科研進(jìn)展
  • 《國(guó)家動(dòng)物園體系建設(shè)規(guī)劃》項(xiàng)目通過(guò)驗(yàn)收
    ????12月15日,中國(guó)科學(xué)院華南植物園在北京組織召開(kāi)了《國(guó)家動(dòng)物園體系建設(shè)規(guī)劃》咨詢論證會(huì)暨項(xiàng)目驗(yàn)收會(huì)。論證專家共9人,分別來(lái)自北京師范大學(xué)、北京林業(yè)大學(xué)、中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、首都師范大學(xué)、北京動(dòng)物園、北京野生動(dòng)物園及南京紅山森林動(dòng)物園等高校、科研院所和行業(yè)單位。專家組聽(tīng)取了項(xiàng)目工作匯報(bào),審閱了《國(guó)家動(dòng)物園體系建設(shè)規(guī)劃(2024-2035年)(評(píng)審稿)》,經(jīng)過(guò)充分討論,認(rèn)為項(xiàng)目已完成合同書(shū)規(guī)定的內(nèi)容,達(dá)到預(yù)期目標(biāo),符合驗(yàn)收考核指標(biāo)要求,同意通過(guò)驗(yàn)收。????生態(tài)文明建設(shè)需要生物多樣性支撐,因此,需要對(duì)生物多樣性進(jìn)行保護(hù)、恢復(fù)和利用。在保護(hù)方面主要有就地保護(hù)和遷地保護(hù)兩種形式。我國(guó)已建立起以國(guó)家公園為主體的國(guó)家公園-自然保護(hù)區(qū)-自然公園(森林公園、濕地公園)就地保護(hù)體系,從2021年底起,國(guó)務(wù)院批復(fù)設(shè)立的國(guó)家植物園在北京和廣州先后揭牌,初步建立了以國(guó)家植物園為引領(lǐng)的植物遷地保護(hù)體系,尚缺乏動(dòng)物遷地保護(hù)體系?;谠O(shè)立國(guó)家植物園推進(jìn)生物多樣性保護(hù)的成功經(jīng)驗(yàn),為明確我國(guó)新時(shí)期生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略部署,實(shí)現(xiàn)野生動(dòng)物資源保護(hù)目標(biāo),解決現(xiàn)階段野生動(dòng)物保護(hù)難題,廣州市科技局在2023年率先部署了國(guó)家動(dòng)物園體系建設(shè)規(guī)劃研究,委托中國(guó)科學(xué)院華南植物園組織中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所、廣州動(dòng)物園、廣東省科學(xué)院動(dòng)物研究所、華南農(nóng)業(yè)大學(xué)等國(guó)內(nèi)動(dòng)物保護(hù)和研究機(jī)構(gòu)開(kāi)展調(diào)研編研工作。在充分調(diào)研論證的基礎(chǔ)上,項(xiàng)目組編制了《國(guó)家動(dòng)物園體系建設(shè)規(guī)劃(2024-2035年)》。該規(guī)劃系統(tǒng)闡述了建立國(guó)家動(dòng)物園的重要意義,提出國(guó)家動(dòng)物園定位、建設(shè)思路,開(kāi)拓性地構(gòu)建國(guó)家動(dòng)物園體系。后續(xù),項(xiàng)目將通過(guò)內(nèi)參、人大代表和政協(xié)委員建議等方式將研究成果上報(bào)有關(guān)部門(mén),推動(dòng)形成國(guó)家完整的生物多樣性保護(hù)體系,支撐生態(tài)文明建設(shè)。論證會(huì)現(xiàn)場(chǎng)
    2024-12-19
  • 《中國(guó)熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)圖譜》出版發(fā)行
    近日,由中國(guó)科學(xué)院華南植物園植物分類與多樣性研究團(tuán)隊(duì)陳華燕副研究員、羅世孝研究員及中國(guó)科學(xué)院動(dòng)物研究所朱朝東研究員主編的《中國(guó)熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)圖譜》,由中國(guó)青年出版社正式出版發(fā)行。傳粉昆蟲(chóng)對(duì)維持植物的多樣性和糧食生產(chǎn)安全至關(guān)重要。研究發(fā)現(xiàn)90%的野生植物和75%的糧食作物依賴?yán)ハx(chóng)傳粉來(lái)維持種群的繁衍,其中70%由野生的昆蟲(chóng)完成傳粉。隨著全球氣候變暖、生物入侵、土地利用變化等因素的影響,傳粉昆蟲(chóng)多樣性和種群數(shù)量急劇下降,由此導(dǎo)致的傳粉危機(jī)已引起了全世界對(duì)糧食和生態(tài)安全的擔(dān)憂。我國(guó)幅員遼闊,蜜粉源植物和傳粉昆蟲(chóng)種類豐富,但缺乏同時(shí)針對(duì)兩者綜合調(diào)查,無(wú)基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫(kù)。農(nóng)林交錯(cuò)帶是農(nóng)業(yè)區(qū)與林業(yè)區(qū)之間存在的一個(gè)農(nóng)林過(guò)渡生態(tài)交錯(cuò)帶,在這個(gè)過(guò)渡帶內(nèi)種植業(yè)與林業(yè)在時(shí)空上交錯(cuò)分布,兼具過(guò)渡帶邊緣效應(yīng)和脆弱性雙重特點(diǎn)。農(nóng)林交錯(cuò)帶保存著豐富的傳粉昆蟲(chóng) 資源,也是農(nóng)作物收獲后,傳粉和天敵昆蟲(chóng)轉(zhuǎn)移的庇護(hù)區(qū)。我國(guó)東部熱帶雨林、常綠闊葉林及喀斯特森林保存著較為豐富的植物與傳粉昆蟲(chóng)資源,是重要的特色經(jīng)濟(jì)作物大面積種植區(qū)和冬季果蔬種植發(fā)達(dá)區(qū),也是農(nóng)作物授粉需求比較旺盛的區(qū)域,因此對(duì)我國(guó)東部熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶的傳粉昆蟲(chóng)進(jìn)行系統(tǒng)調(diào)查具有重要的意義。