日本中文字幕网址_科研進(jìn)展--中國科學(xué)院廣州分院

長(cháng)沙市科技重大專(zhuān)項“優(yōu)質(zhì)風(fēng)味豬肉生產(chǎn)及特色湘豬健康養殖關(guān)鍵技術(shù)” 召開(kāi)推進(jìn)會(huì )

6月2日，長(cháng)沙市科技重大專(zhuān)項優(yōu)質(zhì)風(fēng)味豬肉生產(chǎn)及特色湘豬健康養殖關(guān)鍵技術(shù)推進(jìn)會(huì )在項目牽頭單位中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所召開(kāi)。6月2日，長(cháng)沙市科技重大專(zhuān)項“優(yōu)質(zhì)風(fēng)味豬肉生產(chǎn)及特色湘豬健康養殖關(guān)鍵技術(shù)”推進(jìn)會(huì )在項目牽頭單位中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所召開(kāi)。項目首席科學(xué)家印遇龍院士，湖南農業(yè)大學(xué)、湖南天府生態(tài)農業(yè)有限公司、湖南粒豐生物科技有限公司、唐人神集團股份有限公司等單位的專(zhuān)家及項目主要參與人員參加會(huì )議。項目負責人李鳳娜研究員匯報了項目的主要研發(fā)內容與實(shí)施方案，她從“湘豬”肉品質(zhì)特征成分數據庫構建和內源性有益微生物的篩選鑒定、“湘豬”肉品風(fēng)味及生產(chǎn)效益提升的精準營(yíng)養調控技術(shù)研發(fā)、優(yōu)質(zhì)“湘豬”肉品生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)集成及示范等方面闡述了項目開(kāi)展情況，重點(diǎn)介紹了項目的目標與任務(wù)，并就項目技術(shù)內容進(jìn)行詳細分解與指標分配。參與人員倪姮佳副研究員匯報了“湘豬”代表品種大圍子豬的研究進(jìn)展，參與企業(yè)天府農業(yè)生態(tài)有限公司及粒豐生物科技有限公司負責人分別匯報了各自主攻業(yè)務(wù)及與項目相關(guān)的研發(fā)進(jìn)展。印遇龍對項目的實(shí)施與目標提出了要求。與會(huì )人員圍繞項目已有基礎進(jìn)行了總結歸納，對后續研發(fā)方案以及可能遇到的問(wèn)題進(jìn)行了討論。據悉，重大專(zhuān)項是由長(cháng)沙市政府支持并組織實(shí)施，圍繞長(cháng)沙經(jīng)濟社會(huì )發(fā)展的重大關(guān)鍵共性技術(shù)攻關(guān)、重大科技成果轉化而設立的科技計劃專(zhuān)項。根據長(cháng)科發(fā)〔2024〕2號文，2023年度共資助35項，“優(yōu)質(zhì)風(fēng)味豬肉生產(chǎn)及特色湘豬健康養殖關(guān)鍵技術(shù)”（kh24010015）專(zhuān)項是畜牧養殖領(lǐng)域唯一的獲批項目。該項目立足優(yōu)質(zhì)豬肉的生產(chǎn)以及地方豬健康養殖，旨在發(fā)揮地方品種豬的優(yōu)良特性，并為瘦肉型豬的品質(zhì)提升提供思路。會(huì )議現場(chǎng)與會(huì )人員合影

2024-06-03

廣州能源所在酸堿處理對林木類(lèi)木質(zhì)纖維素結構及酶解特性影響的研究方面取得進(jìn)展

廣州能源所科研人員系統研究了NaOH和KOH兩種堿對楊木結構破壞的影響，深入探討了預處理底物結構與酶解的相關(guān)性。研究結果表明，NaOH和KOH在相同的預處理強度（包括時(shí)間、溫度和pH值等條件）下對楊木產(chǎn)生不同程度的破壞，從而導致不同的酶解率。木質(zhì)纖維素生物質(zhì)是自然界中最豐富的碳基資源，其主要組分纖維素、半纖維素和木質(zhì)素都可以轉化為高附加值化學(xué)品，然而三組分互相纏繞導致木質(zhì)纖維素結構復雜緊湊，限制了木質(zhì)纖維素的高效利用。在木質(zhì)纖維素拆解過(guò)程中，通常只考慮預處理方式的影響而忽略試劑本身性質(zhì)對木質(zhì)纖維素拆解的影響。實(shí)際研究發(fā)現，不同的預處理試劑會(huì )使木質(zhì)纖維素的組分發(fā)生不均勻降解，從而產(chǎn)生不同的殘渣，最終導致殘渣酶解效率差別巨大。基于此，廣州能源所科研人員系統研究了NaOH和KOH兩種堿對楊木結構破壞的影響，深入探討了預處理底物結構與酶解的相關(guān)性。研究結果表明，NaOH和KOH在相同的預處理強度（包括時(shí)間、溫度和pH值等條件）下對楊木產(chǎn)生不同程度的破壞，從而導致不同的酶解率。相比之下，NaOH比KOH更能有效地破壞楊木結構，這可能是由于Na+的離子半徑較小（Na+離子半徑為0.95?，K+離子半徑為1.33?），從而可以更好地滲透到楊木中以提高預處理程度。結構分析表明，相比于KOH預處理，NaOH預處理殘渣具有更少的氧化表面、更高可及性的纖維表面和更多的無(wú)定型區，均可更有效促進(jìn)其酶解（圖1）。同時(shí)，通過(guò)研究NaClO2、NaOH和H2SO4等三種不同酸堿性預處理和酶解殘渣頑抗性，發(fā)現預處理渣中較高的β-β′含量和S/G比均不利于酶解。在木質(zhì)素-碳水化合物復合體中，芐基醚和苯基糖苷鍵與木糖和甘露糖連接，形成了木糖-木質(zhì)素-葡甘聚糖網(wǎng)絡(luò )。該網(wǎng)絡(luò )的穩定性、空間位阻性和疏水性可能在確定木質(zhì)纖維素的頑抗性方面起著(zhù)關(guān)鍵作用（圖2）。以上研究成果發(fā)表在期刊Carbohydrate Polymers和International Journal of Biological macromolecules上，廣州能源所博士后Usama Shakeel為第一作者，亓偉研究員和張宇正高級工程師為共同通訊作者。該研究獲得國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目和國家自然科學(xué)基金項目的資助。相關(guān)論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.carbpol.2024.122037；??????????????https://doi.org/10.1016/j.ijbiomac.2024.131193圖1.?NaOH和KOH兩種堿對木質(zhì)纖維素預處理的影響β-β?? ??????? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? ? LCC圖2.?生物質(zhì)不同組分的頑抗性與酶水解之間相互作用

