科研進(jìn)展
  • 華南植物園揭示植物枝條支撐葉片面積的全球格局及其驅(qū)動(dòng)因子
    ????植物枝條所能支撐的葉片面積（AL/AS）與森林生態(tài)系統(tǒng)的碳固存、群落組成以及服務(wù)功能密切相關(guān)。已有的研究表明，植物功能性狀A(yù)L/AS是聯(lián)結(jié)植物葉片經(jīng)濟(jì)學(xué)和植物水力學(xué)的重要紐帶，在一定程度上對(duì)森林植物響應(yīng)和適應(yīng)全球氣候變化起關(guān)鍵作用。然而，AL/AS的全球格局及其驅(qū)動(dòng)因子尚不清楚。????中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心植物生理生態(tài)研究組的賀鵬程副研究員，通過(guò)測(cè)定大量的野外實(shí)地森林木本植物，并收集前人已發(fā)表文章的相關(guān)數(shù)據(jù)，建立了包含全球285個(gè)樣地1137種木本植物（1612個(gè)觀測(cè)值）的植物AL/AS數(shù)據(jù)庫(kù)。研究發(fā)現(xiàn)，全球木本植物AL/AS的平均值為0.63m2 cm-2，其中熱帶雨林植物AL/AS最高，而沙漠植物的AL/AS最低；生長(zhǎng)季的降水量解釋了AL/AS變化的18%，土壤氮含量和有機(jī)碳含量越高，植物AL/AS越大，土壤pH則與AL/AS顯著負(fù)相關(guān)，而表征植物競(jìng)爭(zhēng)關(guān)系的植株密度解釋了AL/AS變化的7%，研究中所包含的生物和非生物因子共同解釋了植物AL/AS變化的45%。此外，研究還發(fā)現(xiàn)植物AL/AS與森林生態(tài)系統(tǒng)初級(jí)生產(chǎn)力顯著正相關(guān)，暗示了隨著全球降水格局的改變，如極端降雨事件增加、生長(zhǎng)季的持續(xù)延長(zhǎng)，植物AL/AS的變化將顯著影響全球森林生態(tài)系統(tǒng)的生產(chǎn)力。????綜上，該研究揭示了生長(zhǎng)季的降水、土壤pH以及植物木材密度對(duì)AL/AS變異的重要貢獻(xiàn)，以及AL/AS的變化對(duì)森林生態(tài)系統(tǒng)生產(chǎn)力的影響機(jī)制，為深入理解植物葉片構(gòu)建和水分利用策略的地理差異奠定了基礎(chǔ)，從而有助于建立更加可靠的全球植被功能模型。相關(guān)研究結(jié)果已近期在線發(fā)表于國(guó)際主流刊物Plant,Cell & Environment（《植物、細(xì)胞與環(huán)境》）（IF5-year=7.6）。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金（32371641；32371575）和廣東省重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室項(xiàng)目（2023B1212060046）的資助，論文鏈接：http://doi.org/10.1111/pce.15169圖 . 不同降水條件下植物AL/AS變化的概念圖。植物對(duì)水分選擇的策略：耗水型植物選擇生長(zhǎng)在濕潤(rùn)地區(qū)，耐旱型植物則選擇生長(zhǎng)在干旱地區(qū)。生長(zhǎng)在濕潤(rùn)地區(qū)的耗水型植物需要形成大的導(dǎo)管提高水分傳輸速率以維持高葉片蒸騰和固碳速率，而生長(zhǎng)在干旱地區(qū)的耐旱型植物則選擇小而密的導(dǎo)管減少水分消耗以增加水分運(yùn)輸?shù)陌踩１碚髦参锔?jìng)爭(zhēng)關(guān)系的植株密度也顯著影響了植物的AL/AS。藍(lán)色箭頭和長(zhǎng)柱部分分別表示水流量及導(dǎo)管大小。
    2024-10-01
  • 華南植物園評(píng)估中國(guó)兩大濱海區(qū)域潮灘和鹽沼的藍(lán)碳儲(chǔ)量
    ????濱海濕地主要由植被區(qū)和無(wú)植被覆蓋的潮灘構(gòu)成，是提供重要服務(wù)的關(guān)鍵生態(tài)系統(tǒng)。中國(guó)的濱海濕地作為有效的藍(lán)碳儲(chǔ)存庫(kù)，通過(guò)有效地捕獲和儲(chǔ)存有機(jī)碳，為減緩全球氣候變化做出了貢獻(xiàn)。濱海濕地卓越的固碳能力源于其不僅能捕獲生態(tài)系統(tǒng)內(nèi)部產(chǎn)生的碳，還能存儲(chǔ)來(lái)自外部環(huán)境的碳，并在厭氧條件下長(zhǎng)期保存在沉積物中。然而，以往對(duì)藍(lán)碳的評(píng)估主要集中在植被覆蓋的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量上，往往忽視了潮灘作為藍(lán)碳碳匯的潛力。????為解決這一問(wèn)題，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)境健康研究組研究人員，對(duì)中國(guó)兩個(gè)代表性濱海濕地——黃河三角洲和鹽城濱海濕地進(jìn)行了對(duì)比評(píng)估。這項(xiàng)研究涵蓋了不同的濱海濕地生態(tài)系統(tǒng)類(lèi)型，包括未植被覆蓋的潮灘以及三種類(lèi)型的鹽沼濕地，分別是由互花米草（Spartina alterniflora）、鹽地堿蓬（Suaeda salsa）和蘆葦（Phragmites australis）所覆蓋的鹽沼。