相分離作為生物大分子在細胞內(nèi)形成無膜結構，在生物體的發(fā)育和信號轉(zhuǎn)導過程中發(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，共同激活開花關鍵基因FLOWERING LOCUS T (FT)的表達，進而促進植物成花轉(zhuǎn)換。而相分離在這個過程中是否發(fā)揮作用以及具體的分子機制仍不清楚。近日，中國科學院華南植物園農(nóng)生中心侯興亮研究員和新加坡南洋理工大學繆巖松副教授通過合作研究揭示了相分離在植物開花過程中的具體調(diào)控機制。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制和調(diào)控功能，研究人員分別利用原生質(zhì)體、體外實驗體系以及轉(zhuǎn)基因植株檢測這些轉(zhuǎn)錄因子對FT基因表達的調(diào)控。結果發(fā)現(xiàn)，CO蛋白在光信號響應下逐漸積累，并從擴散狀態(tài)形成聚集的滲透簇，這一過程依賴于B-box基序；而NF-YB2和NF-YC9與CO通過多價共組裝，維持CO液相凝聚體組裝狀態(tài)和轉(zhuǎn)錄活性，阻止CO抑制性慢擴散凝聚體的形成，后者會阻礙FT表達的激活。為了探明NF-Y因子如何維持CO/NF-YB2/NF-YC9凝聚體具有流動性，從而開花基因的轉(zhuǎn)錄激活。研究人員發(fā)現(xiàn)NF-YC9的內(nèi)在無序區(qū)域（IDR）包含一個多谷氨酰胺（polyQ）基序，通過優(yōu)化谷氨酰胺殘基重復次數(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識別特定的FT啟動子，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)換過程中的關鍵作用，闡明植物如何通過調(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花進程，為植物光周期成花途徑機制的認識提供了新的見解。相關研究成果已近期發(fā)表在國際學術期刊The EMBO Journal上。中國科學院華南植物園博士后黃翔和新加坡南洋理工大學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。該項研究得到廣州市科技計劃、廣東省重點領域研發(fā)計劃等項目的資助。論文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00293-0?
氣候變化和人類活動加劇（如大壩建設）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生產(chǎn)者，對維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起重要調(diào)節(jié)作用。自2010年來，洞庭湖沉水植被退化嚴重，部分區(qū)域甚至消失，對湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構成較大威脅。自三峽大壩運行后，洞庭湖水文情勢巨變，旱季延長，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時間延長，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結現(xiàn)象。然而，有關底泥板結對沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復是當前面臨的新情況，新特征。氣候變化和人類活動加?。ㄈ绱髩谓ㄔO）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生產(chǎn)者，對維持湖泊生態(tài)系統(tǒng)的穩(wěn)定起重要調(diào)節(jié)作用。自2010年來，洞庭湖沉水植被退化嚴重，部分區(qū)域甚至消失，對湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構成較大威脅。自三峽大壩運行后，洞庭湖水文情勢巨變，旱季延長，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時間延長，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結現(xiàn)象。然而，有關底泥板結對沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復是當前面臨的新情況，新特征。針對上述問題，中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所謝永宏研究員團隊依托洞庭湖站研究平臺，結合野外調(diào)查和受控實驗等方法，分析了底泥板結特性及對沉水植物生長的影響，同時探討了多種底泥修復措施對沉水植物生長的促進效果。研究結果表明：1）底泥板結后0~10 cm沉積物層的土壤特征發(fā)生了明顯變化，如：大顆粒團聚體（＞2mm）的比例在板結底泥（63.93–85.88%）較未板結底泥（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）板結底泥中細菌和真菌的豐富度顯著高于未板結底泥，真菌群落結構主要受板結程度影響，細菌群落結構則主要受垂直深度的影響；3）底泥板結不利于沉水植物定植和建群，如降低了沉水植物的生物量，減少了最大根長但增大了平均根徑，同時板結和水位的共同作用導致沉水植物整體根系變短；4）底泥修復措施對沉水植物生長的促進效果不同：一方面單獨底泥疏松處理可以增加沉水植物生物量，促進根系發(fā)育，有利于沉水植物生長和建群，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，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。未來在恢復沉水植物時，可以根據(jù)沉水植物生長型不同采取針對性的底泥修復措施，以達到最佳效果。上述結果以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，研究得到國家自然科學聯(lián)合基金和青年基金項目、湖南省重點研發(fā)計劃項目等資助。洞庭湖底泥板結狀況和受控實驗平臺
