科研進展
  • 廣州地化所張萬峰研究員等-JAAS：前寒武紀40Ar/39Ar定年標樣ZMT04白云母推薦值重新厘定
    國際上已報道40Ar/39Ar定年標樣超過30個，但絕大多數(shù)樣品的形成時代為新生代到中生代。前寒武紀的標樣相對比較缺乏。隨著深空探測計劃的持續(xù)推進，前寒武紀樣品的高精度分析再次得到廣泛關(guān)注。目前國際上已發(fā)表的前寒武紀40Ar/39Ar定年標樣包括NL-25角閃石（2649 ± 15 Ma），WA1ms白云母（2613 ± 2.4 Ma），ZMT04白云母（1804 ± 21 Ma），Hb3gr角閃石（1081.4 ± 1.1 Ma）和BSP-1角閃石（2060 ± 8 Ma）。ZMT04是當(dāng)前國內(nèi)開展前寒武紀樣品分析的最佳中子通量監(jiān)測標樣，經(jīng)過數(shù)十年的連續(xù)測定與檢驗，于2009年3月4日獲批為國家二級標準物質(zhì)，國家質(zhì)檢總局認定的ZMT04白云母制造計量器具許可證編號為GBW（E）040019。2021年李獻華院士向國內(nèi)40Ar/39Ar實驗室分發(fā)ZMT04白云母，并推動國內(nèi)40Ar/39Ar實驗室間校準，以期提升國內(nèi)40Ar/39Ar實驗室的分析能力。張萬峰、鄭德文研究員、徐義剛院士等聯(lián)合賀懷宇研究員（地質(zhì)與地球物理研究所）、李軍杰高級工程師（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院）、Fred Jourdan教授（科廷大學(xué)）等團隊對該樣品進行詳細研究。該樣品在3個反應(yīng)堆進行照射（岷江試驗堆、西安脈沖堆和俄勒岡州立大學(xué)反應(yīng)堆），并在2個獨立實驗室進行分析（廣州地球化學(xué)研究所和科廷大學(xué)），通過不同的分析方法（單顆粒全熔、單顆粒階段升溫及多顆粒階段升溫（0.5-5mg）分析）均獲得了誤差范圍內(nèi)一致的結(jié)果。該一致的結(jié)果有力的排除樣品均勻性、副反應(yīng)校正、核反沖、中子通量監(jiān)測及測試等影響結(jié)果準確性的因素，獲得了高精度定年結(jié)果（1772.2 ± 2.7 Ma, 2σ，圖1）。該工作不僅完成了廣州地球化學(xué)研究所40Ar/39Ar實驗室分析能力的建設(shè)及評價（建立前寒武紀樣品的高精度定年分析方法，且本實驗室分析能力達國際EARTHTIME核心實驗室水平）；還重新厘定了ZMT04白云母的40Ar/39Ar推薦年齡，獲得該樣品的高精度年齡。該成果近期以封面文章（圖2）發(fā)表在分析化學(xué)權(quán)威期刊《Journal of Analytical Atomic Spectrometry》上。圖1 全部測試結(jié)果匯總圖2 JAAS期刊封面。封面圖片設(shè)計思想：該樣品在兩個獨立實驗室開展了多批次、多種方法分析均得到一致的結(jié)果，正如射箭賽場上，萬箭齊發(fā)，發(fā)發(fā)10環(huán)。本研究受國家自然科學(xué)基金項目和中國科學(xué)院先導(dǎo)B項目的資助，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所所長基金，南方海洋科學(xué)與工程廣東省實驗室(廣州)和中國科學(xué)院技術(shù)人才項目資助。?論文信息：Wanfeng Zhang (張萬峰), Dewen Zheng (鄭德文), Fred Jourdan, Adam Frew, Celia Mayers, Yigang Xu (徐義剛), Huaiyu He (賀懷宇), Yanqiang Zhang (張彥強), Jun-jie Wang (汪俊杰), Yingde Jiang (蔣映德), Ming Xiao (肖明), Junjie Li (李軍杰) and Jia Zhang (張佳), ZMT04 Muscovite: A Potential Paleoproterozoic Reference Material for 40Ar/39Ar dating. Journal of Analytical Atomic Spectrometry, 2024; 39(9), 2173-2182. DOI: https://doi.org/10.1039/D4JA00172A.?
    2024-08-29
  • 南海海洋所在珊瑚有性繁殖模式研究取得新進展
    中國科學(xué)院南海海洋研究所珊瑚生物學(xué)和珊瑚礁生態(tài)學(xué)學(xué)科組與香港中文大學(xué)Put Ang教授合作，在南海珊瑚有性繁殖模式研究領(lǐng)域取得新進展，研究成果分別以“Coral spawning patterns on the Luhuitou fringing reef in Hainan Island of the northern South China Sea”、“First record of coral split spawning in the genus Acropora at Luhuitou fringing reef,Sanya,China”為題，發(fā)表在Frontiers in Marine Science和Bulletin of Marine Science期刊。珊瑚的繁殖方式主要分為有性繁殖和無性繁殖，其中，有性繁殖是通過雌雄配子的結(jié)合產(chǎn)生新生個體的方式，這種方式對維持珊瑚種群數(shù)量和基因多樣性具有重要的意義。研究珊瑚有性繁殖規(guī)律對于了解珊瑚的種群變化和演替、恢復(fù)力、地理分布和進化、珊瑚礁自然恢復(fù)是不可或缺的，也可為珊瑚礁生態(tài)修復(fù)提供科學(xué)指導(dǎo)。據(jù)團隊前期研究結(jié)果顯示，中國共有造礁石珊瑚2個類群16科77屬445種，主要分布于南海。迄今為止，對南海造礁石珊瑚有性繁殖模式并未有系統(tǒng)的認識。團隊成員對3科（鹿角珊瑚科、裸肋珊瑚科和真葉珊瑚科）5屬（鹿角珊瑚屬、薔薇珊瑚屬、扁腦珊瑚屬、盤星珊瑚屬和盔形珊瑚屬）22種造礁石珊瑚繁殖模式進行了連續(xù)多年 (2009-2021) 原位跟蹤監(jiān)測，基于農(nóng)歷歷法進行繁殖數(shù)據(jù)的分析和整合，發(fā)現(xiàn)珊瑚排放配子行為主要發(fā)生在農(nóng)歷二月至五月 (表1)；鹿角珊瑚為記錄排卵最多的珊瑚，其繁殖行為主要發(fā)生在農(nóng)歷二月至四月，集中在農(nóng)歷三月。珊瑚有性繁殖時間吻合南海北部表層海水溫度上升期。