科研進(jìn)展
  • 南海海洋所在海洋生物物種分布模型交叉驗證方法研究取得新進(jìn)展
    近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所林強研究員團(tuán)隊在海洋生物物種分布模型構(gòu)建中如何選擇交叉驗證方法取得新的研究進(jìn)展，相關(guān)成果“Cross-validation matters in species distribution models: A case study with goatfish species”于2024年9月17日在線發(fā)表在國際頂尖生態(tài)學(xué)期刊Ecography上。聯(lián)合培養(yǎng)研究生黃紅偉、研究員張志新為本文共同第一作者，研究員林強和張志新為本文共同通訊作者。在全球生物多樣性持續(xù)喪失的背景下，準(zhǔn)確評估生物多樣性的空間分布模式對于制定有效的保護(hù)和管理策略至關(guān)重要。物種分布模型（SDMs）已成為評估生物多樣性的一種重要工具，它通過分析物種分布數(shù)據(jù)與生態(tài)因子之間的關(guān)系來預(yù)測目標(biāo)物種的適宜棲息地分布。在模型構(gòu)建過程中，交叉驗證是評估模型預(yù)測性能的關(guān)鍵步驟。交叉驗證通過在不同數(shù)據(jù)集上反復(fù)訓(xùn)練和驗證模型，幫助研究人員選擇最佳模型參數(shù)。雖然隨機交叉驗證方法是最常見的選擇，但最近一些研究者提出了空間交叉驗證方法，以解決隨機交叉驗證忽視空間自相關(guān)性的問題。該研究通過隨機交叉驗證與空間交叉驗證方法，以海洋近海典型魚類—羊魚（Actinopteri: Syngnathiformes: Mullidae）為對象進(jìn)行模型的參數(shù)優(yōu)化和性能評估。研究發(fā)現(xiàn)，兩種交叉驗證方法在95%的物種中得出了不同的最佳模型參數(shù)組合，并且在預(yù)測當(dāng)前和未來的棲息地分布方面存在顯著差異（圖1）。隨機交叉驗證方法在預(yù)測性能上可能存在過高估計的風(fēng)險，而空間交叉驗證方法傾向于保守。圖1 基于隨機交叉驗證和空間交叉驗證方法的模型預(yù)測能力和變量重要性同步研究結(jié)果表明，盡管隨機交叉驗證和空間交叉驗證方法在物種分布預(yù)測上存在差異，但兩者均一致得出印度-澳大利亞群島是羊魚物種豐富度最高的地區(qū)，并且最易受到氣候變化的影響（圖2）。圖2 當(dāng)前氣候下基于隨機交叉驗證和空間交叉驗證方法模型預(yù)測的空間及緯度分布格局本研究首次系統(tǒng)性地比較了隨機交叉驗證與空間交叉驗證方法對SDMs結(jié)果的影響，揭示了選擇交叉驗證方法對SDMs預(yù)測性能和結(jié)果的重要影響，為生物多樣性評估研究提供了新的視角。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目等的聯(lián)合資助。相關(guān)論文信息：Hongwei Huang,Zhixin Zhang*,ákos Bede-Fazekas,Stefano Mammola,Jiqi Gu,Jinxin Zhou,Junmei Qu,& Qiang Lin*,2024: Cross-validation matters in species distribution models: a case study with goatfish species. Ecography. DOI: 10.1111/ecog.07354.原文鏈接：https://nsojournals.onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/ecog.07354
    2024-09-18
  • 亞熱帶所承擔(dān)的國家重點研發(fā)計劃項目“豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求與營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)研究”順利通過中期檢查
    近日，由中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所主持的國家重點研發(fā)計劃項目豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求與營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)研究順利通過中期檢查。近日，由中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所主持的國家重點研發(fā)計劃項目“豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求與營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)研究”順利通過中期檢查。項目中期檢查包括檢查交流會和現(xiàn)場檢查。7月23日，“十四五”國家重點研發(fā)計劃“農(nóng)業(yè)生物重要性狀形成與環(huán)境適應(yīng)性基礎(chǔ)研究”等3個種業(yè)重點專項交流會在北京召開。