科研進(jìn)展
  • 華南植物園揭示森林恢復(fù)過(guò)程中微生物功能與有機(jī)碳分子復(fù)雜性的關(guān)聯(lián)機(jī)制
    森林恢復(fù)對(duì)土壤有機(jī)碳（SOC）積累至關(guān)重要，但其穩(wěn)定性與有機(jī)質(zhì)分子復(fù)雜度及微生物活動(dòng)的互作機(jī)制尚不清楚。該研究選取鼎湖山和鶴山不同恢復(fù)階段的森林，創(chuàng)新性地結(jié)合熱裂解-氣相色譜/質(zhì)譜（THM-GC-MS）和高通量測(cè)序技術(shù)，在分子水平解析了有機(jī)質(zhì)復(fù)雜度與微生物功能的動(dòng)態(tài)關(guān)聯(lián)，發(fā)現(xiàn)有機(jī)質(zhì)分子多樣性隨恢復(fù)提升，O層和A層的有機(jī)質(zhì)α多樣性均顯著增加，且微生物功能多樣性與生物量可解釋50%以上的SOC和分子復(fù)雜度變化。中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)研究進(jìn)一步揭示了不同土層的差異化調(diào)控機(jī)制：在O層土壤中，微生物功能多樣性增加但生物量減少，導(dǎo)致有機(jī)質(zhì)分子復(fù)雜性增加而有機(jī)碳含量降低；A層土壤則呈現(xiàn)微生物生物量與功能多樣性同步提升，共同促進(jìn)有機(jī)碳積累和分子復(fù)雜性增強(qiáng)。這種分層差異主要受微生物養(yǎng)分限制狀況驅(qū)動(dòng)，同時(shí)初始凋落物組成決定了微生物分解產(chǎn)物的趨同或分化特征。該發(fā)現(xiàn)從分子層面闡明了森林恢復(fù)對(duì)增強(qiáng)土壤有機(jī)質(zhì)穩(wěn)定性的積極作用。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)森林恢復(fù)能有效提升有機(jī)質(zhì)分子復(fù)雜度，增強(qiáng)碳穩(wěn)定性，改善土壤養(yǎng)分（如氮磷供給）可緩解微生物限制，維持其功能多樣性，恢復(fù)實(shí)踐中需兼顧植被（凋落物輸入）與土壤管理，以優(yōu)化碳固存。該研究首次從分子層面揭示了森林恢復(fù)過(guò)程中土壤養(yǎng)分狀況對(duì)微生物功能多樣性與有機(jī)碳分子復(fù)雜性關(guān)聯(lián)的調(diào)控機(jī)制，為提升森林土壤碳固存能力提供了重要理論依據(jù)。研究成果不僅深化了對(duì)森林土壤碳循環(huán)機(jī)制的理解，強(qiáng)調(diào)了土壤養(yǎng)分可利用性在維持微生物功能多樣性中的關(guān)鍵作用，更為實(shí)現(xiàn)碳中和目標(biāo)下的森林恢復(fù)實(shí)踐提供了重要科學(xué)依據(jù)，對(duì)制定森林碳管理策略具有重要指導(dǎo)意義。最新研究成果已近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Management上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)與環(huán)境科學(xué)研究中心的張靜副研究員為論文第一作者，劉占鋒研究員為通訊作者，研究得到了廣東基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2025.126312圖1. 土壤有機(jī)碳含量和分子復(fù)雜性的微生物驅(qū)動(dòng)機(jī)制及調(diào)控因素
    2025-06-29
  • 華南植物園揭示乙酰化修飾調(diào)控植物向光性分子機(jī)制
    植物的向光性（phototropism）是一種關(guān)鍵的環(huán)境適應(yīng)性機(jī)制，使其能通過(guò)調(diào)整生長(zhǎng)方向來(lái)優(yōu)化對(duì)光能的捕獲，提升光合效率并促進(jìn)生長(zhǎng)發(fā)育。向光素phototropin 1（phot1）作為核心的光受體，介導(dǎo)了植物對(duì)藍(lán)光的感知和向光性反應(yīng)。盡管已有的研究鑒定了phot1下游信號(hào)通路組成和功能，但連接光信號(hào)與phot1激酶活性的關(guān)鍵調(diào)控因子至今仍未被發(fā)現(xiàn)。中國(guó)科學(xué)院華南植物園劉勛成研究團(tuán)隊(duì)鑒定發(fā)現(xiàn)phot1的多個(gè)賴氨酸位點(diǎn)發(fā)生乙酰化修飾，并證實(shí)保守的賴氨酸位點(diǎn)（K636）的乙?；揎椪{(diào)控其自磷酸化和激酶活性，影響植物的向光性反應(yīng)；遺傳表型篩選發(fā)現(xiàn)賴氨酸去乙?；窰DA9為調(diào)控植物向光性和phot1活性的關(guān)鍵上游因子，通過(guò)調(diào)節(jié)phot1的乙?；接绊懫淞姿峄c激酶活性；同時(shí)，證實(shí)該"乙?；?磷酸化協(xié)同調(diào)控"作用在不同物種如番茄、煙草和花生中具有高度的保守性，凸顯該機(jī)制在植物向光性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中的廣泛性與重要性?；谝陨辖Y(jié)果，研究組提出乙?；揎椷B接光信號(hào)和phot1激活的分子模式：在感知環(huán)境光信號(hào)后，phot1快速發(fā)生磷酸化修飾，進(jìn)而激活其信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)功能，同時(shí)顯著降低phot1與HDA9的結(jié)合能力。隨后，在未知乙酰轉(zhuǎn)移酶（Acetyltransferases，ATs）的作用下，乙?