對(duì)典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)種類與植物互作的信息進(jìn)行研究,可為后續(xù)全面掌握典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)資源和評(píng)估不同類型農(nóng)林交錯(cuò)帶的傳粉穩(wěn)定性奠定基礎(chǔ),同時(shí)為傳粉昆蟲(chóng)多樣性保護(hù)策略的制定和農(nóng)林交錯(cuò)帶生態(tài)系統(tǒng)的可持續(xù)利用提供數(shù)據(jù)支撐。在科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項(xiàng)課題“東部熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)資源調(diào)查與評(píng)估”的支持下,研究團(tuán)隊(duì)歷時(shí)4年對(duì)我國(guó)東部熱帶亞熱帶的典型農(nóng)林交錯(cuò)帶的傳粉昆蟲(chóng)進(jìn)行了全面的調(diào)查,本書(shū)選擇項(xiàng)目部分已鑒定的物種優(yōu)先出版,本書(shū)記錄了在202種植物上拍攝到了211種傳粉昆蟲(chóng),其隸屬于3目27科145屬,其中國(guó)家二級(jí)保護(hù)動(dòng)物1種。202種植物隸屬于31目65科171屬,其中栽培經(jīng)濟(jì)植物33種,列入《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》國(guó)家二級(jí)保護(hù)野生植物7種,列入《中國(guó)高等植物紅色名錄》易危(VU)及以上等級(jí)的有6種,列入世界自然保護(hù)聯(lián)盟(IUCN)瀕危物種紅色名錄易危(VU)及以上等級(jí)的有3種,列入《瀕危野生動(dòng)植物種國(guó)際貿(mào)易公約》(CITES)附錄Ⅱ的植物有6種?!吨袊?guó)熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)圖譜》由昆蟲(chóng)學(xué)與植物學(xué)科研人員聯(lián)手完成,創(chuàng)新性地把植物與昆蟲(chóng)互作雙方通過(guò)圖譜同時(shí)呈現(xiàn),詳細(xì)列出每種傳粉昆蟲(chóng)的學(xué)名、鑒別特征、地理分布等信息及該種昆蟲(chóng)訪花植物的學(xué)名。本圖譜可為園林管理者、經(jīng)濟(jì)植物種植者和和科研人員等提供專業(yè)的參考,也是自然教育導(dǎo)師、自然愛(ài)好者、公眾和游客識(shí)別我國(guó)東部熱帶亞熱帶地區(qū)植物和其訪花昆蟲(chóng)種類的科普書(shū)?!吨袊?guó)熱帶亞熱帶典型農(nóng)林交錯(cuò)帶傳粉昆蟲(chóng)圖譜》封面
    2024-12-22
  • 深圳先進(jìn)院|開(kāi)發(fā)具有原位生物力學(xué)傳感的小型磁性軟機(jī)器人導(dǎo)管(Biosensors and Bioelectronics)
    小型磁性軟機(jī)器人導(dǎo)管能夠在人體復(fù)雜的血管系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程主動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)Ш?,并有效減少手術(shù)過(guò)程中對(duì)醫(yī)生和患者的輻射暴露,因此在微創(chuàng)手術(shù)中具有巨大的應(yīng)用潛力。然而,現(xiàn)有的磁性導(dǎo)管由于缺乏原位生物力學(xué)力感知,在微創(chuàng)手術(shù)中容易導(dǎo)致組織損傷。小型磁性軟機(jī)器人導(dǎo)管能夠在人體復(fù)雜的血管系統(tǒng)中實(shí)現(xiàn)遠(yuǎn)程主動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)Ш剑⒂行p少手術(shù)過(guò)程中對(duì)醫(yī)生和患者的輻射暴露,因此在微創(chuàng)手術(shù)中具有巨大的應(yīng)用潛力。然而,現(xiàn)有的磁性導(dǎo)管由于缺乏原位生物力學(xué)力感知,在微創(chuàng)手術(shù)中容易導(dǎo)致組織損傷。11月24日,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院徐海峰團(tuán)隊(duì)聯(lián)合中北大學(xué)李銳銳副教授、悉尼科技大學(xué)林滾滾助理教授,在小型磁控機(jī)器人導(dǎo)管的原位力感知策略方面取得重要研究進(jìn)展。相關(guān)成果在期刊Biosensors and Bioelectronics上發(fā)表題為“Small-scale magnetic soft robotic catheter for in-situ biomechanical force sensing”的文章。論文上線截圖在本研究中,研究團(tuán)隊(duì)提出了一種適用于小型磁控機(jī)器人導(dǎo)管的原位力感知策略。通過(guò)在導(dǎo)管遠(yuǎn)端同軸集成環(huán)形永磁體和基于光纖的力傳感器,構(gòu)建了驅(qū)動(dòng)與感知一體化的磁性軟導(dǎo)管(直徑為2.3mm),實(shí)現(xiàn)了遠(yuǎn)程主動(dòng)轉(zhuǎn)向?qū)Ш脚c高靈敏度生物接觸力學(xué)感知。在管腔穿行過(guò)程中,磁性軟導(dǎo)管通過(guò)力學(xué)傳感器檢測(cè)與生物組織接觸時(shí)力的增加來(lái)識(shí)別障礙物(靈敏度達(dá)到0.38nm/mN)。主動(dòng)轉(zhuǎn)向使導(dǎo)管能夠避開(kāi)障礙物并繼續(xù)順利穿過(guò)管腔,從而在復(fù)雜的管腔系統(tǒng)中安全深入病灶進(jìn)行精準(zhǔn)控制,實(shí)現(xiàn)了主動(dòng)操控與精確力測(cè)量的結(jié)合。