科研進(jìn)展
  • 中國(guó)科學(xué)院B類先導(dǎo)專項(xiàng)“深地?fù)]發(fā)份循環(huán)的成礦驅(qū)動(dòng)機(jī)制及資源效應(yīng)”啟動(dòng)會(huì)順利召開(kāi)
    林莽研究員代表專項(xiàng)向?qū)＜医M表達(dá)衷心感謝，并表示專項(xiàng)將認(rèn)真吸收專家組的意見(jiàn)建議，確保專項(xiàng)按時(shí)高質(zhì)實(shí)施。2024年11月30日—12月1日，中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)與交叉前沿科研先導(dǎo)專項(xiàng)（B類）“深地?fù)]發(fā)份循環(huán)的成礦驅(qū)動(dòng)機(jī)制及資源效應(yīng)”（以下簡(jiǎn)稱專項(xiàng)）啟動(dòng)會(huì)在廣州順利召開(kāi)。會(huì)議特邀沈樹(shù)忠院士、彭平安院士、高銳院士、徐義剛院士、李獻(xiàn)華院士、胡瑞忠院士等12位專家與會(huì)指導(dǎo)。中國(guó)科學(xué)院可持續(xù)發(fā)展研究局副局長(zhǎng)魏勇，中國(guó)科學(xué)院廣州分院副院長(zhǎng)、分黨組成員孫龍濤，專項(xiàng)依托單位中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究黨委書記、副所長(zhǎng)張海祥，黨委副書記、紀(jì)委書記李海濱，副所長(zhǎng)王強(qiáng)，專項(xiàng)首席科學(xué)家林莽研究員及專項(xiàng)骨干成員和管理人員等100余人參加會(huì)議。張海祥代表專項(xiàng)依托單位，感謝各位領(lǐng)導(dǎo)及專家給予的支持和幫助，并介紹了專項(xiàng)的整體背景和情況，同時(shí)強(qiáng)調(diào)作為專項(xiàng)依托單位，研究所將在人員、平臺(tái)、資源等各方面給予專項(xiàng)全力支持，并勉勵(lì)科研人員要積極面向國(guó)家重大需求，全力攻關(guān)，為搶占科技制高點(diǎn)做出貢獻(xiàn)。魏勇宣讀了專項(xiàng)立項(xiàng)文件，指出B類先導(dǎo)專項(xiàng)是中國(guó)科學(xué)院支持重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的重要舉措之一，依托單位和重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室要轉(zhuǎn)變組織模式，形成創(chuàng)新合力，要帶動(dòng)隊(duì)伍建設(shè)，推動(dòng)人才工作上臺(tái)階，要健全管理方式，推動(dòng)成果產(chǎn)出，真正能把科學(xué)院改革的成效展示出來(lái)。隨后，專項(xiàng)首席科學(xué)家林莽研究員作了專項(xiàng)工作匯報(bào)，詳細(xì)介紹了專項(xiàng)的立項(xiàng)思路和論證過(guò)程、研究方案和技術(shù)路線、目標(biāo)成果和年度計(jì)劃、人才隊(duì)伍和工作基礎(chǔ)，以及組織管理和經(jīng)費(fèi)預(yù)算等內(nèi)容。各項(xiàng)目和課題負(fù)責(zé)人分別就各項(xiàng)目和課題的具體實(shí)施和工作進(jìn)展進(jìn)行匯報(bào)。與會(huì)專家認(rèn)真聽(tīng)取了匯報(bào)并對(duì)專項(xiàng)各層級(jí)實(shí)施方案給予充分肯定，同時(shí)圍繞項(xiàng)目設(shè)計(jì)、關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題、技術(shù)難點(diǎn)突破以及專項(xiàng)預(yù)期成果應(yīng)用等方面提出了富有建設(shè)性的意見(jiàn)和建議。專家組希望專項(xiàng)進(jìn)一步聚焦需解決的重大問(wèn)題、突破的關(guān)鍵技術(shù)，進(jìn)一步明確應(yīng)用出口的方向，并加強(qiáng)三個(gè)項(xiàng)目之間的有機(jī)聯(lián)系，共同推動(dòng)標(biāo)志性成果的產(chǎn)出。林莽研究員代表專項(xiàng)向?qū)＜医M表達(dá)衷心感謝，并表示專項(xiàng)將認(rèn)真吸收專家組的意見(jiàn)建議，確保專項(xiàng)按時(shí)高質(zhì)實(shí)施。
    2024-12-09
  • 南海海洋所?|?南沙群島千米級(jí)羽狀流揭示活躍海底油氣泄漏