；揎椀膒hot1逐漸積累，形成負(fù)反饋調(diào)節(jié)環(huán)路。該機(jī)制通過(guò)抑制phot1過(guò)度磷酸化來(lái)防止光信號(hào)過(guò)度放大。這種循環(huán)進(jìn)行的“乙?；?去乙酰化修飾”模塊構(gòu)成了精確的分子制動(dòng)系統(tǒng)能夠微調(diào)向光性信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)強(qiáng)度，從而確保植物獲得最佳生長(zhǎng)響應(yīng)。這種獨(dú)特的模式展示了植物光信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑的高度精確性和可塑性。本研究為農(nóng)作物的光適應(yīng)性和光能高效利用遺傳育種提供了新的理論基礎(chǔ)。相關(guān)研究成果以 “Histone Deacetylase 9 Modulates Phototropin 1 Acetylation Dynamics to Fine-Tune Phototropic Responses in Plants”為題于近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Plant Communications（《植物通訊》）（IF2024 11.6）上。華南植物園梁敏婷助理研究員和鄧書(shū)林研究員為共同第一作者，劉勛成研究員為通訊作者。研究團(tuán)隊(duì)成員包括張藝副研究員、列志旸副研究員、公共實(shí)驗(yàn)室戴光義博士、研究生楊泳怡和實(shí)習(xí)生郭景源。該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省科技計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2590346225001865圖1. 分子模式：HDA9介導(dǎo)phot1乙?；?磷酸化動(dòng)態(tài)平衡調(diào)控植物向光性
    2025-06-25
  • 亞熱帶所?|?地方品種豬肉品質(zhì)形成機(jī)制及微生物調(diào)控研究取得新進(jìn)展
    豬肉消費(fèi)量占全球肉類消費(fèi)量的三分之一，是我國(guó)重要的肉類來(lái)源。我國(guó)地方品種豬的資源豐富，并且多數(shù)品種以肉質(zhì)優(yōu)良而著稱。因此，揭示其優(yōu)質(zhì)肉形成的分子機(jī)制，對(duì)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控策略改善商品豬的肉品質(zhì)具有重要意義。近年來(lái)的研究表明，腸道微生物及其代謝產(chǎn)物在肉品質(zhì)形成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，但其具體作用機(jī)制尚不明確。豬肉消費(fèi)量占全球肉類消費(fèi)量的三分之一，是我國(guó)重要的肉類來(lái)源。我國(guó)地方品種豬的資源豐富，并且多數(shù)品種以肉質(zhì)優(yōu)良而著稱。因此，揭示其優(yōu)質(zhì)肉形成的分子機(jī)制，對(duì)通過(guò)營(yíng)養(yǎng)調(diào)控策略改善商品豬的肉品質(zhì)具有重要意義。近年來(lái)的研究表明，腸道微生物及其代謝產(chǎn)物在肉品質(zhì)形成過(guò)程中發(fā)揮著重要作用，但其具體作用機(jī)制尚不明確。近期，中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所孔祥峰研究員團(tuán)隊(duì)通過(guò)多組學(xué)聯(lián)用技術(shù)，系統(tǒng)比較了杜洛克豬（父本）、桃源黑豬（母本）及其雜交培育品種湘村黑豬的肉品質(zhì)、肌肉特性、代謝組特征及腸道菌群的差異，并利用糞菌移植（FMT）技術(shù)驗(yàn)證了關(guān)鍵菌群的功能。相關(guān)研究成果發(fā)表在Food & Function（2023）和npj Biofilms and Microbiomes（2025）等國(guó)際重要學(xué)術(shù)期刊上。研究結(jié)果表明：1）桃源黑豬和湘村黑豬的慢肌纖維比例顯著高于杜洛克豬，肌纖維橫截面積更小，系水力和肌內(nèi)脂肪含量更高，但胴體重較低。2）肌肉靶向代謝組檢測(cè)發(fā)現(xiàn)了24種差異代謝物，其中β-丙氨酸和蘋(píng)果酸含量與肌肉系水力呈顯著正相關(guān)。3）地方品種豬肌肉中脂質(zhì)分解相關(guān)基因（HSL、ATGL和CPT1）和糖酵解相關(guān)基因（LDH和PFKFB3）的表達(dá)較低，是其肌內(nèi)脂肪含量較高而糖酵解潛力較低的原因。4）地方品種豬結(jié)腸中乳桿菌（Lactobacillus）的豐度較高，并可通過(guò)色氨酸代謝途徑促進(jìn)犬尿酸的合成；犬尿酸可激活肌肉AMPK/PGC-1α信號(hào)通路，上調(diào)肌肉中慢肌纖維的比例。5）FMT實(shí)驗(yàn)證實(shí)，移植地方品種豬腸道菌群的小鼠，機(jī)體犬尿酸水平和肌肉AMPK表達(dá)水平提高，其慢肌纖維比例呈上升趨勢(shì)?？傊?，地方品種豬的優(yōu)良肉品質(zhì)與其高比例的慢肌纖維、較強(qiáng)的脂代謝特征及腸道菌群驅(qū)動(dòng)的犬尿酸-AMPK/PGC-1α軸密切相關(guān)。該研究首次揭示了乳桿菌通過(guò)色氨酸代謝調(diào)控肌纖維類型轉(zhuǎn)化的機(jī)制，為通過(guò)干預(yù)微生物代謝改善商品豬的肉品質(zhì)提供了新策略。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題、國(guó)家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金外國(guó)學(xué)者研究項(xiàng)目和湖南省自然科學(xué)基金項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接：1?2研究技術(shù)路線主要研究結(jié)果注：A. 三個(gè)品種豬慢肌纖維比例；B. 三個(gè)品種豬肌肉差異代謝物通路分析；C. 三個(gè)品種豬結(jié)腸乳桿菌豐度；D. 乳桿菌與色氨酸代謝物相關(guān)性網(wǎng)絡(luò)圖；E. 移植不同品種豬糞菌小鼠慢肌纖維比例。地方豬腸道微生物調(diào)控肌纖維類型機(jī)制示意圖