2024-05-29

華南植物園對植物DNA甲基化的調控研究獲進(jìn)展

????DNA甲基化是表觀(guān)遺傳修飾中的一個(gè)重要組成部分，可以通過(guò)改變染色質(zhì)的結構，DNA的穩定性以及DNA和蛋白質(zhì)的結合程度調控基因表達。在植物DNA甲基化的建立和維持過(guò)程中，植物特有的RNA聚合酶V（Pol V）通過(guò)轉錄出的非編碼RNA招募一系列下游因子實(shí)現對DNA的甲基化。目前，以Pol V為核心的DNA甲基化復合體已經(jīng)鑒定出了多個(gè)組分成員，但作為復合體核心Pol V的轉錄行為如何調控卻并不清楚。同時(shí)，植物中獨立進(jìn)化出的Pol V是否于Pol II存在相互調控也鮮有研究。中國科學(xué)院華南植物園農業(yè)與生物技術(shù)中心陳琛研究團隊最新研究發(fā)現，真核生物中保守的Pol II轉錄延伸因子SPT6L能與Pol V在體內形成復合物并共定位于富含轉座子的基因間區（圖1）。SPT6L的缺失導致DNA甲基化水平顯著(zhù)下降，但卻不影響Pol V在基因組上的結合。進(jìn)一步研究發(fā)現，SPT6L突變并不影響參與決定DNA甲基化水平的一系列因子如DNA甲基轉移酶、去甲基化酶以及小RNA的變化（圖2）。最后，通過(guò)對比檢測Pol V的新生轉錄產(chǎn)物，發(fā)現SPT6L的缺失顯著(zhù)降低了Pol V轉錄產(chǎn)物的豐度以及長(cháng)度（圖3），表明SPT6L在Pol V轉錄延伸過(guò)程中發(fā)揮重要作用。DNA甲基化通常與基因和轉座子的轉錄沉默緊密相連，有意思的是，本項研究發(fā)現Pol V與Pol II在招募轉錄延伸因子SPT6L上呈現競爭關(guān)系（圖4），而SPT6L的缺失均能顯著(zhù)降低Pol II1及Pol V在DNA上轉錄活性（圖3）。這一結果表明Pol II與Pol V對轉錄延伸因子的競爭也可能成為除DNA甲基化外控制基因和轉座子表達的新層次。相關(guān)研究成果于近日發(fā)表國際學(xué)術(shù)期刊在Nature Communications（《自然-通訊》）（IF=17.694）上。中國科學(xué)院華南植物園劉玉娟博士為文章第一作者，陳琛研究員和王昌虎副研究員為共同通訊作者。此外廣東省農業(yè)科學(xué)院的舒潔博士、劉軍研究員；華南植物園的張志博士、丁寧博士、劉錦源；加拿大農業(yè)部的崔玉海研究員也參與了研究工作。該項研究得到了國家自然科學(xué)基金面上項目和青年項目、廣州市科技計劃項目的資助。文章鏈接：https://www.nature.com/articles/s41467-024-48940-8圖1. SPT6L和Pol V在體內形成復合物并且共定位于基因間區圖2. SPT6L突變降低DNA甲基化但不影響DNA甲基化組分蛋白因子和小RNA的表達圖3. SPT6L突變降低Pol V的轉錄產(chǎn)物的豐度和長(cháng)度圖4. Pol II與Pol V在招募SPT6L上存在競爭關(guān)系

2024-05-29

國家自然科學(xué)基金地質(zhì)聯(lián)合基金重點(diǎn)項目“喀斯特關(guān)鍵帶土壤-養分多界面流失的水文驅動(dòng)機制”召開(kāi)項目啟動(dòng)會(huì )暨學(xué)術(shù)交流會(huì )