研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)野外采樣和數(shù)據(jù)整合，對(duì)比了不同濱海地區(qū)和濕地類(lèi)型的有機(jī)碳儲(chǔ)量，并對(duì)兩大區(qū)域內(nèi)的有機(jī)碳儲(chǔ)量進(jìn)行了評(píng)估。????結(jié)果顯示，在兩個(gè)研究區(qū)域內(nèi)，植被覆蓋的鹽沼濕地單位面積上的有機(jī)碳儲(chǔ)量明顯高于未植被覆蓋的潮灘。有趣的是，黃河三角洲的潮灘有機(jī)碳儲(chǔ)量與鹽城海岸的鹽地堿蓬鹽沼相當(dāng)。研究估算出，黃河三角洲的區(qū)域有機(jī)碳儲(chǔ)量為5.64±0.61 Tg C，而鹽城濱海濕地則為9.96±1.52 Tg C。盡管濱海潮灘的單位面積有機(jī)碳儲(chǔ)量較低，但由于其在中國(guó)沿海的廣泛分布，它們成為了區(qū)域有機(jī)碳儲(chǔ)存的主要貢獻(xiàn)者，占到區(qū)域總儲(chǔ)量的75%以上。該研究揭示了不同類(lèi)型濕地之間有機(jī)碳儲(chǔ)量的差異，并強(qiáng)調(diào)了在估算藍(lán)碳時(shí)考慮濱海潮灘的重要性，尤其是對(duì)于像中國(guó)這樣擁有廣泛分布潮灘的國(guó)家而言。????上述研究成果近期已在線發(fā)表在國(guó)際地學(xué)專(zhuān)業(yè)期刊Palaeogeography,Palaeoclimatology,Palaeoecology (《古地理學(xué) 古氣候?qū)W 古生態(tài)學(xué)》)上。中國(guó)科學(xué)院華南植物園博士研究生周金戈為論文的第一作者，研究組長(zhǎng)、小良站站長(zhǎng)王法明研究員為論文通訊作者。該項(xiàng)研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金、“一帶一路”科學(xué)組織國(guó)際合作項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院基礎(chǔ)研究青年團(tuán)隊(duì)等項(xiàng)目的共同資助等項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.palaeo.2024.112509圖1. 兩大濱海濕地不同濕地類(lèi)型單位面積土壤有機(jī)碳儲(chǔ)量的比較圖2. 兩大濱海區(qū)域碳儲(chǔ)量的估算
    2024-09-29
  • 亞熱帶生態(tài)所在自然恢復(fù)和耕作促進(jìn)長(zhǎng)期土壤碳固持的機(jī)制研究取得新進(jìn)展
    土壤有機(jī)碳（SOC）是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大碳庫(kù)，SOC的保存和積累是維持糧食生產(chǎn)和應(yīng)對(duì)氣候變化危機(jī)的關(guān)鍵。土壤碳在空間和時(shí)間尺度上的定量變化研究被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支和全球碳循環(huán)研究中最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。土壤有機(jī)碳（SOC）是陸地生態(tài)系統(tǒng)中最大碳庫(kù)，SOC的保存和積累是維持糧食生產(chǎn)和應(yīng)對(duì)氣候變化危機(jī)的關(guān)鍵。土壤碳在空間和時(shí)間尺度上的定量變化研究被認(rèn)為是陸地生態(tài)系統(tǒng)碳收支和全球碳循環(huán)研究中最具挑戰(zhàn)性的問(wèn)題。中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所農(nóng)田生態(tài)中心研究人員依托中國(guó)科學(xué)院桃源農(nóng)業(yè)生態(tài)試驗(yàn)站不同土地利用方式長(zhǎng)期定位試驗(yàn)（1995年-），研究發(fā)現(xiàn)24年土地利用/覆被變化（LUCC）過(guò)程中，早期（農(nóng)田<15年，自然恢復(fù)<10年）活性有機(jī)碳（LOC）顯著下降，而穩(wěn)定性有機(jī)碳（SSOC）顯著增加，SOC整體變化不大；隨后SOC、LOC和SSOC均呈現(xiàn)增長(zhǎng)趨勢(shì)，SSOC對(duì)SOC的增長(zhǎng)起主導(dǎo)作用。自然恢復(fù)和農(nóng)田土壤微生物殘?bào)w碳對(duì)SOC的貢獻(xiàn)比例較大，但兩種土地利用方式下差異不顯著。與農(nóng)田相比，自然恢復(fù)土壤中較高的SOC含量歸因于植物來(lái)源碳對(duì)SOC的貢獻(xiàn)。優(yōu)勢(shì)菌群和土壤氮含量是調(diào)節(jié)農(nóng)田和自然恢復(fù)土壤微生物源和植物源碳的主要生物和非生物因子。本研究在同一田塊尺度揭示SOC時(shí)間變化規(guī)律及微生物調(diào)控機(jī)制，強(qiáng)調(diào)了植物和微生物來(lái)源碳對(duì)長(zhǎng)期SOC固持的協(xié)同作用，提升了對(duì)亞熱帶紅壤碳循環(huán)特征的認(rèn)識(shí)，并為全球基于自然的氣候解決方案提供科學(xué)依據(jù)。