結(jié)合歷史數(shù)據(jù)顯示，珊瑚排卵同步性受到多種因素影響，比如溫度。表層海水溫度在珊瑚排卵前一個月出現(xiàn)明顯過低現(xiàn)象，會導(dǎo)致珊瑚有性繁殖時間相應(yīng)推遲一個月左右。值得注意的是，不同于其他海域珊瑚排卵的記錄，三亞鹿回頭海域的珊瑚排卵日分散于滿月前，滿月日、滿月后，甚至發(fā)生于新月日，導(dǎo)致難以精準預(yù)測珊瑚繁殖日。此外，研究揭示三亞鹿回頭海域珊瑚有性繁殖存在分批現(xiàn)象 (split spawning)，即同種珊瑚能夠在連續(xù)周/月內(nèi)的多個夜晚排卵。這種現(xiàn)象揭示了一種新的珊瑚有性繁殖策略，即其能夠調(diào)整有性繁殖時間以適應(yīng)近岸珊瑚礁多變的環(huán)境，從而提高有性繁殖后代存活率。此項連續(xù)研究工作填補了國內(nèi)關(guān)于南海珊瑚繁殖模式研究的空白，明晰了南海造礁石珊瑚有性繁殖行為、時間（周期）以及影響因素，為促進珊瑚種群恢復(fù)提供了科學(xué)基礎(chǔ)，更為基于珊瑚有性繁殖提供浮浪幼蟲修復(fù)退化珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)提供了可能。圖 1 南海北部鹿回頭海域珊瑚排卵行為注： A 芽枝鹿角珊瑚 B 簡單鹿角珊瑚C 細枝鹿角珊瑚 D 精巧扁腦珊瑚 E 美龍式盤星珊瑚 F 中間鹿角珊瑚表 1 三亞鹿回頭海域造礁石珊瑚排卵有性繁殖時間表SpeciesSpawned Year(s)Lunar month(s)Days before (-) or after (+) Full MoonSpawning TimeSexual CharacterAcroporidaeAcropora robusta2009,2010,2014Mar-1,+2,+321:40HermaphroditeA. millepora2011,2016,2021Feb,Mar-8,-9,+4,+5,+1521:20HermaphroditeA. cerealis2010,2019,2021Feb,Mar-1,-9,+6,+721:20HermaphroditeA. austera2016,2018–2021Feb,Mar,Apr+0,+4,+9,+11,+1521:40HermaphroditeA. muricata2017–2021Feb,Mar+0,+5,+9,+11,+1521:30HermaphroditeA. intermedia2013,2016–2021Feb,Mar,Apr-8,+0,+5,+7,+9,+15,+1621:30HermaphroditeA. digitifera2010,2016,2019–2021Feb,Mar,Apr-3,-9,+0,+1,+1521:10HermaphroditeA. gemmifera2013,2014,2016–2021Mar,Apr-11,-9,-7,-2,+2,+9,+1021:00HermaphroditeA. hyacinthus2010,2013,2016–2021Feb,Mar,Apr-7,+1,+2,+4,+5,+11,+1521:20HermaphroditeA. nana2016,2020,2021Mar,Apr-2,+0,+1,+1520:20HermaphroditeA. microphthalma2021Feb+421:20HermaphroditeA. papillare2010,2011,2013,2021Mar-2,-7,+9,+1522:00HermaphroditeA. secale2010,2011Mar-2,+921:01HermaphroditeA. valida2010Mar-121:50HermaphroditeMontipora turgescens2009Mar+221:45HermaphroditeMontipora sp.2010,2016Feb,Apr+2,+921:40HermaphroditeM. digitata2016Apr-2HermaphroditeM. peltiformis2017Apr+121:00HermaphroditeEuphylliidaeGalaxea fascicularis2011,2017,2019,2021Mar,Apr-9－-3,+1,?? +3,+4,+819:00-21:00Pseudo-gynodioeciousMerulinidaePlatygyra sp.2016,2018,2019Mar,Apr,May-11,+7,+9HermaphroditeP. daedalea2014,2016,2020Apr+3,+5,+9,+1020:30HermaphroditeDipsastraea?? veroni2020Apr+621:20Hermaphrodite相關(guān)論文信息：Sun YF.,Zhang YY.,Jiang L.,Yu XL.,Huang LT.,Yuan T.,...& Huang H. (2024). Coral spawning patterns on the Luhuitou fringing reef in Hainan Island of the northern South China Sea. Frontiers in Marine Science,11,1418942.論文鏈接：https://doi.org/10.3389/fmars.2024.1418942論文第一作者為助理研究員孫有方、副研究員張浴陽，通訊作者為教授Put Ang、副研究員張浴陽和研究員黃暉。Yu XL.,Sun YF.,Zhang YY.,& Huang H. (2023). First record of coral split spawning in the genus Acropora at Luhuitou fringing reef,Sanya,China. Bulletin of Marine Science.99 (1):65-66.論文鏈接：https://doi.org/10.5343/bms.2022.0039論文第一作者為助理研究員俞曉磊，通訊作者為副研究員張浴陽和研究員黃暉。以上研究獲得國家重點研發(fā)項目、國家自然科學(xué)基金青年基金項目、廣東省自然科學(xué)基金面上項目、廣州市基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究專項基金等聯(lián)合資助。
    2024-08-29
  • 廣州健康院揭示METTL3/METTL14維持核仁相分離及功能完整性的新功能