5月24日至26日，由中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所牽頭承擔的國家自然科學(xué)基金地質(zhì)聯(lián)合基金重點(diǎn)項目喀斯特關(guān)鍵帶土壤-養分多界面流失的水文驅動(dòng)機制啟動(dòng)會(huì )暨學(xué)術(shù)交流會(huì )在環(huán)江召開(kāi)。5月24日至26日，由中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所牽頭承擔的國家自然科學(xué)基金地質(zhì)聯(lián)合基金重點(diǎn)項目“喀斯特關(guān)鍵帶土壤-養分多界面流失的水文驅動(dòng)機制”啟動(dòng)會(huì )暨學(xué)術(shù)交流會(huì )在環(huán)江召開(kāi)。來(lái)自中國科學(xué)院成都山地災害與環(huán)境研究所、中國科學(xué)院地球化學(xué)研究所和亞熱帶生態(tài)所等單位的專(zhuān)家，及項目主要參與人員和研究生參加了啟動(dòng)會(huì )。會(huì )議由亞熱帶生態(tài)所研究員王克林主持。項目負責人、亞熱帶生態(tài)所研究員陳洪松首先從立項背景、關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題、研究目標與內容、實(shí)施方案、預期成果等方面對項目整體研究思路進(jìn)行了匯報。亞熱帶生態(tài)所博士后王發(fā)、桂林理工大學(xué)教授徐勤學(xué)和湖南科技大學(xué)副教授馮騰分課題詳細匯報了實(shí)施方案。專(zhuān)家組認真聽(tīng)取了項目和課題的匯報，指出有效地防控水、土、養分地表-地下雙重流失，是西南喀斯特地區石漠化治理成效穩固和生態(tài)系統質(zhì)量提升的關(guān)鍵。同時(shí)，對項目涉及的關(guān)鍵帶巖土結構特征，及裂隙土壤填充歷史反演、巖土結構/土地利用對水-土-養分多界面流失的影響機制、坡-洼系統水文連通性對土壤侵蝕-養分流失過(guò)程的影響、峰叢洼地小流域水-土-養分流失耦合模型等內容進(jìn)行了充分討論；對項目實(shí)施過(guò)程中可能遇到的問(wèn)題，提出了建設性的意見(jiàn)。會(huì )議期間，陳洪松邀請專(zhuān)家組成員中國科學(xué)院成都山地災害與環(huán)境研究所研究員熊東紅和亞熱帶生態(tài)所研究員李振煒?lè )謩e以“基于210Pbex示蹤的退耕地土壤侵蝕評估模型及其應用”和“西南喀斯特流域水沙變化及其影響因素解耦”為題做學(xué)術(shù)匯報。熊東紅詳細介紹了退耕地210Pb法的深度分布變化模型和侵蝕計算模型，并以洛烏溝小流域為例介紹了模型的驗證與應用；李振煒?lè )謩e從流域水沙關(guān)系時(shí)空變化特征及影響機制與預測，侵蝕產(chǎn)沙反演及泥沙來(lái)源示蹤等方面進(jìn)行了匯報。會(huì )后，與會(huì )專(zhuān)家考察了環(huán)江喀斯特生態(tài)系統觀(guān)測研究站試驗場(chǎng)和擬選擇的試驗流域，對項目的研究方案進(jìn)行現場(chǎng)指導。此次會(huì )議課題組成員進(jìn)一步明確了研究任務(wù)和工作重點(diǎn)，為項目順利實(shí)施奠定了扎實(shí)基礎。陳洪松表示，項目組將結合各位專(zhuān)家的意見(jiàn)建議對實(shí)施方案進(jìn)行優(yōu)化，確保項目高效實(shí)施。專(zhuān)家組與項目成員合影項目和課題負責人進(jìn)行匯報學(xué)術(shù)交流會(huì )專(zhuān)家組成員與項目骨干試驗場(chǎng)地考察合影