力學(xué)反饋顯著提高了微創(chuàng)手術(shù)的安全性和效率,特別適用于肺結(jié)節(jié)經(jīng)支氣管微波消融和心房纖顫射頻消融等操作。驅(qū)-感一體化的磁控機(jī)器人導(dǎo)管在微創(chuàng)手術(shù)中的應(yīng)用。進(jìn)一步地,研究團(tuán)隊(duì)驗(yàn)證了該小型磁控機(jī)器人導(dǎo)管在特定微創(chuàng)手術(shù)應(yīng)用場(chǎng)景中的適用性。報(bào)告指出,0.1~0.4N范圍內(nèi)的接觸力可顯著改善心臟消融手術(shù)的效果。當(dāng)遠(yuǎn)端磁性導(dǎo)管與組織接觸時(shí),法向接觸力的可控性對(duì)有效進(jìn)行消融具有顯著影響。在驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)中,研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)控制遠(yuǎn)端磁性導(dǎo)管深入并引導(dǎo)至離體豬心臟的目標(biāo)病灶,通過(guò)外部磁場(chǎng)發(fā)生器增加磁場(chǎng)強(qiáng)度,在導(dǎo)管與目標(biāo)病灶組織接觸點(diǎn)迅速產(chǎn)生0.2N的初始接觸力。利用反饋回路力控制磁性導(dǎo)管在離體豬心臟中產(chǎn)生可控接觸力。通過(guò)固定外部磁體,保持外部磁體與環(huán)形磁體之間的距離,從而確保接觸力保持穩(wěn)定。如果力值偏離目標(biāo)值,磁場(chǎng)強(qiáng)度會(huì)動(dòng)態(tài)調(diào)整,以恢復(fù)并保持所需的力水平。通過(guò)進(jìn)一步提高場(chǎng)強(qiáng),接觸力可調(diào)整至0.2~1N。這種精確的接觸力控制突出了力感應(yīng)機(jī)制在微創(chuàng)手術(shù)中的可行性。李銳銳副教授為論文第一作者,深圳先進(jìn)院徐海峰副研究員、劉源副研究員,以及林滾滾助理教授為論文通訊作者。本項(xiàng)目受到了研究工作獲得國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、深圳市基礎(chǔ)研究計(jì)劃等項(xiàng)目支持。<!--!doctype-->
    2024-11-28
  • 深圳先進(jìn)院 | 施小山/許琛琦闡述免疫受體的近膜靜電調(diào)控理論(Nat Rev Immunol)
    日前,深圳先進(jìn)院合成生物學(xué)研究所施小山與中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心許琛琦團(tuán)隊(duì)合作,在Nature Reviews Immunology雜志在線發(fā)表了題為“Charge-based immunoreceptor signalling in health and disease”的展望文章,深入探討了一類普遍存在的信號(hào)基序-堿性殘基富集序列(basic-residue-rich sequence, BRS)。免疫受體的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制與臨床應(yīng)用一直是生物醫(yī)藥的前沿?zé)狳c(diǎn),可以幫助我們理解最根本的免疫應(yīng)答反應(yīng),也是開(kāi)發(fā)創(chuàng)新免疫療法的關(guān)鍵?,F(xiàn)階段免疫療法大多基于免疫受體的信號(hào)調(diào)控策略,例如免疫檢查點(diǎn)阻斷療法(2018年諾貝爾獎(jiǎng))、CAR-T和TCR-T細(xì)胞療法等。日前,中國(guó)科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所施小山與中國(guó)科學(xué)院分子細(xì)胞科學(xué)卓越創(chuàng)新中心許琛琦團(tuán)隊(duì)合作,在Nature Reviews Immunology雜志在線發(fā)表了題為“Charge-based immunoreceptor signalling in health and disease”的展望文章,深入探討了一類普遍存在的信號(hào)基序-堿性殘基富集序列(basic-residue-rich sequence,BRS)。文章上線截圖跨膜蛋白質(zhì)中存在近膜正電殘基,是經(jīng)典生化教科書(shū)中的已知結(jié)論。但是這些序列的信號(hào)機(jī)制,生理病理功能和應(yīng)用前景卻沒(méi)有系統(tǒng)性總結(jié)。本文明確定義了BRS信號(hào)基序,總結(jié)了其近膜信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,闡述了免疫受體BRS突變與人類疾病的相關(guān)性,并探討了BRS在創(chuàng)新免疫療法中的應(yīng)用潛力。?堿性殘基富集序列(BRS)介導(dǎo)的免疫受體信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制與轉(zhuǎn)化應(yīng)用。a,BRS(藍(lán)色)廣泛存在于各類免疫受體的胞內(nèi)近膜區(qū);b,BRS通過(guò)時(shí)空動(dòng)態(tài)的近膜靜電網(wǎng)絡(luò)調(diào)控免疫受體的信號(hào)與功能;c,BRS突變與人類疾病緊密相關(guān);d,利用BRS設(shè)計(jì)合成受體極具轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景。堿性殘基富集序列的定義與普適性堿性殘基富集序列(BRS)通常為10個(gè)氨基酸長(zhǎng)度,攜帶兩個(gè)或更多的凈正電荷,經(jīng)常位于胞內(nèi)的近膜區(qū),也可以分布于遠(yuǎn)膜的位置。BRS通常為固有無(wú)序區(qū)(intrinsically disordered region,IDR),但在與其它分子例如酸性磷脂相互作用后,可形成二級(jí)結(jié)構(gòu)。