    近期，中國(guó)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(yàn)室閻貧研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局等單位，在南沙群島北部海區(qū)取得重要地質(zhì)發(fā)現(xiàn)。通過(guò)分析多波束與多道地震資料，研究人員揭示了該區(qū)域存在多個(gè)高達(dá)千米的羽狀流，這些羽狀流具有顯著的含氣特征，推測(cè)區(qū)內(nèi)可能存在活躍的海底油氣泄漏。研究團(tuán)隊(duì)在南沙群島北部九章盆地通過(guò)多波束及多道地震數(shù)據(jù)分析，獲得了該區(qū)域海水和地層的反射結(jié)構(gòu)和海底地形地貌圖。發(fā)現(xiàn)了該區(qū)域海底麻坑和多個(gè)羽狀流，其中羽狀流最高達(dá)1300米、底寬1300-1400米，與海馬冷泉區(qū)羽狀流相比，高度更高，是目前為止南海發(fā)現(xiàn)的最大羽狀流。近十年的觀測(cè)結(jié)果對(duì)比發(fā)現(xiàn)，該區(qū)域油氣泄漏非常活躍，越來(lái)越強(qiáng)。例如，在同一個(gè)麻坑、不同時(shí)間（2013年和2020年）發(fā)現(xiàn)了兩次巨型羽狀流；在2018-2020年期間，一個(gè)麻坑深度突然增加了20米，另外出現(xiàn)一個(gè)新的麻坑，長(zhǎng)248米、寬90米、深16米。此外，研究區(qū)斷裂發(fā)育，存在多個(gè)泥底辟和含氣帶，其頂部地震速度明顯低于圍巖速度，這些都是油氣藏存在和泄露的直接證據(jù)。這些發(fā)現(xiàn)預(yù)示著南沙群島北部可能存在豐富的油氣資源，應(yīng)該進(jìn)一步加強(qiáng)調(diào)查研究。這一發(fā)現(xiàn)不僅對(duì)于理解被動(dòng)大陸邊緣甲烷滲漏機(jī)制具有重要的科學(xué)意義，也為未來(lái)南沙的油氣資源開(kāi)發(fā)提供了潛在的區(qū)域目標(biāo)。該研究成果已發(fā)表在Marine and Petroleum Geology期刊上，論文作者包括中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所助理研究員王彥林、副研究員于俊輝、研究員閻貧，廣州海洋地質(zhì)調(diào)查局高級(jí)工程師涂廣紅等。研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、廣東特支計(jì)劃、以及國(guó)家自然科學(xué)基金委共享航次的支持。相關(guān)論文信息：Wang,Y.,Tu,G.,Yu,J.,Yan,P.,Ma J.,Tian Z.,Chen C.,2024. 1300-m-High gas plume from pockmarks in the north Nansha waters,South China sea. Marine and Petroleum Geology,164,106868。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.marpetgeo.2024.106868.圖1?南沙盆地分布圖2?九章盆地麻坑區(qū)海底地形及其變化圖3?九章盆地多道地震剖面(a)和多波束(b)顯示的羽狀流、泥底辟和含氣帶
    2024-12-09
  • 華南植物園揭示氣候和底物化學(xué)計(jì)量比調(diào)控自生固氮
    生物固氮是陸地生態(tài)系統(tǒng)重要的氮輸入途徑，通常包括共生和自生固氮兩種方式。相比共生固氮而言，自生固氮在陸地生態(tài)系統(tǒng)的分布范圍更廣。自生固氮通常受到氣候因子、底物特性和固氮微生物群落結(jié)構(gòu)的影響。傳統(tǒng)觀點(diǎn)認(rèn)為，氣候因子是驅(qū)動(dòng)自生固氮空間格局的主要因素，因此溫暖濕潤(rùn)的低緯度地區(qū)通常被認(rèn)為具有更高的自生固氮速率。然而，許多區(qū)域尺度的研究發(fā)現(xiàn)，溫暖濕潤(rùn)的低緯度地區(qū)并不一定表現(xiàn)出更高的自生固氮速率，并且相比氣候因子而言，底物特性對(duì)自生固氮區(qū)域分布格局的影響可能更為顯著。因此，自生固氮的空間分布格局及其影響因素有待進(jìn)一步研究。該研究以在中國(guó)東海岸不同位點(diǎn)采集的互花米草和蘆葦?shù)蚵湮餅檠芯繉?duì)象，開(kāi)展了兩項(xiàng)野外實(shí)驗(yàn)（同位分解實(shí)驗(yàn)和同質(zhì)園分解實(shí)驗(yàn)），并用全球數(shù)據(jù)進(jìn)一步佐證（圖1）。在同位分解實(shí)驗(yàn)中，來(lái)自不同位點(diǎn)的互花米草和蘆葦?shù)蚵湮锉凰突夭蓸拥攸c(diǎn)進(jìn)行分解，以評(píng)估氣候因子和底物特性對(duì)自生固氮區(qū)域格局的影響。在同質(zhì)園分解實(shí)驗(yàn)中，來(lái)自不同位點(diǎn)的互花米草和蘆葦?shù)蚵湮锉唤y(tǒng)一放置于崇明島東灘進(jìn)行分解，以進(jìn)一步明確底物特性對(duì)自生固氮區(qū)域格局的作用。