該項(xiàng)研究近期以題為Differential contribution of microbial and plant-derived organic matter to soil organic carbon sequestration over two decades of natural revegetation and cropping發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域一區(qū)期刊Science of the Total Environment上。該研究得到了國(guó)家生態(tài)科學(xué)數(shù)據(jù)中心和國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)等項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接農(nóng)田和自然恢復(fù)土壤有機(jī)碳時(shí)間演替及來(lái)源分析概念圖
    2024-09-29
  • 廣州地化所席佳鑫、楊宜坪等-JGR-SE：黑云母結(jié)構(gòu)環(huán)帶記錄巖漿演化歷史
    在過(guò)去的數(shù)百年間，人們普遍相信“巖漿房”存在于在火山地殼的內(nèi)部，如倉(cāng)庫(kù)一般儲(chǔ)藏著大規(guī)模處于熔融狀態(tài)的巖漿。但從本世紀(jì)初以來(lái)，隨著人們對(duì)火山過(guò)程和巖漿活動(dòng)的理解不斷加深，該傳統(tǒng)理論逐漸被一個(gè)新的模型所替代，即：跨地殼的巖漿系統(tǒng)主要由晶粥主導(dǎo)；火山是一個(gè)由晶粥組成的、垂直擴(kuò)展且不穩(wěn)定的系統(tǒng)，而熔融物質(zhì)僅存在于整個(gè)巖漿系統(tǒng)的最頂部。該模型的提出基于對(duì)大量現(xiàn)存火山的物理化學(xué)、巖石學(xué)、火山學(xué)研究以及地質(zhì)觀察，但對(duì)該模型的進(jìn)一步研究和驗(yàn)證遇到了許多問(wèn)題，例如現(xiàn)代地球物理成像技術(shù)無(wú)法識(shí)別地殼內(nèi)小規(guī)模（小于1 km）的熔融物質(zhì)，而元素分布的不均勻性和局域解耦現(xiàn)象也降低了地球化學(xué)手段在一些結(jié)晶歷史復(fù)雜地區(qū)的準(zhǔn)確性。這些問(wèn)題使人們對(duì)地質(zhì)過(guò)程的準(zhǔn)確描述變得困難重重。圖1：加州長(zhǎng)谷流紋巖斑晶黑云母（Bt）的環(huán)帶為精確解譯火山系統(tǒng)的構(gòu)造以及相應(yīng)的巖漿演化過(guò)程，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所何宏平院士團(tuán)隊(duì)的楊宜坪博士和席佳鑫博士研究生等，深入探究了長(zhǎng)谷火山地區(qū)流紋巖中黑云母斑晶的結(jié)構(gòu)和成分對(duì)其結(jié)晶環(huán)境的溫度、壓力、深度和氧逸度等條件的響應(yīng)。實(shí)驗(yàn)表明，該地區(qū)的黑云母均具有成分環(huán)帶，核心區(qū)域富含Si、Mg和K，而邊緣區(qū)域則貧乏Fe、Ti和Al（圖1）。通過(guò)微區(qū)X射線衍射、拉曼光譜和透射電子顯微鏡等微區(qū)結(jié)構(gòu)分析，發(fā)現(xiàn)斑晶黑云母的核心呈現(xiàn)有序的2M1多型結(jié)構(gòu)，而邊緣則顯示無(wú)序特征（如圖2）。結(jié)構(gòu)特征說(shuō)明，樣品黑云母的核心生長(zhǎng)于高溫高壓的平衡結(jié)晶條件下，而其外側(cè)環(huán)帶則生長(zhǎng)于低壓下快速結(jié)晶的過(guò)程中。結(jié)合地球化學(xué)數(shù)據(jù)，黑云母斑晶至少經(jīng)歷兩階段結(jié)晶——即核部于高溫的深源巖漿儲(chǔ)庫(kù)緩慢平衡結(jié)晶，邊部于淺部晶粥中在二次活化和噴發(fā)過(guò)程中快速非平衡結(jié)晶——的機(jī)制得以揭示。該研究用云母的成分和結(jié)構(gòu)環(huán)帶還原了長(zhǎng)谷火山口深源巖漿由地幔和下地殼上涌至淺部地殼（以冷卻的晶粥形式儲(chǔ)存），后經(jīng)歷巖漿混合和再活化后快速噴發(fā)至地表的全過(guò)程。圖2：透射電鏡下黑云母核部（a-b）和邊部（c-d）的結(jié)構(gòu)差異基于上述結(jié)果，研究首次提出了火成巖深源斑晶的礦物“結(jié)構(gòu)環(huán)帶”。該特征可作為一種重要的、高敏感性的平衡指標(biāo)和溫壓計(jì)，應(yīng)用于重建巖漿火山系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)、結(jié)晶期次和環(huán)境條件中。結(jié)構(gòu)環(huán)帶和成分環(huán)帶的有機(jī)結(jié)合，可為理解流紋巖巖漿的管道系統(tǒng)結(jié)構(gòu)及噴發(fā)歷史提供重要見(jiàn)解，為通過(guò)礦物學(xué)研究追溯火山演化提供新途徑。