至今,抗原受體(T細(xì)胞受體、B細(xì)胞受體)、共刺激受體、共抑制受體、NK細(xì)胞受體、Fc受體、細(xì)胞因子受體等多種免疫受體的BRS已有實(shí)驗(yàn)報(bào)導(dǎo)。不僅限于免疫受體,近70%人類單跨膜蛋白的胞內(nèi)近膜區(qū)均攜帶BRS。BRS介導(dǎo)的近膜靜電調(diào)控網(wǎng)絡(luò)實(shí)驗(yàn)證明,BRS可以與細(xì)胞膜和近膜區(qū)攜帶負(fù)電荷或π電子的脂質(zhì)和蛋白質(zhì)分子發(fā)生靜電相互作用,而環(huán)境因子可以進(jìn)一步調(diào)控這些相互作用,形成時(shí)空動(dòng)態(tài)的近膜靜電網(wǎng)絡(luò)。目前已知的網(wǎng)絡(luò)成員包括:BRS、酸性磷脂(如磷脂酰絲氨酸(PS)、磷脂酰肌醇4,5-二磷酸(PI(4,5)P2))、甾醇分子(如膽固醇、羥化膽固醇)、正電金屬離子(如鈣離子)、富含負(fù)電荷或p電子的膜蛋白或近膜蛋白(如LCK、p85、LAG3、PLCγ1)等。通過(guò)近膜靜電網(wǎng)絡(luò),BRS調(diào)節(jié)了免疫受體的磷酸化、泛素化、液液相分離、機(jī)械信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)等過(guò)程。具體而言,BRS-脂質(zhì)靜電相互作用可以將免疫受體內(nèi)磷酸化位點(diǎn)和泛素化位點(diǎn)屏蔽在膜內(nèi),從而限制免疫受體的基底信號(hào)和泛素化;同時(shí),這類相互作用可以將免疫受體與信號(hào)分子PI(4,5)P2預(yù)組裝,保證免疫受體處于“整裝待發(fā)”狀態(tài)。研究發(fā)現(xiàn),BRS與PI(4,5)P2的相互作用,對(duì)免疫受體的機(jī)械響應(yīng)至關(guān)重要。配體結(jié)合受體后,可能誘導(dǎo)受體的構(gòu)象變化以及膜環(huán)境變化,引發(fā)BRS及周圍序列的膜解離;隨后BRS通過(guò)靜電相互作用迅速招募功能蛋白質(zhì),并可能形成具有液液相分離特性的信號(hào)小體,介導(dǎo)免疫受體信號(hào)的觸發(fā)與放大。此外,BRS膜解離后,也會(huì)誘導(dǎo)泛素化位點(diǎn)的暴露,從而產(chǎn)生基于泛素化的降解或者信號(hào)調(diào)控。BRS突變與疾病的相關(guān)性BRS相關(guān)突變導(dǎo)致人類疾病的例子已經(jīng)被廣泛報(bào)導(dǎo)。UniProt數(shù)據(jù)庫(kù)已經(jīng)包含了多個(gè)致病的BRS突變。這些突變導(dǎo)致堿性殘基的丟失或增加,從而改變信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)過(guò)程。例如,IL-23R R381Q與IGHG1 G396R的致病機(jī)制已經(jīng)被詳細(xì)研究。丟失正電的IL-23R R381Q突變會(huì)導(dǎo)致IL-23R信號(hào)減弱,降低免疫反應(yīng),從而降低炎癥風(fēng)險(xiǎn),但卻增加感染風(fēng)險(xiǎn)。與之相反,獲得正電的IGHG1 G396R突變則會(huì)導(dǎo)致IgG BCR信號(hào)增強(qiáng),提升免疫反應(yīng),從而增加自身免疫風(fēng)險(xiǎn),但卻降低感染風(fēng)險(xiǎn),同時(shí)在癌癥病人中展示了更好的免疫治療響應(yīng)。BRS的轉(zhuǎn)化應(yīng)用前景BRS的轉(zhuǎn)化研究集中在兩個(gè)方面:天然免疫受體中BRS的信號(hào)調(diào)控;以及利用BRS設(shè)計(jì)合成免疫受體。例如,甾醇代謝物7α-羥基膽固醇可以削弱細(xì)胞膜脂質(zhì)分子的排列致密性,幫助TCR信號(hào)亞基CD3ε的BRS更好地與膜結(jié)合,進(jìn)而抑制了TCR的磷酸化。該機(jī)制已被用于TCR-T的細(xì)胞制備中,通過(guò)抑制TCR的基底信號(hào)來(lái)提升記憶細(xì)胞的比例,提高免疫治療的長(zhǎng)效性。另一方面,BRS已經(jīng)被用于CAR-T細(xì)胞治療中,在二代CAR分子中加入CD3ε信號(hào)區(qū)后形成的E-CAR分子具有更好的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)能力。其中BRS可以通過(guò)cation-π鍵的方式介導(dǎo)液液相分離的產(chǎn)生,幫助細(xì)胞形成更成熟高效的免疫突觸,從而提升E-CAR-T細(xì)胞的抗原敏感性和長(zhǎng)效性。值得一提的是,BRS對(duì)于另一種合成受體SNIPR(synthetic intramembrane proteolysis receptor)的高效信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)同樣至關(guān)重要。未來(lái)方向膜蛋白中擁有種類豐富的BRS庫(kù)。但是在當(dāng)前階段,對(duì)BRS信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制的理解以及應(yīng)用仍然十分有限,未來(lái)還有一系列重要的問(wèn)題亟需解決。例如,BRS是否可以分成多個(gè)亞類?不同的亞類是否有具有不同的信號(hào)調(diào)節(jié)模式?各類BRS突變?nèi)绾螌?dǎo)致人類疾?。咳绾卫硇圆倏谺RS信號(hào)或者理性設(shè)計(jì)含有BRS的合成受體?這些問(wèn)題的解答將極大地提升我們對(duì)免疫系統(tǒng)的認(rèn)識(shí)并幫助免疫療法的開(kāi)發(fā)。施小山研究員為本文第一作者兼共同通訊作者,許琛琦研究員為本文通訊作者。該研究獲得了國(guó)家科技部、上海市科學(xué)技術(shù)委員會(huì)、中國(guó)科學(xué)院以及深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院的支持。