    2024年8月21日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院潘光錦課題組在Nature Communications上發(fā)表了題為“METTL3/METTL14 maintain human nucleoli integrity by mediating SUV39H1/H2 degradation”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了RNA甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物METTL3/METTL14維持人胚胎干細胞中核仁相分離及功能完整性的新功能。2024年8月21日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院潘光錦課題組在Nature Communications上發(fā)表了題為“METTL3/METTL14maintain human nucleoli integrity by mediatingSUV39H1/H2 degradation”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)了RNA甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物METTL3/METTL14維持人胚胎干細胞中核仁相分離及功能完整性的新功能。核仁是rRNA合成和核糖體亞基裝配的亞細胞結(jié)構(gòu)，決定細胞蛋白的合成及細胞穩(wěn)態(tài)。目前研究表明，核仁主要通過多種生物大分子的液-液相分離（liquid-liquid phase separation，LLPS）方式維持正常多層級結(jié)構(gòu)和功能。然而，核仁的正常液-液相分離及功能完整性是如何維持的尚不清楚。METTL3/METTL14是已經(jīng)被證明的經(jīng)典甲基轉(zhuǎn)移酶復(fù)合物（MTC），通過催化mRNA上的N6-腺苷甲基化（m6A）參與多種RNA代謝過程，包括RNA穩(wěn)定性、剪切、轉(zhuǎn)運和翻譯等過程，進而調(diào)控多種生物學(xué)過程和疾病發(fā)生。此項研究發(fā)現(xiàn)在人胚胎干細胞中敲除METTL3或METTL14后，并沒有導(dǎo)致傳統(tǒng)認為的mRNA變化，而是引起核仁結(jié)構(gòu)和功能的劇烈異常，包括核仁變小、數(shù)目異常增多、rRNA合成減少、核糖體裝配障礙、核仁功能異常導(dǎo)致的核仁應(yīng)激導(dǎo)致的細胞生長停滯等。進一步發(fā)現(xiàn)，缺失METTL3或METTL14后，徹底破壞了核仁的液-液相分離，從而核仁不能形成完整且規(guī)則的由多種大分子相分離形成的正常多層級聚集體結(jié)構(gòu)。隨后，研究發(fā)現(xiàn)在METTL3/METTL14缺陷的細胞中，H3K9me3甲基轉(zhuǎn)移酶SUV39H1/H2蛋白顯著升高，導(dǎo)致H3K9me3在整個核仁中積累和浸潤，并損害LLPS。從機制上說，METTL3/METTL14復(fù)合物作為CRL4 E3泛素連接酶的必要接頭，靶向SUV39H1/H2并促進其多泛素化和蛋白酶體降解，從而阻止H3K9me3在核仁中的積累，并維持其正常的LLPS和結(jié)構(gòu)?？蒲腥藛T這些新的發(fā)現(xiàn)揭示METTL3/METTL14雖然作為經(jīng)典的mRNA修飾酶，但在維持核仁的相分離和功能方面發(fā)揮關(guān)鍵作用。該發(fā)現(xiàn)不僅揭示了METTL3/METTL14維持細胞功能的一個從未報道的機制和作用，而且也有助于體現(xiàn)核仁這樣一個無膜亞細胞結(jié)構(gòu)如何維持其正常結(jié)構(gòu)和功能。潘光錦研究員和單永禮副研究員為論文的共同通訊作者，單永禮副研究員、張燕琪博士后、衛(wèi)焱星博士為論文的共同第一作者。該研究工作得到了科技部、中國科學(xué)院、國家自然科學(xué)基金委、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、廣東省及廣州市科技計劃等項目的資助。論文鏈接METTL3/METTL14維持人胚胎干細胞中核仁完整性的模式圖
    2024-08-28
  • 華南植物園在重金屬毒性調(diào)控研究取得重要進展
    ????環(huán)境中的有毒金屬通過各種途徑進入食物鏈，并可能對人體造成多種危害，例如鎘過量攝入引起骨脆性或腎損傷，鉛會導(dǎo)致腎、腦中毒(神經(jīng)膠質(zhì)瘤)等。某些特定膳食補充劑（維生素族、抗氧化劑、礦質(zhì)元素）具有緩解重金屬脅迫和毒性的作用，但其對腸道過程中降低重金屬生物有效性的影響機制尚不清楚，因此探索飲食干預(yù)對重金屬的吸收、轉(zhuǎn)運和積累的影響因素及其調(diào)控機制對減輕或預(yù)防鎘和鉛對人體的毒性和危害具有重要的現(xiàn)實意義。????中國科學(xué)院華南植物園海岸帶生態(tài)系統(tǒng)過程與環(huán)境健康組博士生孫碩、碩士生陳香華等人研究了多種抗氧化劑和礦質(zhì)元素對模擬胃腸和小鼠中重金屬生物有效性的抑制作用，發(fā)現(xiàn)添加蜂膠及其提取物顯著降低了糙米中鉛的生物有效性(p?<?0.05)；中劑量原花青素對糙米和精米中鎘的生物可給性和生物有效性均有顯著的降低作用(達76%?)。同時發(fā)現(xiàn)糙米中鉛的生物可給性和生物有效性的下降與鐵含量顯著負相關(guān)。蜂膠提取物和原花青素能有效降低小鼠肝臟中H2O2含量、MDA水平，恢復(fù)還原性谷胱甘肽(GSH)水平(p<0.05)，說明它們對減輕體內(nèi)Pb、Cd的氧化損傷有一定作用。本研究證實抗氧化劑能更好地抑制重金屬的生物利用度，蜂膠及其提取物和原花青素等可能是干預(yù)人體鉛和鎘暴露的替代膳食補充劑。????原花青素、金屬硫蛋白和葡萄糖酸鋅顯著降低模擬胃腸消化和Caco-2細胞中Cd生物有效性，分別降低了60.5?%、82.5?%和73?%，有效降低鎘的跨膜轉(zhuǎn)運，并增強了跨膜電阻(TEER)，表明這些補充劑對鎘誘導(dǎo)的屏障功能障礙具有保護作用。轉(zhuǎn)錄組學(xué)結(jié)果顯示膳食補充劑下調(diào)了相關(guān)基因的表達，揭示了這些成分可以調(diào)節(jié)與膳食鎘毒性和吸收相關(guān)的特定途徑基因的表達，如凋亡途徑(Jun,Ddit3)、抗氧化相關(guān)途徑(Cat,Hmox1)和礦物質(zhì)吸收途徑(Mt,Slc39a4)。