項目主持人黃瑞林研究員重點匯報了本項目的考核指標(biāo)完成情況及已取得的代表性成果與成效等內(nèi)容。項目自實施以來，已建立后備母豬培養(yǎng)新指標(biāo)及關(guān)鍵培育參數(shù)，并構(gòu)建多品系仔豬、生長育肥豬、黃羽肉雞、白羽肉雞、番鴨、北京鴨、京粉蛋雞等畜禽多階段生長曲線及養(yǎng)分沉積規(guī)律，并研究了不同養(yǎng)殖模式下豬禽能量、蛋白質(zhì)與關(guān)鍵氨基酸的動態(tài)需求預(yù)測方程，初步建立營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)。9月11日，項目現(xiàn)場檢查會議在項目應(yīng)用示范單位-廣西揚翔集團(tuán)股份有限公司召開。農(nóng)業(yè)農(nóng)村部中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心項目專員、項目負(fù)責(zé)人黃瑞林研究員、課題負(fù)責(zé)人彭健教授、項目組骨干及廣西揚翔研究院譚家健院長等十余人出席會議。項目中期檢查專家組由來自河南農(nóng)業(yè)大學(xué)、云南農(nóng)業(yè)大學(xué)、四川農(nóng)業(yè)大學(xué)和西北農(nóng)林科技大學(xué)的4位領(lǐng)域?qū)＜医M成。會議期間，專家組通過現(xiàn)場交流、豬場實時監(jiān)控等方式重點對后備母豬營養(yǎng)需要量研究、妊娠母豬動態(tài)營養(yǎng)需求模型的構(gòu)建、母豬節(jié)料增效精準(zhǔn)飼養(yǎng)技術(shù)應(yīng)用效果以及精準(zhǔn)營養(yǎng)智能化設(shè)施設(shè)備等進(jìn)行了檢查，并審閱了任務(wù)書和中期執(zhí)行報告。經(jīng)過交流會與現(xiàn)場檢查，專家組充分肯定了項目組在階段性研究中的顯著進(jìn)展，認(rèn)為項目中期完成了預(yù)定任務(wù)，達(dá)到了預(yù)期目標(biāo)。國家重點研發(fā)計劃項目“豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求與營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)研究”由中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所牽頭，聯(lián)合高校、科研院所與企業(yè)多家單位共同承擔(dān)。項目針對豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求不明、種豬禽與子代營養(yǎng)傳遞級聯(lián)效應(yīng)不清、母豬終身繁殖性能低下及營養(yǎng)精準(zhǔn)供給研究滯后等問題，研究不同遺傳背景、不同生長階段、不同養(yǎng)殖模式、不同養(yǎng)殖環(huán)境條件下的豬禽生長曲線及動態(tài)營養(yǎng)需求，研發(fā)營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)，最終確定豬禽動態(tài)營養(yǎng)需求以及配套的營養(yǎng)精準(zhǔn)供給技術(shù)體系。參會人員合影
    2024-09-14
  • Science Advances刊登南海海洋所研究團(tuán)隊關(guān)于三大洋相互作用的研究成果
    中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國家重點實驗室（LTO）、全球海洋和氣候研究中心（GOCRC）及廣東省海洋遙感重點實驗室（LORS）王春在研究員團(tuán)隊，利用一系列全球氣候模式試驗，證明了超級厄爾尼諾現(xiàn)象是熱帶三大洋相互作用的結(jié)果,并發(fā)現(xiàn)熱帶大西洋和印度洋的耦合效應(yīng)在超級厄爾尼諾的形成和發(fā)展中起著至關(guān)重要的作用。研究成果由LTO博士后范漢杰（現(xiàn)任中山大學(xué)副教授）作為第一作者，王春在研究員作為通訊作者，中山大學(xué)楊崧教授等作為合作作者發(fā)表在Science子刊Science Advances上。厄爾尼諾-南方濤動（ENSO）是地球系統(tǒng)中最顯著、影響最廣泛的年際氣候變率。對于極端強度的超級厄爾尼諾事件的形成機制和預(yù)測，是科學(xué)界面臨的重大挑戰(zhàn)。對此，王春在研究員的先前工作（Wang and Wang 2021）利用觀測數(shù)據(jù)和CMIP6模式數(shù)據(jù)提出了超級厄爾尼諾的“印度洋-大西洋助推器”機制，認(rèn)為超級厄爾尼諾的發(fā)生與兩大洋的跨洋盆作用密切相關(guān)，即超級厄爾尼諾是三大洋相互作用的結(jié)果。為了進(jìn)一步闡明和驗證印度洋和大西洋對超級厄爾尼諾事件的影響，本研究采用了一個嚴(yán)謹(jǐn)?shù)脑O(shè)計框架，進(jìn)行了系列“完美模式”回報試驗。