圖3：長(zhǎng)谷火山口下伏巖漿通道的結(jié)構(gòu)及流紋巖漿的噴發(fā)過(guò)程相關(guān)成果近期發(fā)表于國(guó)際地學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Geophysical Research: Solid Earth》，該項(xiàng)研究成果獲得了國(guó)家自然科學(xué)基金、CAS青年創(chuàng)新促進(jìn)會(huì)、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目資助、廣東省科技計(jì)劃項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長(zhǎng)基金等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。論文信息：Jiaxin Xi (席佳鑫),Yiping Yang* (楊宜坪),Huifang Xu (徐慧芳),Haiyang Xian (鮮海洋),Fabin Pan (潘發(fā)斌),Shan Li (李珊),Shuo Xue (薛碩),Yonghua Cao (曹永華),Jianxi Zhu (朱建喜),Hongping He (何宏平),Reconstruction of Magma Plumbing System and Regional Magmatic Processes via Chemical and Structural Zoning of Biotite in Rhyolite from Long Valley,CA. Journal of Geophysical Research: Solid Earth,2024,129(9).論文鏈接：https://doi.org/10.1029/2024JB029205
    2024-09-26
  • 廣州地化所吳昊?白江昊等-AC：Eu同位素分析技術(shù)取得新突破
    稀土穩(wěn)定同位素是新興的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系，有望為探索天體形成、地殼演化、稀土成礦和海洋沉積等稀土循環(huán)提供新的信息。特別是Eu穩(wěn)定同位素可能是破解Eu異常與“氧化還原條件”和“晶體化學(xué)效應(yīng)”之間聯(lián)系的關(guān)鍵。然而，目前已有的Eu同位素分析技術(shù)精度仍然不夠高（2SD > 0.1‰），使得Eu穩(wěn)定同位素在探索上述科學(xué)上難以充分發(fā)揮其優(yōu)勢(shì)。針對(duì)這一技術(shù)性難題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所吳昊博士生、白江昊博士后在韋剛健研究員指導(dǎo)下，基于前期研發(fā)的高精度Ce-Nd-Sm同位素分析技術(shù)，繼續(xù)對(duì)高精度Eu同位素展開(kāi)了攻關(guān)。經(jīng)過(guò)反復(fù)的試驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，基于AG 50W-X12+TODGA樹(shù)脂的聯(lián)合化學(xué)分離技術(shù)，完全可以實(shí)現(xiàn)單一稀土元素Eu的化學(xué)提純，特別是該方法能夠有效地將Eu從干擾元素（如鋇（Ba）、釹（Nd）、釤（Sm）和釓（Gd））中分離出來(lái)，并能同時(shí)保證高回收率（99.4 ±?0.4%）和低空白（< 20pg）（圖1）。此外，采用不同的巖石類(lèi)型和上樣量，Eu的洗脫曲線沒(méi)有發(fā)生明顯的漂移，證明了新方案的有效性。圖1 Eu與其它稀土元素分離的淋洗曲線圖2 Eu穩(wěn)定同位素的外部重現(xiàn)性????在Eu同位素測(cè)試方面，首次將Nd內(nèi)標(biāo)法應(yīng)用于校正質(zhì)譜測(cè)量（Nu 1700 MC-ICP-MS）過(guò)程中的質(zhì)量歧視效應(yīng)，實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定Eu同位素組成δ153/151Eu的長(zhǎng)期外部精度優(yōu)于±0.04‰?(2SD)（圖2），這比現(xiàn)有分析方法的精度提高了2-5倍。在此基礎(chǔ)上，測(cè)定了多種地質(zhì)參考物質(zhì)的Eu同位素組成，發(fā)現(xiàn)正長(zhǎng)巖具有低的δ153/151Eu值（-0.14?±?0.04‰），暗示著Eu穩(wěn)定同位素是示蹤巖漿演化的潛力指標(biāo)。綜上，新建立的高精度Eu同位素分析技術(shù)將極大推動(dòng)Eu穩(wěn)定同位素地球化學(xué)的發(fā)展。圖3 地質(zhì)參考物質(zhì)的穩(wěn)定Eu同位素組成圖4 ????封面論文相關(guān)成果發(fā)表在分析化學(xué)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《Analytical Chemistry》（Nature Index）上，并入選了封面論文（圖4）。該研究受到國(guó)家自然科學(xué)基金委項(xiàng)目、博新計(jì)劃、廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究重大項(xiàng)目、博士后面上項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長(zhǎng)基金項(xiàng)目等聯(lián)合資助。論文信息：Wu H(吳 昊).,Bai J. H(白江昊)*.,Liang X. R(梁細(xì)榮).,Lu X. B(盧錫濱).,Deng Y. N(鄧義楠).,Li M(李 明).,Ma J.L(馬金龍).,Wei G.J(韋剛健). A Chromatographic Approach for High-Precision Eu Isotope Analysis. Analytical Chemistry,?2024,96,15102-15107.論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.analchem.4c03775