多食用富含原花青素和鋅的果蔬可以一定程度上控制經(jīng)口攝入鎘的負面影響。????相關(guān)研究成果于近期（在線）發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Science of The Total Environment（《總環(huán)境科學(xué)》）和Environmental Technology & Innovation（《環(huán)境技術(shù)與創(chuàng)新》）上。中國科學(xué)院華南植物園博士生孫碩為論文第一作者，莊萍副研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學(xué)基金項目和廣東省科技計劃項目聯(lián)合資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.175697和https://doi.org/10.1016/j.eti.2024.103771圖1. 蜂膠及其提取物顯著降低了糙米中鉛的生物有效性圖2. 原花青素、金屬硫蛋白和葡萄糖酸鋅對鎘脅迫的響應(yīng)機制模型
    2024-08-28
  • 廣州地化所趙時真、張干等-ES&T觀點：重視大氣中的高揮發(fā)性持久性有機污染物（HV-POPs）
    中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所張干研究員團隊趙時真副研究員、肖雨薇博士生，與英國蘭卡斯特大學(xué)Kevin Jones教授和聯(lián)合國化學(xué)品管理（UNEP/Chemicals）顧問Roland Weber博士近期聯(lián)合撰文，呼吁應(yīng)重視大氣中的高揮發(fā)性持久性有機污染物（HV-POPs）。大氣是持久性有機污染物（POPs）重要的賦存介質(zhì)，在POPs的地表系統(tǒng)循環(huán)中起著重要作用，同時也是理想的POPs監(jiān)測介質(zhì)。大氣POPs監(jiān)測提供的POPs的分布、來源和傳輸?shù)刃畔?，可用于POPs的風(fēng)險評價和管控政策有效性的評估。在已發(fā)表的絕大多數(shù)資料中，對POPs的揮發(fā)性特征的表述，均籠統(tǒng)地以“半揮發(fā)性”（Semi-volatile）一以概之，認為POPs可在大氣氣相—顆粒相間動態(tài)配分，在大氣—地表界面頻繁交換。但一些污染物或新列入《斯德哥爾摩公約》的POPs在大氣中表現(xiàn)為高揮發(fā)性（如VOCs）或低揮發(fā)性。目前，主要存在于氣相中的高揮發(fā)性POPs（HV-POPs），鮮有關(guān)注。在環(huán)境大氣科學(xué)中，對揮發(fā)性組分的劃分，是一個貫穿低揮發(fā)性（LVOCs）—半揮發(fā)性（SVOCs）—中等揮發(fā)性（IVOCs）—揮發(fā)性有機化合物（VOCs）的“連續(xù)譜”（Continuum），或全揮發(fā)性區(qū)間有機物組分，而有機污染化學(xué)范疇內(nèi)的泛化的“半揮發(fā)性”概念，實際暗含了SVOCs/IVOCs中的許多化合物，卻無明確的邊界界定。這一不同學(xué)科方向上在概念的“割裂”，無疑將使對POPs大氣環(huán)境行為的研究，與環(huán)境大氣科學(xué)的敘事“若即若離”，從而在客觀上妨礙對POPs在大氣環(huán)境中賦存、遷移、轉(zhuǎn)化乃至環(huán)境風(fēng)險的深入認知，尤其表現(xiàn)在與大氣二次有機氣溶膠（SOA）或PM2.5研究的脫節(jié)上。有鑒于此，我們認為，應(yīng)將POPs納入環(huán)境大氣科學(xué)的范疇，而對其揮發(fā)性進行細分界定。下圖顯示了基于真實實驗室數(shù)據(jù)的典型POPs與正構(gòu)烷烴同系物色譜峰疊加的質(zhì)量色譜圖。例如，IVOCs定義為有效飽和濃度（C*）300<C*<3×106 μg/m3，飽和蒸汽壓為0.01至10 Pa（298K），對應(yīng)C12-C20正構(gòu)烷烴的飽和蒸汽壓。我們認為，HV-POPs可定義為揮發(fā)性從IVOCs到VOCs的POPs，包括六氯丁二烯（HCBD）、五氯苯（PeCB）和六氯苯（HCB）、以及甲基硅氧烷（VMSs）和氟調(diào)醇（FTOHs）等新污染物。除了下圖中標識的化合物外，超短鏈全氟和多氟烷基化合物（PFASs），如三氟乙酸（TFA）及其酯類衍生物，以及超短鏈氯化石蠟（vSCCPs，C6-C9）也可能為HV-POPs。值得關(guān)注的是，許多傳統(tǒng)POPs，如六氯環(huán)己烷（HCHs）以及多氯聯(lián)苯（PCBs）、多溴二苯醚（PBDEs）和多氯萘（PCNs）的低鹵同系物，也屬于HV-POPs范疇。與歷史遺留POPs相比，目前對大氣中HV-POPs的研究還相對較少且分散。圖1. 典型POPs和C6-C30正構(gòu)烷烴疊加的色譜圖。圖中橫坐標為正構(gòu)烷烴碳數(shù)。大氣HV-POPs的采樣方法，包括主動和被動采樣兩種。主動大氣采樣器包括使用濾膜和采樣筒（cartridge）的小/大流量采樣器、以及脫附（denuder）采樣器。前者易于操作，而脫附采樣器在捕集氣態(tài)HV-POPs上更有效，可降低采樣誤差。被動大氣采樣器（PAS）易于準備和大范圍部署，無需用電，因此在涉及偏遠地區(qū)和采樣站點較多的研究中更為合適。強吸附劑如XAD、Tenax樹脂和活性炭通常用于捕集高揮發(fā)性有機物（VOCs）。此外，HV-POPs也可以通過基于XAD浸漬的聚氨酯泡沫（PUF）被動大氣采樣裝置（SIP-PAS）采集。有報道表明，以HCBD為代表的HV-POPs很容易在PUF中發(fā)生穿透，導(dǎo)致實際大氣濃度被低估。因此，需要針對HV-POPs的樣品采集和實驗室前處理，制定特定的質(zhì)量控制和保證（QA/QC）措施，確保可靠的回收率。HV-POPs的大氣采樣亦可通過規(guī)范操作流程，使得來自不同實驗室的監(jiān)測數(shù)據(jù)更具可比性。大氣中的HV-POPs不容忽視。其一，多數(shù)HV-POPs均是重要的化工原料乃至化工溶劑，用途廣、產(chǎn)量大、歷史長。如，氯苯類（CBs）被廣泛用作農(nóng)藥生產(chǎn)、染料生產(chǎn)和電子工業(yè)的原料、助劑和溶劑，我國氯苯類產(chǎn)品的生產(chǎn)能力和消費能力均居世界第一，分別占全球總規(guī)模的74%和65%。