此外，通過(guò)全球數(shù)據(jù)分析進(jìn)一步驗(yàn)證自生固氮的分布格局及其調(diào)控因素。結(jié)果表明，互花米草和蘆葦?shù)蚵湮镒陨痰俾实木暥雀窬植](méi)有在溫暖濕潤(rùn)的低緯度地區(qū)達(dá)到峰值。這種的現(xiàn)象也可以推廣到其他自生固氮類型（土壤、葉片等）的全球分布格局。導(dǎo)致這種現(xiàn)象的原因是由于在區(qū)域和全球尺度上，自生固氮的空間分布格局受到氣候因子和底物化學(xué)計(jì)量比的共同調(diào)控。為此，我們提出了一個(gè)新的理論框架來(lái)解釋這種現(xiàn)象（圖2）。在溫暖濕潤(rùn)的地區(qū)，盡管適宜的氣候有助于自生固氮，但較低的底物C:N和C:(N:P)比會(huì)限制其活性，使自生固氮速率低于傳統(tǒng)觀點(diǎn)的預(yù)期值；相反，在氣溫和水分相對(duì)較低的地區(qū)，雖然氣候條件不利于自生固氮，但較高的底物C:N和C:(N:P)比能在一定程度上促進(jìn)微生物固氮活性，使自生固氮速率高于傳統(tǒng)觀點(diǎn)的預(yù)期值。上述結(jié)果從區(qū)域和全球尺度進(jìn)一步驗(yàn)證了前期發(fā)現(xiàn)的底物化學(xué)計(jì)量比調(diào)控氮飽和成熟林自生固氮速率（Zheng et al. 2018,Ecology;?https://doi.org/10.1002/ecy.2416）以及驅(qū)動(dòng)森林演替過(guò)程的固氮速率變化（Zheng et al. 2020,Ecology Letters;https://doi.org/10.1111/ele.13437）。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在學(xué)術(shù)期刊Earth’s Future（《地球的未來(lái)》）上。復(fù)旦大學(xué)碩士生戴海嘯為第一作者，中國(guó)科學(xué)院華南植物園鄭棉海副研究員和復(fù)旦大學(xué)/蘭州大學(xué)吳紀(jì)華教授為共同通訊作者，復(fù)旦大學(xué)博士生劉澤康和蘭州大學(xué)助理教授Ali Bahadur為本文共同作者。論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024EF005093圖1. 野外實(shí)驗(yàn)的采樣地點(diǎn)分布圖（a）及全球分析中實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)的分布圖（b）圖2. 氣候和底物化學(xué)計(jì)量比對(duì)自生固氮空間分布的共同調(diào)控作用的理論框架
    2024-12-08
  • ?華南植物園揭示桉-鄉(xiāng)混交林結(jié)構(gòu)-健康-服務(wù)長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)
    桉樹(shù)（Eucalyptus）因其快速生長(zhǎng)和顯著的經(jīng)濟(jì)效益，在熱帶和亞熱帶地區(qū)被廣泛種植。然而，單一種植的桉樹(shù)純林種植通常會(huì)引發(fā)生物多樣性喪失、土壤養(yǎng)分流失以及生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能的下降。將桉樹(shù)與鄉(xiāng)土樹(shù)種混交被認(rèn)為是一種潛在的解決方案，然而現(xiàn)有研究主要集中于短期（≤7年）的桉樹(shù)人工林，并且多局限于1-2種鄉(xiāng)土樹(shù)種。長(zhǎng)期來(lái)看，桉樹(shù)人工林多營(yíng)養(yǎng)級(jí)之間復(fù)雜的相互作用以及不同植被層多維生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)之間的關(guān)系仍缺乏系統(tǒng)研究，適宜的桉-鄉(xiāng)混交比例尚不清楚。為解決上述科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)依托廣東鶴山森林生態(tài)系統(tǒng)國(guó)家野外科學(xué)觀測(cè)研究站共和“植被恢復(fù)生物多樣性梯度”大型野外控制實(shí)驗(yàn)平臺(tái)，量化了4個(gè)不同條帶混交比例（2:8，3:7，4:6，5:5）的桉-鄉(xiāng)混交林的多營(yíng)養(yǎng)結(jié)構(gòu)與生態(tài)熱力學(xué)健康，以及不同植被層多維多樣性（分類，功能和譜系）和生態(tài)系統(tǒng)多服務(wù)性的長(zhǎng)期動(dòng)態(tài)。