2024-05-28

《中沙群島綜合科學(xué)考察研究報告》專(zhuān)著(zhù)正式發(fā)布

南海是世界上最大的邊緣海之一，面積約350萬(wàn)km2，貫通太平洋和印度洋，是聯(lián)系東亞、非洲和歐洲最為繁忙的國際航路之一，超過(guò)200個(gè)無(wú)原住民居住的島嶼與巖礁散落于各處，擁有豐富的海洋礦產(chǎn)與生物資源。中沙群島地處南海中部，包括黃巖島、中沙大環(huán)礁兩個(gè)環(huán)礁系統，以及30多個(gè)暗灘和暗沙，覆蓋海域面積超過(guò)60萬(wàn)km2，其島礁散布范圍之廣僅次于南沙群島。但中沙群島所有暗灘和暗沙均隱伏于海水中，僅黃巖島礁坪有個(gè)別礁石露出海面。中沙大環(huán)礁是中沙群島的主體部分，是世界上少有的大型環(huán)礁系統，其珊瑚礁生態(tài)系統結構復雜，漁業(yè)資源豐富。因此，開(kāi)展對中沙群島及其鄰近海域系統、全面的綜合科學(xué)考察工作，不僅有利于摸清家底、提高對南海的認知，還是服務(wù)于南海資源可持續開(kāi)發(fā)與保護、支撐“經(jīng)略南海”與“海洋強國”建設的必要保障。《中沙群島綜合科學(xué)考察研究報告》，科學(xué)出版社，2024年出版新中國成立后，我國便開(kāi)始部署南海諸島及其鄰近海域的科學(xué)考察工作，其中，針對中沙群島及其鄰近海域的科學(xué)考察工作始于20世紀70年代。1973～1977年開(kāi)展的“南海中、西沙群島及附近海域調查”共進(jìn)行了11個(gè)航次，是規模較大、較系統的一次覆蓋中沙群島海域的科學(xué)考察任務(wù)，科考團隊多次穿越中沙群島，并登上黃巖島，科學(xué)考察項目涵蓋了地質(zhì)地貌、水文環(huán)境、生物生態(tài)等不同學(xué)科。遺憾的是，限于當時(shí)航次或調查條件等諸多因素，許多資料雖然非常珍貴但并不完整。21世紀以來(lái)，我國對中沙群島及其鄰近海域的科學(xué)考察力度明顯加大。2014年和2015～2017年開(kāi)展了中沙群島及其鄰近海域的漁業(yè)資源科學(xué)考察；2014～2016年連續三年開(kāi)展了中沙群島造礁石珊瑚多樣性調查；2015年在國家科技基礎性工作專(zhuān)項及國家重大科學(xué)研究計劃等項目支持下，對中沙群島的黃巖島海域進(jìn)行了生物生態(tài)和水環(huán)境調查。總的來(lái)說(shuō)，上述中沙調查工作取得了很多寶貴的數據資料，支撐了對中沙群島的科學(xué)認知。但是，上述科學(xué)考察和研究多是針對特定學(xué)科方向，新技術(shù)、新方法的應用不足，這在很大程度上限制了我們對中沙群島的全面系統認知，不利于我國推進(jìn)南海的權益維護與可持續發(fā)展。中沙群島綜合科學(xué)考察在此背景下，由中國科學(xué)院南海海洋研究所牽頭，匯集了在南海科學(xué)考察和研究方面具有優(yōu)勢的9家科研院所或高校的科研團隊，依托于科技部立項的科技基礎資源調查專(zhuān)項“中沙群島綜合科學(xué)考察”項目（2018FY100100），首次對中沙群島及其鄰近海域珊瑚礁地形地貌、水文動(dòng)力、地質(zhì)結構、環(huán)境化學(xué)、生物生態(tài)、漁業(yè)資源等進(jìn)行了全面的綜合科學(xué)考察。科考團隊于2019～2022年間開(kāi)展了7個(gè)航次調查任務(wù)，調查范圍覆蓋了中沙大環(huán)礁、黃巖島、一統暗沙、神狐暗沙及其臨近海域，并將調查數據與遙感數據、歷史資料相結合，綜合分析，匯編整理，形成《中沙群島綜合科學(xué)考察研究報告》（林強等著(zhù).?北京：科學(xué)出版社，2024.3）。中沙群島海域氣候條件惡劣，風(fēng)大浪急，面臨突發(fā)惡劣天氣時(shí)缺少庇護場(chǎng)所，科學(xué)考察過(guò)程中還面臨著(zhù)外方干擾等不確定性因素，尤其是珊瑚礁調查區域水深普遍超過(guò)15m，水情復雜多變，這對于執行調查任務(wù)的潛水隊員來(lái)說(shuō)難度大、危險性高。正是在此情況下，科考隊員不懼艱險，最終獲得了本書(shū)所記錄的樣本和數據。本書(shū)的資料收集、編撰和出版得到了國家科技基礎資源調查專(zhuān)項項目、國家自然科學(xué)基金項目等資助。中沙群島綜合科學(xué)考察隊合影（2019）

