科研進展
  • “十四五”國家重點研發(fā)計劃“荔枝、柚等熱帶水果產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成示范”項目啟動會召開
    3月15日，“十四五”國家重點研發(fā)計劃“鄉(xiāng)村產(chǎn)業(yè)共性關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成應(yīng)用”重點專項“荔枝、柚等熱帶水果產(chǎn)業(yè)關(guān)鍵技術(shù)研發(fā)與集成示范”項目啟動會暨實施方案論證會在廣州燕嶺大廈順利召開。該項目由中國科學(xué)院華南植物園牽頭，聯(lián)合華南農(nóng)業(yè)大學(xué)、中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院南亞熱帶作物研究所、海南大學(xué)、廣西壯族自治區(qū)農(nóng)業(yè)科學(xué)院、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院、中國農(nóng)業(yè)大學(xué)、西南大學(xué)等19家科研院所及龍頭企業(yè)共同承擔(dān)，旨在通過全產(chǎn)業(yè)鏈技術(shù)突破推動熱帶水果產(chǎn)業(yè)高質(zhì)量發(fā)展。參加會議的主要專家有中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心委派的專項總體組專家浙江省農(nóng)科院食品科學(xué)研究所郜海燕研究員、北京工商大學(xué)王靜教授，以及技術(shù)咨詢專家重慶大學(xué)李正國教授、仲愷農(nóng)業(yè)工程學(xué)院肖更生研究員、福建省農(nóng)業(yè)科學(xué)院鄭少泉研究員、廣州市從化區(qū)華隆荔枝產(chǎn)業(yè)研究院總經(jīng)理劉銳波。出席會議的領(lǐng)導(dǎo)有中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心產(chǎn)業(yè)科技處處長王峻和劉樹勛專員以及華南植物園副主任葉清。項目嘉賓及項目負(fù)責(zé)人、課題負(fù)責(zé)人、研究骨干成員、科研管理部門相關(guān)同志等70余人參加了項目啟動會，啟動會和實施方案論證會分別由王俊處長和郜海燕研究員主持。會議中，葉清致開幕辭，代表項目牽頭單位感謝各位領(lǐng)導(dǎo)、專家對項目的長期支持，并表示華南植物園承擔(dān)此次國家重點研發(fā)計劃項目責(zé)任重大，將為項目實施提供各項工作保障，確保項目順利推進。中國農(nóng)村技術(shù)開發(fā)中心產(chǎn)業(yè)科技處王峻處長也在會上致辭，他對項目的立項表示祝賀，并強調(diào)此次項目啟動會的重要性，強調(diào)確保項目順利實施的必要性。他希望項目組能夠精準(zhǔn)落實目標(biāo)任務(wù)，制定詳細(xì)的實施方案，確保各項工作有序推進。劉樹勛專員圍繞項目推進、財務(wù)培訓(xùn)、實施職責(zé)、成果規(guī)范等多方面，對項目管理及實施相關(guān)事項進行討論并做出了明確要求。隨后的實施方案論證環(huán)節(jié)，項目首席段學(xué)武研究員及各課題負(fù)責(zé)人分別對項目和課題的總體目標(biāo)與考核指標(biāo)、研究內(nèi)容與任務(wù)分工、技術(shù)路線與研究方法、工作計劃與時間安排、經(jīng)費預(yù)算與效益分析、組織管理與保障措施、基礎(chǔ)工作落實與開展情況、啟動三問落實情況等方面進行了詳細(xì)匯報。該項目主要針對熱帶水果產(chǎn)業(yè)中存在的優(yōu)良品種短缺、輕簡高效種植技術(shù)滯后、保鮮和加工技術(shù)不足等問題，通過新品種篩選、綠色高效栽培技術(shù)研發(fā)、貯運保鮮技術(shù)創(chuàng)新、精深加工技術(shù)研發(fā)及全產(chǎn)業(yè)鏈集成示范，推動荔枝、柚、砂糖橘、番木瓜等熱帶水果產(chǎn)業(yè)的技術(shù)升級和可持續(xù)發(fā)展。專家組質(zhì)詢與討論環(huán)節(jié)，專家們對項目實施方案提出了寶貴意見，認(rèn)為該方案目標(biāo)明確、技術(shù)路線清晰、組織管理機制完善，創(chuàng)新性和可行性較強。最終，專家組一致通過了實施方案的論證。專家組組長郜海燕研究員總結(jié)強調(diào)了該重點專項的定位，整合嶺南或南方水果相關(guān)地區(qū)開展項目，很有意義和價值，能服務(wù)熱帶水果產(chǎn)業(yè)；項目應(yīng)圍繞產(chǎn)業(yè)需求解決技術(shù)問題，凝練創(chuàng)新成果，形成標(biāo)準(zhǔn)，便于推廣應(yīng)用；希望課題組要對成果嚴(yán)格把關(guān)，要及時與專家組和中心保持溝通，項目成果切實為國家重大需求提供支持。段學(xué)武研究員會后表示，將根據(jù)專家組的建議進一步優(yōu)化實施方案，強化課題組之間的協(xié)作與溝通，確保項目高質(zhì)量按時完成。會議現(xiàn)場會議合影
    2025-03-25
  • 區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目“自航單浮體氣動式波浪能高效轉(zhuǎn)換機理研究及驗證試驗”結(jié)題驗收