HCBD主要用作化工溶劑、熱交換劑和水力系統(tǒng)用液體，禁用后多來自含氯溶劑生產(chǎn)過程中（如一氯甲烷和四氯乙烯）等非經(jīng)意排放。我國僅在2016年就排放近千噸HCBD。VMSs作為重要有機合成原料，廣泛用于工業(yè)、醫(yī)藥、農(nóng)業(yè)、食品、化妝品等領(lǐng)域，全球甲基硅氧烷年均產(chǎn)量800-1000萬噸，主要在我國生產(chǎn)。其二，正是由于HV-POPs的高揮發(fā)性和大量生產(chǎn)使用，它相較于其他POPs可能在大氣中以高濃度存在，并傳輸至北極等偏遠地區(qū)。我們對廣州城市大氣樣品中HV-POPs的初步分析表明，HCBD和VMSs的濃度在ng-μg/m3范圍內(nèi)，與眾所周知的空氣毒害物多環(huán)芳烴（PAHs）濃度接近甚至更高。在四氯乙烯廠區(qū)周邊，HCBD濃度從μg到mg/m3不等，超過其職業(yè)暴露限值210 μg/m3。大量證據(jù)表明HCBD、HCB和α-HCH在北極地區(qū)廣泛存在。其三，HV-POPs的高揮發(fā)性，使其能夠在大氣中存在很長的時間，利于其與自由基發(fā)生反應(yīng)。這將導(dǎo)致其礦化和轉(zhuǎn)化為親水性氧化產(chǎn)物，這些產(chǎn)物可以通過大氣沉降被去除。例如，HCB可能轉(zhuǎn)化為更易溶于水的五氯苯酚（PCP）；FTOH可能轉(zhuǎn)化為全氟辛酸（PFOA）。對于在室內(nèi)空氣中濃度較高的VMSs，持續(xù)生成的硅醇產(chǎn)物可能參與SOA的形成。大氣模型研究人員可將HV-POPs視為“長壽命”氣體，而無須特別考慮其多介質(zhì)交換過程。基于觀測的反演模型可用于估算HV-POPs的一次排放量，為化學(xué)品管理和政策制定提供理論支持。最后，HV-POPs在生物、人體內(nèi)廣泛檢出。呼吸攝入可能是HV-POPs進入動物和人類食物鏈的關(guān)鍵途徑。大部分HV-POPs具有低KOW（<105）-高KOA（>106）的特征，容易進入含有包括人在內(nèi)的呼吸動物的食物鏈，進而發(fā)生生物富集或食物鏈放大。HCBD可在人體中形成有毒代謝物，美國環(huán)保部（US EPA）將其歸類為可能的人類致癌物（C類）。PeCB、HCB、PFAS及其前體物廣泛存在于人類乳汁和血清中，并能夠在人體胎盤中積累。由上可見，未來的研究應(yīng)將HV-POPs的概念納入《斯德哥爾摩公約》的監(jiān)管框架。強有力的全球合作對于HV-POPs的標準化監(jiān)測、基于觀測的反演模擬、技術(shù)領(lǐng)域的減緩策略、以及區(qū)域和全球尺度上的直接和間接大氣傳輸研究，至關(guān)重要。此研究成果近期發(fā)表于國際期刊《Environmental Science & Technology》上，得到中國國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等的資助。?論文信息：Zhao, S.（趙時真）; Jones, K. C.; Weber, R.; Xiao, Y.（肖雨薇）; Zhang, G*（張干）., 2024. Overlooked Highly Volatile Persistent Organic Pollutants in the Atmosphere. Environmental Science & Technology 58, 14062-14064.論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.4c02731
    2024-08-26
  • 廣州地化所李繼兵等ISME + JGR：石油污染區(qū)功能微生物的原位代謝特征、地球化學(xué)驅(qū)動因子、群落組裝機制與功能解析
    我國是石油生產(chǎn)和消費大國，在原油開采、運輸和冶煉過程中，污染事故頻發(fā)，嚴重威脅生態(tài)安全與土壤健康。微生物在污染物生物地球化學(xué)循環(huán)中扮演著至關(guān)重要的角色，尤其在石油烴類污染物的分解過程中，降解功能微生物能夠?qū)⒂卸疚廴疚镛D(zhuǎn)化為無毒化合物，是降解過程的核心執(zhí)行者。然而，在實際環(huán)境中，功能微生物通常以群落形式協(xié)同作用，而非單獨發(fā)揮功能。因此，深入挖掘石油污染土壤中的微生物資源，準確識別復(fù)雜微生物群落中起到關(guān)鍵降解作用的功能菌群，明確其驅(qū)動因子和群落構(gòu)建機制，是深入理解石油烴類污染物生物降解和調(diào)控機理的關(guān)鍵?，F(xiàn)有研究大多聚焦石油污染土壤微生物群落結(jié)構(gòu)，對石油烴降解功能微生物的關(guān)注仍然有限。如何在復(fù)雜的自然環(huán)境中精準甄別具有實際降解能力的微生物，并解析其作用機制，仍是亟待解決的挑戰(zhàn)。近期，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所李繼兵副研究員、羅春玲研究員團隊，將穩(wěn)定同位素示蹤（SIP）、單細胞拉曼分選（RACS）、16S rRNA擴增子測序、基因組測序和地球化學(xué)因子分析等技術(shù)相結(jié)合，以正十六烷和菲作為模型化合物，深入揭示了石油污染區(qū)域功能微生物群落的組成差異、代謝機制及其受控因素。研究發(fā)現(xiàn)，功能菌群盡管整體組成有所不同，但關(guān)鍵菌種中的假單胞菌、海洋桿菌、食烷菌、蒼白桿菌和鞘氨醇單胞菌等始終是正十六烷和/或菲的功能降解菌。其中，假單胞菌、蒼白桿菌、食烷菌和鞘氨醇桿等功能菌表現(xiàn)出代謝多樣性，能夠有效降解兩種污染物。進一步通過SIP-宏基因組分箱分析，研究團隊獲得了假單胞菌屬、蒼白桿菌屬、鞘氨醇單胞菌屬的主要功能降解菌的全基因組，并全面解析了石油烴降解途徑（如鄰苯二甲酸酯和水楊酸代謝途徑）及其相關(guān)基因（如PAH雙加氧酶基因、alkB基因），證實了這些微生物的生物修復(fù)潛力及其在石油烴類污染物原位生物降解過程中的重要作用。環(huán)境因素和方差分解分析表明，石油污染對功能微生物群落組成的影響最大（12%），其次是有效鉀和有效氮；地球化學(xué)因子和地理位置分別獨立解釋了14%和21%的總變異。值得一提的是，功能性微生物群落結(jié)構(gòu)中超過一半（51%）的變異仍未被解釋，可能是由于未測量的環(huán)境變量所致。為了更深入地探明功能微生物群落原位代謝機制，研究團隊創(chuàng)新性地提出了原位功能微生物菌群（FMC）的概念，并以菲為模型化合物建立了原位FMC構(gòu)建方法。