研究員,博士生導(dǎo)師施小山課題組專注于開(kāi)發(fā)利用定量質(zhì)譜等技術(shù)系統(tǒng)解析免疫細(xì)胞信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制,并理性設(shè)計(jì)新型合成免疫學(xué)療法。相關(guān)研究成果發(fā)表于Nature、Cell等期刊,并入選“國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)”、“中國(guó)生命科學(xué)十大進(jìn)展”、“中國(guó)重要醫(yī)學(xué)進(jìn)展”等。課題組長(zhǎng)期招收合成生物學(xué)、免疫學(xué)、細(xì)胞生物學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)等相關(guān)專業(yè)博士后,歡迎有志之士加入團(tuán)隊(duì)。聯(lián)系郵箱:xs.shi@siat.ac.cn。<!--!doctype-->
    2024-11-16
  • 華南植物園揭示礦物添加對(duì)濱海濕地溫室氣體排放及海水堿度的調(diào)控作用
    隨著全球氣候變暖和海洋酸化問(wèn)題日益嚴(yán)重,人們開(kāi)始探索在沿海地區(qū)使用礦物添加作為增強(qiáng)碳匯和提高堿度的一種有前景的策略。然而,大多數(shù)相關(guān)研究主要集中在二氧化碳(CO2)吸收上,而對(duì)甲烷(CH4)減排的研究則相對(duì)較少,盡管甲烷是一種更強(qiáng)大的溫室效應(yīng)氣體,其溫室效應(yīng)是二氧化碳的約28至36倍。為了填補(bǔ)這一研究空白,中國(guó)科學(xué)院華南植物園可持續(xù)生態(tài)學(xué)團(tuán)隊(duì)開(kāi)展了一項(xiàng)微宇宙培養(yǎng)實(shí)驗(yàn),這項(xiàng)實(shí)驗(yàn)?zāi)M了自然條件下的濱海濕地沉積環(huán)境來(lái)闡明不同礦物添加對(duì)溫室氣體排放(包括CO2和CH4)以及海水堿度的調(diào)節(jié)效果。研究表明,橄欖石的應(yīng)用在后期有效地將濱海濕地沉積物從CO2的排放轉(zhuǎn)為吸收,實(shí)現(xiàn)了175%的減少率。這表明橄欖石具有顯著的固碳能力,可以作為人為增強(qiáng)濱海濕地碳儲(chǔ)存的有效手段。然而,單獨(dú)使用橄欖石影響了鎂離子的有效性,這對(duì)依賴鎂離子的生物過(guò)程可能產(chǎn)生潛在影響。而石膏的應(yīng)用在早期階段顯著減少了53%的CH4排放。不過(guò),施用石膏導(dǎo)致了海水堿度的明顯下降,這可能會(huì)加劇海洋酸化,并對(duì)海洋生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成威脅。降低的堿度會(huì)削弱海洋生物如珊瑚和貝類形成碳酸鈣骨骼或貝殼的能力,進(jìn)而影響整個(gè)食物鏈和生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定性。有趣的是,兩種礦物的混合施用顯示出減少CH4排放的潛力,且不會(huì)損害海水的堿度和離子的生物可利用性。橄欖石與石膏的協(xié)同施用可能為濱海濕地管理提供了一種可持續(xù)的方法,在有助于控制甲烷這種強(qiáng)效溫室氣體排放的同時(shí),還能維持海水的健康堿度水平。該研究不僅為理解礦物添加如何影響濱海濕地的環(huán)境功能提供了一個(gè)新視角,也為應(yīng)對(duì)氣候變化提出了一個(gè)潛在的解決方案。相關(guān)研究成果已近期在線發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science of the Total Environment上。華南植物園博士研究生周金戈為論文的第一作者,小良站站長(zhǎng)王法明研究員為論文通訊作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃,中國(guó)科學(xué)院青年科學(xué)家基礎(chǔ)研究項(xiàng)目,國(guó)家自然科學(xué)基金,廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究基金,中國(guó)科學(xué)院青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì),一帶一路科學(xué)組織等項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接:https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.178128圖1. 微宇宙培養(yǎng)實(shí)驗(yàn)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)及海水和氣體收集的相關(guān)裝置圖2. 不同礦物添加對(duì)溫室氣體排放和海水堿度的影響
    2024-12-23
  • 中國(guó)人工林改造已進(jìn)入考慮動(dòng)物多樣性恢復(fù)的新階段