    2024-09-25
  • 廣州健康院合作研究建立大熊貓誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系
    2024年9月20日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉晶研究組與成都大熊貓繁育研究基地合作，在Science advances期刊在線發(fā)表了題為Generation and Characterization of Giant Panda Induced Pluripotent Stem Cells的最新研究成果。2024年9月20日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院劉晶研究組與成都大熊貓繁育研究基地合作，在Science advances期刊在線發(fā)表了題為“Generation and Characterization of Giant Panda Induced Pluripotent Stem Cells”的最新研究成果。該研究利用重編程技術(shù)成功建立了大熊貓成纖維細(xì)胞來(lái)源的誘導(dǎo)多能干細(xì)胞系（iPSCs），并從多維度揭示了大熊貓iPSC獨(dú)特的細(xì)胞特征，進(jìn)一步討論了大熊貓iPSCs在物種保護(hù)和疾病治療中潛在應(yīng)用價(jià)值。大熊貓作為中國(guó)特有珍稀的國(guó)寶級(jí)動(dòng)物，一直以來(lái)都受到全球的高度關(guān)注。因?yàn)閿?shù)量稀少，繁殖困難等原因，其種群保護(hù)和擴(kuò)大一直是國(guó)家關(guān)注的重點(diǎn)。為了更好地保護(hù)大熊貓，科學(xué)家們?cè)谂μ剿餍碌姆椒ê图夹g(shù)。在此項(xiàng)研究中，研究團(tuán)隊(duì)經(jīng)過(guò)多年的努力和積累，成功將大熊貓皮膚成纖維細(xì)胞重編程為誘導(dǎo)多能干細(xì)胞。這些大熊貓iPSCs不僅能在體外培養(yǎng)條件下穩(wěn)定增殖傳代，還能在體內(nèi)和體外分化條件下，產(chǎn)生三個(gè)胚層各種不同類(lèi)型的細(xì)胞，展現(xiàn)出很好發(fā)育潛能。研究團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步對(duì)大熊貓iPSCs的轉(zhuǎn)錄組、表觀遺傳組進(jìn)行了測(cè)序和解析，結(jié)果顯示大熊貓iPSCs具有經(jīng)典始發(fā)態(tài)干細(xì)胞的基本特征，同時(shí)具有與其他物種不同的特異基因表達(dá)模式。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)大熊貓iPSCs體外維持條件進(jìn)行了研究，開(kāi)發(fā)了大熊貓iPSCs維持特異性培養(yǎng)條件，并部分揭示了大熊貓始發(fā)態(tài)干細(xì)胞多能性維持的信號(hào)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。此次大熊貓多能干細(xì)胞研究的突破性進(jìn)展，不僅豐富了人類(lèi)對(duì)大熊貓干細(xì)胞生物學(xué)特性的認(rèn)識(shí)，也為未來(lái)大熊貓疾病治療、大熊貓的繁育及擴(kuò)群提供了新的技術(shù)途徑。首先，通過(guò)將誘導(dǎo)多能干細(xì)胞分化為特定的功能性細(xì)胞類(lèi)型，可以用于治療大熊貓的一些遺傳疾病和損傷。其次，可以利用大熊貓iPSC細(xì)胞進(jìn)一步在體外獲取全能干細(xì)胞、原始態(tài)多能干細(xì)胞、原始生殖細(xì)胞和生殖細(xì)胞甚至類(lèi)囊胚等，為大熊貓的繁育提供重要的“種子細(xì)胞”來(lái)源。此外，大熊貓誘導(dǎo)多能干細(xì)胞技術(shù)還有助于大熊貓遺傳資源的存儲(chǔ)和保藏，為未來(lái)大熊貓保護(hù)和擴(kuò)群工作提供技術(shù)支撐。論文通訊作者是中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員劉晶、助理研究員王魯勤和成都大熊貓繁育研究基地研究員侯蓉。成都大熊貓繁育研究基地劉玉良研究員、中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院博士研究生張世豪為該文的共同第一作者。本研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家林業(yè)和草原局等項(xiàng)目的資助。論文鏈接大熊貓誘導(dǎo)多能干細(xì)胞研究模式圖
    2024-09-26
  • 華南植物園赴海南開(kāi)展植物引種工作