    3月20日，由中國科學(xué)院廣州能源研究所海洋能科研團隊承擔(dān)的2020年度區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目-廣東-“自航單浮體氣動式波浪能高效轉(zhuǎn)換機理研究及驗證試驗”在北京通過結(jié)題驗收。3月20日，由中國科學(xué)院廣州能源研究所海洋能科研團隊承擔(dān)的2020年度區(qū)域創(chuàng)新發(fā)展聯(lián)合基金項目-廣東-“自航單浮體氣動式波浪能高效轉(zhuǎn)換機理研究及驗證試驗”在北京通過結(jié)題驗收。廣州能源所吳必軍項目組聯(lián)合中國科學(xué)院電工研究所和南京工程學(xué)院，對自航行的單浮體氣動式技術(shù)的轉(zhuǎn)換機制進行了深入的理論和實驗研究，研建的單浮體后彎管發(fā)電模型經(jīng)國家海洋技術(shù)中心造波水池測試最高波電轉(zhuǎn)換效率達(dá)到63.4%，廣州能源所創(chuàng)新提出的單浮體U型管發(fā)電模型經(jīng)水池測試波電轉(zhuǎn)換效率最高達(dá)到80.6%?；趩胃◇w后彎管技術(shù)研建了20kW自航行發(fā)電樣機，樣機本體寬3.8m、長9m，經(jīng)過河面航行試驗2025年1月17日投放于廣東省珠海大萬山海域（北緯21°55′1″，東經(jīng)113°42′5″）開展海上發(fā)電試驗，試驗表明0.2m波浪下起動發(fā)電，目前記錄到發(fā)電功率最高值為6.079kW。近年單浮體氣動技術(shù)模型造波水池測試結(jié)果20kW自航行波浪能發(fā)電樣機下水儀式20kW發(fā)電樣機河面航行測試20kW發(fā)電樣機海上發(fā)電測試
    2025-03-25
  • 廣州能源所提出胺法碳捕集溶劑的催化再生新路徑
    近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所廖玉河研究員聯(lián)合比利時魯汶大學(xué)和法國道達(dá)爾能源公司，報道了一種酸堿協(xié)同催化胺法碳捕集溶劑再生的新路徑。該研究提出，固體ZrOxHy催化劑可顯著提升胺溶液中二氧化碳（CO2）的脫附速率，在固定床反應(yīng)器中表現(xiàn)出2.5倍的CO2脫附增強效果。相關(guān)成果以Proximity-independent acid-base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2 capture process為題，發(fā)表于《自然-催化》（Nature Catalysis）。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所廖玉河研究員聯(lián)合比利時魯汶大學(xué)和法國道達(dá)爾能源公司，報道了一種酸堿協(xié)同催化胺法碳捕集溶劑再生的新路徑。該研究提出，固體ZrOxHy催化劑可顯著提升胺溶液中二氧化碳（CO2）的脫附速率，在固定床反應(yīng)器中表現(xiàn)出2.5倍的CO2脫附增強效果。相關(guān)成果以Proximity-independent acid-base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2 capture process為題，發(fā)表于《自然-催化》（Nature Catalysis）。胺溶液吸收捕獲二氧化碳是成熟的碳捕集技術(shù)之一，當(dāng)前有望廣泛應(yīng)用于燃煤電廠、水泥、鋼鐵等行業(yè)。但是，該技術(shù)脫附CO2以再生胺溶劑需要較高溫度（>120℃），導(dǎo)致溶劑再生過程能耗高（占整個碳捕集過程能耗的60%以上）和溶劑降解，且高溫胺溶液腐蝕設(shè)備。針對上述問題和基于前期研究基礎(chǔ)（ACS Catalysis，2022，12，11485-11493），該工作通過調(diào)控溶膠-凝膠合成方法的pH值，獲得了富含橋聯(lián)羥基（-OHb）和端位羥基（-OHt）的ZrOxHy固體催化劑。原位表征和動力學(xué)研究表明無需這兩種羥基在催化劑表面的空間鄰近性，通過催化劑羥基之間的酸（-OHb）堿（-OHt）平衡和協(xié)同催化即可實現(xiàn)氨基甲酸鹽解離與質(zhì)子轉(zhuǎn)移的雙循環(huán)反應(yīng)，從而提升CO2的脫附速率。在固定床實驗中，ZrOxHy催化劑表現(xiàn)出優(yōu)異的催化性能，在95℃條件下CO2從胺溶液中的脫附速率提升2.5倍，顯著降低了溶劑再生能耗和再生溫度。該催化劑也具有良好的循環(huán)穩(wěn)定性和可回收性。該工作得到了國家自然科學(xué)基金面上項目等項目資助。
    2025-03-24
  • “全球深淵深潛探索計劃”完成中國-新西蘭普伊斯哥海溝載人深潛聯(lián)合科考航次