試驗分為四組：三大洋均活躍的CTRL組，解耦印度洋的dIO組，解耦大西洋的dAtl組，以及同時解耦兩大洋的dInA組。結(jié)果顯示，當(dāng)缺少印度洋-大西洋跨洋盆作用時（即dInA組），熱帶太平洋的海溫增暖難以達(dá)到超級厄爾尼諾的強度（即CTRL組），這驗證了印度洋-大西洋助推器機制的重要性（圖1）。更為關(guān)鍵的是，研究區(qū)分了單一洋盆作用與耦合作用的協(xié)同效應(yīng)。單獨作用的效果較弱且存在較大不確定性，而耦合效應(yīng)則顯示出更強的增暖作用，且不確定性較低。尤其是在大西洋和印度洋共同作用時，更顯著地助推了太平洋海溫的增暖效應(yīng)（圖2）。這種差異與對流敏感性的非線性特性密切相關(guān)（圖3）：當(dāng)兩大洋同時影響太平洋時，能夠更加有效地促進(jìn)太平洋暖池向東擴展，增強熱帶太平洋的對流響應(yīng)，最終形成更強的Bjerknes反饋，促成超級厄爾尼諾事件。本研究證實了三大洋跨洋盆作用對ENSO的重要性，明確了大西洋和印度洋在助推超級厄爾尼諾中的關(guān)鍵作用，指出了從單一大洋研究的局限性，強調(diào)了考慮協(xié)同耦合效應(yīng)以更全面準(zhǔn)確地理解三大洋相互作用的必要性。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重大項目、國家重點研發(fā)計劃項目和國家自然科學(xué)基金青年項目等的聯(lián)合資助。相關(guān)論文信息：Fan,H.,C. Wang*,S. Yang,& G. Zhang,2024: Coupling is key for the tropical Indian and Atlantic Oceans to boost Ssuper El Ni?o. ?Science Advances. DOI: 10.1126/sciadv.adp2281.原文鏈接：https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.adp2281圖1. 赤道太平洋變暖對解耦印度洋和大西洋的響應(yīng)。(A) 在CTRL試驗中，從1月(0年)到3月(1年)的赤道(5°S-5°N)海表溫度(陰影，°C，點狀線表示95%置信水平上的重要性)和表面緯向風(fēng)(等值線，m/s，僅顯示超過95%置信水平的值)的異常。(B) 在CTRL試驗中，從1月(0年)到3月(1年)的月度標(biāo)準(zhǔn)化Ni?o3.4指數(shù)。實線顯示平均值，陰影表示Bootstrap方法得到的97.5%和2.5%界限之間的置信區(qū)間。(C)，(D) 類似于(A)，(B)，但顯示的是dInA的結(jié)果。在(D)中，黑色線和陰影顯示dInA的平均值和置信區(qū)間，而紅線是CTRL的平均值。圖2. 印度洋和大西洋對超級厄爾尼諾的單獨和協(xié)同助推作用。(A) 從1月(0年)到3月(1年)的月度標(biāo)準(zhǔn)化Ni?o3.4指數(shù)對印度洋單獨作用的響應(yīng)（dAtl減dInA之差）。實線顯示平均值，陰影表示Bootstrap方法得到的97.5%和2.5%界限之間的置信區(qū)間。(B) 與(A)相同，但針對大西洋的單獨（dIO減dInA之差）。(C) 與(A)相同，但為兩大洋單獨作用的離線總和（(A)加(B)）。(D) 與(A)相同，但為考慮了耦合效應(yīng)的協(xié)同作用（CTRL減dIO之差）。(E) 與(A)相同，但為考慮了耦合效應(yīng)的協(xié)同作用（CTRL減dAtl之差）。(F) 與(A)相同，但為兩大洋同時活躍的協(xié)同作用（CTRL減dInA之差）。Ni?o3.4指數(shù)時間序列上、下方的示意圖展示了如何計算單獨和協(xié)同助推作用。圖3. 大西洋和印度洋的耦合效應(yīng)增強跨洋盆作用的機制示意圖。以大西洋為參考視角，（A）當(dāng)大西洋單獨作用于超級厄爾尼諾的發(fā)展時，太平洋暖池的東擴相對較小，背景對流較弱，因此對大西洋的遠(yuǎn)程效應(yīng)響應(yīng)相對不敏感；（B）當(dāng)印度洋的作用與大西洋耦合時，太平洋暖池的東擴較大，背景對流增強，對大西洋遠(yuǎn)程效應(yīng)的敏感性增強。
    2024-09-14
  • 亞熱帶所在西南喀斯特土壤和表層巖溶帶對植物蒸騰的影響機制取得進(jìn)展
    近年來，巖石水在地球關(guān)鍵帶發(fā)揮的作用受到越來越多的關(guān)注。西南喀斯特地區(qū)受地質(zhì)背景的制約，成土速度慢，土壤淺薄且不連續(xù)。另一方面，喀斯特區(qū)巖石裂隙、管道充分發(fā)育，具有區(qū)別于非喀斯特地區(qū)的表層巖溶帶，在水文調(diào)蓄等方面發(fā)揮著重要作用。團(tuán)隊前期主要基于氫氧穩(wěn)定同位素，建立根區(qū)水分與降水的關(guān)系，解析水分來源。研究發(fā)現(xiàn)喀斯特土石混合生境植物多吸收淺層水源，而在基巖出露生境植物依賴深層水源緩解水分脅迫（Nie et al., 2019; Ding et al., 2021; Luo et al., 2021; 2023）。但目前對不同生境土壤和表層巖溶帶對植物蒸騰的作用機制尚不清楚，沒有從植物水分獲取和耗散連續(xù)體的角度定量分析植物對不同生境及干旱的響應(yīng)。