該方法涉及功能微生物的單細胞鑒定、分選和培養(yǎng)，最終形成精準的原位FMC。通過RACS-SIP技術(shù)，研究團隊成功識別并分離出了菲降解功能菌單細胞，實現(xiàn)了基于基因組指導(dǎo)、精準可控的原位功能菌群構(gòu)建。原位FMC在實際土壤環(huán)境中的降解效率優(yōu)于傳統(tǒng)方案設(shè)計的功能菌群，主要歸因于原位功能菌群中各個物種具備多樣化的菲代謝途徑。這些物種通過分工合作或相互交流，能夠協(xié)同提高菲的降解效率。此外，盡管傳統(tǒng)分離方法獲得的高效降解菌在人工條件下對污染物具有較好的耐受性，但在自然環(huán)境中往往缺乏實際降解能力。相關(guān)結(jié)論表明，在深入解析原位功能降解菌的基礎(chǔ)上構(gòu)建原位FMC具有巨大潛力，能夠?qū)崿F(xiàn)污染物的持續(xù)高效降解；而單細胞測序技術(shù)可以建立降解菌、功能基因和代謝途徑之間的直接關(guān)聯(lián)，為原位FMC的構(gòu)建機制提供了深刻見解。以上研究揭示了石油污染區(qū)域功能微生物群落結(jié)構(gòu)的影響因素及功能菌群構(gòu)建機制，為石油烴污染的原位調(diào)控和生物修復(fù)提供了重要的理論依據(jù)。同時，原位FMC體系構(gòu)建方法強調(diào)了在全面微生物功能分析和資源探索中，功能菌單細胞精準識別、分離和培養(yǎng)的關(guān)鍵作用。該技術(shù)還具有擴展應(yīng)用于古菌和真菌FMC研究的潛力，為復(fù)雜生態(tài)系統(tǒng)中元素循環(huán)與污染物轉(zhuǎn)化的FMC構(gòu)建提供技術(shù)支持。該研究得到國家自然科學(xué)基金、廣東省重點領(lǐng)域研發(fā)計劃、廣東省杰出青年基金以及中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會會員等項目的聯(lián)合資助。相關(guān)成果發(fā)表在環(huán)境科學(xué)和地球化學(xué)研究領(lǐng)域權(quán)威期刊《JGR-Biogeosciences》和《The ISME Journal》。?1????????? Li,J.,Huang,Q.,Cai,X.,Zhao,X.,Luo,C.*,Zhang,G.,2024. Metabolic Characterization and Geochemical Drivers of Active Hydrocarbon-Degrading Microorganisms. Journal of Geophysical Research: Biogeosciences 129,e2024JG008104. https://doi.org/10.1029/2024JG0081042????????? Li,J.,Luo,C.*,Cai,X.,Zhang,D.,Guan,G.,Li,B.,Zhang,G.,2024. Microbial consortium assembly and functional analysis via isotope labelling and single-cell manipulation of polycyclic aromatic hydrocarbon degraders. The ISME Journal 18,wrae115. https://doi.org/10.1093/ismejo/wrae115?圖1. (a) 中國北方石油污染區(qū)不同地點土壤樣本的空間分布圖；(b) 石油污染區(qū)不同地點土壤樣本石油烴污染水平。?圖2. (a) SIP 鑒定獲得的降解菌（蒼白桿菌屬、假單胞菌屬、鞘氨醇單胞菌屬和 Shinella 屬）基因組圈圖； (b) 參與 PAH 和飽和烴代謝的功能基因聚類分析圖 3. (a) 與功能微生物群落結(jié)構(gòu)變異顯著相關(guān)的土壤地球化學(xué)因子的冗余分析 (RDA)；（b）方差分解分析量化地球化學(xué)因子 (G)、地理位置 (L) 以及土壤石油污染 (O) 的貢獻。(b) 概述，(c) 關(guān)鍵功能微生物。?圖4. 基于RACS-SIP的原位功能微生物菌群 (FMC) 構(gòu)建示意圖。圖5. 菲降解功能微生物細胞的原位識別和分選圖6. 菲降解功能微生物細胞的菲代謝通路重建
    2024-08-26
  • 華南植物園揭示長期酸雨背景下土壤團聚體介導(dǎo)微生物對有機碳累積及穩(wěn)定性的影響機制
    ????隨著工業(yè)化的快速發(fā)展，酸雨仍然是全球范圍內(nèi)不可忽視的環(huán)境問題之一。近二十年來，我國華南地區(qū)酸雨的持續(xù)影響，導(dǎo)致土壤酸化日益嚴重，這也將極大地改變森林土壤中微生物群落結(jié)構(gòu)組成，最終對土壤碳儲存產(chǎn)生影響。然而，對于在某種程度上決定土壤碳累積及穩(wěn)定性的土壤團聚體，長期酸雨背景下其粒徑大小分布規(guī)律以及如何介導(dǎo)微生物對土壤有機碳累積和養(yǎng)分元素循環(huán)產(chǎn)生影響的相關(guān)研究仍然缺乏。????基于鼎湖山季風(fēng)常綠闊葉林為期10年的模擬野外酸雨實驗發(fā)現(xiàn)，長期酸雨處理顯著抑制了土壤微生物活性，特別是降低了細菌和真菌的豐度，并導(dǎo)致碳分解相關(guān)的酶活性下降。相反，與磷和氮礦化相關(guān)的酶活性及其酶化學(xué)計量比值在長期酸雨影響下卻顯著增加。研究還發(fā)現(xiàn)，長期酸雨處理還導(dǎo)致了土壤團聚體粒徑分布的明顯變化，表現(xiàn)為大粒徑團聚體向小粒徑團聚體轉(zhuǎn)化的趨勢（圖1）。然而，不同粒徑土壤團聚體中微生物群落對酸雨處理的響應(yīng)存在差異，傾向于寄居在大團聚體（macroaggregate（> 2000 μm））中的細菌群落比其他微生物群落更容易受酸雨處理的影響，而傾向于寄居在微團體（microaggregate（< 250 μm））中的真菌群落對酸雨處理的敏感性高于其他微生物群落。另一方面，酸雨處理對碳分解相關(guān)酶活性的抑制同樣受土壤團聚體粒徑大小和微生物群落分布的影響（圖2），如大團聚體中與細菌群落密切相關(guān)的β-葡萄糖苷酶（β-glucosidase）活性下降尤為明顯，而與真菌群落密切相關(guān)的酚氧化酶（PhOx）和過氧化物酶（Perox）活性則在微團聚體中受到顯著抑制。????