    在中國科學(xué)院“全球深淵深潛探索計劃”的支持下，2025年3月21日，中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所深海科學(xué)與智能技術(shù)全國重點實驗室聯(lián)合新西蘭國家水與大氣研究所共同組織實施并完成了為期80天的中國-新西蘭普伊斯哥海溝載人深潛聯(lián)合科考航次。深淵，特指水深超過6000米的深海區(qū)域，具有超高靜水壓力、黑暗、低溫、構(gòu)造活躍等特點，是地球最極端的海洋環(huán)境，其復(fù)雜的板塊構(gòu)造活動孕育了獨特的化能生態(tài)系統(tǒng)與未知的生命形式，是地球科學(xué)與生命科學(xué)領(lǐng)域產(chǎn)生重大發(fā)現(xiàn)和理論突破的最前沿領(lǐng)域。依托國際上唯一的強作業(yè)能力萬米載人潛水器“奮斗者”號以及“探索”系列科考船為全球深淵科考平臺，中國科學(xué)院部署啟動“全球深淵深潛探索計劃（Global TREnD）”，中國科學(xué)院深?？茖W(xué)與工程研究所（簡稱“深海所”）作為該計劃的牽頭單位，進一步開展多國聯(lián)合、多學(xué)科綜合深潛考察。該計劃得到了來自新西蘭、智利、丹麥、印度尼西亞、巴西、德國等10多個國家的參與和支持，已對馬里亞納、雅浦、克馬德克、蒂阿曼蒂那、瓦萊比-熱恩斯、爪哇、千葉-勘察加、阿留申、普伊斯哥等九條全球主要海溝深淵進行了載人深潛科考，取得一系列原創(chuàng)性科學(xué)發(fā)現(xiàn)，創(chuàng)造多項世界載人深潛作業(yè)紀(jì)錄。航次合影在“全球深淵深潛探索計劃（Global TREnD）”的支持下，2025年1月1日至3月21日，深海所“深?？茖W(xué)與智能技術(shù)”全國重點實驗室聯(lián)合新西蘭國家水與大氣研究所共同組織實施了中國-新西蘭普伊斯哥海溝載人深潛聯(lián)合科考航次。本航次是國際首次對普伊斯哥海溝開展載人深潛科學(xué)考察，也是中國-新西蘭第二次實施載人深潛聯(lián)合科考航次。該航次由來自新西蘭、馬來西亞、丹麥、德國、法國、巴西、印度、中國等8個國家，深海所、新西蘭國家水與大氣研究所、新西蘭國家博物館、南丹麥大學(xué)、德國亥姆霍茲極地與海洋研究中心、法國國家科學(xué)研究中心、巴西圣保羅大學(xué)、海南省深海技術(shù)創(chuàng)新中心等10家單位，68名科考隊員共同參與?！叭蛏顪Y深潛探索計劃（Global TREnD）”攜手全球伙伴挺近深淵中國載人深潛運維技術(shù)繼續(xù)領(lǐng)先國際水平，深潛作業(yè)能力得到進一步提升。這是國際首次在處于魔鬼西風(fēng)帶的普伊斯哥海溝開展載人深潛科考航次，在極惡劣海況下完成32個潛次任務(wù)，創(chuàng)造了75小時5潛次的中國載人深潛新紀(jì)錄。形成了依托我國深潛裝備的高效、高水平國際合作能力。本航次是中國-新西蘭科學(xué)家共同設(shè)計、多國科學(xué)家共同實施的深淵載人科考航次，9個潛次任務(wù)由外籍科學(xué)家完成；航次采集樣品和數(shù)據(jù)由參航科學(xué)家共享，依托我國深潛大裝備的國際合作與協(xié)調(diào)機制日趨成熟。首次實現(xiàn)人類下潛至普伊斯哥海溝最深處。通過載人深潛觀察到大量新奇的生命現(xiàn)象；采集了一批寶貴的生物樣品，大部分為深度新紀(jì)錄或疑似新物種；采集了一批不同巖性的巖石樣品，為揭示俯沖過程和機制研究提供了重要樣本?！叭蛏顪Y深潛探索計劃”也得到了中國科學(xué)技術(shù)部和海南省的大力支持，后續(xù)將進一步拓展全球深淵研究網(wǎng)絡(luò)，攜手全球伙伴，繼續(xù)挺進全球深淵，攀登深?？茖W(xué)高峰。深海生物
    2025-03-22
  • 廣州健康院合作繪制小鼠肺發(fā)育時空分子圖譜
    ?3月10日，中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院彭廣敦團隊聯(lián)合廣州實驗室索生寶、崔桂忠團隊在Science Bulletin上在線發(fā)表了最新研究成果，成功繪制了小鼠肺發(fā)育的時空轉(zhuǎn)錄組圖譜，為理解肺這一重要器官的發(fā)育過程提供了全新的分子和細(xì)胞生物學(xué)視角。研究團隊運用高通量空間轉(zhuǎn)錄組技術(shù)，對小鼠從胚胎第12.5天（E12.5）到出生后（P0）的肺發(fā)育過程進行了詳細(xì)描繪。通過這一技術(shù)，研究人員能夠精準(zhǔn)地分析基因在空間和時間上的表達(dá)模式，從而揭示肺發(fā)育過程中的復(fù)雜調(diào)控機制。研究揭示了肺氣道沿近端-遠(yuǎn)端軸的發(fā)育過程，不同區(qū)域展現(xiàn)出獨特的基因表達(dá)模式。近端（靠近氣管）區(qū)域中，Sox2和Foxj1基因表達(dá)豐富；而在遠(yuǎn)端（靠近肺泡）區(qū)域，Sox9和Etv5基因則更為突出。這一發(fā)現(xiàn)有助于理解氣道發(fā)育的空間特異性調(diào)控機制。研究發(fā)現(xiàn)了兩個不同的肺泡生態(tài)位（D2和D7），它們處于不同的發(fā)育狀態(tài)。其中，D2生態(tài)位以Angpt2和Epha3基因的高表達(dá)為標(biāo)志，表現(xiàn)出更高的成熟度，并在出生時的肺泡發(fā)育成熟中發(fā)揮關(guān)鍵作用。這一發(fā)現(xiàn)揭示了肺泡發(fā)育過程中的異質(zhì)性，為深入理解肺泡成熟的調(diào)控提供了線索。研究團隊鑒定了驅(qū)動肺發(fā)育的關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。例如，F(xiàn)oxa1在近端氣道的發(fā)育中起著至關(guān)重要的作用，而Tbx2和Cux1則對于遠(yuǎn)端氣道和肺泡成熟至關(guān)重要。這些轉(zhuǎn)錄因子通過復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，精確地指導(dǎo)肺發(fā)育過程中的細(xì)胞分化和組織形成。在更成熟的肺泡生態(tài)位中，VEGF、ANGPT和EPHA等信號通路高度活躍。這些信號通路在肺泡成熟和血管生成中發(fā)揮著重要作用。這一發(fā)現(xiàn)為理解肺發(fā)育過程中的細(xì)胞間通訊和微環(huán)境調(diào)控提供了重要依據(jù)。