細(xì)根和氣孔是植物吸水和蒸騰的重要通道，其生理特性的變化對植物獲取和耗散水分具有極強的敏感性。因此，基于根系分布和葉片水勢等生理特性，判斷多石少土環(huán)境下土壤和表層巖溶帶對植物的作用，對全球氣候變化背景下植被恢復(fù)的可持續(xù)性評價和生態(tài)水文功能評估具有重要意義。近年來，巖石水在地球關(guān)鍵帶發(fā)揮的作用受到越來越多的關(guān)注。西南喀斯特地區(qū)受地質(zhì)背景的制約，成土速度慢，土壤淺薄且不連續(xù)。另一方面，喀斯特區(qū)巖石裂隙、管道充分發(fā)育，具有區(qū)別于非喀斯特地區(qū)的表層巖溶帶，在水文調(diào)蓄等方面發(fā)揮著重要作用。團(tuán)隊前期主要基于氫氧穩(wěn)定同位素，建立根區(qū)水分與降水的關(guān)系，解析水分來源。研究發(fā)現(xiàn)喀斯特土石混合生境植物多吸收淺層水源，而在基巖出露生境植物依賴深層水源緩解水分脅迫（Nie et al.,2019;Ding et al.,2021;Luo et al.,2021;2023）。但目前對不同生境土壤和表層巖溶帶對植物蒸騰的作用機制尚不清楚，沒有從植物水分獲取和耗散連續(xù)體的角度定量分析植物對不同生境及干旱的響應(yīng)。細(xì)根和氣孔分別是植物吸水和蒸騰的重要通道，二者生理特性的變化對植物獲取和耗散水分具有極強的敏感性。因此，基于根系和葉片的生理特性，判斷多石少土環(huán)境下土壤和表層巖溶帶對植物蒸騰的作用，對全球氣候變化背景下植被恢復(fù)的可持續(xù)性評價和生態(tài)水文功能評估具有重要意義。近期，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所陳洪松團(tuán)隊在植物學(xué)期刊Plant Cell &Environment在線發(fā)表了題為Species-specific root distribution and leaf iso/anisohydric tendencies shape transpiration patterns across heterogeneous karst habitats的研究性論文，旨在通過植物生理特性揭示土壤和表層巖溶帶對植物蒸騰的作用機制。該研究以喀斯特基巖出露生境（以下簡稱石生境）為主，以臨近土石混合生境（以下簡稱土生境）為對照，選擇兩種生境中共有典型代表性植物紫彈樹（Celtis biondii）和粗糠柴（Mallotus philippensis）為研究對象，其中紫彈樹為石生境優(yōu)勢種，粗糠柴為土生境優(yōu)勢種。研究發(fā)現(xiàn)，石生境中平均土壤厚度和含水量均低于土生境，土壤儲水量僅約為土生境的70%。相應(yīng)地，粗糠柴在石生境的蒸騰量也約為土生境的74%。但紫彈樹相反，在石生境的蒸騰量是土生境的1.15倍。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，根系各參數(shù)與蒸騰量呈顯著正相關(guān)關(guān)系。紫彈樹根系穿插巖石的能力較強，細(xì)根緊貼巖壁，在石生境更加發(fā)達(dá)，其水分獲取方式并不局限于土壤中，可通過細(xì)根直接吸收表層巖溶水。同時，紫彈樹葉片具有較大的水力面積，呈非等水勢行為，可支撐其氣孔開放，便于獲取水分。正因如此，在極端干旱時（2022年），表層巖溶水降低了干旱對紫彈樹的影響，在石生境的蒸騰量較正常水文年僅下降11%（土生境降低25%）；而粗糠柴在兩種生境均降低30%以上。以上研究定量解析了低土壤儲水環(huán)境下，喀斯特石生優(yōu)勢種能通過較強的根系穿插巖石能力和葉片非等水勢行為，利用表層巖溶水來緩解土壤水分不足的影響。研究結(jié)果揭示了表層巖溶水對石生生境植物的重要作用，為深入理解喀斯特植物對干旱的響應(yīng)機制提供了重要理論依據(jù)。在全球氣候變化背景下，應(yīng)當(dāng)因地制宜的優(yōu)化物種配置，促進(jìn)植被的可持續(xù)性恢復(fù)。該研究得到了國家自然科學(xué)基金重點基金、面上項目和中國科學(xué)院青促會優(yōu)秀會員的資助。論文鏈接2021（正常水文年）和2022（極端干旱年）年粗糠柴與紫彈樹在石生境（RD）和土生境（SD）蒸騰月變化粗糠柴和紫彈樹根系參數(shù)與蒸騰的相關(guān)關(guān)系粗糠柴和紫彈樹在石生境（RD）和土生境（SD）水力面積
    2024-09-14
  • 廣州健康院發(fā)現(xiàn)調(diào)控基因組穩(wěn)定性的新的細(xì)胞質(zhì)因子