    2025-06-26
  • 南海海洋所?|?研究揭示海底地形對(duì)海嘯波的深遠(yuǎn)影響
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所邊緣海與大洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室研究員邱強(qiáng)團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中山大學(xué)和國(guó)家海洋預(yù)報(bào)中心等單位，深入探討了南海一個(gè)半封閉環(huán)礁在海嘯波作用下的水動(dòng)力學(xué)特征，揭示了海底地形對(duì)海嘯波傳播、震蕩和海流的顯著影響，為沿海災(zāi)害評(píng)估和減災(zāi)措施提供了新的視角。相關(guān)成果發(fā)表于Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics（計(jì)算流體力學(xué)的工程應(yīng)用）。珊瑚礁因地形特征獨(dú)特，對(duì)海嘯、風(fēng)暴潮等災(zāi)害較為脆弱。然而，目前對(duì)于島礁的海嘯影響研究仍相對(duì)較少。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)模擬馬尼拉數(shù)百種地震情景，發(fā)現(xiàn)半封閉環(huán)礁潟湖內(nèi)的淺水區(qū)域會(huì)捕獲海嘯波并使其振蕩超過(guò)30小時(shí)，產(chǎn)生多次放大海嘯波和強(qiáng)海流。這一現(xiàn)象主要由島體主軸尺寸主導(dǎo)。研究還發(fā)現(xiàn)，長(zhǎng)期振蕩可能導(dǎo)致強(qiáng)烈的侵蝕作用，對(duì)沿海設(shè)施造成破壞。該研究強(qiáng)調(diào)了海底地形在海嘯災(zāi)害評(píng)估中的重要性，呼吁對(duì)更多低海拔島礁進(jìn)行詳細(xì)調(diào)查，以完善海嘯風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估和減災(zāi)措施。本項(xiàng)研究得到國(guó)家科技部重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)、南方海洋科學(xué)與工程創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)珠海實(shí)驗(yàn)室等資助。文章信息：Qiang Qiu,Linlin Li,Fating Li,Tingting Zheng,Jinghe Cao & Peitao?Wang (2025) Sustained tsunami-wave excitations and oscillations in the lagoon of a semi- enclosed atoll island in the South China Sea,Engineering Applications of Computational Fluid Mechanics,19:1,2507752,DOI: 10.1080/19942060.2025.2507752原文鏈接：https://doi.org/10.1080/19942060.2025.2507752圖1??南海及周邊地震和歷史海嘯事件分布。帶顏色的箭頭區(qū)域展示馬尼拉俯沖帶不同區(qū)段海嘯波的能量傳播方向
    2025-06-20
  • 南海海洋所?|?精確震源定位揭示西南馬里亞納島弧新生裂谷變形機(jī)制
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、邊緣海與大洋地質(zhì)實(shí)驗(yàn)室徐敏團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中國(guó)科學(xué)院精密測(cè)量科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新研究院倪四道院士、美國(guó)伍茲霍爾海洋研究所吳文波助理研究員，使用創(chuàng)新性的地震定位技術(shù)，系統(tǒng)揭示了西南馬里亞納裂谷（SWMR）這一島弧新生裂谷地區(qū)的構(gòu)造演化機(jī)制。相關(guān)研究成果發(fā)表在《中國(guó)科學(xué)：地球科學(xué)》和Science China Earth Sciences上（封面文章）。論文第一作者為中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所博士后臧翀，通訊作者為研究員徐敏。島弧巖石圈拉張變形是俯沖帶構(gòu)造演化中的關(guān)鍵過(guò)程，但目前對(duì)處于新生裂谷階段的島弧系統(tǒng)的了解仍然有限。SWMR位于馬里亞納海溝南端，臨近全球最深的海域“挑戰(zhàn)者深淵”，目前仍處于初始構(gòu)造張裂階段，這使得它成為研究早期島弧裂谷變形機(jī)制的理想場(chǎng)所。