    ?2024年9月，中國(guó)科學(xué)院華南植物園園藝中心引種保育部聯(lián)合標(biāo)本館針對(duì)海南植物資源開(kāi)展考察和引種工作。此次考察為期10天，足跡覆蓋了儋州市、昌江黎族自治縣、東方市、樂(lè)東黎族自治縣、三亞市、保亭黎族苗族自治縣等地多個(gè)市縣，旨在加強(qiáng)海南植物多樣性保護(hù)與核心種質(zhì)收集，支撐服務(wù)國(guó)家生物多樣性保護(hù)戰(zhàn)略需求和華南國(guó)家植物園種質(zhì)資源庫(kù)建設(shè)。圖1. 引種隊(duì)成員在野外采集植物?這次考察中，團(tuán)隊(duì)共引種植物116號(hào)109種，隸屬于54科99屬，鑒定率達(dá)到93%，其中近90%的種類(lèi)為新增華南植物園未成功保育的物種，如紅芽大戟（Knoxia sumatrensis）、牛眼睛（Capparis zeylanica）和黃花馬鈴苣苔（Polycarpaea corymbosa）。圖2. A：紅芽大戟；B：牛眼睛；C：黃花馬鈴苣苔?考察中還發(fā)現(xiàn)了多種列入世界自然保護(hù)聯(lián)盟瀕危物種紅色名錄的珍稀瀕危植物，占到引種數(shù)量的12%，如小葉九里香（Murraya microphylla，EN級(jí)別）、刺核藤（Pyrenacantha volubilis，EN級(jí)別）、栗豆藤（Agelaea trinervis，EN級(jí)別）、瓊梅（Canthium hainanense，VU級(jí)別）、海檀木（Ximenia americana，NT級(jí)別）等。圖3. A：小葉九里香；B：栗豆藤；C：刺核藤?此次引種的植物涉及種類(lèi)最多的科為豆科，含11種，如耀花豆（Sarcodum scandens）、長(zhǎng)管蝙蝠草（Christia constricta）等。其次為大戟科，含9種，如異萼木（Dimorphocalyx poilanei）、海南粗毛藤（Cnesmone hainanensis）等。圖4. A：耀花豆；B：異萼木；C：海南粗毛藤?引種隊(duì)在考察中特別關(guān)注了具有重要生態(tài)價(jià)值的植物，如海岸鹽田中的小草海桐（Scaevola hainanensis）、濱海木藍(lán)（Indigofera litoralis）、西沙灰毛豆（Tephrosia luzonensis）等，這些植物對(duì)于維護(hù)濱海特殊生境的生態(tài)平衡具有重要意義。圖5. A：小草海桐；B：濱海木藍(lán)；C：西沙灰毛豆?此次海南植物考察引種不僅為華南國(guó)家植物園種質(zhì)資源庫(kù)提供了寶貴的種質(zhì)資源，也為海南生物多樣性保護(hù)做出了積極貢獻(xiàn)。
    2024-09-25
  • 華南植物園等發(fā)表茜草科1新族和1新屬
    ????茜草科（Rubiaceae）是被子植物第四大科（以物種數(shù)計(jì)），含71族、580屬、約14000種。茜草科植物除了具有較高的物種多樣性以外，另一個(gè)有趣的現(xiàn)象是該科具有極高比例的單型族和單型屬，即許多族或?qū)傧聝H含1個(gè)物種。已有研究表明，茜草科中單型屬的占比高達(dá)34.5%。由于部分茜草科類(lèi)群未被充分研究，該科植物中是否存在更多的單型族或單型屬還未可知。????中國(guó)科學(xué)院華南植物園涂鐵要、張奠湘等學(xué)者聯(lián)合廣東省林業(yè)科學(xué)研究院謝佩吾副研究員、美國(guó)國(guó)家標(biāo)本館Jun Wen教授、瑞典自然歷史博物館茜草科專(zhuān)家（Sylvain G. Razafimandimbison）等對(duì)采自廣東、廣西、云南以及越南、馬來(lái)西亞、尼泊爾、泰國(guó)等地的茜草科水錦樹(shù)屬等類(lèi)群進(jìn)行了詳細(xì)的形態(tài)學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)研究，研究結(jié)果表明水錦樹(shù)屬并非單系類(lèi)群，其中垂枝水錦樹(shù)和丁茜族互為姐妹類(lèi)群，但是未發(fā)現(xiàn)二者之間存在明顯的共衍征。和其它9個(gè)近緣族相比，垂枝水錦樹(shù)不僅系統(tǒng)發(fā)育位置獨(dú)立于茜草科其它各族，其形態(tài)特征也十分獨(dú)特：葉二列排列或3-4枚輪生；花序復(fù)傘圓錐狀；柱頭棒狀、具花粉二次呈現(xiàn)現(xiàn)象；子房二室、胚珠多數(shù)；蒴果室背開(kāi)裂；種子三角錐形等?；诖怪λ\樹(shù)在茜草科中獨(dú)立的系統(tǒng)位置和獨(dú)特的形態(tài)特征，新成立茜草科1新族、1新屬和1新組合，即棒柱茜族（Clavistigmateae T. Y. Tu et P. W. Xie）、棒柱茜屬(Clavistigma T. Y. Tu et P. W. Xie)和垂枝棒柱茜(Clavistigma pendulla (Wall.) T. Y. Tu et P. W. Xie)。至此，茜草科中族和屬的總數(shù)分別達(dá)到72族和581屬。????該研究結(jié)果提示應(yīng)當(dāng)優(yōu)先對(duì)茜草科中一些形態(tài)獨(dú)特的種類(lèi)開(kāi)展經(jīng)典分類(lèi)學(xué)和分子系統(tǒng)學(xué)研究以不斷完善茜草科族一級(jí)和屬一級(jí)分類(lèi)系統(tǒng)，同時(shí)，此類(lèi)研究對(duì)茜草科植物的生物地理起源和物種分化模式也具有重要科學(xué)意義。相關(guān)研究結(jié)果已近期在線發(fā)表于生物多樣性專(zhuān)業(yè)期刊Biological Diversity（《生物多樣性》）上。華南植物園涂鐵要副研究員為論文第一作者，廣東省林業(yè)科學(xué)研究院謝佩吾副研究員為論文通訊作者。該研究得到了廣東省林木種質(zhì)資源調(diào)查項(xiàng)目和國(guó)家自然基金項(xiàng)目的支持。論文鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1002/bod2.12013圖1. 茜草科木蘭茜亞科系統(tǒng)發(fā)育；圖2. 垂枝水錦樹(shù)和丁茜形態(tài)特征；圖3. 木蘭茜亞科族一級(jí)分化時(shí)間。