2024-05-25

研究揭示印尼北蘇拉地塊揭示多板塊交互作用規律

近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室趙明輝研究團隊聯(lián)合劍橋大學(xué)地球科學(xué)系、中國科學(xué)院地質(zhì)與地球物理研究所、印尼萬(wàn)隆技術(shù)學(xué)院、西澳大利亞大學(xué)以及浙江海洋大學(xué)，使用布設在蘇拉威西島上的流動(dòng)地震臺數據，合作研究了多俯沖系統交互作用下上地幔變形模式，研究成果發(fā)表于國際地學(xué)期刊《地球物理研究-固體地球》（Journal of Geophysical Research-Solid Earth），中國科學(xué)院南海海洋研究所副研究員曹令敏（第一作者）、劍橋大學(xué)博士呂川川和浙江海洋大學(xué)博士何小波為共同通訊作者。印尼蘇拉威西島北部的北蘇拉地塊具有獨特地質(zhì)特性，處于多板塊俯沖交界地帶，新生代構造活動(dòng)頻繁，是研究地幔流動(dòng)和巖石圈變形的熱點(diǎn)區域。研究人員利用地震學(xué)方法—剪切波分裂技術(shù)，對近震S波和遠震 S波，以及SK(K)S波形數據進(jìn)行了詳盡分析。研究結果顯示，北蘇拉地塊周邊的地震各向異性特征與多板片俯沖交互作用密切有關(guān)。首先，研究發(fā)現桑義赫板塊和蘇拉威西海板塊的俯沖過(guò)程中，都顯示出典型的地幔楔對流現象，然而蘇拉威西海板塊的地幔楔對流模式受其弧形板塊形態(tài)的顯著(zhù)影響。在Tomini灣，研究人員觀(guān)察到與北蘇拉威西海溝走向斜交的快波方向，推測可能是兩個(gè)板塊俯沖相互作用的結果。另外，蘇拉威西海板塊俯沖形成的地幔楔在其最南端呈現出東西向的快波方向，這暗示了可能是由南部隱沒(méi)的蘇拉板塊的阻擋產(chǎn)生。以上發(fā)現為理解印尼北蘇拉地塊復雜多俯沖系統下的上地幔變形提供了寶貴的地震學(xué)依據。未來(lái)，這類(lèi)基于地震學(xué)的深入研究有望為地殼穩定性預測和災害防范提供更豐富的信息。該研究受到國家自然科學(xué)基金西太重大項目、中國科學(xué)院戰略性先導科技專(zhuān)項（B 類(lèi)）、國家自然科學(xué)基金、英國艾薩克牛頓信托基金和英國全球挑戰研究基金等共同資助。相關(guān)論文信息：Cao,L.,Lü,C.,He,X.,Rawlinson,N.,Hao,T.,Widiyantoro,S.,Supendi,P.,Zhao,L.,? Yuan,H.,Zhao,M.,Qiu,X.,Rafie,M.,Alfian A.,Sahara,D. (2024). Mantle flow induced by the interplay of downgoing slabs revealed by seismic anisotropy beneath the Sula Block in eastern Indonesia. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,129,e2023JB028110.論文鏈接：https:// doi.org/10.1029/2023JB028110圖1 研究中所有臺站的近震S和遠震S/SKS分裂結果圖2 北蘇拉地塊周緣多板片俯沖作用下巖石圈和上地幔變形模式