    近年來(lái),新聞媒體頻繁報(bào)道野豬對(duì)農(nóng)作物造成的損害,這可能與我國(guó)大量種植的人工林有關(guān)。即這些人工林為野生動(dòng)物提供了廣闊的棲息地,使得野豬等動(dòng)物數(shù)量增多。然而,人工林的物種多樣性和結(jié)構(gòu)相對(duì)單一,無(wú)法支撐更多野生動(dòng)物,尤其是像野豬、老虎這樣的頂級(jí)捕食者的生存需求。此外,人工林中的傳粉和種子傳播動(dòng)物種類也不如原始林豐富,這限制了人工林向近自然林的快速演變。圖1. 再野化過(guò)程中,人工林的植物和動(dòng)物多樣性逐漸增加截止2022年底,中國(guó)森林面積約2.2億公頃,其中人工林面積超8千萬(wàn)公頃,森林覆蓋率23.0%。通過(guò)20年持續(xù)大規(guī)模人工造林,中國(guó)已成為全世界人工造林最多的國(guó)家,為全球貢獻(xiàn)了約四分之一的新增綠化面積。中國(guó)從1995年起按照森林的用途和生產(chǎn)經(jīng)營(yíng)目的劃定公益林和商品林,實(shí)施分類經(jīng)營(yíng)和分類管理,目前全國(guó)已擁有1.23億公項(xiàng)生態(tài)公益林,人工林占21.43%。中國(guó)的人工林在維護(hù)生態(tài)安全方面起到了重要作用,但也存在如下問(wèn)題:種類和結(jié)構(gòu)單一,以中幼齡為主;林下缺乏中間灌木層和地表植被;大量使用外來(lái)種;不如天然林結(jié)構(gòu)復(fù)雜和功能穩(wěn)定;較少使用珍稀瀕危植物。中國(guó)計(jì)劃到2035年實(shí)現(xiàn)GDP規(guī)?;蛉司杖胨皆?020年的基礎(chǔ)上翻一番??紤]到社會(huì)、經(jīng)濟(jì)和生態(tài)的協(xié)調(diào)發(fā)展,中國(guó)的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能也要加強(qiáng)。由于天然林提升空間不如人工林大,因此,可以考慮通過(guò)自然生長(zhǎng)加人工干預(yù)的再野化方式,促進(jìn)人工林向近自然林演替,以提供更多的生態(tài)系統(tǒng)服務(wù)功能。中國(guó)科學(xué)院華南植物園任海研究員等科研人員建議對(duì)中國(guó)劃為生態(tài)公益林的人工林改造時(shí),可以向生態(tài)、經(jīng)濟(jì)、社會(huì)多種功能效益最大化轉(zhuǎn)變,不斷提升生態(tài)系統(tǒng)多樣性、穩(wěn)定性、持續(xù)性??梢哉{(diào)整林冠層種類、林下種類,將外來(lái)種更換成鄉(xiāng)土種等,再通過(guò)種子傳播、多層化、多樣化實(shí)現(xiàn)再野化。在人工林改造為近天然的生態(tài)公益林的過(guò)程中,要從以植被恢復(fù)為主,轉(zhuǎn)向注意動(dòng)物群落的恢復(fù),恢復(fù)森林生態(tài)系統(tǒng)的營(yíng)養(yǎng)級(jí),最好是能恢復(fù)森林群落中的頂級(jí)動(dòng)物(圖1)。在山水林田湖草沙治理過(guò)程中,應(yīng)該利用系統(tǒng)的觀點(diǎn),將工作重點(diǎn)從生態(tài)系統(tǒng)尺度轉(zhuǎn)向景觀尺度的恢復(fù),注重生態(tài)系統(tǒng)間的流通性,恢復(fù)生態(tài)連通性。探討基于自然的恢復(fù),提升生物多樣性保護(hù)和恢復(fù)水平,增加人工林減緩氣候變化的韌性。在此過(guò)程中,要加強(qiáng)科技創(chuàng)新工作,包括鄉(xiāng)土植物、高價(jià)值植物的研究;要綜合考慮動(dòng)物的就地保護(hù)、遷地保護(hù)、回歸等整體保護(hù);要參考食物鏈的結(jié)構(gòu)恢復(fù)森林中的動(dòng)物營(yíng)養(yǎng)級(jí),加大動(dòng)物生態(tài)人才的培養(yǎng),通過(guò)空間規(guī)劃實(shí)現(xiàn)景觀尺度的生態(tài)廊道的恢復(fù)。改造中國(guó)的人工林,恢復(fù)多樣化的群落和頂級(jí)動(dòng)物物種有助于實(shí)現(xiàn)《昆明-蒙特利爾全球生物多樣性框架》中對(duì)30%退化生態(tài)系統(tǒng)進(jìn)行高質(zhì)量恢復(fù)的目標(biāo)。鑒于中國(guó)擁有各種類型氣候下的大量人工林,在中國(guó)開(kāi)展人工林再野化行動(dòng)對(duì)全球也有重要參考價(jià)值。我們相信人工林的再野化將促進(jìn)人類與自然的和諧共處,增添全球生態(tài)系統(tǒng)福祉。相關(guān)研究建議已于近期發(fā)表在知名綜合性科技期刊The Innovation?Life上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園任海研究員為文章作者。文章鏈接:10.59717/j.xinn-life.2024.100113
    2024-12-23
  • ?華南植物園揭示熱帶海岸帶植物適應(yīng)低磷機(jī)制及其與地理分布的關(guān)系
    熱帶海島和海岸帶地區(qū)是全球生物多樣性熱點(diǎn)地區(qū),但很多區(qū)域處于磷限制狀態(tài)。研究人員一直關(guān)注植物如何適應(yīng)低磷環(huán)境,以及土壤中磷的有效性如何影響植物的分布。近些年的研究表明,植物可以通過(guò)調(diào)整葉片中的五種磷組分來(lái)適應(yīng)磷限制。葉片磷組分包括:無(wú)機(jī)磷(Pi)、低分子量磷酸酯(Ester-P)、RNA 和 DNA 中的核酸磷(Nucleic-P)、磷脂(Lipid-P)和殘態(tài)磷(Residual-P)。然而不同地理分布型的植物如何通過(guò)調(diào)整葉片磷組分來(lái)適應(yīng)低磷環(huán)境仍不清除。為探究這一問(wèn)題,中國(guó)科學(xué)院華南植物園小良站研究人員通過(guò)盆栽試驗(yàn),比較了熱帶海岸帶地區(qū)16 種共生物種在缺磷和富磷土壤下的表現(xiàn)。這16個(gè)樹(shù)種可分為三組:外來(lái)物種、廣泛分布的本地物種和分布狹窄的本地物種,后者僅原產(chǎn)于處于磷限制的華南海島海岸帶地區(qū)和中南半島北部。我們發(fā)現(xiàn)外來(lái)物種在調(diào)整葉片磷組分分配方面比本地物種更具可塑性。廣泛分布的本地物種對(duì)磷添加的反應(yīng)則具有多樣性。分布狹窄的本地種在葉片磷組分分配上趨于保守,對(duì)磷添加反應(yīng)相對(duì)微弱。我們發(fā)現(xiàn)了植物對(duì)低磷環(huán)境的兩種適應(yīng)策略:1)外來(lái)種采取的磷獲取策略,葉片磷濃度和葉片磷組分分配模式隨土壤磷的變化較大;2)分布狹窄的本地種采取磷保存策略,葉片磷濃度和葉片磷組分分配模式隨土壤磷的變化不大。總之,磷缺乏的生境中植物采取的不同策略可能決定了它們?cè)跓釒У貐^(qū)的分布和共存。相關(guān)研究成果已近日在線發(fā)表在國(guó)際生態(tài)學(xué) Top期刊 Functional Ecology (《功能生態(tài)學(xué)》)上。華南植物園已畢業(yè)博士生范英旭為第一作者,王法明研究員為通訊作者。圖1. 在缺磷(CK)和富磷(+P)水平下的外來(lái)種(ES)、廣布本地種(ENS)和狹布本地種(SNS)的五種葉片磷組分含量對(duì)比圖2. 通過(guò)主成分分析對(duì)外來(lái)物種 (ES)、廣布本地物種 (ENS) 和狹布本地物種 (SNS) 的基于葉片形狀和葉片磷組分的子在缺磷(CK)和富磷(+P)環(huán)境下分布差異