    2024-09-25
  • 亞熱帶所研究團(tuán)隊(duì)在跨氣候帶尺度農(nóng)田土壤有機(jī)碳形成途徑與保護(hù)機(jī)制研究取得系列進(jìn)展
    稻田和旱地作為我國(guó)兩類(lèi)最主要農(nóng)業(yè)土地利用類(lèi)型，同步分布于中國(guó)東部糧食主產(chǎn)區(qū)，并擔(dān)負(fù)著我國(guó)大宗農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的重任。稻田長(zhǎng)期淹水耕作下土壤水分條件顯著區(qū)別于旱地土壤，系統(tǒng)研究跨氣候帶尺度稻田和旱地土壤有機(jī)碳形成途徑與保護(hù)機(jī)制，對(duì)我國(guó)東部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地地力和土壤固碳減排管理均具有重要意義。稻田和旱地作為我國(guó)兩類(lèi)最主要農(nóng)業(yè)土地利用類(lèi)型，同步分布于中國(guó)東部糧食主產(chǎn)區(qū)，并擔(dān)負(fù)著我國(guó)大宗農(nóng)產(chǎn)品生產(chǎn)的重任。稻田長(zhǎng)期淹水耕作下土壤水分條件顯著區(qū)別于旱地土壤，系統(tǒng)研究跨氣候帶尺度稻田和旱地土壤有機(jī)碳形成途徑與保護(hù)機(jī)制，對(duì)我國(guó)東部糧食主產(chǎn)區(qū)耕地地力和土壤固碳減排管理均具有重要意義。亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)所蘇以榮研究員、陳香碧研究員團(tuán)隊(duì)，運(yùn)用區(qū)域調(diào)研、生物標(biāo)識(shí)物分析結(jié)合同位素示蹤模擬試驗(yàn)，系統(tǒng)解析了我國(guó)東部跨氣候帶尺度稻田和旱地土壤有機(jī)碳積累差異、形成途徑及其內(nèi)在機(jī)理。近5年來(lái)，發(fā)表SCI論文9篇，包括Global Change Biology、Biology and Fertility of Soils、Agriculture,Ecosystems and Environment、Soil and Tillage Research、Catena、Journal of Soils and Sediments、European Journal of Soil Science等期刊。進(jìn)展一：明確了長(zhǎng)期農(nóng)業(yè)利用塑造的土壤碳氮磷含量和計(jì)量比特征基于大樣本分析，發(fā)現(xiàn)我國(guó)東部四個(gè)氣候帶相鄰稻田、旱地和林地表層土壤C、N、P的含量和計(jì)量比呈現(xiàn)大致一致的特征：與相鄰林地相比，長(zhǎng)期旱地利用降低C含量、增加P含量，造成C:N、C:P和N:P降低；稻田較林地C、N、P含量均增加，但N、P增加幅度高于C，導(dǎo)致C:N、C:P降低；南方比北方對(duì)農(nóng)業(yè)利用的響應(yīng)更強(qiáng)烈。區(qū)域尺度上土壤元素限制規(guī)律：四個(gè)區(qū)域旱地均呈現(xiàn)出的C、N限制和P富集，亞熱帶林地表現(xiàn)為P限制，暖溫帶地區(qū)C、N限制（圖1）。圖1 四個(gè)氣候區(qū)土壤碳氮磷賦存規(guī)律進(jìn)展二：闡明了稻田和旱地土壤有機(jī)碳的來(lái)源和穩(wěn)定性規(guī)律，揭示了稻田比旱地土壤具有強(qiáng)有機(jī)碳積累能力的微生物學(xué)機(jī)理分析四個(gè)氣候帶240對(duì)相鄰稻田和旱地土壤有機(jī)碳含量，發(fā)現(xiàn)稻田土壤有機(jī)碳積累效率比相鄰旱地土壤高39%~127%，且以亞熱帶地區(qū)差異最大，突出了該區(qū)稻田土壤強(qiáng)大的固碳能力。進(jìn)一步量化了兩類(lèi)土壤中植物殘?bào)w和微生物殘留物來(lái)源碳對(duì)總有機(jī)碳積累的貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)長(zhǎng)期稻作下土壤積累的有機(jī)碳以植物殘?bào)w（33%~54%）大于微生物殘留物（28%~36%），而旱作下以微生物殘留物（40%~59%）大于植物殘?bào)w（19%~42%），且稻田土壤中植物殘?bào)w來(lái)源碳的數(shù)量是旱地土壤的3.3倍，即稻田土壤突出的碳固持能力歸因于植物殘?bào)w大量積累?；诖耍瑯?gòu)建了稻田和旱地土壤有機(jī)碳形成途徑的理論模型（圖2）。圖2 稻田和旱地土壤有機(jī)碳形成途徑機(jī)理論證：采用短期18O-H2O示蹤培養(yǎng)試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)土壤“老碳”的微生物代謝過(guò)程，發(fā)現(xiàn)：與旱地土壤相比，稻田土壤微生物的生長(zhǎng)速率更高、呼吸速率更低，使得其土壤微生物碳利用效率更高。