研究團(tuán)隊(duì)使用前期創(chuàng)新發(fā)展的基于遠(yuǎn)震P波尾波三維格林函數(shù)的定位方法，對(duì)過(guò)去近20年間發(fā)生在該區(qū)域的中強(qiáng)地震進(jìn)行了高精度定位。這些地震的矩心深度表明裂谷下方脆性孕震地殼深度至少可達(dá)15 km，暗示整個(gè)地殼從淺到深都處于活躍的張裂狀態(tài)。同時(shí)，地震事件在空間上的分布呈現(xiàn)出集群特征，表明裂谷內(nèi)部的拉張變形具有顯著的空間不均一性。裂谷中部和兩端均有顯著中強(qiáng)地震活動(dòng)，整體未表現(xiàn)出不對(duì)稱拉張?zhí)卣鳌Ｑ芯咳藛T基于上述觀測(cè)結(jié)果分析認(rèn)為，相較于早期卡洛琳洋底高原碰撞的影響，板塊俯沖可能是西南馬里亞納裂谷形成和持續(xù)演化的主導(dǎo)動(dòng)力來(lái)源。這一成果不僅揭示了新生島弧裂谷的變形行為模式，也為理解島弧系統(tǒng)的演化提供了新的視角和科學(xué)依據(jù)。本研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金和廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金的資助。相關(guān)論文信息：臧翀,徐敏,倪四道,吳文波. 2025. 西南馬里亞納裂谷中強(qiáng)地震震源參數(shù)精確測(cè)定及裂谷變形機(jī)制研究. 中國(guó)科學(xué):地球科學(xué),55,doi:10.1360/SSTe-2024-0265Zang C,Xu M,Ni S,Wu W. 2025. Improved source parameter estimation of moderate-sized earthquakes in the Southwest Mariana Rift and its implications for arc deformation mechanisms. Science China Earth Sciences,68.論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11430-024-1576-6
    2025-06-18
  • 廣州地化所?|?廣東省戰(zhàn)略金屬與綠色利用基礎(chǔ)學(xué)科研究中心（地球科學(xué)）啟動(dòng)會(huì)暨自主部署項(xiàng)目立項(xiàng)評(píng)審會(huì)順利召開(kāi)
    2025 年 6 月 6 日，廣東省戰(zhàn)略金屬與綠色利用基礎(chǔ)學(xué)科研究中心（以下簡(jiǎn)稱學(xué)科中心）啟動(dòng)會(huì)暨立項(xiàng)評(píng)審會(huì)在廣州召開(kāi)。廣東省緊扣國(guó)家基礎(chǔ)研究戰(zhàn)略，立足區(qū)域特色，遴選整體實(shí)力位居國(guó)內(nèi)前列、彰顯廣東特色的基礎(chǔ)學(xué)科，建設(shè)基礎(chǔ)學(xué)科中心。其旨在培育國(guó)內(nèi)頂尖、世界一流的高峰學(xué)科，同時(shí)作為與廣東省實(shí)驗(yàn)室協(xié)同發(fā)展的重要基礎(chǔ)研究平臺(tái)，成為學(xué)術(shù)新思想的策源地。依托中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所建設(shè)的“廣東省戰(zhàn)略金屬與綠色利用基礎(chǔ)學(xué)科研究中心”是廣東省首批建設(shè)的5家學(xué)科中心之一。會(huì)上對(duì)學(xué)科中心自主部署項(xiàng)目進(jìn)行專家評(píng)審，專家組成員包括胡瑞忠院士，劉勇勝教授、孫曉明教授、王汝成教授、周美夫教授、范宏瑞研究員、許成教授、王焰研究員、陳華勇研究員等。廣州地化所徐義剛院士、所長(zhǎng)王強(qiáng)、副所長(zhǎng)朱建喜以及學(xué)科中心骨干等50余人參會(huì)。王強(qiáng)所長(zhǎng)代表承擔(dān)單位致辭。他首先對(duì)廣東省科技廳的支持表示誠(chéng)摯的感謝。他指出，學(xué)科中心立足國(guó)家戰(zhàn)略金屬的關(guān)鍵領(lǐng)域，實(shí)現(xiàn)關(guān)鍵金屬?gòu)某傻V理論、勘查方法、賦存狀態(tài)和綠色利用的全鏈條創(chuàng)新，不僅對(duì)研究所學(xué)科的發(fā)展有重要意義，更強(qiáng)力支撐深地全重的建設(shè)。他表示，研究所將在人員配置、平臺(tái)建設(shè)、研究生培養(yǎng)等方面給予全方位支持，全力保障中心建設(shè)穩(wěn)步推進(jìn)，努力將其打造成為戰(zhàn)略礦產(chǎn)資源領(lǐng)域的原始創(chuàng)新高地與高端人才搖籃。廣東省科技基礎(chǔ)條件平臺(tái)中心劉銘副研究員詳細(xì)介紹了廣東省基礎(chǔ)學(xué)科研究中心建設(shè)專項(xiàng)的組織實(shí)施方式及管理要求。在學(xué)科中心自主部署項(xiàng)目立項(xiàng)評(píng)審環(huán)節(jié)，梁曉亮研究員匯報(bào)了學(xué)科中心建設(shè)方案，楊武斌研究員與李寧波副研究員詳細(xì)匯報(bào)了學(xué)科中心自主部署項(xiàng)目布局和擬立項(xiàng)情況。專家組審閱了項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)、聽(tīng)取匯報(bào)并進(jìn)行了質(zhì)詢，隨后圍繞學(xué)科中心建設(shè)方向、項(xiàng)目可行性等方面提出專業(yè)指導(dǎo)意見(jiàn)，最終確定 6 項(xiàng)固定類項(xiàng)目與 13 項(xiàng)自主遴選類項(xiàng)目通過(guò)立項(xiàng)評(píng)審。立項(xiàng)論證會(huì)前，王強(qiáng)所長(zhǎng)還向?qū)W科中心學(xué)術(shù)委員會(huì)成員頒發(fā)聘書(shū)。本次會(huì)議的順利召開(kāi)，對(duì)學(xué)科中心的建設(shè)和發(fā)展具有重要的意義。王強(qiáng)所長(zhǎng)向?qū)W科中心學(xué)術(shù)委員會(huì)成員頒發(fā)聘書(shū)合影