這一詳細(xì)的分子圖譜為理解人類肺發(fā)育提供了重要的研究基礎(chǔ)，并可能為治療呼吸系統(tǒng)疾病帶來新的治療策略。通過比較小鼠和人類肺中的空間基因表達(dá)模式，研究人員識別了物種保守和特異性的基因表達(dá)特征。這一比較分析有助于發(fā)現(xiàn)治療特發(fā)性肺纖維化（IPF）和慢性阻塞性肺疾?。–OPD）等疾病的新靶點，為開發(fā)針對性的治療手段提供了科學(xué)依據(jù)。廣州健康院/中國科技大學(xué)聯(lián)合培養(yǎng)博士生孟小高、廣州實驗室李文佳為本文的共同第一作者。研究項目得到了國家重點研發(fā)計劃、國自然以及GIBH自主部署項目等經(jīng)費的支持。論文鏈接圖1?該研究利用高通量空間轉(zhuǎn)錄組學(xué)繪制小鼠胚胎期主要階段到出生后P0天的時空分子圖譜，突出了肺發(fā)育的分子軌跡、近端和遠(yuǎn)端氣道發(fā)育的空間模式、肺泡發(fā)育的生態(tài)位異質(zhì)性和肺發(fā)育中的信號通路調(diào)控。
    2025-03-21
  • 廣州地化所賀依琳等：微生物驅(qū)動氟碳鈰礦溶解為風(fēng)化殼型稀土礦床提供成礦物源（GCA）
    風(fēng)化殼型稀土礦床（又稱離子吸附型稀土礦床）是全球中重稀土資源的主要來源。在該類礦床形成過程中，原生（含）稀土礦物風(fēng)化釋放稀土元素是稀土最終在風(fēng)化殼中以離子吸附態(tài)富集成礦的關(guān)鍵，但各類稀土賦存礦物的溶解行為及其對成礦的貢獻(xiàn)尚未明晰。氟碳鈰礦在成礦基巖中廣泛分布，同時也是三大稀土工業(yè)礦物之一。氟碳鈰礦等稀土氟碳酸鹽礦物通常在半風(fēng)化層便完全風(fēng)化，因此認(rèn)為它們的抗風(fēng)化能力較弱，是成礦的重要物質(zhì)來源。然而，溶解反應(yīng)熱力學(xué)計算結(jié)果卻表明氟碳鈰礦在風(fēng)化殼型稀土礦床的弱酸性地下水環(huán)境中（pH=5.4–6）無法溶解（Li et al.,?2022）。野外觀測與模擬計算結(jié)果的不一致引發(fā)了對氟碳鈰礦風(fēng)化溶解機制的疑問。為此，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所何宏平研究員團隊基于其前期研究（He et al.,2023,2024）提出“微生物作用可能是驅(qū)動氟碳鈰礦風(fēng)化釋放稀土元素的重要動力”這一假設(shè)并利用風(fēng)化型稀土礦床風(fēng)化殼中原位棲息的微生物菌株開展了礦物溶解實驗。研究發(fā)現(xiàn)，與熱力學(xué)計算結(jié)果一致，在與風(fēng)化殼深部地下水環(huán)境相近的pH?= 6條件下，氟碳鈰礦難以通過酸解反應(yīng)被溶解。然而，相似條件下，微生物顯著增強了氟碳鈰礦溶解，稀土元素的溶解量提升約2個數(shù)量級。微生物釋放的葡萄糖酸、酒石酸等強有機配體，通過絡(luò)合和酸解作用協(xié)同促進稀土元素活化。在風(fēng)化殼中氟碳鈰礦等稀土氟碳酸礦物通常在弱風(fēng)化層已大量風(fēng)化，過快的風(fēng)化速率可能導(dǎo)致稀土元素過早流失，反而限制了其對成礦的有效貢獻(xiàn)。經(jīng)估算，在pH = 6條件下，實驗測定的氟碳鈰礦的溶解速率（RCe?= 10?13?10?12?mol?m?2?s?1）接近或略低于相似條件下估算的部分長石和云母類礦物的溶解速率。由此推斷，氟碳鈰礦溶解釋放出的稀土元素能被這些造巖礦物風(fēng)化形成的黏土礦物吸附富集，從而為成礦提供物質(zhì)來源。上述發(fā)現(xiàn)表明微生物是驅(qū)動氟碳鈰礦自然風(fēng)化的重要因素，為氟碳鈰礦溶解的熱力學(xué)計算結(jié)果與自然現(xiàn)象之間的矛盾提供了可能的解釋，同時也為認(rèn)識風(fēng)化殼型稀土礦床成礦物源以及完善其生物地球化學(xué)成礦模型提供了新視角。本研究得到了以下項目的聯(lián)合資助：國家自然科學(xué)基金；國家重點研發(fā)計劃；廣東省科技計劃項目；廣州市科技計劃項目。相關(guān)成果已在線發(fā)表于地球化學(xué)期刊Geochimica et Cosmochimica Acta。論文信息：Yilin He (賀依琳),Lingya Ma (馬靈涯),Xurui Li (李旭銳),Xun Liu (劉洵),Xiaoliang Liang (梁曉亮),Jianxi Zhu (朱建喜),Hongping He (何宏平).?Microbial-mediated bastnaesite dissolution as a viable source of clay-adsorbed rare earth elements in the regolith-hosted deposits. Geochimica et Cosmochimica Acta,2025,394: 43-52.文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2025.02.027.圖 1?本研究中氟碳鈰礦的溶解速率（以RCe表示）與前人研究在相似條件下測定的（A）斜長石（Pl）和鉀長石（Kfs）、（B）黑云母（Bt）和白云母（Ms）的溶解速率（以RSi表示）。Buffered-biow RCe是指恒定pH = 6條件下的微生物風(fēng)化實驗中測得的Ce釋放速率。同時將本研究中未添加緩沖劑的微生物風(fēng)化實驗（Exp-Biow）中穩(wěn)定酸性條件下（pH ~3.7）第8至30天Ce的釋放速率以及無菌化學(xué)溶解實驗中的Ce釋放速率置于圖中以作比較.?