盡管如此，稻田較旱地土壤微生物對(duì)碳源的攝取效率低，表明稻田土壤有機(jī)碳轉(zhuǎn)化和積累過(guò)程微生物參與程度較低?；诙唐?3C標(biāo)記培養(yǎng)試驗(yàn)，監(jiān)測(cè)微生物對(duì)“新碳”的合成代謝過(guò)程，發(fā)現(xiàn)：稻田土壤13C標(biāo)記微生物活體碳含量是相鄰旱地的38%~71%，進(jìn)而引起稻田13C標(biāo)記微生物殘?bào)w碳含量是旱地的26%~55%，尤其是真菌殘留物的含量遠(yuǎn)低于旱地土壤。因此，稻田較旱地土壤擁有更高的有機(jī)碳含量是由于其更弱的微生物碳攝取強(qiáng)度和代謝效率（圖3）。圖3 稻田和旱地土壤微生物對(duì)碳源合成代謝概念圖進(jìn)展三：從團(tuán)聚體和礦物保護(hù)、微生物代謝角度，闡釋了南方和北方農(nóng)田土壤有機(jī)碳保護(hù)的差異機(jī)理南方和北方氣候條件、土壤屬性、耕作頻率差異極大，可能影響土壤有機(jī)碳積累的團(tuán)聚體和礦物保護(hù)以及微生物代謝過(guò)程。采用密度和粒徑分級(jí)結(jié)合同位素示蹤試驗(yàn)，發(fā)現(xiàn)：團(tuán)聚體保護(hù)態(tài)有機(jī)碳對(duì)稻田和旱地全土有機(jī)碳積累的貢獻(xiàn)從北到南減少；游離礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率呈遞增趨勢(shì)；微生物殘?bào)w碳對(duì)游離礦物結(jié)合態(tài)有機(jī)碳的貢獻(xiàn)率從北到南增加。因此，我國(guó)東部北方農(nóng)田土壤有機(jī)碳積累受團(tuán)聚體保護(hù)主導(dǎo)，南方受礦物保護(hù)主導(dǎo)，且北方微生物合成代謝對(duì)有機(jī)碳積累的參與程度弱于南方（圖4）。圖4 南方和北方農(nóng)田土壤有機(jī)碳保護(hù)機(jī)制論文鏈接：1?2?3?4?5?6?7?8?9
    2024-09-25
  • 廣州健康院合作開(kāi)發(fā)抗實(shí)體腫瘤的DNA甲基轉(zhuǎn)移酶/組蛋白去乙?；傅碾p效抑制劑
    近日，中國(guó)科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院孔祥謙研究員與山東大學(xué)藥學(xué)院侯旭奔副教授團(tuán)隊(duì)合作，以“Development of a First-in-Class DNMT1/HDAC Inhibitor with Improved Therapeutic Potential and Potentiated Antitumor Immunity”為題在美國(guó)化學(xué)會(huì)期刊Journal of Medicinal Chemistry上發(fā)表論文，報(bào)道了一系列新型、高效的DNMT1/HDAC雙效抑制劑。表觀遺傳修飾異常是惡性腫瘤發(fā)生、發(fā)展的關(guān)鍵驅(qū)動(dòng)力。其中，啟動(dòng)子區(qū)DNA過(guò)度甲基化和組蛋白乙?；笔г诎┌Y中廣泛存在，是導(dǎo)致腫瘤轉(zhuǎn)錄失調(diào)和異常譜系分化的重要因素。目前，已有多種DNA甲基轉(zhuǎn)移酶(DNMTs)和組蛋白去乙?；?HDACs)抑制劑獲批用于血液系統(tǒng)腫瘤治療。然而，這些藥物的代謝穩(wěn)定性差，治療窗口窄，實(shí)體瘤治療效果不足，臨床治療亟需發(fā)現(xiàn)新型表觀遺傳藥物或探索聯(lián)用方案。在該研究中，團(tuán)隊(duì)通過(guò)融合DNMT1和HDAC抑制劑的關(guān)鍵藥效基團(tuán)，獲得了一系列DNMT1/HDAC雙效抑制劑。其中，化合物(R)-23a在體外和細(xì)胞中對(duì)DNMT1和Class-I HDAC表現(xiàn)出有效的“在靶”抑制活性，從而逆轉(zhuǎn)腫瘤特異性DNA高甲基化和組蛋白低乙?；ＥcDNMT1或HDAC單靶點(diǎn)抑制劑相比，化合物(R)-23a引起更為顯著的轉(zhuǎn)錄組變化，包括激活多個(gè)表觀遺傳沉默的抑癌基因和下調(diào)關(guān)鍵致癌基因。在抗腫瘤活性和安全性方面，DNMT1/HDAC雙效抑制劑(R)-23a可通過(guò)直接殺傷腫瘤細(xì)胞，或重編程腫瘤免疫微環(huán)境，進(jìn)而誘導(dǎo)實(shí)體腫瘤的消退，其抗腫瘤活性和安全性優(yōu)于單一靶點(diǎn)藥物聯(lián)用。該研究提供一種新型DNMT1/HDAC雙效抑制劑，能夠有效逆轉(zhuǎn)表觀遺傳修飾異常，進(jìn)而發(fā)揮抗實(shí)體瘤活性，為新型抗腫瘤藥物的研發(fā)和基于異常譜系重塑的腫瘤治療新策略提供藥物先導(dǎo)化合物。廣州健康院博士生郭鏵慧，山東大學(xué)博士生常英杰、李雪為本文共同第一作者。侯旭奔副教授和孔祥謙研究員為該論文共同通訊作者。該研究得到山東大學(xué)方浩教授、中國(guó)科學(xué)院上海藥物所羅成研究員、國(guó)科大杭州高等研究院李智海副研究員的大力幫助，還得到國(guó)家自然科學(xué)基金、山東省泰山學(xué)者項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院和珠江人才計(jì)劃等項(xiàng)目支持。論文鏈接DNMT1/HDAC雙效抑制劑(R)-23a設(shè)計(jì)策略及活性數(shù)據(jù)
    2024-09-25