    近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院王濤課題組在Cell&Bioscience期刊發(fā)表了題為YIPF2 Regulates Genome Integrity?的文章。近日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院王濤課題組在Cell & Bioscience期刊發(fā)表了題為 “YIPF2 Regulates Genome Integrity”?的文章。該研究發(fā)現(xiàn)了參與DNA損傷修復(fù)及維持基因組穩(wěn)定性的一個新的定位在細(xì)胞質(zhì)中的因子YIPF2?；蚪M經(jīng)常受到內(nèi)源和外源因子的影響而發(fā)生損傷，持續(xù)DNA損傷會引起基因組不穩(wěn)定性增加，激活DNA損傷反應(yīng)（DDR），最終會抑制細(xì)胞周期進(jìn)程。維持基因組穩(wěn)定性對于防止癌癥發(fā)生及過早衰老十分重要，探究維持基因組穩(wěn)定性的新機制對于理解衰老及衰老相關(guān)疾病具有重要意義。研究團(tuán)隊?wèi)?yīng)用siRNA文庫進(jìn)行了全基因組范圍篩選，發(fā)現(xiàn)了一些尚未報道的維持基因組穩(wěn)定性的蛋白，高爾基體結(jié)構(gòu)蛋白YIPF2是其中之一。YIPF2缺失會引起DNA雙鏈斷裂和胞質(zhì)中雙鏈DNA片段增多。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，YIPF2促進(jìn)BRCA1及Rad51等核心蛋白介導(dǎo)的同源重組修復(fù)（HR），減少雙鏈斷裂DSB的形成。YIPF2蛋白還調(diào)控了與DNA復(fù)制密切相關(guān)的MCM家族蛋白及范科尼貧血蛋白（Fanconi anemia）從而影響DNA的復(fù)制進(jìn)程。這些結(jié)果說明YIPF2通過對這兩個過程的調(diào)控促進(jìn)DNA損傷修復(fù)，從而參與基因組穩(wěn)定性維持。另外，在細(xì)胞中過表達(dá)YIPF2蛋白能夠有效促進(jìn)DNA損傷修復(fù)，延緩DNA損傷誘導(dǎo)的細(xì)胞衰老。該研究結(jié)果揭示了細(xì)胞質(zhì)因子如何通過與細(xì)胞核的交流來調(diào)控和維持基因組的穩(wěn)定性。王濤研究員為論文的通訊作者，博士研究生張曉為論文的第一作者。該研究工作得到了國家自然科學(xué)基金區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金的資助。論文鏈接YIPF2通過調(diào)控HR修復(fù)與DNA復(fù)制影響基因組穩(wěn)定性示意圖
    2024-09-13
  • 華南植物園揭示全球尺度下不同菌根類型木本植物抗旱性的差異
    ????叢枝菌根（AM）和外生菌根(EcM)樹種具有顯著不同的養(yǎng)分吸收和利用策略，被認(rèn)為是影響這兩類菌根樹種全球分布的關(guān)鍵因素之一。同時，菌根真菌幫助宿主植物吸收水分，并提升植物抗旱性。然而，全球尺度下AM和EcM木本植物在抗旱性上是否存在差異，以及植物的抗旱策略是否影響不同菌根類型樹種的分布格局尚不清楚。????中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心植物生理生態(tài)研究組博士后劉小容，建立了包含全球308個樣地1457種木本植物（其中1139種AM和318種EcM植物）水力性狀的數(shù)據(jù)庫，通過對比AM和EcM植物水力性狀的差異探究這兩類植物在抗旱性上的差異，發(fā)現(xiàn)AM被子植物比EcM被子植物具有顯著更低的抗旱性，特別是在濕潤的地區(qū)或生物群系；然而AM裸子植物比EcM裸子植物具有顯著更高的抗旱性，特別是在干旱的地區(qū)或生物群系。同時，相比于EcM木本植物，AM木本植物的水力性狀具有更高的變異范圍，包括種間和種內(nèi)變異性，以及對環(huán)境水分條件更高的敏感性。該研究厘清了全球尺度下AM和EcM木本植物在抗旱性上的差異，以及進(jìn)化歷史和生物地理對AM和EcM木本植物抗旱性的影響，揭示了植物的抗旱策略也是影響不同菌根類型樹種的分布格局和響應(yīng)全球氣候變化的重要因子。????該研究將不同菌根類型樹種抗旱性的差異從個體水平擴展到了全球尺度，對預(yù)測未來氣候變化背景下植物生長、存活和分布具有重要意義。相關(guān)研究結(jié)果已近期在線發(fā)表于國際主流刊物New Phytologist（《新植物學(xué)家》）（IF5-year=10.2）。該研究得到了國家自然科學(xué)基金和廣東省重點實驗室項目的資助，論文鏈接： https://doi.org/10.1111/nph.20097圖1. 全球尺度下不同水分條件和生物群系中叢枝菌根（AM）和外生菌根(EcM)木本植物水力性狀的差異。
    2024-09-11
  • 南海所牽頭實施的國家科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項“中沙群島綜合科學(xué)考察”項目綜合績效評價獲評“優(yōu)秀”