研究發(fā)現(xiàn)：（1）長(zhǎng)期（13-15a）和短期（1a）桉樹(shù)人工林群落在不同植物層的多維多樣性上存在顯著差異（2）桉樹(shù)與高多樣性鄉(xiāng)土樹(shù)種間作對(duì)多營(yíng)養(yǎng)生物多樣性保護(hù)、生物熱力學(xué)健康發(fā)展和土壤肥力保持具有長(zhǎng)期的積極作用（3）當(dāng)鄉(xiāng)土樹(shù)種比例≥20%時(shí)，喬木層的多維生物多樣性顯著提升；≥30%時(shí)，桉樹(shù)和起始鄉(xiāng)土樹(shù)種的長(zhǎng)期存活率及自然遷入率顯著提高；進(jìn)一步增加至50%時(shí)，不僅提供了最高水平的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)，還顯著增強(qiáng)了服務(wù)間的協(xié)同關(guān)系（4）人為調(diào)控的喬木層初始混交比例和灌木和草本層的自然恢復(fù)雙向奔赴，共同促進(jìn)了桉-鄉(xiāng)混交林生物多樣性、生態(tài)系統(tǒng)健康與生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)的長(zhǎng)期恢復(fù)。這些發(fā)現(xiàn)為全球熱帶和亞熱帶地區(qū)大面積分布的桉樹(shù)人工林改造和長(zhǎng)效管理提供了新的依據(jù)。相關(guān)成果在Journal of Cleaner Production（《清潔生產(chǎn)雜志》）（中科院1區(qū)Top，IF2023?= 9.8）和Journal of Applied Ecology（《應(yīng)用生態(tài)學(xué)雜志》）（中科院1區(qū)Top，IF2023?= 5.0）發(fā)表。中國(guó)科學(xué)院華南植物園博士生張磊和已畢業(yè)碩士生汪雁佳（現(xiàn)中山大學(xué)在讀博士）為第一作者，任海研究員和陸宏芳研究員為共同通訊作者。研究工作得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、青促會(huì)項(xiàng)目和廣東省重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.144288https://doi.org/10.1111/1365-2664.14558圖1. 6種人工林地上、地下生物多樣性、生物熱力學(xué)健康和土壤肥力的結(jié)構(gòu)方程模型圖2. 生態(tài)系統(tǒng)多服務(wù)性與不同植物層多維多樣性指數(shù)的關(guān)系
    2024-12-08
  • ?廣州能源所高溫功能復(fù)合材料耦合調(diào)控低碳燃燒關(guān)鍵技術(shù)實(shí)現(xiàn)應(yīng)用
    廣州能源所燃燒與熱流科研團(tuán)隊(duì)在廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，積極開(kāi)展低碳燃燒技術(shù)研發(fā)，經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)開(kāi)發(fā)出天然氣摻氫比例可任意調(diào)節(jié)的低氮燃燒器，突破了大功率天然氣摻氫安全高效燃燒、燃燒負(fù)荷和摻氫比例動(dòng)態(tài)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合“源頭控制，梯級(jí)降解”的氮氧化物治理理念，將稀土類高溫功能復(fù)合材料與現(xiàn)有燃燒技術(shù)工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高溫功能復(fù)合材料耦合調(diào)控低碳燃燒關(guān)鍵技術(shù)的突破，邁出了技術(shù)推廣轉(zhuǎn)化過(guò)程中堅(jiān)實(shí)的一步。廣東省陶瓷建材、金屬冶煉、材料深加工等領(lǐng)域企業(yè)眾多，行業(yè)規(guī)模巨大，燃燒調(diào)控和大氣污染防治是在向綠色能源轉(zhuǎn)型的過(guò)程中亟待解決的關(guān)鍵難題。廣州能源所燃燒與熱流科研團(tuán)隊(duì)在廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的支持下，積極開(kāi)展低碳燃燒技術(shù)研發(fā)，經(jīng)過(guò)多年攻關(guān)開(kāi)發(fā)出天然氣摻氫比例可任意調(diào)節(jié)的低氮燃燒器，突破了大功率天然氣摻氫安全高效燃燒、燃燒負(fù)荷和摻氫比例動(dòng)態(tài)調(diào)控等關(guān)鍵技術(shù)，并結(jié)合“源頭控制，梯級(jí)降解”的氮氧化物治理理念，將稀土類高溫功能復(fù)合材料與現(xiàn)有燃燒技術(shù)工藝有機(jī)結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了高溫功能復(fù)合材料耦合調(diào)控低碳燃燒關(guān)鍵技術(shù)的突破，邁出了技術(shù)推廣轉(zhuǎn)化過(guò)程中堅(jiān)實(shí)的一步。