參考文獻(xiàn):[1] He Y,Ma L,Li X,Wang H,Liang X,Zhu J,He H. Mobilization and fractionation of rare earth elements during experimental bio-weathering of granites. Geochimica et Cosmochimica Acta,?2023,343: 384-395.文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2022.12.027.?[2] He Y,Ma L,Liang X,Li X,Zhu J,He H. Resistant rare earth phosphates as possible sources of environmental dissolved rare earth elements: Insights from experimental bio-weathering of xenotime and monazite. Chemical Geology,2024,661: 122186.?文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.chemgeo.2024.122186.[3] Li MYH.,Kwong HT,Williams-Jones AE,Zhou M-F. The thermodynamics of rare earth element liberation,mobilization and supergene enrichment during groundwater-regolith interaction. Geochimica et Cosmochimica Acta,2022,330:?258-277.文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2021.05.002.
    2025-03-20
  • 廣州地化所楊奕煊、朱潤良等：不同表面對MnOx納米顆粒結(jié)晶生長的耦合誘導(dǎo)效應(yīng)（GCA）
    納米礦物指僅以納米尺寸存在的礦物；礦物納米顆粒指以納米尺寸存在，但仍可以更大尺寸存在的礦物顆粒。納米礦物和礦物納米顆粒（Nanominerals and mineral nanoparticles,NMMNs）在大氣、海洋、地表水、土壤和沉積物環(huán)境中廣泛存在，具有高遷移能力和高表面反應(yīng)性，對環(huán)境物質(zhì)的遷移和轉(zhuǎn)化具有重要作用。NMMNs的反應(yīng)性受物相、尺寸和形貌制約，其微觀形成機制受到地球化學(xué)、環(huán)境科學(xué)、礦物學(xué)等領(lǐng)域廣泛關(guān)注。地球系統(tǒng)中各種物理化學(xué)反應(yīng)大多始于礦物表面；NMMNs的結(jié)晶生長過程同樣受礦物表面制約：礦物表面可通過界面相互作用制約NMMNs的成核速率和生長途徑，影響產(chǎn)物的物相、尺寸、形貌等。前人對NMMNs在純相表面上的異相結(jié)晶生長開展了大量研究；然而，尚不清楚共存不同物相表面如何影響上述過程。自然環(huán)境中，各種礦物普遍共存，常以異質(zhì)聚集體形式出現(xiàn)（例如地表環(huán)境中常見的鐵氧化物-黏土礦物聚集體）。異質(zhì)聚集體可以表現(xiàn)出各礦物組分耦合的表面反應(yīng)性（例如吸附、催化），因而極有可能對NMMNs的結(jié)晶生長產(chǎn)生復(fù)雜的耦合效應(yīng)。因此，了解異質(zhì)聚集體表面對NMMNs結(jié)晶生長的微觀作用機制有助于我們進一步認(rèn)識自然環(huán)境中NMMNs的形成過程。針對上述問題，中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所楊奕煊、朱潤良、何宏平等研究人員制備了鐵氧化物（水鐵礦）-黏土礦物（高嶺石/蒙脫石）異質(zhì)聚集體，探究了其對Mn(II)異相氧化及錳（氫）氧化物（MnOx）納米顆粒異相結(jié)晶生長的影響，主要得到以下認(rèn)識：水鐵礦可催化Mn(II)逐漸氧化去除，誘導(dǎo)MnOx納米顆粒異相成核。高嶺石、蒙脫石可快速吸附Mn(II)，但對Mn(II)氧化的催化作用較弱。水鐵礦表面形成的MnOx納米顆?？蛇w移至高嶺石/蒙脫石表面，與其發(fā)生相互作用，使不同體系中MnOx的生長途徑、微觀形貌產(chǎn)生顯著差異：水鐵礦體系中的MnOx可自由聚集并組裝形成納米線（圖1）；水鐵礦-高嶺石體系中，高嶺石表面靜電吸引使MnOx難以聚集，MnOx主要通過自催化Mn(II)氧化形成納米棒（圖2）；水鐵礦-蒙脫石體系中，蒙脫石表面強烈的靜電吸引使大量弱結(jié)晶MnOx納米纖維附著其在表面，后者進而組裝形成塊狀MnOx（圖3）。上述結(jié)果表明，共存鐵氧化物、黏土礦物在誘導(dǎo)Mn(II)氧化和MnOx納米顆粒結(jié)晶生長過程中存在“合作”關(guān)系，共同制約產(chǎn)物中Mn的氧化態(tài)與空間分布、MnOx的微觀形貌（圖4、5）。本研究率先揭示了不同表面在誘導(dǎo)NMMNs異相結(jié)晶生長過程中的耦合效應(yīng)。上述發(fā)現(xiàn)還對進一步理解環(huán)境中MnOx的形成-轉(zhuǎn)化、Mn的遷移-固定具有重要意義。本研究受國家杰出青年科學(xué)基金、國家自然科學(xué)基金、廣東省杰出青年基金等項目聯(lián)合資助。