    2024月8月，由中國科學(xué)院南海海洋研究所牽頭實施的科技基礎(chǔ)資源調(diào)查專項“中沙群島綜合科學(xué)考察”項目順利通過科技部相關(guān)部門組織的科學(xué)數(shù)據(jù)匯交和綜合績效評價，獲評“優(yōu)秀”?！爸猩橙簫u綜合科學(xué)考察”項目于2019年1月啟動實施，項目團(tuán)隊匯集了南?？茖W(xué)考察和研究領(lǐng)域9 家優(yōu)勢單位，對中沙大環(huán)礁、黃巖島、一統(tǒng)暗沙、神狐暗沙及其臨近海域的珊瑚礁地形地貌、水文動力、地質(zhì)結(jié)構(gòu)、環(huán)境化學(xué)、生物生態(tài)、漁業(yè)資源等開展了7 個航次的系統(tǒng)性綜合科學(xué)考察。通過考察，研究團(tuán)隊首次實現(xiàn)了對中沙群島全海域珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的普查，在中沙大環(huán)礁發(fā)現(xiàn)了23個新增暗沙，完成了中沙群島高精度地形地貌圖的繪制，并持續(xù)追蹤了該海域的長棘海星生態(tài)災(zāi)害爆發(fā)過程。通過對調(diào)查數(shù)據(jù)、遙感數(shù)據(jù)與歷史資料的綜合整理、分析和匯編，研究團(tuán)隊出版了《中沙群島綜合科學(xué)考察研究報告》、《中沙群島海洋生物多樣性》、《中沙群島造礁石珊瑚》等4部專著，發(fā)表了80余篇相關(guān)高水平學(xué)術(shù)論文，向有關(guān)部門提交專報2份；并依托中國科學(xué)院的“數(shù)字南?！睌?shù)據(jù)平臺實現(xiàn)了科考數(shù)據(jù)的開放共享?；陧椖砍晒芯繄F(tuán)隊還參與了對外發(fā)布的《黃巖島海域生態(tài)環(huán)境狀況調(diào)查評估報告》的編制工作，為國家維護(hù)中沙群島國土權(quán)益與生態(tài)安全提供了最直接的科學(xué)數(shù)據(jù)支撐。中國科學(xué)院南海海洋研究所長期以來，堅持“立足島礁、深耕南海、跨越深藍(lán)”使命定位，不斷深化對南海的科學(xué)考察、研究與認(rèn)知，科技支撐南海的權(quán)益維護(hù)、資源開發(fā)與生態(tài)環(huán)境保護(hù)工作，努力發(fā)揮著國家海洋戰(zhàn)略科技力量的應(yīng)有作用?！吨猩橙簫u綜合科學(xué)考察研究報告》等科考專著
    2024-09-09
  • 深圳先進(jìn)院王成團(tuán)隊等聯(lián)合揭示海馬編碼時空信息機制（Neuron）
    海馬體作為情景記憶的關(guān)鍵腦區(qū)，海馬體能夠編碼空間和時間信息，對于情景記憶至關(guān)重要。然而，空間和時間表征在海馬記憶系統(tǒng)中的相互作用機制仍然不明確。海馬體作為情景記憶的關(guān)鍵腦區(qū)，海馬體能夠編碼空間和時間信息，對于情景記憶至關(guān)重要。然而，空間和時間表征在海馬記憶系統(tǒng)中的相互作用機制仍然不明確。9月5日，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所王成研究員團(tuán)隊和南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院陳小菁助理教授團(tuán)隊，聯(lián)合在Neuron雜志發(fā)表題為“Integration and competition between space and time in the hippocampus”的研究論文，首次報道了：1)海馬神經(jīng)元在多個一維導(dǎo)航任務(wù)中能同時編碼空間和時間信息；2）空間編碼與時間編碼之間存在負(fù)相關(guān)性。該研究揭示了單個海馬神經(jīng)元對空間-時間編碼的競爭-整合機制，為理解以時空信息為背景的情景記憶表征提供了重要的神經(jīng)基礎(chǔ)。文章上線截圖早期研究發(fā)現(xiàn)，海馬體中存在位置細(xì)胞和時間細(xì)胞，可以表征生物體在環(huán)境中的位置和特定時間段內(nèi)的某個時刻。當(dāng)使用不同的時間間隔時，時間細(xì)胞可能出現(xiàn)保持不變、重新計時，或按比例重新調(diào)整的情況，從而實現(xiàn)對時間體驗的靈活表征。位置細(xì)胞和時間細(xì)胞構(gòu)成了情景記憶中空間和時間背景信號的可能神經(jīng)基礎(chǔ)。然而，海馬神經(jīng)元在時空連續(xù)體中表征空間和時間的程度以及時空表征如何相互作用仍然是未解之謎。大多數(shù)傳統(tǒng)研究在不同任務(wù)階段分別考察空間或時間的表征。但是心理物理學(xué)研究表明，空間和時間的感知之間存在相互影響（如，距離判斷往往隨刺激的時間間隔增加而增加；同樣，時間判斷也隨刺激的空間間隔增加而增加），這引發(fā)了關(guān)于海馬表征中是否存在類似交互作用的問題。王成研究員和陳小菁助理教授長期從事海馬相關(guān)腦區(qū)的空間和時間信息處理的神經(jīng)機制的研究。團(tuán)隊的前期工作報道了外側(cè)內(nèi)嗅皮層和內(nèi)側(cè)內(nèi)嗅皮層分別基于自我中心和世界中心參考系編碼空間信息（Science?2018），壓后皮層對多場景多物體空間感知的自我中心編碼及微環(huán)路整合機制（Neuron 2024），以及外側(cè)內(nèi)嗅皮層的多尺度時間編碼與任務(wù)經(jīng)驗的關(guān)系（Nature 2018）。為了進(jìn)一步研究空間信息與時間信息編碼的相互作用機制，團(tuán)隊設(shè)計了多種虛擬現(xiàn)實導(dǎo)航任務(wù)及現(xiàn)實世界任務(wù)，使用在體單光子顯微鏡技術(shù)，記錄和研究了不同運動速度下海馬CA1腦區(qū)神經(jīng)元的時空表征。