依托該技術(shù)成果，燃燒與熱流科研團(tuán)隊(duì)在潮州深能燃?xì)庥邢薰镜奈匈Y助下，聯(lián)合潮州市索力德機(jī)電設(shè)備有限公司研制了國(guó)內(nèi)首座智能化天然氣摻氫陶瓷梭式窯。11月25日，窯爐正式成功點(diǎn)火，實(shí)現(xiàn)了摻氫比為32%條件下的穩(wěn)定運(yùn)行。11月26日至12月2日，窯爐完成了不同燒成溫度（1220℃和1280℃）、共計(jì)4窯陶瓷出口產(chǎn)品的燒制。經(jīng)廣東省特種設(shè)備檢測(cè)研究院潮州檢測(cè)院測(cè)試，耦合高溫功能復(fù)合材料的燃燒技術(shù)可實(shí)現(xiàn)節(jié)能5%和氮氧化物排放低至15 mg/m3的效果。該示范應(yīng)用首次在高摻氫比條件下燒成高質(zhì)量陶瓷產(chǎn)品，驗(yàn)證了高溫功能復(fù)合材料耦合調(diào)控低碳燃燒技術(shù)的節(jié)能環(huán)保性、安全可靠性和產(chǎn)品適應(yīng)性，為陶瓷企業(yè)及其他工業(yè)窯爐的綠色能源安全高效利用提供了關(guān)鍵技術(shù)和核心裝備的樣板。陶瓷梭式窯天然氣摻氫燃燒技術(shù)示范應(yīng)用點(diǎn)火儀式高溫功能復(fù)合材料耦合調(diào)控低碳燃燒關(guān)鍵技術(shù)示范應(yīng)用現(xiàn)場(chǎng)陶瓷梭式窯天然氣摻氫燒成產(chǎn)品
    2024-12-06
  • 華南植物園揭示植物入侵影響熱帶珊瑚島土壤碳庫(kù)機(jī)制
    土壤碳庫(kù)包括有機(jī)碳庫(kù)和無(wú)機(jī)碳庫(kù)兩部分。由于有機(jī)碳周轉(zhuǎn)時(shí)間相對(duì)較短、對(duì)環(huán)境變化更為敏感、調(diào)控潛力大，目前研究多關(guān)注土壤有機(jī)碳。這導(dǎo)致土壤無(wú)機(jī)碳在堿性環(huán)境中的穩(wěn)定性強(qiáng)和周轉(zhuǎn)時(shí)間長(zhǎng)的作用往往被忽視。土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳可以相互轉(zhuǎn)化相互影響，土壤無(wú)機(jī)碳的積累過(guò)程同樣對(duì)陸地碳循環(huán)乃至全球碳平衡至關(guān)重要。在熱帶珊瑚島生態(tài)系統(tǒng)中，土壤富含大量無(wú)機(jī)碳。外來(lái)植物入侵導(dǎo)致本地植物群落生物量減少，降低植物源有機(jī)碳的輸入，這為研究這類生態(tài)系統(tǒng)為研究外來(lái)植物入侵如何影響土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳的動(dòng)態(tài)變化提供了獨(dú)特的機(jī)會(huì)臺(tái)。盡管植物入侵已被證明會(huì)對(duì)土壤碳輸入和輸出產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響，但其對(duì)土壤有機(jī)碳與無(wú)機(jī)碳的相互作用尚缺乏清晰認(rèn)識(shí)。因此，理解植物入侵影響土壤有機(jī)碳-無(wú)機(jī)碳平衡的內(nèi)在機(jī)制，對(duì)于熱帶珊瑚島生態(tài)系統(tǒng)保護(hù)與恢復(fù)具有重要的科學(xué)意義。中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)以我國(guó)西沙群島的熱帶珊瑚島為對(duì)象，研究了無(wú)根藤（Cassytha filiformis）、飛機(jī)草（Eupatorium odoratum）和孿花蟛蜞菊（Wedelia biflora）等三種入侵植物對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)和無(wú)機(jī)碳庫(kù)的影響。研究發(fā)現(xiàn)：（1）外來(lái)植物入侵顯著降低了本地植被地上和地下生物量，但土壤總碳儲(chǔ)量并未顯著變化，主要由于土壤無(wú)機(jī)碳的增加在一定程度上抵消了土壤有機(jī)碳的減少；（2）外來(lái)植物入侵降低了微生物源碳（氨基糖和球囊霉素相關(guān)土壤蛋白）的濃度，但這些微生物源碳對(duì)土壤有機(jī)碳的貢獻(xiàn)在濕季會(huì)有所增加；（3）植物入侵對(duì)土壤碳庫(kù)受入侵植物物種和采樣季節(jié)的共同調(diào)控，土壤總氮和總磷含量是關(guān)鍵影響因素。該研究闡明了外來(lái)植物入侵影響土壤碳庫(kù)組分的機(jī)制，土壤無(wú)機(jī)碳的增加雖能部分抵消土壤有機(jī)碳的損失，但土壤有機(jī)碳的多功能性卻是無(wú)機(jī)碳無(wú)法替代的，尤其是在養(yǎng)分循環(huán)和水分保持方面。