    2024-12-22
  • ?華南植物園揭示大氣氮沉降緩解了人為磷輸入對(duì)熱帶森林土壤呼吸的刺激性
    大氣氮沉降和人為磷輸入同時(shí)影響了熱帶森林的土壤呼吸。然而,大氣氮沉降和人為磷輸入的交互作用對(duì)土壤呼吸及其組分-自養(yǎng)呼吸和異養(yǎng)呼吸的影響仍不清楚。為了精確地評(píng)估人為養(yǎng)分輸入對(duì)熱帶森林碳循環(huán)的影響,中國(guó)科學(xué)院華南植物園海岸帶生態(tài)系統(tǒng)過(guò)程與環(huán)境健康研究組的研究人員在熱帶森林長(zhǎng)期定位觀測(cè)研究站(小良站)開(kāi)展了相關(guān)研究。研究團(tuán)隊(duì)于2009年設(shè)置了氮添加、磷添加、氮磷添加和對(duì)照組4個(gè)處理。每個(gè)處理均布設(shè)了切根和不切根處理,其中不切根處理用于測(cè)定土壤呼吸,切根處理用于測(cè)定土壤異養(yǎng)呼吸,兩者之差可表征自養(yǎng)呼吸。本研究基于2015-2017年連續(xù)三年的監(jiān)測(cè)結(jié)果。研究結(jié)果表明,單獨(dú)的磷添加顯著增加了19.2%土壤呼吸和42.1%異養(yǎng)呼吸。氮添加后緩解了單獨(dú)磷添加對(duì)土壤呼吸和異養(yǎng)呼吸的刺激作用。然而,相比于單獨(dú)的氮、磷添加,氮磷共同添加顯著提升了土壤自養(yǎng)呼吸。這些發(fā)現(xiàn)表明大氣氮沉降能夠通過(guò)降低異養(yǎng)呼吸來(lái)緩解長(zhǎng)期磷輸入對(duì)土壤呼吸的刺激作用。結(jié)構(gòu)方程模型進(jìn)一步揭示了氮沉降主要通過(guò)增加土壤氮磷比,降低易分解有機(jī)碳和真菌生物量來(lái)緩解土壤呼吸。本研究表明熱帶地區(qū)持續(xù)的氮沉降可以顯著地降低人為磷輸入下森林土壤的碳排放。相關(guān)研究成果已在線發(fā)表在土壤學(xué)經(jīng)典期刊Geoderma上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心博士研究生黃幸運(yùn)為論文第一作者,實(shí)驗(yàn)室高級(jí)工程師李應(yīng)文為共同第一作者,研究組長(zhǎng)、小良站站長(zhǎng)王法明研究員為論文通訊作者。該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、“一帶一路”國(guó)家與國(guó)際科學(xué)組織聯(lián)盟等項(xiàng)目的資助。論文鏈接:https://authors.elsevier.com/sd/article/S0016-7061(24)00371-9圖1. 氮、磷添加及氮磷共同添加對(duì)土壤呼吸(RS)、自養(yǎng)呼吸(RA)和異養(yǎng)呼吸(RH)的影響圖2. 氮磷添加對(duì)土壤呼吸的直接和間接影響
    2024-12-22
  • 華南植物園專家在深圳大鵬新區(qū)發(fā)現(xiàn)兩種蕨類植物新物種
    近期,中國(guó)科學(xué)院華南植物園等單位科研人員在深圳大鵬新區(qū)發(fā)現(xiàn)鳳尾蕨科水蕨屬1新種,根據(jù)發(fā)現(xiàn)地命名為“壩光水蕨”(Ceratopteris baguangensis),并發(fā)現(xiàn)水龍骨科線蕨屬1新種。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際植物分類學(xué)期刊Phytotaxa上,該研究獲得廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目等項(xiàng)目的資助下。2023年在大鵬新區(qū)進(jìn)行海岸帶生物多樣性調(diào)查期間,中國(guó)科學(xué)院華南植物園、廣東省林業(yè)科學(xué)研究院科研人員在壩光發(fā)現(xiàn)一種形態(tài)獨(dú)特的水蕨屬植物,其葉片形態(tài)與水蕨屬近緣種存在明顯差異,經(jīng)過(guò)進(jìn)一步的標(biāo)本比對(duì)、系統(tǒng)發(fā)育分析及染色體數(shù)目觀察,研究團(tuán)隊(duì)最終確認(rèn)其為一新的水蕨屬物種。研究者發(fā)現(xiàn)相比于水蕨(Ceratopteris thalictroides),新種和寬裂片水蕨(C. oblongiloba)親緣關(guān)系更近,兩種互為姐妹類群。基于新種模式標(biāo)本的采集地,將其命名為壩光水蕨。其生于壩光銀葉樹(shù)公園海岸帶咸淡水交界的河口濕地,pH值為6.8,鹽度為0.14‰。壩光水蕨(Ceratopteris baguangensis)植株和生境照片?壩光水蕨高26.5~35厘米,根狀莖短而直立,簇生于淤泥中;營(yíng)養(yǎng)葉長(zhǎng)22~35厘米,可育葉長(zhǎng)25~40厘米長(zhǎng),肉質(zhì),倒三角形或狹長(zhǎng)圓形;營(yíng)養(yǎng)葉片倒三角形或狹長(zhǎng)圓形,長(zhǎng)12~30厘米,先端漸尖,基部圓楔形;裂片2~5對(duì),互生,偏斜,先端漸尖,狹線形,向內(nèi)卷曲至主脈;柄長(zhǎng)5~15厘米,圓柱狀,肉質(zhì),光滑。?在2021年第二批《國(guó)家重點(diǎn)保護(hù)野生植物名錄》中,水蕨屬所有種被列為國(guó)家二級(jí)重點(diǎn)保護(hù)植物,并被列入《世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄》中易危(VU)物種。