    2025-06-12
  • 華南植物園聯(lián)合海南大學(xué)完成三種藥用甘草的高質(zhì)量參考基因組，助力甘草的遺傳育種
    甘草，被譽(yù)為“國(guó)老”，是中醫(yī)藥寶庫(kù)中的一顆璀璨明珠。早在《神農(nóng)本草經(jīng)》中，它就被列為上品，在中醫(yī)藥臨床應(yīng)用中占據(jù)著舉足輕重的地位。中醫(yī)常說(shuō)它能“調(diào)和諸藥”，在眾多經(jīng)典方劑中，甘草就像一位經(jīng)驗(yàn)老道的“和事佬”，既能緩和藥物峻猛之性，讓藥效發(fā)揮得更加平穩(wěn)持久，又能協(xié)調(diào)不同藥材間的作用，使整個(gè)藥方達(dá)到“君臣佐使”的完美平衡。除了在中醫(yī)藥領(lǐng)域大放異彩，甘草在現(xiàn)代醫(yī)藥、食品等行業(yè)也有著廣泛應(yīng)用。其根和根莖蘊(yùn)含的甘草酸、類黃酮等多種生物活性物質(zhì)，使其具有抗炎、抗病毒、抗氧化等豐富的藥理功效，是眾多藥品、保健品的重要原料。在食品行業(yè)，甘草獨(dú)特的甜味使其成為天然的甜味劑和風(fēng)味改良劑，被添加到飲料、糖果中。在甘草屬眾多物種里，烏拉爾甘草、脹果甘草和光果甘草是藥用甘草的主要來(lái)源。然而，以往對(duì)它們的研究多停留在形態(tài)、遺傳和化學(xué)差異的表面，全基因組層面的遺傳差異尚不明確。中國(guó)科學(xué)院華南植物園王瑛團(tuán)隊(duì)聯(lián)合海南大學(xué)夏志強(qiáng)團(tuán)隊(duì)構(gòu)建了三種藥用甘草烏拉爾甘草、脹果甘草和光果甘草高質(zhì)量的參考基因組，基因組大小分別為425Mb、447Mb和423Mb。通過(guò)全基因組比對(duì)分析，發(fā)現(xiàn)三者存在共線性關(guān)系和結(jié)構(gòu)變異，其中存在/缺失變異（PAV）基因主要富集在次生代謝途徑，為解析三種甘草中的共有和差異活性成分的合成和調(diào)控提供了基因資源。基于獲得的結(jié)構(gòu)變異，聯(lián)合不同組織和發(fā)育時(shí)期的轉(zhuǎn)錄組分析，構(gòu)建了甘草酸的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并驗(yàn)證了GibHLH9、GibHLH53和GibHLH174為促進(jìn)甘草酸合成的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子。同時(shí)，分析了甘草查爾酮A（LCA）和光果甘草定生物合成途徑中的基因，并驗(yàn)證了GiOMT17在LCA生物合成中的催化功能。物種特有基因的形成和基因表達(dá)差異，解釋了特征類黃酮在三種藥用甘草中的差異積累。相關(guān)研究成果以“Comparative genomics of three medicinal Glycyrrhiza species unveiled novel candidates for the production of important bioactive compounds”為題近期發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊The Plant journal上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園的助理研究員李玉萍、海南大學(xué)博士研究生夏成材、中國(guó)科學(xué)院華南植物園研究員羅鳴為該文共同第一作者，海南大學(xué)的夏志強(qiáng)教授、中國(guó)科學(xué)院華南植物園李勇青和王瑛研究員為共同通訊作者。該研究得到廣東省自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.70223圖1. 三種藥用甘草的基因組共線性和結(jié)構(gòu)變異圖譜圖2. 三種甘草中甘草查爾酮A（LCA）和光甘草定合成的關(guān)鍵基因分析
    2025-06-19
  • 廣州健康院開(kāi)發(fā)新型雞尾酒水凝膠促進(jìn)人源功能性中間神經(jīng)元再生用于腦損傷治療
    近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院巫林平研究員和潘光錦研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在Journal of Advanced Research發(fā)表題為“A cocktail hydrogel promoting the functional interneurons regeneration of human neural progenitor cells for brain injury therapy”的研究論文。近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院巫林平研究員和潘光錦研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合在Journal of Advanced Research發(fā)表題為?"A cocktail hydrogel promoting the functional interneurons regeneration of human neural progenitor cells for brain injury therapy"?