該研究結(jié)果為熱帶海島為應(yīng)對(duì)外來(lái)植物入侵和保護(hù)修復(fù)提供了新的科學(xué)依據(jù)。未來(lái)需要進(jìn)一步監(jiān)測(cè)不同環(huán)境條件下土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳的長(zhǎng)期變化動(dòng)態(tài)，深入理解植物-微生物相互作用對(duì)土壤碳固存的影響，進(jìn)而為熱帶島嶼保護(hù)、恢復(fù)與管理提供科技支撐。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Biological Diversity（《生物多樣性》）上。華南植物園博士后李騰騰為論文的第一作者，劉占鋒研究員為論文的通訊作者。研究工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目等資助與支持。論文地址：10.1002/bod2.12024圖1. 外來(lái)植物入侵對(duì)熱帶珊瑚島嶼植被生物量與土壤碳庫(kù)的影響圖2. 外來(lái)植物入侵對(duì)熱帶珊瑚島嶼土壤有機(jī)碳和無(wú)機(jī)碳庫(kù)的影響
    2024-12-04
  • 華南植物園揭示轉(zhuǎn)錄因子相分離精確調(diào)控植物開(kāi)花的分子機(jī)制
    相分離作為生物大分子在細(xì)胞內(nèi)形成無(wú)膜結(jié)構(gòu)，在生物體的發(fā)育和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程中發(fā)揮著重要功能。植物光周期調(diào)控因子CONSTANS (CO)蛋白能夠與核轉(zhuǎn)錄因子NF-YB2和NF-YC9互作，共同激活開(kāi)花關(guān)鍵基因FLOWERING LOCUS T (FT)的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)植物成花轉(zhuǎn)換。而相分離在這個(gè)過(guò)程中是否發(fā)揮作用以及具體的分子機(jī)制仍不清楚。近日，中國(guó)科學(xué)院華南植物園農(nóng)生中心侯興亮研究員和新加坡南洋理工大學(xué)繆巖松副教授通過(guò)合作研究揭示了相分離在植物開(kāi)花過(guò)程中的具體調(diào)控機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)CO、NF-YB2和NF-YC9蛋白在植物中可形成相分離，為深入解析其具體的形成機(jī)制和調(diào)控功能，研究人員分別利用原生質(zhì)體、體外實(shí)驗(yàn)體系以及轉(zhuǎn)基因植株檢測(cè)這些轉(zhuǎn)錄因子對(duì)FT基因表達(dá)的調(diào)控。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CO蛋白在光信號(hào)響應(yīng)下逐漸積累，并從擴(kuò)散狀態(tài)形成聚集的滲透簇，這一過(guò)程依賴于B-box基序；而NF-YB2和NF-YC9與CO通過(guò)多價(jià)共組裝，維持CO液相凝聚體組裝狀態(tài)和轉(zhuǎn)錄活性，阻止CO抑制性慢擴(kuò)散凝聚體的形成，后者會(huì)阻礙FT表達(dá)的激活。為了探明NF-Y因子如何維持CO/NF-YB2/NF-YC9凝聚體具有流動(dòng)性，從而開(kāi)花基因的轉(zhuǎn)錄激活。研究人員發(fā)現(xiàn)NF-YC9的內(nèi)在無(wú)序區(qū)域（IDR）包含一個(gè)多谷氨酰胺（polyQ）基序，通過(guò)優(yōu)化谷氨酰胺殘基重復(fù)次數(shù)能夠調(diào)節(jié)CO/NF-YB2/NF-YC9凝聚體的功能物質(zhì)屬性，并影響CO的功能。CO/NF-YB2/NF-YC9識(shí)別特定的FT啟動(dòng)子，形成的CO/NF-YB2/NF-YC9/FT凝聚體具有液相流體性，從而允許FT的轉(zhuǎn)錄激活。該研究揭示了相分離在植物成花轉(zhuǎn)換過(guò)程中的關(guān)鍵作用，闡明植物如何通過(guò)調(diào)控轉(zhuǎn)錄因子凝聚體狀態(tài)這一微妙的策略精確控制開(kāi)花進(jìn)程，為植物光周期成花途徑機(jī)制的認(rèn)識(shí)提供了新的見(jiàn)解。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊The EMBO Journal上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園博士后黃翔和新加坡南洋理工大學(xué)博士后馬智明為該論文共同第一作者，侯興亮研究員和繆巖松副教授為共同通訊作者。該項(xiàng)研究得到廣州市科技計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00293-0?