該研究表明，長期酸雨處理下大粒徑團聚體向小粒徑團聚體的轉(zhuǎn)化以及微生物活性的抑制，加上惰性組分碳分解相關(guān)的氧化酶活性在小粒徑團聚體中的顯著下降，可能會減緩森林土壤有機碳，特別是惰性組分有機碳的分解速率，從而提高了有機碳的穩(wěn)定性并延緩了其在土壤中的滯留時間，促進了土壤有機碳的儲存和累積。然而，這一過程也加劇了土壤養(yǎng)分的失衡，特別是磷的限制。????相關(guān)成果已近期發(fā)表在土壤學(xué)領(lǐng)域Top期刊Soil Biology and Biochemistry（《土壤生物學(xué)與生物化學(xué)》）（IF2023-2024=9.8）上。廣東省科學(xué)院廣州地理研究所吳建平副研究員（鼎湖山站博士畢業(yè)生）為該論文第一作者，華南植物園張德強研究員和鄧琦研究員為共同通訊作者，該研究得到了國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金和廣東省自然科學(xué)基金等項目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.soilbio.2024.109544圖1. 模擬酸雨處理下土壤有機碳含量（a）以及不同粒徑團聚體質(zhì)量百分比的變化規(guī)律圖2. 不同粒徑土壤團聚體中微生物群落和酶活性之間的冗余分析
    2024-08-25
  • 西南喀斯特洼地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對洪水風(fēng)險研究取得新進展
    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)觀測研究站徐憲立研究員團隊在我國西南喀斯特洼地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對洪水風(fēng)險方面取得重要進展，相關(guān)研究成果近期以Responses of crops to flood and implications for agriculture planning in subtropical humid karst peak-cluster depression為題發(fā)表在國際水文領(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)觀測研究站徐憲立研究員團隊在我國西南喀斯特洼地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)應(yīng)對洪水風(fēng)險方面取得重要進展，相關(guān)研究成果近期以Responses of crops to flood and implications for agriculture planning in subtropical humid karst peak-cluster depression為題發(fā)表在國際水文領(lǐng)域知名期刊Journal of Hydrology上。由于西南喀斯特區(qū)獨特的水文地質(zhì)條件，當(dāng)發(fā)生大規(guī)模暴雨時，喀斯特洼地內(nèi)澇風(fēng)險顯著加劇。中國西南地區(qū)是世界上最大的連片喀斯特地區(qū)之一，根據(jù)廣西民政廳統(tǒng)計，2015-2018年，該區(qū)共發(fā)生 37 次洪澇災(zāi)害，造成直接經(jīng)濟損失約15.1億元，其中34.3%為農(nóng)業(yè)相關(guān)損失。然而，全球變暖的影響日益加劇，可能會增加該區(qū)極端降雨事件的發(fā)生風(fēng)險，進一步影響農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)。與此同時，意大利北部、西班牙南部和克羅地亞等其他國家的濕潤喀斯特區(qū)也面臨相似問題。因此，了解喀斯特區(qū)農(nóng)業(yè)系統(tǒng)如何應(yīng)對極端降雨事件至關(guān)重要。關(guān)于植物對洪水的響應(yīng)，世界各地已開展了大量研究，尤其是在易受洪水影響的地區(qū)，如河岸地帶、河流邊緣濕地環(huán)境和洪泛平原。然而，在易受極端降雨影響的喀斯特洼地，植物對洪水的響應(yīng)仍不明確，鮮有研究。因此，喀斯特地區(qū)居民為適應(yīng)未來洪水而調(diào)整農(nóng)業(yè)布局缺乏科學(xué)依據(jù)。為此，徐憲立研究員團隊調(diào)查了2016年古周洼地的一次極端降雨事件，分析洪水對峰叢洼地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)（玉米和牧草）的影響。結(jié)果表明，此次極端降雨事件為 10 年一遇，導(dǎo)致洼地78.6%的玉米種植面積絕收和20.4%的牧草種植面積死亡。由于牧草的細根生物量較高且葉片光合能力穩(wěn)定，其在淹沒時表現(xiàn)優(yōu)于玉米。牧草對洪水的淹沒臨界耐受時間為10.2天；玉米植株突出水面1.5米時可以存活。針對這一極端降雨事件，相對于洼地標高的最低點（設(shè)定為 0.00 米），牧草和玉米的安全種植高度分別為 3.09 米和 6.21 米。 這項研究表明，有必要根據(jù)植物抵御洪水的能力合理安排喀斯特洼地農(nóng)業(yè)生態(tài)系統(tǒng)布局，以應(yīng)對未來的氣候變化。本研究旨在提出一個框架，通過探索植物成活率與洪水（澇）過程之間的關(guān)系，確定植物的安全種植高度。但需注意的是，不同地區(qū)/景觀的洪澇過程可能不一致，不同植物的耐澇能力也不相同，因此要推廣到其他地區(qū)或景觀，需要根據(jù)當(dāng)?shù)氐乃沫h(huán)境和植物種類進行一些實驗校準和驗證。該研究得到國家重點研發(fā)計劃、國家自然科學(xué)基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會等項目資助。論文鏈接圖 1 古周洼地植物淹沒調(diào)查 a.牧草；b.玉米。上圖顯示了每個采樣梯度上的牧草和玉米的生長地點、植株和莖稈的相對高度(洼地最低點設(shè)定為0.00m)。藍線（最高水位）以下的植物被淹沒。?圖 2 牧草（a）和玉米（b）的安全生存空間。綠色293770空間和灰色空間分別代表植物的存活空間和死亡空間。Hpk ,Hca ,Hc 和 Hs 分別為水位、冠層、莖稈和場地的相對高程。Hsp為生存空間高度，Hp 為植株平均高度。SPE 為相對于洼地海拔最低點(設(shè)為 0.00 m)的植株安全種植高度。SPE = Hpk - Hsp。?