的研究論文。該研究從材料微納結(jié)構(gòu)調(diào)控與組織微環(huán)境模擬的雙重維度出發(fā)，構(gòu)建了一種富含神經(jīng)調(diào)控因子的雞尾酒水凝膠，并闡明其在介導(dǎo)人源神經(jīng)前體細(xì)胞（hNPCs）向皮層中間神經(jīng)元分化及突觸連接形成過(guò)程中的作用機(jī)制，同時(shí)該水凝膠可以促進(jìn)體內(nèi)神經(jīng)血管單元（neurovascular?unit,NVU）的重建，修復(fù)受損的腦組織。本研究為腦皮層損傷的細(xì)胞替代治療提供了重要的理論依據(jù)和新的治療策略。hNPCs在腦損傷治療中常面臨移植后細(xì)胞存活率低、分化譜系不明確以及功能整合效率低下等瓶頸。為解決上述問(wèn)題，研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)優(yōu)化水凝膠關(guān)鍵組分濃度與交聯(lián)條件，精確調(diào)控水凝膠的微納結(jié)構(gòu)特性（如孔徑分布、力學(xué)性能和降解速率），構(gòu)建出一種具有腦組織仿生性的三維支架水凝膠系統(tǒng)。該系統(tǒng)能夠模擬天然細(xì)胞外基質(zhì)（ECM）的生化與力學(xué)環(huán)境，顯著提升hNPCs的黏附、生存及譜系特異性分化能力。通過(guò)轉(zhuǎn)錄組測(cè)序分析（RNA-seq）與狂犬病毒逆向追蹤技術(shù)（rabies virus–based monosynaptic tracing），研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步證實(shí)該多因子雞尾酒水凝膠可顯著增強(qiáng)谷氨酸能（glutamatergic）神經(jīng)元亞型的分化效率，并促進(jìn)其構(gòu)建功能性突觸連接。該過(guò)程主要源于該凝膠所構(gòu)建的仿生微納結(jié)構(gòu)與生物活性微環(huán)境協(xié)同作用，在模擬腦組織特征的同時(shí)提供持續(xù)性神經(jīng)誘導(dǎo)信號(hào)，從而高效驅(qū)動(dòng)hNPCs向功能性中間神經(jīng)元轉(zhuǎn)變。此外，研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)該多因子雞尾酒水凝膠可在腦損傷區(qū)域有效募集宿主內(nèi)皮細(xì)胞并誘導(dǎo)其與移植細(xì)胞之間建立宿主細(xì)胞-外源細(xì)胞的相互作用，從而協(xié)同重建具備灌注能力和代謝支持功能的NVU微結(jié)構(gòu)。該結(jié)構(gòu)的形成顯著改善了損傷局部的免疫與代謝微環(huán)境，進(jìn)一步促進(jìn)hNPCs的存活和向皮層中間神經(jīng)元譜系轉(zhuǎn)化，進(jìn)而重塑受損的腦組織結(jié)構(gòu)并伴隨神經(jīng)傳導(dǎo)功能的部分恢復(fù)，最終在一定程度上改善受損動(dòng)物的運(yùn)動(dòng)協(xié)調(diào)表現(xiàn)。廣州健康院巫林平研究員和潘光錦研究員為該論文的共同通訊作者，助理研究員張迪博士和副研究員陳珺博士為共同第一作者。研究項(xiàng)目得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、廣州市科技重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目、廣東省重大人才工程項(xiàng)目以及香港創(chuàng)新科技基金等經(jīng)費(fèi)的支持。論文鏈接???圖1 構(gòu)建多因子雞尾酒水凝膠促進(jìn)皮層中間神經(jīng)元再生、突觸連接及NVU微環(huán)境重塑
    2025-06-18
  • 南海海洋所?|?海洋鏈霉菌吲哚生物堿和多環(huán)內(nèi)酰胺生物合成機(jī)制研究取得新進(jìn)展
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境與島礁生態(tài)全國(guó)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、廣東省海洋藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室科研人員在海洋鏈霉菌來(lái)源吲哚生物堿類和多環(huán)內(nèi)酰胺類活性次級(jí)代謝產(chǎn)物的生物合成機(jī)制解析方面取得新進(jìn)展，相關(guān)成果分別以“Genome mining reveals a carboxyl O-methyltransferase gatekeeping the biosynthetic divergence of tryptophan dimers”和“Deciphering the biosynthetic logic for C14 oxidative modifications of polycyclic tetramate macrolactams”為題發(fā)表在化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊Organic Letter（有機(jī)化學(xué)通訊）和Chinese Journal of Chemistry（中國(guó)化學(xué)），并均被選為封面文章。海洋微生物在適應(yīng)高鹽、高壓、黑暗、低溫（或局部高溫)、寡營(yíng)養(yǎng)等嚴(yán)酷的生存環(huán)境壓力下，進(jìn)化出了與之相適應(yīng)的生理生化特征或特殊的代謝途徑，因此可產(chǎn)生化學(xué)結(jié)構(gòu)復(fù)雜或生物活性獨(dú)特的次級(jí)代謝產(chǎn)物，對(duì)這些產(chǎn)物的生物合成機(jī)制進(jìn)行深入研究可為其結(jié)構(gòu)改造和綠色生物制造提供重要理論依據(jù)。