng)激仔豬肌肉蛋白質(zhì)降解和生長阻滯的發(fā)生機(jī)制知之甚少，使得營養(yǎng)調(diào)控措施針對性不強(qiáng)，影響了仔豬的健康養(yǎng)殖。為了突破這一瓶頸，該團(tuán)隊(duì)的科研人員首先系統(tǒng)探究了免疫應(yīng)激下斷奶仔豬腸道、肝臟和肌肉組織生長發(fā)育的動態(tài)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)免疫應(yīng)激對腸道和肝臟組織的損傷可在15天內(nèi)緩慢修復(fù)，而肌肉組織損傷不能修復(fù)；另外，肌肉損傷發(fā)生的主要時期是應(yīng)激早期（第1至5天），肌肉重量與仔豬體重呈顯著正相關(guān)，提示斷奶可誘發(fā)肌肉生長受阻，進(jìn)而影響?zhàn)B豬生產(chǎn)效益。利用慢性免疫應(yīng)激模型，進(jìn)一步揭示了免疫應(yīng)激造成斷奶仔豬肌肉生長阻滯的機(jī)制與腸道微生物Bacteroidetes豐度下降、系統(tǒng)性炎癥增加以及線粒體動力學(xué)穩(wěn)態(tài)破壞等有關(guān)。這些研究為促進(jìn)仔豬肌肉生長和提高其生長性能的營養(yǎng)調(diào)控提供了靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表以LPS-related muscle loss is associated with the alteration of Bacteroidetes abundance, systemic inflammation, and mitochondrial morphology in a weaned piglet model為題發(fā)表在Science China-Life Sciences雜志上。該研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32372925）、湖南省科技人才專項(xiàng)（2022RC1159）、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專題（2022YFD1300503）和國家生豬產(chǎn)業(yè)體系專項(xiàng)資金（CARS-35）等項(xiàng)目的資助。論文鏈接慢性免疫應(yīng)激誘發(fā)仔豬肌肉生長阻滯的分子機(jī)制
近日，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(yàn)室（LMB）劉永宏團(tuán)隊(duì)在海洋來源抗骨質(zhì)疏松藥物先導(dǎo)物的發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域取得重要進(jìn)展。團(tuán)隊(duì)從紅樹林根和根際土壤來源的兩株青霉真菌中分別篩選發(fā)現(xiàn)了可作為抗骨質(zhì)疏松藥物先導(dǎo)化合物的坦桑瓦酸和雌誘素類衍生物并闡明作用機(jī)制，成果分別發(fā)表在《藥物化學(xué)雜志》（Journal of Medicinal Chemistry）和《歐洲藥物化學(xué)雜志》（European Journal of Medicinal Chemistry）上。骨質(zhì)疏松癥是一種全身性代謝性骨病，由于骨吸收超過骨形成而導(dǎo)致骨量減少和髓腔擴(kuò)張，表現(xiàn)為骨脆性增加和骨折風(fēng)險提高。隨著人口老齡化速度的加快，骨質(zhì)疏松癥已成為中國乃至全球的重大公共衛(wèi)生問題。目前，地諾單抗和唑來膦酸是骨質(zhì)疏松癥治療的代表性藥物，能有效抑制破骨細(xì)胞分化，但都伴隨著嚴(yán)重的副作用。因此，尋找新型抗骨質(zhì)疏松藥物先導(dǎo)物至關(guān)重要。紅樹林處于具有高鹽、低氧、強(qiáng)紫外輻射和頻繁的潮汐特點(diǎn)的海陸潮間帶。在特殊的生態(tài)環(huán)境下，紅樹林共附生和底泥來源微生物可產(chǎn)生化學(xué)結(jié)構(gòu)新穎和具有獨(dú)特生物活性的代謝產(chǎn)物，是藥物先導(dǎo)化合物的重要來源。團(tuán)隊(duì)運(yùn)用HPLC-DAD和GNPS分子網(wǎng)絡(luò)技術(shù)，從湛江沿海紅樹林的根部來源內(nèi)生真菌Penicillium steckii SCSIO 41025中定向分離鑒定坦桑瓦酸（Tanzawaic acid）衍生物40個，含22個新化合物。其中新化合物penicisteck acid F顯著抑制NF- B熒光素酶活性和破骨細(xì)胞的生成。機(jī)制研究表明，penicisteck acid F降低了RANKL誘導(dǎo)的I B 降解、NF- B p65核轉(zhuǎn)位、NFATc1的激活和核轉(zhuǎn)位以及相關(guān)mRNA的表達(dá)。通過細(xì)胞熱轉(zhuǎn)移實(shí)驗(yàn)、表面等離子共振以及基因敲除實(shí)驗(yàn)證明，NF- B p65是penicisteck acid F抗骨質(zhì)疏松的潛在作用靶標(biāo)。動物實(shí)驗(yàn)證明penicisteck acid F可顯著減輕去卵巢小鼠的骨質(zhì)疏松癥。藥代動力學(xué)實(shí)驗(yàn)表明坦桑瓦酸類藥物先導(dǎo)化合物具有較好的成藥性。成果以“Identifying marine-derived tanzawaic acid derivatives as novel inhibitors against osteoclastogenesis and osteoporosis via down-regulation of NF- B and NFATc1 activation”為題發(fā)表在Journal of Medicinal Chemistry上，博士后陳春梅為論文第一作者，研究員劉永宏、研究員周雪峰和廣西師范大學(xué)副教授譚艷輝為共同通訊作者。團(tuán)隊(duì)從紅樹林根際土壤來源青霉真菌SCSIO 41410中分離鑒定了13個結(jié)構(gòu)新穎的雌誘素（sirenin）衍生物，其中eupenicisirenin C顯著抑制NF- B熒光素酶活性和破骨細(xì)胞的生成。進(jìn)一步研究表明，eupenicisirenin C對cGAS-STING信號通路具有抑制作用，對RANKL誘導(dǎo)的破骨細(xì)胞分化具有顯著的抑制作用。在潑尼松龍誘導(dǎo)的斑馬魚骨質(zhì)疏松癥模型中，eupenicisirenin C顯示出顯著的治療潛力，其作用機(jī)制與調(diào)節(jié)細(xì)胞外基質(zhì)受體相互作用相關(guān)通路相關(guān)。成果以“Discovery of a novel anti-osteoporotic agent from marine fungus-derived structurally diverse sirenins”為題發(fā)表在European Journal of Medicinal Chemistry上，博士生蔡健為論文第一作者，研究員周雪峰、山東省科學(xué)院生物研究所研究員靳夢和廣西師范大學(xué)副教授譚艷輝為共同通訊作者。以上研究基于海洋微生物天然產(chǎn)物和藥理學(xué)的深度合作，為治療骨質(zhì)疏松癥等骨骼疾病提供了兩種具有應(yīng)用前景的海洋來源新穎抗骨質(zhì)疏松藥物先導(dǎo)化合物。成果申請了相關(guān)專利。以上研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金、廣東省特支計(jì)劃團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目和國家資助博士后研究人員計(jì)劃等資助。圖1 Penicisteck acid F通過降低RANKL誘導(dǎo)的I B 降解、NF- B p65核轉(zhuǎn)位、NFATc1的激活和核轉(zhuǎn)位以及相關(guān)mRNA的表達(dá)抑制骨質(zhì)疏松癥圖2 Eupenicisirenin C通過上調(diào)細(xì)胞外基質(zhì)中骨鈣化相關(guān)基因表達(dá)改善斑馬魚骨質(zhì)疏松文章鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jmedchem.3c01748文章鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0223523423010358