研究示意圖研究發(fā)現(xiàn)，不論是純粹的空間導(dǎo)航任務(wù)（固定距離長度的運動，沒有明確的時間信息線索）還是純粹的時間感知任務(wù)（固定時間周期的運動，沒有空間視覺輸入線索），海馬CA1的許多神經(jīng)元存在空間-時間信息的共同表征，即在同一個任務(wù)里可以同時表現(xiàn)為位置細(xì)胞（編碼跑道中的具體位置）和時間細(xì)胞（編碼從起始位置開始的已逝運動時間）。此外，時間表征能夠捕捉行為任務(wù)中時間結(jié)構(gòu)的相似性，可能有助于遷移學(xué)習(xí)。這些結(jié)果提供了位置細(xì)胞和時間細(xì)胞的統(tǒng)一處理，并與基于海馬體時空框架組織情景記憶的理論相一致。研究還發(fā)現(xiàn)，海馬的空間編碼與時間編碼之間存在競爭關(guān)系。例如對于某些位置細(xì)胞，偏好空間位置與已逝時間呈負(fù)相關(guān)關(guān)系，即在更短的時間周期下位置場會往后發(fā)生位移。同樣，對于某些時間細(xì)胞，偏好時間與行進(jìn)距離之間也存在負(fù)相關(guān)關(guān)系。這種競爭性的負(fù)相關(guān)性可以顯著增強另一個維度的信息量。這些結(jié)果表明，空間和時間編碼存在競爭-整合機制，符合不同腦區(qū)中認(rèn)知變量的多重編碼，可能作為時空軌跡或背景更好地服務(wù)于情景記憶。南方科技大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院博士生陳士杰和中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院腦認(rèn)知與腦疾病研究所助理研究員程寧為論文共同第一作者，王成研究員和陳小菁助理教授為論文共同通訊作者。該研究是在國家自然科學(xué)基金面上項目、科技部腦計劃重大專項、廣東省自然科學(xué)基金項目、深圳市抑郁障礙精準(zhǔn)診療重點實驗室等資助下完成。<!--!doctype-->
    2024-09-09
  • 深圳先進(jìn)院| 基于再生代謝微環(huán)境的適配MAM材料設(shè)計和研發(fā)轉(zhuǎn)化（Trends in Biotechnology ）
    創(chuàng)傷、感染、腫瘤等造成的大面積骨缺損嚴(yán)重危害人類健康和生活質(zhì)量。在臨床治療中，基于原位成骨的理念，發(fā)展高成骨活性骨修復(fù)支架基質(zhì)材料是臨床治療大面積骨缺損的有效方案。從能量供應(yīng)和物質(zhì)合成轉(zhuǎn)化角度，研發(fā)能夠驅(qū)動骨再生合成代謝進(jìn)而加速成骨作用的創(chuàng)新生物材料，是骨組織工程與再生的新興方向之一。創(chuàng)傷、感染、腫瘤等造成的大面積骨缺損嚴(yán)重危害人類健康和生活質(zhì)量。在臨床治療中，基于原位成骨的理念，發(fā)展高成骨活性骨修復(fù)支架基質(zhì)材料是臨床治療大面積骨缺損的有效方案。從能量供應(yīng)和物質(zhì)合成轉(zhuǎn)化角度，研發(fā)能夠驅(qū)動骨再生合成代謝進(jìn)而加速成骨作用的創(chuàng)新生物材料，是骨組織工程與再生的新興方向之一。9月5日，深圳理工大學(xué)張鵬教授團(tuán)隊聯(lián)合清華大學(xué)陳國強教授團(tuán)隊，以及北京大學(xué)口腔醫(yī)院張旭助理教授團(tuán)隊在Cell Press出版社旗下期刊Trends in Biotechnology上在線發(fā)表題為“Metabolically activated energetic materials mediate cellular anabolism for bone regeneration”的研究成果。文章上線截圖該研究通過多組學(xué)測序，同位素示蹤以及多種動物模型解析了生物共聚酯P(3HB-co-4HB)促進(jìn)骨再生的作用機理，發(fā)現(xiàn)P(3HB-co-4HB)植入體內(nèi)后通過降解產(chǎn)生三羥基丁酸（3HB）作為內(nèi)源性生物能量原料來源，增強細(xì)胞合成代謝，提高ATP的產(chǎn)生，促進(jìn)人骨髓間充質(zhì)干細(xì)胞(hBMSCs)向成骨細(xì)胞分化和EA.hy926細(xì)胞類毛細(xì)血管網(wǎng)絡(luò)形成。此外，3HB通過TCA循環(huán)代謝成檸檬酸鹽，從而促進(jìn)hBMSCs成骨分化過程中含檸檬酸鹽的磷灰石合成，并最終以檸檬酸鹽的形式參與了新生骨天然成分的形成。基于以上的研究成果，團(tuán)隊提出了“代謝激活能量材料（MAM）”的學(xué)術(shù)理論。該理論有助于基于再生代謝微環(huán)境的適配MAM材料設(shè)計和研發(fā)轉(zhuǎn)化，可為再生醫(yī)學(xué)的發(fā)展提供新的思路。研究示意圖張鵬教授為該論文的第一通訊作者，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院助理研究員李健博士，以及陳國強教授、張旭助理教授為該論文的共同通訊作者，中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院為該論文的第一完成單位。