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并適應各種生物和非生物脅迫，從而進入新的生境乃至占領新的生態(tài)位，最終推動物種分化。真菌異養(yǎng)植物（Mycoheterotrophic plants）是植物-真菌互作驅(qū)動植物進化的經(jīng)典案例，以其獨特的營養(yǎng)方式、與光合自養(yǎng)植物截然不同的進化方向備受關注。真菌異養(yǎng)植物沒有葉綠素，依賴真菌而生存，二者之間互作關系從祖先的互利共生轉(zhuǎn)變?yōu)榧纳?，且在這種關系轉(zhuǎn)變過程中往往發(fā)生真菌合作者的轉(zhuǎn)變，同時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，進而發(fā)生物種分化，這也是植物-真菌互作推動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系，且這些真菌往往具有較近的系統(tǒng)發(fā)育關系。然而，當前對真菌異養(yǎng)植物的起源與進化歷程知之甚少，其共生真菌轉(zhuǎn)變及特異化發(fā)生的生態(tài)機制仍困擾著眾多研究者。為探究這一科學問題，中國科學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-水玉簪屬進行了相關研究。研究團隊對水玉簪屬各物種開展了廣泛采樣，通過高通量測序等手段，對水玉簪屬7個植物種、16個居群開展了伴生植物調(diào)查和微生物多樣性調(diào)查。研究結果顯示，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系以獲取真菌營養(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。研究進一步發(fā)現(xiàn)，導致真菌特異性形成的因素不僅是植物方營養(yǎng)方式的轉(zhuǎn)變，生境遷移也明顯促進了植物中真菌特異性的發(fā)生。相關研究結果以“Not only transitions in nutritional modes but also niche shifts facilitate mycorrhizal fungal specialization in?Burmannia”為題，發(fā)表在國際生態(tài)經(jīng)典期刊Functional Ecology（《功能生態(tài)學》）。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。該研究得到國家自然科學基金的資助。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)育結構。A.水玉簪不同物種中真菌群落系統(tǒng)發(fā)育結構；B.伴生植物中菌根真菌群落的系統(tǒng)發(fā)育結構；C.水玉簪與伴生植物中真菌群落的關系；D.水玉簪伴生植物中真菌群落的聚類結構。
鎘 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表現(xiàn)出強烈的生物毒性和較高有效性，容易在水稻中積累，通過食物鏈進入人體后影響身體健康，因而水稻中鎘砷污染引起了廣泛的關注。已有研究表明螯合鐵施用可減少水稻籽粒中鎘的積累，但螯合鐵施加對鎘砷共同污染下水稻吸收積累鎘砷的影響及其作用機制尚不明確。鎘 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表現(xiàn)出強烈的生物毒性和較高有效性，容易在水稻中積累，通過食物鏈進入人體后影響身體健康，因而水稻中鎘砷污染引起了廣泛的關注。已有研究表明螯合鐵施用可減少水稻籽粒中鎘的積累，但螯合鐵施加對鎘砷共同污染下水稻吸收積累鎘砷的影響及其作用機制尚不明確。中國科學院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黃道友研究員團隊采用盆栽試驗，研究了不同量EDTA·Na2Fe施用對土壤鎘砷有效性、根表鐵膜形成及其對鎘砷固定和鎘砷在水稻植株中轉(zhuǎn)運的影響。研究發(fā)現(xiàn)EDTA·Na2Fe通過降低土壤中鎘砷的有效性，提高根表鐵膜對鎘砷的固定，減少鎘從根表鐵膜到根系和砷從根系到籽粒的轉(zhuǎn)運來降低籽粒鎘和砷含量。研究還發(fā)現(xiàn)當EDTA·Na2Fe施用量為50 mg Fe kg-1時，籽粒鎘和砷同時降低效果最佳。該研究為稻田土壤鎘砷復合污染的治理提供了新的思路，對減少水稻籽粒鎘和砷含量，減輕其對人體健康的威脅具有指導意義。該項研究近期以題為Effects of EDTA·Na2Fe on phytoavailability of cadmium and arsenic to rice (Oryza sativa L.)發(fā)表在TOP期刊Ecotoxicology and Environmental Safety上。碩士研究生張欣惠為論文第一作者，許超副研究員和黃道友研究員為論文通訊作者。該研究得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學基金項目、湖南省科技計劃項目的共同資助。論文鏈接螯合鐵添加降低水稻鎘砷積累機制
近日，中國科學院廣州能源研究所新興固廢高值循環(huán)研究中心在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化領域取得了新進展，夏聲鵬博士、趙坤研究員和鄭安慶研究員等開發(fā)了一種雙金屬單源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型雙功能催化劑，有效地將CO2與2-甲基呋喃共轉(zhuǎn)化生成芳香烴，同時顯著減少積碳，開辟了可持續(xù)化學品生產(chǎn)的新路徑。相關研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4為題發(fā)表于《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）。近日，中國科學院廣州能源研究所新興固廢高值循環(huán)研究中心在生物質(zhì)轉(zhuǎn)化領域取得了新進展，夏聲鵬博士、趙坤研究員和鄭安慶研究員等開發(fā)了一種雙金屬單源法合成的Zn-Mo-O/ZSM-5新型雙功能催化劑，有效地將CO2與2-甲基呋喃共轉(zhuǎn)化生成芳香烴，同時顯著減少積碳，開辟了可持續(xù)化學品生產(chǎn)的新路徑。相關研究成果以Co-feeding CO2 for Methylfuran Aromatization over Bifunctional Zeolite-supported ZnMoO4為題發(fā)表于《德國應用化學》（Angewandte Chemie International Edition）。該研究表明，Zn-Mo-O/ZSM-5雙功能催化劑不僅有效提高2-甲基呋喃和CO2轉(zhuǎn)化率（超過97%），同時也使得目標產(chǎn)物芳烴和一氧化碳的碳收率超過85%，副產(chǎn)物烯烴含量幾乎可以忽略不計（0.05%），催化劑上的積碳生成量從22.3%降至8.6%。 此外，CO2的加入有效提高了反應的穩(wěn)定性，穩(wěn)定運行時間從 40 分鐘延長到 110 分鐘。同步輻射真空紫外光電離反射飛行時間質(zhì)譜（SVUV-PI-ReTOF-MS）、13C同位素示蹤、原位漫反射傅里葉變換紅外光譜（DRIFT）等先進表征技術進一步揭示了ZnMoO4/ZSM-5催化劑選擇性地調(diào)控反應中間體和反應路徑的作用機制。該研究為CO2和生物呋喃的共轉(zhuǎn)化提供了新思路。該論文第一作者是夏聲鵬博士、趙坤研究員、高云飛教授，通訊作者為王占東研究員和鄭安慶研究員。該研究獲得國家自然科學基金項目、國家重點研發(fā)計劃和廣東省杰出青年基金項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/ange.202420779