細(xì)菌來(lái)源色氨酸二聚體(TDs)是一類具有顯著生物活性的天然產(chǎn)物，其中midostaurin (商品名Rydapt?)已被FDA批準(zhǔn)用于治療白血病。研究團(tuán)隊(duì)前期從深海來(lái)源鏈霉菌Streptomyces marincola SCSIO 03032中發(fā)現(xiàn)了3類具有細(xì)胞毒活性的TDs (包括SPMs、LNMs和IDMs)，克隆鑒定了參與TDs的生物合成基因簇(spm)，證實(shí)spm為非典型基因簇，即在基因簇外存在游離的生物合成基因。近期，研究團(tuán)隊(duì)成功從菌株SCSIO 03032基因組中鑒定了一個(gè)游離在spm基因簇外的甲基轉(zhuǎn)移酶SpmM1，從其突變株中分離獲得了5個(gè)新穎的色氨酸二聚體IDMs，通過(guò)生化表征確定SpmM1負(fù)責(zé)催化LNMs中吡咯環(huán)側(cè)鏈羧基的氧甲基化，進(jìn)一步結(jié)合喂養(yǎng)實(shí)驗(yàn)證實(shí)SpmM1通過(guò)甲基化反應(yīng)控制SPMs和IDMs生物合成途徑的分化，且羧甲基為SPMs形成的特異識(shí)別位點(diǎn)。以上結(jié)果為鑒定其它游離在基因簇外的后修飾酶提供了研究思路。副研究員馬亮和博士劉智文為本文共同第一作者，研究員張長(zhǎng)生為通訊作者。圖1?色氨酸二聚體生物合成途徑中游離甲基轉(zhuǎn)移酶SpmM1的功能研究多環(huán)內(nèi)酰胺類天然產(chǎn)物（PoTeMs）具有復(fù)雜的化學(xué)結(jié)構(gòu)和良好的生物活性，是藥物先導(dǎo)化合物和生物農(nóng)藥的重要資源。PoTeMs的化學(xué)合成步驟多、收率低，但生物合成卻非常簡(jiǎn)潔和保守，可通過(guò)途徑改造實(shí)現(xiàn)不同類型PoTeMs的綠色定制生產(chǎn)。遺憾的是，目前仍缺少高效、干凈的底盤宿主應(yīng)用于PoTeMs基因簇的異源表達(dá)，且尚不清楚數(shù)量最多的5/5型和5/5/6型PoTeMs結(jié)構(gòu)中C14位氧化修飾差異的生物合成機(jī)制。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)大片段敲除改造海洋鏈霉菌Streptomyces sp. ZJ306，構(gòu)建了專屬生產(chǎn)PoTeMs多烯前體的干凈底盤細(xì)胞306A，為實(shí)現(xiàn)PoTeMs生物合成基因“即插即用”和藥源PoTeMs的結(jié)構(gòu)多樣化奠定了基礎(chǔ)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過(guò)在底盤細(xì)胞306A中的組合生物合成比較研究表征了南海來(lái)源放線菌Streptomyces falvogriseus SCSIO 40032中沉默PoTeMs基因簇fla的生物合成途徑，通過(guò)喂養(yǎng)和同位素標(biāo)記實(shí)驗(yàn)證實(shí)黃素環(huán)化酶FlaB1在催化C6–C13環(huán)化的同時(shí)引入羥化和環(huán)氧化修飾，體外實(shí)驗(yàn)進(jìn)一步確定P450酶FlaD及其同源酶FtdF、SSHG_05717負(fù)責(zé)將5/5/6型PoTeMs中的C14位羥基轉(zhuǎn)化為酮基，同時(shí)催化后續(xù)的C12位羥化?；谝陨辖Y(jié)論，本研究成功揭示了5/5型和5/5/6型PoTeMs中C14位迭代氧化修飾的生物合成邏輯。2022級(jí)博士研究生蔣鵬為本文第一作者，研究員張長(zhǎng)生與副研究員張麗萍為共同通訊作者。圖2?PoTeMs異源表達(dá)底盤細(xì)胞306A構(gòu)建及C14位迭代氧化機(jī)制解析以上工作得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“合成生物學(xué)”重點(diǎn)專項(xiàng)、國(guó)家自然科學(xué)基金委重大項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金項(xiàng)目等資助。論文信息：1、Liang Ma,# Zhiwen Liu,# Wenjun Zhang,Yiguang Zhu,Liping Zhang,Weiliang Xiong,Xiao-Nian Li,Xinpeng Tian,Changsheng Zhang.* Genome mining reveals a carboxyl O-methyltransferase gatekeeping the biosynthetic divergence of tryptophan dimers. Organic Letters,2025,27 (23):5936-5941.?2、Peng Jiang,Hongbo Jin,Wenjun Zhang,Wei Tang,Xiaodong Jiang,Yiguang Zhu,Ying Wang,Liping Zhang,* and Changsheng Zhang.* Deciphering the biosynthetic logic for C14 oxidative modifications of polycyclic tetramate macrolactams. Chinese Journal of Chemistry,2025,43 (5):483-490. ?論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.orglett.5c01012??????????https://doi.org/10.1002/cjoc.202400982