與壩光水蕨近緣的水蕨,在民間被稱之為龍須菜、龍牙草或水芹菜,具有一定的藥用價(jià)值,嫩葉可以當(dāng)蔬菜,也可用作園藝觀葉植物。考慮到壩光水蕨在野外數(shù)量較少,應(yīng)對(duì)其種群和生境加強(qiáng)保護(hù),適當(dāng)擴(kuò)繁,以進(jìn)行開(kāi)發(fā)利用。?壩光水蕨的發(fā)現(xiàn),不僅豐富了海岸濕地區(qū)的生物多樣性資源,也為水蕨屬的系統(tǒng)演化研究提供了新的素材。科研人員表示,水蕨屬在中國(guó)的分布已達(dá)6種,他們將繼續(xù)開(kāi)展相關(guān)研究,深入了解植物演化情況,為其保護(hù)和利用提供科學(xué)依據(jù)。?同時(shí),中國(guó)科學(xué)院華南植物園、上海辰山植物園科研人員也在大鵬新區(qū)發(fā)現(xiàn)線蕨屬新種三指線蕨(Leptochilus tridigitatus)的自然分布,該種與線蕨相似,但三指線蕨葉片二型,不育葉的裂片少,葉片單葉或三裂,形態(tài)頗為奇特。該種也于2024年在Phytotaxa上正式發(fā)表。三指線蕨(Leptochilus tridigitatus)植株和生境照片
    2024-12-19
  • 南海所科研團(tuán)隊(duì)在地質(zhì)時(shí)期ENSO事件研究取得重要進(jìn)展
    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)室施祺研究員團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)路易斯安那州立大學(xué)、廣東海洋大學(xué)以及廣西大學(xué)等單位,開(kāi)展了南海珊瑚記錄的不同地質(zhì)時(shí)期強(qiáng)ENSO事件研究。相關(guān)研究成果發(fā)表在國(guó)際期刊Global and Planetary Change上,中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所博士陶士臣為論文第一作者、副研究員嚴(yán)宏強(qiáng)和研究員施祺為論文通訊作者。具有2?8年周期的厄爾尼諾?南方濤動(dòng)(ENSO)事件是對(duì)全球生態(tài)系統(tǒng)、水資源以及農(nóng)業(yè)和海洋漁業(yè)生產(chǎn)等最具影響的年際氣候事件,中等及以上強(qiáng)度的ENSO事件(<-1℃或>1℃;以下稱為強(qiáng)ENSO事件或ENSO事件)對(duì)我國(guó)東部季風(fēng)區(qū)的影響尤為明顯。然而,受限于較短的器測(cè)記錄,當(dāng)前研究對(duì)該類強(qiáng)ENSO事件及其與氣候環(huán)境關(guān)系的理解依然有限。生長(zhǎng)于熱帶海洋中的大型濱珊瑚,因具有可開(kāi)展高精度U-Th測(cè)年、取樣分辨率高(周?年)、生長(zhǎng)時(shí)間長(zhǎng)(100?300年)以及對(duì)氣候環(huán)境變化響應(yīng)敏感等特點(diǎn),成為研究高分辨率氣候環(huán)境變化的理想材料。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)分析我國(guó)南海黃巖島和西沙群島的濱珊瑚骨骼氧同位素和生長(zhǎng)率等記錄,定量重建了不同時(shí)期ENSO事件。結(jié)果顯示,在冰期(282 ka),相對(duì)溫暖時(shí)期(1376?1500 CE),小冰期(1520?1676 CE)以及現(xiàn)代暖期(1937?2015 CE)等時(shí)段,均存在強(qiáng)ENSO事件,但在相對(duì)溫暖時(shí)期似乎更為活躍,同時(shí)發(fā)現(xiàn)在相對(duì)溫暖的1376?1450 CE階段,也存在類似于1997年的超強(qiáng)厄爾尼諾事件。隨著全球持續(xù)變暖,未來(lái)強(qiáng)ENSO事件的活動(dòng)趨勢(shì)值得關(guān)注。另外也發(fā)現(xiàn),在季節(jié)性到百年際時(shí)間尺度上,影響珊瑚氧同位素變化的主導(dǎo)因素有所不同。上述研究工作得到國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)、廣東省基金以及廣西大學(xué)基金等支持。相關(guān)論文信息:Tao,Shichen.,Liu,Kambiu,Yan,Hongqiang*,Meng,Min,Yu,Kefu,Shi,Qi,Zhang,Huiling,2024a. The history of the El Ni?o–Southern Oscillation and sea surface salinity during 1376–1500?CE reconstructed by Porites coral δ18O from Huangyan Island,South China Sea. Global and Planetary Change 243,104622. ??https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104622Tao,Shichen,Liu,Kambiu,Yan,Hongqiang*,Meng,Min,Zhang,Huiling,Wu,Yi,Yu,Kefu,Shi,Qi*,2024b. SST and ENSO activity 282,000?years ago reconstructed from Porites coral in the South China Sea. Global and Planetary Change 237,104455. ??https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2024.104455研究區(qū)示意圖以及濱珊瑚骨骼樣品的X光片黃巖島珊瑚氧同位素記錄的ENSO事件西沙群島珊瑚生長(zhǎng)率記錄的ENSO事件
    2024-12-19