    2024-12-04
  • 底泥板結(jié)對(duì)洞庭湖沉水植物退化的影響機(jī)制及恢復(fù)取得新進(jìn)展
    氣候變化和人類活動(dòng)加劇（如大壩建設(shè)）在一定程度上改變了湖泊固有的水文節(jié)律，使湖泊成為世界上最受威脅的生態(tài)系統(tǒng)之一。沉水植物作為湖泊中主要的初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起重要調(diào)節(jié)作用。自2010年來(lái)，洞庭湖沉水植被退化嚴(yán)重，部分區(qū)域甚至消失，對(duì)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構(gòu)成較大威脅。自三峽大壩運(yùn)行后，洞庭湖水文情勢(shì)巨變，旱季延長(zhǎng)，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時(shí)間延長(zhǎng)，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結(jié)現(xiàn)象。然而，有關(guān)底泥板結(jié)對(duì)沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復(fù)是當(dāng)前面臨的新情況，新特征。氣候變化和人類活動(dòng)加?。ㄈ绱髩谓ㄔO(shè)）在一定程度上改變了湖泊固有的水文節(jié)律，使湖泊成為世界上最受威脅的生態(tài)系統(tǒng)之一。沉水植物作為湖泊中主要的初級(jí)生產(chǎn)者，對(duì)維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起重要調(diào)節(jié)作用。自2010年來(lái)，洞庭湖沉水植被退化嚴(yán)重，部分區(qū)域甚至消失，對(duì)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構(gòu)成較大威脅。自三峽大壩運(yùn)行后，洞庭湖水文情勢(shì)巨變，旱季延長(zhǎng)，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時(shí)間延長(zhǎng)，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結(jié)現(xiàn)象。然而，有關(guān)底泥板結(jié)對(duì)沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復(fù)是當(dāng)前面臨的新情況，新特征。針對(duì)上述問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所謝永宏研究員團(tuán)隊(duì)依托洞庭湖站研究平臺(tái)，結(jié)合野外調(diào)查和受控實(shí)驗(yàn)等方法，分析了底泥板結(jié)特性及對(duì)沉水植物生長(zhǎng)的影響，同時(shí)探討了多種底泥修復(fù)措施對(duì)沉水植物生長(zhǎng)的促進(jìn)效果。研究結(jié)果表明：1）底泥板結(jié)后0~10 cm沉積物層的土壤特征發(fā)生了明顯變化，如：大顆粒團(tuán)聚體（＞2mm）的比例在板結(jié)底泥（63.93–85.88%）較未板結(jié)底泥（2.80–13.17%）顯著增加，土壤TN、TP和SOC含量有所上升，土壤pH有所降低；2）板結(jié)底泥中細(xì)菌和真菌的豐富度顯著高于未板結(jié)底泥，真菌群落結(jié)構(gòu)主要受板結(jié)程度影響，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)則主要受垂直深度的影響；3）底泥板結(jié)不利于沉水植物定植和建群，如降低了沉水植物的生物量，減少了最大根長(zhǎng)但增大了平均根徑，同時(shí)板結(jié)和水位的共同作用導(dǎo)致沉水植物整體根系變短；4）底泥修復(fù)措施對(duì)沉水植物生長(zhǎng)的促進(jìn)效果不同：一方面單獨(dú)底泥疏松處理可以增加沉水植物生物量，促進(jìn)根系發(fā)育，有利于沉水植物生長(zhǎng)和建群，另一方面底泥疏松+凋落物添加（如苔草、南荻）的聯(lián)合處理在不同生長(zhǎng)型沉水植物間（如底棲型、直立型、冠層型）表現(xiàn)出特異性響應(yīng)，如：疏松+苔草處理顯著提高了冠層型沉水植物（輪葉黑藻和穗花狐尾藻）的生物量，但對(duì)直立型沉水植物（龍須眼子菜和微齒眼子菜）而言是增大了根莖比。未來(lái)在恢復(fù)沉水植物時(shí)，可以根據(jù)沉水植物生長(zhǎng)型不同采取針對(duì)性的底泥修復(fù)措施，以達(dá)到最佳效果。上述結(jié)果以Sediment hardening changes the physicochemical characteristics and microbial diversity of sediment and has potential effects on submerged macrophytes和Response of submerged macrophytes of different growth forms to multiple sediment remediation measures for hardened sediment為題近期分別發(fā)表在Plant and soil和Frontiers in Plant Science上，研究得到國(guó)家自然科學(xué)聯(lián)合基金和青年基金項(xiàng)目、湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等資助。洞庭湖底泥板結(jié)狀況和受控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
    2024-12-03
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物可以治療牛皮癬