香港中文大學(xué)秦嶺教授對論文修改給出了建設(shè)性意見?；谠撗芯康漠a(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)化，張鵬課題組也積極和產(chǎn)業(yè)對接，該項目先后獲得深圳市創(chuàng)新南山2021“創(chuàng)業(yè)之星”創(chuàng)新大賽三等獎、第二屆“率先杯”未來技術(shù)創(chuàng)新大賽優(yōu)勝獎等獎項，體現(xiàn)了新型代謝激活能量材料的良好轉(zhuǎn)化價值和臨床應(yīng)用前景。本研究工作得到國家自然科學(xué)基金委重大研究計劃培育項目、廣東省重點項目、深圳市科技局國際合作等項目的支持。<!--!doctype-->
    2024-09-09
  • 亞熱帶生態(tài)所在西南喀斯特區(qū)植被生長的降水敏感性閾值識別取得新進(jìn)展
    中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團(tuán)隊在我國西南喀斯特地區(qū)植被生長對降水的敏感性差異取得重要進(jìn)展，明確了不同地質(zhì)背景下植被生長的降水敏感性閾值，相關(guān)研究成果近期以Precipitation sensitivity of vegetation growth in southern China depends on geological settings為題發(fā)表在國際水文學(xué)領(lǐng)域知名期刊Journal of Hydrology上。中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所環(huán)江喀斯特生態(tài)系統(tǒng)觀測研究站王克林研究員團(tuán)隊在我國西南喀斯特地區(qū)植被生長對降水的敏感性差異取得重要進(jìn)展，明確了不同地質(zhì)背景下植被生長的降水敏感性閾值，相關(guān)研究成果近期以Precipitation sensitivity of vegetation growth in southern China depends on geological settings為題發(fā)表在國際水文學(xué)領(lǐng)域知名期刊Journal of Hydrology上。中國西南地區(qū)擁有全球最廣泛的喀斯特地貌，其生態(tài)系統(tǒng)因獨特的地質(zhì)條件而對氣候變化表現(xiàn)出高度敏感性。王克林研究員團(tuán)隊的前期工作顯示，大規(guī)模生態(tài)工程已使該地區(qū)在過去20年里顯著“變綠”。然而，全球變化背景下近年來該地區(qū)極端干旱事件頻發(fā)，加劇了植被恢復(fù)生長的不確定性和風(fēng)險。因此，科學(xué)區(qū)分不同地質(zhì)背景下植被對氣象干旱的敏感性，確定植被敏感的降水閾值，對支撐西南地區(qū)“變綠”的可持續(xù)性至關(guān)重要。針對上述問題，王克林團(tuán)隊王璐特別研究助理選取了葉面積指數(shù)（LAI）和核歸一化植被指數(shù)（kernel NDVI）作為植被生長指標(biāo)，探討了西南八省中喀斯特地區(qū)與非喀斯特地區(qū)植被生長對降水的區(qū)域響應(yīng)差異。研究發(fā)現(xiàn)，喀斯特地區(qū)的植被生長對降水量及其季節(jié)性變化更為敏感，而非喀斯特地區(qū)植被生長更多受到溫度的控制。通過控制溫度效應(yīng)，研究團(tuán)隊確立了平均年降水量（MAP）閾值為1337至1438毫米，用以識別降水敏感區(qū)域。在喀斯特地區(qū)，此閾值稍高，顯示出該區(qū)域植被對持續(xù)干旱的脆弱性更加明顯（圖1）。過去20年的數(shù)據(jù)顯示，降水低于閾值的喀斯特區(qū)域的比例遠(yuǎn)高于非喀斯特地區(qū)，特別是在如2011年這樣的極端干旱年份，喀斯特地區(qū)幾乎全面低于該閾值，顯示出對降水變化的極端敏感性，凸顯了全球變化背景下喀斯特地區(qū)面臨的干旱風(fēng)險更為嚴(yán)峻（圖2）。上述發(fā)現(xiàn)強調(diào)了在制定氣候變化適應(yīng)策略和森林管理措施時，需考慮地質(zhì)背景的重要性。特別是在喀斯特地區(qū)，在實現(xiàn)初步“變綠”基礎(chǔ)上，采取提升生態(tài)恢復(fù)持續(xù)性和穩(wěn)定性的適應(yīng)性管理措施至關(guān)重要，以緩解降水變化帶來的影響，鞏固和提升喀斯特生態(tài)脆弱區(qū)的綠化成果。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目、國家重點研發(fā)計劃項目及湖南省科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才項目(2023RC1075)等資助。論文鏈接圖1. 不同地質(zhì)背景下植被生長降水敏感性閾值圖2. 年降水量低于閾值的喀斯特區(qū)域/非喀斯特區(qū)的比例
    2024-09-08