相關(guān)成果近期在線發(fā)表于Geochimica et Cosmochimica Acta。論文主要實驗數(shù)據(jù)在中國科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所電鏡中心完成測試。論文信息：Yang Y.?(楊奕煊),Chen Q.(陳情澤),?Liu J.?(劉晶),?Xing?J.?(邢介奇),Yang Y.?(楊宜坪),Zhu R.*(朱潤良),He H.?(何宏平),Hochella?M.F. (2025) Coupled effects of iron (hydr)oxides and clay minerals on the heterogeneous oxidation of aqueous Mn(II) and crystallization of manganese (hydr)oxides.?Geochimica et Cosmochimica Acta. 388,167–181.論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gca.2024.09.034圖 1 水鐵礦體系（Fhy）產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)特征：（A）TEM圖；（B）元素分布圖；（C）MnOx顆粒寬度分布圖（C）；（D）圖A中選區(qū)的HRTEM圖，顯示MnOx產(chǎn)物具有顆粒組裝結(jié)構(gòu)；（E）圖D中選定區(qū)域的IFFT圖，顯示顆粒邊界處位錯。圖 2 水鐵礦-高嶺石體系（Fhy-Kln）產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)特征：（A）TEM圖；（B）元素分布圖；（C）MnOx顆粒寬度分布圖；圖A中選區(qū)的HRTEM圖，顯示MnOx產(chǎn)物具有不同結(jié)構(gòu)：顆粒組裝（D）、核殼（E）、單晶（F）。圖 3水鐵礦-蒙脫石體系（Fhy-Mnt）產(chǎn)物微觀結(jié)構(gòu)特征：（A）TEM圖；（B）元素分布圖；圖A中不同選區(qū)的HRTEM圖，顯示MnOx產(chǎn)物具有顆粒組裝結(jié)構(gòu)：（C）MnOx納米纖維、（D）塊狀MnOx、（E）MnOx納米纖維-塊狀MnOx交界處；（F、G、c1-c4）對應(yīng)圖D全局、圖E全局、圖C選區(qū)的FFT圖。圖 4 水鐵礦、水鐵礦-高嶺石、水鐵礦-蒙脫石體系產(chǎn)物的Mn-L2,3電子能量損失譜（EELS）面掃結(jié)果，顯示Mn平均氧化態(tài)（AOS）的納米尺度二維空間分布特征。圖 5 水鐵礦-高嶺石、水鐵礦-蒙脫石體系中MnOx納米顆粒的結(jié)晶生長機制示意圖。
    2025-03-20
  • 南海所?|?南海海草床碳儲能力及變化機制獲新認(rèn)知
    近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所黃小平研究團隊在南海海草床的碳儲能力及變化機制的研究獲得新認(rèn)知。相關(guān)成果“Improving carbon budgets by accounting for inorganic carbon in seagrass ecosystems”發(fā)表在生態(tài)學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Global Change Biology上（博士生任玉正為第一作者，副研究員劉松林和研究員黃小平為共同通訊作者），以及“Nutrient loading accelerates breakdown of refractory dissolved organic carbon in seagrass ecosystem waters”發(fā)表在環(huán)境科學(xué)領(lǐng)域頂級期刊Water Research上（副研究員張霞和副研究員劉松林為論文共同第一作者，研究員黃小平為通訊作者）。海草床是重要的藍(lán)碳生態(tài)系統(tǒng)，盡管其分布面積小于海洋面積的0.2%，但其對海洋有機碳埋藏的貢獻(xiàn)卻超過10%，對調(diào)節(jié)全球氣候變化具有重要作用。海草床有機碳是貢獻(xiàn)碳儲的關(guān)鍵，但海草床無機碳的原位生產(chǎn)會導(dǎo)致CO2的釋放從而抵消其有機碳存儲，但目前關(guān)于海草床無機碳的生產(chǎn)會抵消多少有機碳存儲，在國際上仍有巨大爭議。同時，海草床有機碳中的惰性組分是其有機碳存儲穩(wěn)定性的重要表征，但會受到營養(yǎng)負(fù)荷等人類活動的影響，營養(yǎng)負(fù)荷對海草床有機碳穩(wěn)定性的影響機制，仍缺乏深入認(rèn)知。因此，厘清海草床無機碳對有機碳存儲的影響，并揭示有機碳存儲穩(wěn)定性對營養(yǎng)負(fù)荷的響應(yīng)，可為準(zhǔn)確評估海草床碳儲能力，以及海草床有機碳的長期儲存的變化機理提供科學(xué)依據(jù)。以我國南海近岸海草床為研究對象，通過大范圍調(diào)查研究，南海近岸海草床沉積物無機碳儲量為1.53~203.17 Mg C ha-1，其儲量主要受到海草生物量和底質(zhì)類型的調(diào)控。利用無機碳的碳-氧同位素技術(shù)探究其無機碳的來源，研究發(fā)現(xiàn)受陸地徑流影響的海草床其無機碳幾乎全部來自于陸源輸入，而主要受海水控制的大部分海草床多來源于鄰近珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)的輸入。