    銀屑病俗稱“牛皮癬”，是一種慢性復(fù)發(fā)性炎癥性疾病，全球發(fā)病率約為2%。銀屑病的臨床癥狀主要為表皮增厚、表皮上層角化過(guò)度伴角化不全，表皮微膿腫和中性粒細(xì)胞大量募集造成的炎癥性浸潤(rùn)等。在我國(guó)云南思茅地區(qū)，木豆葉[Cajanus cajan (L.) Millsp]長(zhǎng)期被用來(lái)治療多種皮膚性疾病。中國(guó)科學(xué)院華南植物園戰(zhàn)略植物資源保育與利用團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物（EXT）具有治療牛皮癬的潛力，并在細(xì)胞和分子水平上闡明了作用機(jī)制。中國(guó)科學(xué)院華南植物園植物中心博士后朱寶君和姚李媛等科研人員，首先以HaCaT細(xì)胞為研究對(duì)象，通過(guò)免疫熒光和熒光定量分析技術(shù)，發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物可激活芳香烴受體AhR的相對(duì)表達(dá)并促進(jìn)其蛋白核轉(zhuǎn)移，初步證明其可能具有治療牛皮癬的作用。隨后以咪喹莫特誘導(dǎo)的小鼠銀屑病模型為研究對(duì)象，通過(guò)轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)分析技術(shù)，闡明了木豆葉提取物通過(guò)下調(diào)多種趨化因子（Ccl2、Ccl20和Cxc5等）、炎癥性細(xì)胞因子（IL7a、Il19、Il22和Il23等）和角質(zhì)形成細(xì)胞分化相關(guān)基因（Lce和Sprr家族基因），激活A(yù)hR及其下游調(diào)控基因（Cyp450家族基因），達(dá)到緩解銀屑病癥狀的目的。該研究為基于植物來(lái)源的天然產(chǎn)物抗銀屑病藥物的研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和物質(zhì)基礎(chǔ)，也為木豆葉這一重要的生物資源的高值化應(yīng)用提供了理論依據(jù)。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Ethnopharmacology（《民族藥理學(xué)雜志》）。華南植物園博士后朱寶君和姚李媛為共同第一作者，趙麗云助理研究員和邱聲祥研究員為共同通訊作者。（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jep.2024.119109）圖1. 木豆葉及主要菧類化學(xué)成分圖2. 木豆葉提取物對(duì)HaCaT細(xì)胞AhR及其下游調(diào)控基因CYP1A1的激活和促核轉(zhuǎn)移作用圖3. 木豆葉提取物（EXT）治療銀屑病的作用和潛在分子作用機(jī)制
    2024-12-01
  • 華南植物園真菌異養(yǎng)植物與菌根真菌的共生關(guān)系研究獲新進(jìn)展
    植物與菌根真菌之間的互利共生（菌根）是植物-微生物共生互作的主要模式，它能夠促使植物積極響應(yīng)并適應(yīng)各種生物和非生物脅迫，從而進(jìn)入新的生境乃至占領(lǐng)新的生態(tài)位，最終推動(dòng)物種分化。真菌異養(yǎng)植物（Mycoheterotrophic plants）是植物-真菌互作驅(qū)動(dòng)植物進(jìn)化的經(jīng)典案例，以其獨(dú)特的營(yíng)養(yǎng)方式、與光合自養(yǎng)植物截然不同的進(jìn)化方向備受關(guān)注。真菌異養(yǎng)植物沒(méi)有葉綠素，依賴真菌而生存，二者之間互作關(guān)系從祖先的互利共生轉(zhuǎn)變?yōu)榧纳?，且在這種關(guān)系轉(zhuǎn)變過(guò)程中往往發(fā)生真菌合作者的轉(zhuǎn)變，同時(shí)伴隨著真菌特異化的發(fā)生。真菌合作者的轉(zhuǎn)變使得真菌異養(yǎng)植物能夠拓展新的生態(tài)位，進(jìn)入不同于光合自養(yǎng)祖先的生境（通常是陰暗、潮濕的森林地表層）并生存，進(jìn)而發(fā)生物種分化，這也是植物-真菌互作推動(dòng)植物多樣性分化的具體體現(xiàn)。真菌異養(yǎng)植物通常比光合自養(yǎng)植物具有更高的真菌特異性（Fungal specificity），即其只與較少的真菌形成互作關(guān)系，且這些真菌往往具有較近的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。然而，當(dāng)前對(duì)真菌異養(yǎng)植物的起源與進(jìn)化歷程知之甚少，其共生真菌轉(zhuǎn)變及特異化發(fā)生的生態(tài)機(jī)制仍困擾著眾多研究者。為探究這一科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院華南植物園植物中心趙中濤副研究員利用真菌異養(yǎng)植物的模式植物類群-水玉簪屬進(jìn)行了相關(guān)研究。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)水玉簪屬各物種開(kāi)展了廣泛采樣，通過(guò)高通量測(cè)序等手段，對(duì)水玉簪屬7個(gè)植物種、16個(gè)居群開(kāi)展了伴生植物調(diào)查和微生物多樣性調(diào)查。研究結(jié)果顯示，真菌異養(yǎng)植物不依賴于特定的植物類群，而是能夠與絕大多數(shù)伴生植物形成互作關(guān)系以獲取真菌營(yíng)養(yǎng)，且不同生境的共享真菌可能為其生境轉(zhuǎn)移提供了前提條件。研究進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)致真菌特異性形成的因素不僅是植物方營(yíng)養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變，生境遷移也明顯促進(jìn)了植物中真菌特異性的發(fā)生。相關(guān)研究結(jié)果以“Not only transitions in nutritional modes but also niche shifts facilitate mycorrhizal fungal specialization in?Burmannia”為題，發(fā)表在國(guó)際生態(tài)經(jīng)典期刊Functional Ecology（《功能生態(tài)學(xué)》）。華南植物園趙中濤副研究員為第一作者，張奠湘研究員為通訊作者。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金的資助。文章鏈接：https://besjournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/1365-2435.14706圖1. 水玉簪屬不同營(yíng)養(yǎng)型植物。圖2. 水玉簪及其伴生植物中菌根真菌的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)。A.水玉簪不同物種中真菌群落系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)；B.伴生植物中菌根真菌群落的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)；C.水玉簪與伴生植物中真菌群落的關(guān)系；D.水玉簪伴生植物中真菌群落的聚類結(jié)構(gòu)。
    2024-12-01