2024-05-22

真菌來(lái)源quadrane骨架倍半萜terrecyclic acid的生物合成研究獲重大進(jìn)展

近期，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）/廣東省海洋藥物重點(diǎn)實(shí)驗室（LMM）閆巖研究員團隊完成了對真菌來(lái)源的quadrane新骨架倍半萜terrecyclic acid的生物合成研究，成果發(fā)表在英國皇家化學(xué)會(huì )旗艦期刊《Chemical Science》上，文章被該刊評為每周亮點(diǎn)論文和2024熱點(diǎn)論文。倍半萜是萜類(lèi)化合物中占比最多的一種，分子中含15個(gè)碳原子，由三個(gè)異戊二烯單元組成鏈狀、環(huán)狀等多種骨架結構，分布于植物、昆蟲(chóng)、微生物等生物中，具有廣泛的生物活性，是醫藥、食品和化妝品研發(fā)的重要源泉。Terrecyclic acid是一類(lèi)由環(huán)戊烷駢雙環(huán)辛烷組合而成的quadrane倍半萜骨架，經(jīng)過(guò)氧化后修飾而成的一類(lèi)具有抗菌、抗腫瘤活性天然產(chǎn)物。該類(lèi)化合物最早發(fā)現于土曲霉，后又相繼從不同來(lái)源的真菌和柳珊瑚中發(fā)現（如圖1）。圖1?來(lái)自真菌（A）和柳珊瑚（B）的天然quadrane倍半萜由于quadrane骨架的特殊結構與良好的生物學(xué)活性，其制備方法的研究受到廣泛關(guān)注，其中合成化學(xué)家先后開(kāi)發(fā)出20余條合成路線(xiàn)。然而由于該類(lèi)化合物特殊的結構和成環(huán)方式，使得其化學(xué)合成步驟多，產(chǎn)率較低，在一定程度阻礙了先導藥物的開(kāi)發(fā)。通過(guò)合成生物學(xué)方法大量制備quadrane類(lèi)天然產(chǎn)物，是解決這一問(wèn)題的有效策略。同位素示蹤實(shí)驗表明，quadrane骨架的生物合成可能經(jīng)歷了兩種完全不同的途徑，即Hirota途徑和Coates途徑。盡管計算化學(xué)研究表明后者的可能性更高，但quadrane骨架的生物合成基因與其形成的確切酶學(xué)機制仍有待證實(shí)（路徑圖1）。路徑圖1?推測的?β-terrecyclene形成途徑. (A) Hirota途徑?(藍色)和Coates分別由FPP生成的β-terrecyclene。(B) Coates重排形成的 α-terrecyclene。閆巖研究員團隊通過(guò)對真菌基因組的挖掘，發(fā)現了該類(lèi)化合物的生物合成基因簇ter，包括一個(gè)萜類(lèi)環(huán)化酶（terpene cyclase，TC）即terA、一個(gè)P450氧化基因（terB）、一個(gè)短鏈脫氫基因（terC）和一個(gè)主要協(xié)同轉運因子超家族基因（terD），如圖2A。通過(guò)異源表達、體內喂養、體外酶反應等研究，驗證了基因簇中各基因的功能（圖2B-2E），證實(shí)了其生物合成途徑：即在環(huán)化酶TerA的作用下催化FPP產(chǎn)生化合物25，進(jìn)而產(chǎn)物25被P450酶TerB羥化和羧基化產(chǎn)生化合物32，最后32被脫氫酶TerC催化形成終產(chǎn)物2，如圖2F。圖2?抗腫瘤倍半萜terrecyclic acid的生物合成途徑解析?（A）Terrecyclic acid的生物合成基因簇；（B）蛋白TerA在酵母S. cerevisae中的異源表達（i）和體外反應（ii）；（C）基因簇ter在A(yíng). nidulans中的異源表達：（i）A. nidulans的空白對照，（ii）基因terAB在A(yíng). nidulans中的異源表達，ii）基因terABC在A(yíng). nidulans中的異源表達；（D）蛋白TerC的體外反應：（i）蛋白TerC將底物32轉化為2，（ii）煮沸過(guò)的TerC對底物32失活，（iii）蛋白TerC對底物33無(wú)反應；（E）蛋白TerB的體外反應：（i）微粒體蛋白TerB可以催化底物25轉化為32，（ii）蛋白TerB和TerC可以將25轉化為2；（F）Terrecyclic acid (2)的生物合成途徑。在發(fā)現新型倍半萜環(huán)化酶（β-terrecyclene合酶，TerA）可以催化法尼基焦磷酸（FPP）轉化為β-terrecyclene（25）的基礎上，通過(guò)對TerA的系列定點(diǎn)突變研究（圖3），結合動(dòng)力學(xué)同位素效應分析（圖4），確證了環(huán)化過(guò)程為Coates途徑，而非最早提出的Hirota途徑。圖3?基因terA的點(diǎn)突變、產(chǎn)物及其機制圖4?突變株TerA-V114A的動(dòng)力學(xué)同位素效應 (A) 通過(guò) [12-2H3]-FPP 的動(dòng)力學(xué)同位素效應區分Hirota和Coates途徑. (B) FPP和[12-2H3]-FPP 為底物比較TerA-V114A產(chǎn)物的動(dòng)力學(xué)同位素效應。通過(guò)以上研究，作者發(fā)現了抗菌、抗腫瘤quadrane骨架倍半萜terrecyclic acid的生物合成基因簇，以此為基礎，解析了其通過(guò)β-terrecyclene環(huán)化酶TerA形成quadrane骨架，繼而氧化、脫氫的后修飾的生物合成過(guò)程。Quadrane骨架的形成機制也通過(guò)對蛋白TerA的點(diǎn)突變和動(dòng)力學(xué)同位素效應得以證實(shí)，從而解決了幾十年來(lái)關(guān)于該類(lèi)天然產(chǎn)物生物合成研究的謎團。該研究也為進(jìn)一步以萜類(lèi)環(huán)化酶TerA為探針，從真菌數據庫中對quadrane類(lèi)天然產(chǎn)物的發(fā)掘奠定了基礎。以上研究，副研究員宋永相為第一作者，研究員閆巖為通訊作者。由濟南大學(xué)的王文貴博士，美國加州大學(xué)洛杉磯分校（UCLA）唐奕（Yi Tang）教授團隊合作完成。上述研究工作得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃、海南省科技計劃三亞崖州灣科技城科技創(chuàng )新聯(lián)合項目、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院王寬誠率先人才計劃“盧嘉錫國際團隊項目”和海南省自然科學(xué)基金、廣東特支計劃?“海洋藥物研究開(kāi)發(fā)創(chuàng )新團隊”等的資助。Chemical Science作為英國皇家化學(xué)會(huì )資助的旗艦期刊，對各國研究人員在化學(xué)領(lǐng)域取得的突破性成果，經(jīng)評審接收后免費發(fā)表，并對全球讀者開(kāi)放獲取。文章接收后，被Chemical Science評為每周亮點(diǎn)論文（2024 ChemSci Pick of the Week Collection）和2024熱點(diǎn)論文（2024 Chemical Science HOT Article Collection）。本文鏈接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/sc/d4sc01208a。文章相關(guān)信息：Yongxiang Song,Wengui Wang,Jiafan Yang,De-Wei Gao,John M Billingsley,Songtao Wang,Yiguang Zhu,Junfeng Wang,Jianhua Ju,Yan Yan* and Yi Tang. Chem. Sci.,2024,doi.org/10.1039/D4SC01208A