利用貝葉斯模型計算其外源輸入貢獻(xiàn)，發(fā)現(xiàn)約70~100%的海草床沉積物無機碳通過陸源或臨近的珊瑚礁生態(tài)系統(tǒng)輸入（圖1）。這表明海草床僅有較少部分沉積物無機碳在原位生產(chǎn)，對有機碳存儲能力的影響有限，該成果為準(zhǔn)確評估全球海草床碳儲能力提供了重要的技術(shù)方法。利用近1年的連續(xù)室內(nèi)模擬實驗，探究營養(yǎng)負(fù)荷對南海海草床溶解有機碳存儲能力的影響。研究發(fā)現(xiàn)，營養(yǎng)負(fù)荷通過促進細(xì)菌中海洋球菌屬（Oceanococcus）和磁螺旋菌屬（Magnetospira），以及真菌的金黃擔(dān)子菌屬（Aureobasidium）和外瓶霉屬（Exophiala）的等K-選擇微生物的豐度，促進了海水中芳香類腐殖質(zhì)的轉(zhuǎn)化，使南海海草床水體中惰性溶解有機碳含量下降了15~27%（圖2）。通過估算，營養(yǎng)負(fù)荷可導(dǎo)致南海海草床溶解有機碳的儲量下降了16~51 Mg yr-1。該研究表明營養(yǎng)負(fù)荷會顯著降低海草床溶解有機碳存儲的穩(wěn)定性，這對海草床溶解有機碳存儲穩(wěn)定性的變化機制形成了新的認(rèn)知，并為海草床保護與管理提供了重要的科學(xué)依據(jù)。該研究主要得到了國家重點研發(fā)計劃項目、國家自然科學(xué)基金項目、廣東省科技計劃項目、中國科學(xué)院青年創(chuàng)新促進會項目，以及海南省科技專項資助等的資助。圖1?南海海草床無機碳的來源貢獻(xiàn)概念圖圖2?營養(yǎng)負(fù)荷對海草床有機碳組分影響的概念圖相關(guān)論文信息：Yuzheng Ren,Songlin Liu*,Jiening Liang,Anirban Akhand,Hongxue Luo,Zhijian Jiang,Yunchao Wu,Xiaoping Huang*,Peter I. Macreadie. Improving carbon budgets by accounting for inorganic carbon in seagrass ecosystems. Global Change Biology,2025,31: e70060.Xia Zhang+,Songlin Liu+,Yunchao Wu,Hongxue Luo,Yuzheng Ren,Jiening Liang,Xiaoping Huang*,Peter I. Macreadie. Nutrient loading accelerates breakdown of refractory dissolved organic carbon in seagrass ecosystem waters. Water Research,2025,273,123017.文章鏈接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/gcb.70060??????????https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0043135424019171
    2025-03-20
  • 南海所科研人員在南海北部發(fā)現(xiàn)橈足類新物種
    中國科學(xué)院南海海洋研究所發(fā)現(xiàn)并描述了橈足類怪水蚤目新物種——擬巨大怪水蚤Monstrilla pseudograndis（圖1），相關(guān)成果于3月18日在經(jīng)典分類學(xué)雜志ZooKeys上正式發(fā)表，這是首個由我國科研工作者發(fā)現(xiàn)的怪水蚤屬Monstrilla新物種。文章作者為南海海洋生物標(biāo)本館周志乾，連喜平和譚燁輝。圖1?擬巨大怪水蚤新種Monstrilla pseudograndis?sp. nov.，雌性正模。A. 整體背面觀；B. 整體側(cè)面觀；C. 整體腹面觀。A–C共用同一比例尺。怪水蚤目物種因其復(fù)雜而又有趣的生活史而備受解剖學(xué)家和動物學(xué)家的關(guān)注。其幼體寄生于多毛類、軟體動物等海洋底棲無脊椎動物，成體轉(zhuǎn)變?yōu)楦∮紊钸M行繁殖，期間不再攝食。研究團隊于2023年6月在廣西北部灣近岸海域（21°22'53"N,108°19'38"E）15米水深處采集到擬巨大怪水蚤雌性標(biāo)本。擬巨大怪水蚤雌性頭胸部表面光滑；額區(qū)中部凹陷，第一觸角基部兩側(cè)具短感覺毛和小剛毛；頭胸部腹面具4對對稱排列的乳頭狀疤痕。第1-4胸足外肢刺較短。第5胸足雙葉型，外葉細(xì)長具3羽狀剛毛，內(nèi)葉較短具2羽狀剛毛且內(nèi)緣基部具指狀突起。尾叉各具6根發(fā)達(dá)尾剛毛（圖2）。通過顯微解剖和形態(tài)比較與近似種區(qū)分開來（表1）。圖2擬巨大怪水蚤新種Monstrilla pseudograndis sp. nov.，雌性正模。A. 頭胸部腹面觀（箭頭示乳頭狀疤痕）；B. 頭胸部前部腹面觀（s1 = 感覺毛；s2 = 剛毛）；C. 生殖后體節(jié)及尾叉腹面觀；D–G. 第1–4胸足。D–G共用同一比例尺。表1 雌性近似種與擬巨大怪水蚤新種Monstrilla pseudograndis sp. nov.的主要特征對比該研究得到中國科學(xué)院生物分類學(xué)科學(xué)家崗位、國家動物標(biāo)本資源庫、粵西熱帶海洋生態(tài)環(huán)境廣東省野外科學(xué)觀測研究站以及中國科學(xué)院戰(zhàn)略生物資源能力建設(shè)項目支持。中國科學(xué)院南海海洋研究所南海海洋生物標(biāo)本館碩士研究生周志乾為第一作者，高級工程師連喜平擔(dān)任通訊作者。相關(guān)論文信息：Zhou,Zhiqian,Lian Xiping*,Tan Yehui. 2025. A new species of Monstrilla(Copepoda,Monstrilloida)in coastal waters of northern South China Sea. ZooKeys 1232: 237-248.文章鏈接：https://doi.org/10.3897/zookeys.1232.144830