    2024-08-24
  • 喀斯特流域徑流和產(chǎn)沙變化影響因素解耦取得進展
    西南喀斯特區(qū)頻發(fā)的極端降雨、獨特的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、淺薄且分布不連續(xù)的土壤、復(fù)雜的地貌類型以及高異質(zhì)性景觀與流域徑流和產(chǎn)沙密切相關(guān)。但是，上述影響因素耦合疊加在一起，導(dǎo)致采用傳統(tǒng)的主成分分析、因子分析等方法研究不同流域環(huán)境因子與徑流和泥沙關(guān)系時會夸大或掩蓋某些因子的作用，因此解析降雨、巖性、土壤、地貌和植被對喀斯特流域徑流和泥沙的相對重要性仍是難點。西南喀斯特區(qū)頻發(fā)的極端降雨、獨特的水文地質(zhì)結(jié)構(gòu)、淺薄且分布不連續(xù)的土壤、復(fù)雜的地貌類型以及高異質(zhì)性景觀與流域徑流和產(chǎn)沙密切相關(guān)。但是，上述影響因素耦合疊加在一起，導(dǎo)致采用傳統(tǒng)的主成分分析、因子分析等方法研究不同流域環(huán)境因子與徑流和泥沙關(guān)系時會夸大或掩蓋某些因子的作用，因此解析降雨、巖性、土壤、地貌和植被對喀斯特流域徑流和泥沙的相對重要性仍是難點。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)觀測研究站研究團隊為解決上述問題，選取西南地區(qū)40個典型喀斯特流域，獲取了2009年至2012年徑流和輸沙量數(shù)據(jù)，提取不同喀斯特流域降雨、巖性、土壤、地貌和植被因子共103個，采用皮爾遜相關(guān)和隨機森林篩選影響徑流和產(chǎn)沙的主導(dǎo)因素，并利用偏最小二乘-結(jié)構(gòu)方程模型（PLS-SEM）解耦徑流和產(chǎn)沙與其潛在影響因素之間的復(fù)雜關(guān)系。結(jié)果表明，氣候、巖性、土壤、地貌和植被可解釋不同喀斯特流域79%的徑流變化，其中僅有降雨對徑流有顯著影響（P<0.01，路徑系數(shù)(β)=0.589）；氣候、巖性、土壤、地貌和植被可解釋產(chǎn)沙變異的59%，其中植被對不同喀斯特流域產(chǎn)沙量的影響最大（P<0.01，β=-0.458），而降雨對不同喀斯特流域產(chǎn)沙量沒有顯著影響。本研究通過解耦降雨、巖性、土壤、地貌和植被對不同喀斯特流域產(chǎn)流產(chǎn)沙的影響，研究結(jié)果對于深入理解喀斯特區(qū)侵蝕產(chǎn)沙機理和水土保持措施的優(yōu)化配置具有重要意義。該項研究近期以Quantitatively distinguishing the factors driving runoff and sediment yield variations in karst watersheds發(fā)表在水文學(xué)領(lǐng)域一區(qū)期刊Water Resources Research上。該研究得到了湖南省杰出青年基金、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會、國家自然科學(xué)基金和湖湘青年英才等項目的共同資助。論文鏈接不同喀斯特流域徑流和產(chǎn)沙影響因素解耦
    2024-08-23
  • 華南植物園在安第斯皇后鳳梨保護基因組學(xué)研究獲新進展
    ????安第斯皇后鳳梨（Puya raimondii Harms）是安第斯山脈特有的一種植物（圖1），分布在秘魯和玻利維亞3000—4800米的高山地帶。作為鳳梨科（Bromeliaceae）中最高大的物種，安第斯皇后鳳梨的植株高度可達15米，是安第斯普納地區(qū)（Puna）最為矚目的植物之一。該物種具有獨特的生活史性狀，壽命長達40—100年，且一生只開一次花，開花后便迅速死亡。隨著下一代測序技術(shù)（Next-Generation Sequencing）的發(fā)展，保護基因組學(xué)在物種保護中正發(fā)揮著越來越重要的作用。然而，針對長命單次繁殖植物的保護基因組學(xué)研究仍相對匱乏，影響了對這一類植物的保護。????中國科學(xué)院華南植物園植物科學(xué)研究中心劉露等科研人員利用重測序（Resequencing）技術(shù)對來自秘魯?shù)?個群體，共計200個安第斯皇后鳳梨?zhèn)€體進行了研究。研究利用全基因組數(shù)據(jù)分析群體的遺傳多樣性，利用溯祖法推斷群體動態(tài)歷史，并將結(jié)果與長命多次繁殖植物Puya macrura Mez進行了比較。????研究結(jié)果發(fā)現(xiàn)，安第斯皇后鳳梨的9個群體間高度分化（圖2），群體內(nèi)具有較低的遺傳多樣性和較高的遺傳負荷。盡管各個群體內(nèi)部缺乏遺傳變異，但平衡選擇在維持部分位點的遺傳多樣性方面發(fā)揮了重要作用。此外，安第斯皇后鳳梨和其近緣種P. macrura均在更新世受到強瓶頸作用的影響，隨后，P. macrura的群體規(guī)模逐漸恢復(fù)，而安第斯皇后鳳梨的群體規(guī)模卻持續(xù)收縮（圖3）。研究表明，長命單次繁殖的生活史性狀可能影響植物的群體大小和基因組變異，使安第斯皇后鳳梨面臨較高的滅絕風(fēng)險，這一發(fā)現(xiàn)強調(diào)了在未來物種保護和管理中需充分考慮生活史的影響。????該研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊New Phytologist（《新植物學(xué)家》）上。華南植物園博士后劉露為論文的第一作者，葛學(xué)軍研究員和烏普薩拉大學(xué)的Martin Lascoux教授為共同通訊作者。該研究得到中國科學(xué)院“一帶一路”計劃、廣東省應(yīng)用植物學(xué)重點實驗室及國家留學(xué)基金委的資助。文章鏈接：https://nph.onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/nph.20036圖1. 安第斯皇后鳳梨圖2. 安第斯皇后鳳梨9個群體的遺傳結(jié)構(gòu)圖3. 基于FASTSIMCOAL2和PSMC推斷安第斯皇后鳳梨和Puya macrura的群體動態(tài)歷史。
    2024-08-21