    2025-06-16
  • 廣州地化所李建平、陳華勇等-GCA：高溫高壓實(shí)驗(yàn)揭示巖漿鋁飽和指數(shù)如何主導(dǎo)斑巖銅礦Au/Cu與Mo/Cu比值的分異
    ?斑巖銅礦是全球重要的Cu,Au和Mo金屬來(lái)源，該類礦床通常被劃分為Cu-Au型與Cu-Mo型兩大類。兩者皆與中-酸性弧巖漿活動(dòng)密切相關(guān)，但其金屬組合的分異機(jī)制（如Au/Cu與Mo/Cu比值差異）長(zhǎng)期存在爭(zhēng)議。當(dāng)前主流觀點(diǎn)認(rèn)為，Au/Cu與Mo/Cu等金屬比值的差異可能與構(gòu)造背景、巖漿成分和演化以及巖漿侵位深度等多個(gè)因素的作用有關(guān)。已有統(tǒng)計(jì)研究顯示，成礦巖漿的鋁飽和指數(shù)（ASI，Aluminum Saturation Index）可能是影響斑巖Cu-Au與Cu-Mo礦床分異的重要巖漿地球化學(xué)參數(shù)之一，然而目前仍缺乏對(duì)其控制機(jī)理的系統(tǒng)研究。?針對(duì)上述科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所陳華勇研究員團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了系統(tǒng)的高溫高壓實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬研究，重建了上地殼巖漿房?jī)?nèi)流體出溶并萃取Cu、Au、Mo的過(guò)程，評(píng)估了巖漿ASI、流體氯度及流體HCl含量對(duì)金屬配分行為的影響，揭示了控制Cu-Au與Cu-Mo型礦床金屬比值的關(guān)鍵機(jī)制。核心研究結(jié)果：（1）巖漿鋁飽和指數(shù)對(duì)礦體Au/Cu與Mo/Cu比值的分異具有重要影響?實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，富堿準(zhǔn)鋁質(zhì)巖漿（ASI~1.0）有利于出溶富Au流體，形成高Au/Cu比值礦體（Au/Cu~0.8–0.9 × 10??），與Grasberg等典型斑巖Cu-Au礦床相當(dāng)。ASI升高至>1.2后，流體萃取Au能力顯著下降，形成貧Au礦體。相比之下，Mo對(duì)ASI呈“雙峰型”響應(yīng)，ASI~1.0和>1.2時(shí)均有利于形成高M(jìn)o/Cu比值流體，形成富Mo礦體（Mo/Cu~0.015），接近El Teniente等典型斑巖Cu-Mo礦床水平。（2）流體初始氯度（鹽度）與巖漿初始H2O含量的作用較為次要?對(duì)比分析顯示，在相近的巖漿ASI條件下，流體初始氯度和巖漿初始H?O含量變化對(duì)金屬比值影響相對(duì)較弱，這進(jìn)一步顯示巖漿ASI作為控制礦體金屬比值的首要因素。（3）斑巖型Cu-Mo與Cu-Au礦床所需巖漿房體積差異顯著????基于實(shí)驗(yàn)與數(shù)值模擬結(jié)果，研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步估算了形成典型斑巖Cu-Au（Grasberg）與Cu-Mo（El Teniente）礦床所需的巖漿房體積。結(jié)果表明，富Mo礦床的形成依賴于更大規(guī)模的巖漿系統(tǒng)，指示其成礦過(guò)程中金屬的出溶效率較低或富集過(guò)程更為緩慢，因此對(duì)巖漿系統(tǒng)的持續(xù)供給能力具有更高要求。圖1. 不同弧巖漿ASI值與礦床金屬組合的對(duì)應(yīng)關(guān)系，以及斑巖Cu-Au與Cu-Mo礦床所需巖漿條件差異研究意義與展望：?本研究揭示了巖漿ASI對(duì)Cu、Au和Mo在巖漿-熱液體系中配分行為的協(xié)同調(diào)控作用，厘清了Cu-Au與Cu-Mo型礦床分異的關(guān)鍵機(jī)制。該成果為多金屬斑巖礦床的形成提供了新的地球化學(xué)視角，并為區(qū)域找礦與巖漿成礦潛力評(píng)估提供了關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)依據(jù)。?相關(guān)成果近期發(fā)表于國(guó)際地球化學(xué)領(lǐng)域權(quán)威期刊《Geochimica et Cosmochimica Acta》，第一作者為李建平博士（現(xiàn)于加拿大麥吉爾大學(xué)從事博士后研究），通訊作者為陳華勇研究員，加拿大麥吉爾大學(xué)A.E. Williams-Jones教授，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所丁興副研究員，中國(guó)科學(xué)院地球化學(xué)研究所蔣子琪博士為主要合作者。本研究獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金和科技部重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目的聯(lián)合資助。?論文信息：Jianping Li (李建平),?A.E. Williams-Jones,Xing Ding(丁興),Ziqi Jiang(蔣子琪),Huayong Chen*(陳華勇),(2025). The role of the melt aluminum saturation index in controlling gold and molybdenum?proportions in porphyry copper deposits: An?experimental investigation.論文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0016703725002686
    2025-06-16