2024-05-22

海洋地震研究新進(jìn)展：基于三維模擬技術(shù)提升定位精度

近日，中國科學(xué)院邊緣海與大洋地質(zhì)重點(diǎn)實(shí)驗室（OMG）徐敏研究員團隊，聯(lián)合美國伍茲霍爾海洋研究所助理研究員吳文波和中國科學(xué)院精密測量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng )新研究院倪四道院士，發(fā)展了基于三維遠震格林函數，有效提高海洋中強地震定位精度的新方法。相關(guān)成果發(fā)表于國際地學(xué)期刊《地球物理研究雜志-固體地球》（JGR-Solid Earth），博士后臧翀為論文第一作者。海洋地震的震源參數對于研究海洋地質(zhì)構造和理解斷層破裂行為至關(guān)重要。盡管基于近場(chǎng)海底地震儀（OBS）觀(guān)測能夠實(shí)現震源參數準確反演，但目前全球海洋區域的OBS覆蓋程度較低；基于陸地臺網(wǎng)的遠震數據雖能定位中強尺度海洋地震，但反演通常使用一維簡(jiǎn)化地球模型，復雜的地球三維結構導致遠震定位精度較低。海洋地震的震源區三維結構容易激發(fā)較強的遠震P波尾波，通過(guò)擬合尾波波形能夠顯著(zhù)提高定位精度，但受限于高昂的三維模擬計算成本，難以進(jìn)行實(shí)際應用。為解決上述問(wèn)題，科研人員創(chuàng )新發(fā)展了一種將震源區準確三維譜元法（SEM）模擬和震源區外高效一維直接解法（DSM）模擬耦合的算法SEM-DSM，能夠高效計算包含復雜P波尾波特征的三維遠震格林函數（圖1）。并進(jìn)一步開(kāi)發(fā)了基于三維格林函數的震源參數反演算法teleCAP3D，并將此技術(shù)應用于東北太平洋 Blanco轉換斷層的研究中。結果顯示，相較于傳統的基于一維地球模型的反演，采用三維遠震格林函數可靠擬合遠震P波尾波波形，極大地提高了地震定位的準確性，特別在對淺源地震的深度約束上表現優(yōu)異（圖2）。 ?????這項研究成果適用于洋中脊、轉換斷層和俯沖帶等各種海洋地質(zhì)環(huán)境，能夠為構造動(dòng)力學(xué)和震源物理研究提供可靠的震源參數，對于在全球范圍內推動(dòng)海洋地震研究具有重要意義。本項研究獲得國家自然科學(xué)基金和廣東省基礎與應用基礎研究基金資助。相關(guān)論文信息：Zang,C.,Wu,W.,Ni,S.,& Xu,M. (2024). A reciprocity‐based efficient method for improved source parameter estimation of submarine earthquakes with hybrid 3‐D teleseismic Green's functions. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,129,e2023JB028174.論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2023JB028174圖1 SEM-DSM算法原理示意圖。圖2 一維格林函數（藍色）與三維格林函數（橙色）波形擬合和震源矩心深度約束結果對比。基于三維格林函數能夠有效擬合P波尾波波形，顯著(zhù)改善地震震源參數反演精度。

2024-05-17

廣州能源所在缺陷鈍化機制與柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究方面取得進(jìn)展

近日，中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)能源與技術(shù)學(xué)院（中國科學(xué)院廣州能源研究所）聯(lián)合俄羅斯聯(lián)邦化學(xué)物理和藥物化學(xué)問(wèn)題研究中心、哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院和路易斯安那理工大學(xué)微制造研究所等，在界面缺陷鈍化機制與柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池方面取得新的研究進(jìn)展。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所聯(lián)合俄羅斯聯(lián)邦化學(xué)物理和藥物化學(xué)問(wèn)題研究中心、哈爾濱工業(yè)大學(xué)鄭州研究院和路易斯安那理工大學(xué)微制造研究所等，在界面缺陷鈍化機制與柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池研究方面取得新的研究進(jìn)展。鈣鈦礦表面和晶界處的陷阱狀態(tài)是柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池（FPSC）進(jìn)一步商業(yè)化的主要障礙之一。該研究將兩種新穎的多功能氟化丙胺鹽2,2,3,3,3-五氟丙胺鹽酸鹽（PFPACl）和3,3,3-三氟丙胺鹽酸鹽（TFPACl）原位引入光吸收層，以鈍化鈣鈦礦表面和晶界缺陷，并提高FPSCs的性能。核磁共振結果驗證了PFPACl和TFPACl與鈣鈦礦前驅體成分的強相互作用，首次從二維核磁共振數據中推導出了上述兩種添加劑與碘化甲脒形成的超分子配合物結構，指出了鈍化劑分子在鈣鈦礦成膜之前與其預先組織形成氫鍵的重要性。實(shí)驗和密度泛函理論計算表明，由于氟烷基較高的電負性，PFPACl可能更傾向于解離為R-NH3+-Cl-的形式。因此，2,2,3,3,3-五氟丙胺鹽（PFPA+）與甲脒空位缺陷（VFA）的結合強于其與3,3,3-三氟丙胺鹽（TFPA+）的結合，同時(shí)陰離子Cl-與碘化甲脒空位缺陷（VFAI）及FPSCs中未配位的鉛離子之間具有足夠強的相互作用，導致PFPACl可以均勻覆蓋于鈣鈦礦薄膜的整個(gè)表面，并更有效地與空穴傳輸層能級匹配。最終，經(jīng)PFPACl原位修飾的FPSCs實(shí)現23.59%的光電轉換效率，在1000小時(shí)后仍保有89.8%的初始效率，表現出優(yōu)異的運行穩定性。相關(guān)研究成果已申請國家發(fā)明專(zhuān)利，研究論文發(fā)表于期刊Advanced Functional Materials（論文鏈接：https://doi.org/10.1002/adfm.202405078）。論文第一單位為中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)能源科學(xué)與技術(shù)學(xué)院（中國科學(xué)院廣州能源研究所），論文第一作者為廣州能源所太陽(yáng)能研究室博士研究生曹曙光，通訊作者為廣州能源所徐雪青研究員等。該研究獲得中國科技部外國專(zhuān)家項目、中國科學(xué)院國際交流計劃項目和中國科學(xué)院戰略性先導專(zhuān)項預研項目的支持。柔性鈣鈦礦太陽(yáng)能電池器件結構示意圖及PFPACl鈍化鈣鈦礦缺陷機理圖不同條件下鈣鈦礦薄膜的納米級結構第一性原理計算結果柔性器件結構及性能