    2025-03-19
  • 南極真菌來源抗呼吸道合胞病毒籠狀螺環(huán)酰胺的發(fā)現(xiàn)及機制研究獲新進展
    近日，中國科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點實驗室（LMB）劉永宏團隊在南極來源抗呼吸道合胞病毒次級代謝產(chǎn)物的發(fā)現(xiàn)領(lǐng)域取得新進展。相關(guān)成果“Spirochrains A?D,Four Caged [5,6,5] Spirocyclic Amides from an Antarctic Fungus Aspergillus ochraceopetaliformis SCSIO 05702 with Anti-RSV Activities”以封面文章發(fā)表于Organic Letters《有機化學(xué)通訊》。中國科學(xué)院南海海洋研究所博士生叢夢靜、助理研究員李艷芹，南方醫(yī)科大學(xué)博士生李銀燕為共同第一作者，LMB研究員王俊鋒、劉永宏，南方醫(yī)科大學(xué)教授楊潔為共同通訊作者。呼吸道合胞病毒（RSV）是全球幼兒和高危人群急性下呼吸道感染最常見的誘因之一。據(jù)估計，呼吸道合胞病毒每年導(dǎo)致超過3300萬例5歲以下兒童感染。但利巴韋林等治療藥物由于其毒性和有限療效，臨床應(yīng)用受到限制。團隊前期從南極真菌A. ochraceopetaliformis SCSIO 05702中發(fā)現(xiàn)一系列結(jié)構(gòu)新穎的次級代謝產(chǎn)物，包括抑制H1N1,H3N2流感病毒活性混源萜Ochraceopones A?E（J. Nat. Prod.,2016,79,59）,抗炎活性蛇麻烷型倍半萜Ochracenes A?I（J. Nat. Prod.,2017,80,1725）和戊酮噻吩O(shè)chrathinols A 和 B（Phytochemisty, 2023,208,113593）。此外聯(lián)合中國科學(xué)院南海海洋研究所研究員閆巖團隊闡明了混源萜Ochraceopone A生物合成機制（Angew. Chem. Int. Ed.,2024,63,e202403365）。其中直線型混源萜Ochraceopone及蛇麻烷型倍半萜Ochracene被Natural Product Reports評選為熱點化合物Hot off the Press。研究團隊進一步優(yōu)化發(fā)酵A. ochraceopetaliformis SCSIO 05702發(fā)現(xiàn)了4個結(jié)構(gòu)新穎的氮雜螺環(huán)酰胺Spirochrains A?D，通過波譜學(xué)分析與量子化學(xué)計算確定了Spirochrains立體結(jié)構(gòu)。當(dāng)3位羥基未甲基化時，分子中酮酰胺結(jié)構(gòu)會導(dǎo)致自發(fā)互變。基因組學(xué)及生物信息學(xué)分析定位了負(fù)責(zé)螺環(huán)酰胺生物合成基因簇，并對其生物合成途徑進行了推測?？共《狙芯勘砻?，Spirochrains A?D對RSV病毒具有不同程度的抑制作用，通過檢測RSV病毒入侵宿主細(xì)胞不同時期的基因轉(zhuǎn)錄和蛋白表達(dá)，揭示Spirochrain B靶向結(jié)合RSV-G蛋白來阻止病毒吸附宿主細(xì)胞。構(gòu)效關(guān)系分析表明螺環(huán)酰胺分子中環(huán)己烷鄰二醇構(gòu)型以及3位羥基在抗RSV感染中發(fā)揮重要作用。圖1. 南極真菌A. ochraceopetaliformis代謝產(chǎn)物類型多樣性與合成途徑解析圖2. Spirochrain B抗RSV病毒感染研究該研究挖掘南極真菌次級代謝潛能，為抗RSV感染治療提供了新的先導(dǎo)分子。上述研究工作得到了國家重點研發(fā)計劃、廣東省區(qū)域聯(lián)合基金重點項目、國家自然科學(xué)基金、廣東省特支計劃本土創(chuàng)新團隊項目等資助。論文信息：Mengjing Cong#,Yinyan Li#,Yanqin Li#,Xiangliu Chen,Xiaoyan Pang,Yan Yan,Xinpeng Tian,Yonghong Liu*,Jie Yang*,Junfeng Wang*.Spirochrains A–D,Four Caged [5,6,5] Spirocyclic Amides from an Antarctic Fungus Aspergillus ochraceopetaliformis SCSIO 05702 with Anti-RSV Activities,2025,27,2295-2299.文章鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.orglett.4c04371
    2025-03-17