2024-05-21

環(huán)江站研究提出喀斯特區可持續造林的社會(huì )-生態(tài)研究框架

中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統觀(guān)測研究站王克林研究員團隊在揭示我國西南喀斯特地區石漠化治理的成就與當前面臨新挑戰的基礎上，提出了地質(zhì)背景制約下提升喀斯特區生態(tài)恢復持續性的社會(huì )-生態(tài)研究框架。中國科學(xué)院亞熱帶農業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統觀(guān)測研究站王克林研究員團隊在揭示我國西南喀斯特地區石漠化治理的成就與當前面臨新挑戰的基礎上，提出了地質(zhì)背景制約下提升喀斯特區生態(tài)恢復持續性的社會(huì )-生態(tài)研究框架，相關(guān)成果近期以A social-ecological framework to enhance sustainable reforestation under geological constraints為題發(fā)表在國際地學(xué)領(lǐng)域知名期刊Earth’s Future上。王克林研究員團隊發(fā)現大規模生態(tài)保護與修復下我國西南喀斯特石漠化治理取得顯著(zhù)成就，從自然維度看，西南喀斯特地區石漠化面積實(shí)現持續凈減少，成為全球近20年“變綠”的熱點(diǎn)區，生態(tài)恢復固碳貢獻及其潛力大，但巖土組構差異影響植被恢復類(lèi)型與質(zhì)量，特別是土壤豐量、土壤-植被系統礦質(zhì)養分制約部分喀斯特區森林景觀(guān)恢復；從社會(huì )維度看，喀斯特地區人地關(guān)系由緊張向結構性均衡轉變，農村人口及農村地區實(shí)際人口壓力顯著(zhù)緩解，農村發(fā)展過(guò)程與生態(tài)修復進(jìn)程促進(jìn)喀斯特區社會(huì )-生態(tài)系統轉型，喀斯特區人地關(guān)系拐點(diǎn)來(lái)臨。地質(zhì)背景制約下，喀斯特地區生態(tài)修復面臨不同地質(zhì)環(huán)境下造林適宜地點(diǎn)選擇、人工林生產(chǎn)力與生態(tài)系統服務(wù)提升、區域“變綠”與經(jīng)濟效益的權衡等新的問(wèn)題與挑戰。上述石漠化有效治理及“變綠”可持續性問(wèn)題的解決需要綜合多尺度、跨學(xué)科研究方法，聚焦喀斯特地區森林退化和造林的核心要素碳酸鹽巖制約和人類(lèi)擾動(dòng)，團隊岳躍民研究員提出了提升喀斯特地區造林可持續性的社會(huì )-生態(tài)研究框架（圖1）。該框架旨在考慮不同的社會(huì )-生態(tài)背景優(yōu)化未來(lái)生態(tài)建設空間，建立在人類(lèi)活動(dòng)與不同生態(tài)系統要素之間長(cháng)期、連續的相互作用及反饋基礎上。相比常見(jiàn)社會(huì )-生態(tài)系統通用框架往往忽略了歷史變化的影響，該框架整合長(cháng)期的人類(lèi)干擾和森林演變定義了連續時(shí)間尺度的社會(huì )-生態(tài)系統互饋過(guò)程，明確了我國西南喀斯特地區長(cháng)時(shí)間尺度人類(lèi)擾動(dòng)與森林演變的關(guān)鍵時(shí)期，包括人為干擾開(kāi)始期(明清時(shí)期，公元1400-1920年)、人類(lèi)干擾強烈期(1920-2000)、當代保護和恢復期(2000年以來(lái))、未來(lái)生態(tài)空間優(yōu)化期 (至2100年)，利用沉積物分析、歷史文獻記載、長(cháng)時(shí)序與高分辨率遙感、深度學(xué)習等多種研究方法和手段，重建自明清以來(lái)西南喀斯特地區人為擾動(dòng)下“天然林-毀林-再造林”的森林格局演變過(guò)程，提供了一個(gè)全面和前瞻性的策略解析地質(zhì)環(huán)境制約下社會(huì )-生態(tài)系統復雜動(dòng)態(tài)過(guò)程，為西南喀斯特地區生態(tài)建設空間優(yōu)化及生態(tài)修復精準施策提供重要科學(xué)基礎。該框架的多功能性也可延伸應用在其他生態(tài)脆弱區不同社會(huì )-生態(tài)背景下的生態(tài)恢復實(shí)踐，結合歷史及近期的森林動(dòng)態(tài)與毀林過(guò)程將增強我們對人類(lèi)活動(dòng)或氣候變化引起的森林結構和功能變化的深入理解，提供一個(gè)強有力的證據基礎來(lái)評估區域森林可恢復的程度及是否真正需要造林措施。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)基金、湖南省科技創(chuàng )新領(lǐng)軍人才等資助。論文鏈接圖1 融合長(cháng)時(shí)間尺度人類(lèi)擾動(dòng)與森林演變的社會(huì )-生態(tài)研究框架

2024-05-17

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