科研進(jìn)展
  • 華南植物園揭示轉(zhuǎn)錄因子相分離精確調(diào)控植物開花的分子機(jī)制
    相分離作為生物大分子在細(xì)胞內(nèi)形成無膜結(jié)構(gòu)，在生物體的發(fā)育和信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)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(guān)鍵基因FLOWERING LOCUS T (FT)的表達(dá)，進(jìn)而促進(jìn)植物成花轉(zhuǎn)換。而相分離在這個(gè)過程中是否發(fā)揮作用以及具體的分子機(jī)制仍不清楚。近日，中國科學(xué)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(xué)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(jī)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(jī)制和調(diào)控功能，研究人員分別利用原生質(zhì)體、體外實(shí)驗(yàn)體系以及轉(zhuǎn)基因植株檢測(cè)這些轉(zhuǎn)錄因子對(duì)FT基因表達(dá)的調(diào)控。結(jié)果發(fā)現(xiàn)，CO蛋白在光信號(hào)響應(yīng)下逐漸積累，并從擴(kuò)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(jià)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(kuò)散凝聚體的形成，后者會(huì)阻礙FT表達(dá)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(dòng)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(gè)多谷氨酰胺（polyQ）基序，通過優(yōu)化谷氨酰胺殘基重復(fù)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(shí)別特定的FT啟動(dòng)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(guān)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(jìn)程，為植物光周期成花途徑機(jī)制的認(rèn)識(shí)提供了新的見解。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊The EMBO Journal上。中國科學(xué)院華南植物園博士后黃翔和新加坡南洋理工大學(xué)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(xiàng)研究得到廣州市科技計(jì)劃、廣東省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)計(jì)劃等項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://www.embopress.org/doi/full/10.1038/s44318-024-00293-0?
    2024-12-04
  • 底泥板結(jié)對(duì)洞庭湖沉水植物退化的影響機(jī)制及恢復(fù)取得新進(jìn)展
    氣候變化和人類活動(dòng)加劇（如大壩建設(shè)）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(jí)生產(chǎn)者，對(duì)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(yán)重，部分區(qū)域甚至消失，對(duì)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構(gòu)成較大威脅。自三峽大壩運(yùn)行后，洞庭湖水文情勢(shì)巨變，旱季延長，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時(shí)間延長，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結(jié)現(xiàn)象。然而，有關(guān)底泥板結(jié)對(duì)沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復(fù)是當(dāng)前面臨的新情況，新特征。氣候變化和人類活動(dòng)加?。ㄈ绱髩谓ㄔO(shè)）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(jí)生產(chǎn)者，對(duì)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(yán)重，部分區(qū)域甚至消失，對(duì)湖區(qū)生態(tài)環(huán)境健康構(gòu)成較大威脅。自三峽大壩運(yùn)行后，洞庭湖水文情勢(shì)巨變，旱季延長，落水期提前，使以前未暴露的湖底出露時(shí)間延長，在旱季出現(xiàn)了大面積的底泥板結(jié)現(xiàn)象。然而，有關(guān)底泥板結(jié)對(duì)沉水植被的影響以及特定水文條件改變后如何恢復(fù)是當(dāng)前面臨的新情況，新特征。針對(duì)上述問題，中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所謝永宏研究員團(tuán)隊(duì)依托洞庭湖站研究平臺(tái)，結(jié)合野外調(diào)查和受控實(shí)驗(yàn)等方法，分析了底泥板結(jié)特性及對(duì)沉水植物生長的影響，同時(shí)探討了多種底泥修復(fù)措施對(duì)沉水植物生長的促進(jìn)效果。研究結(jié)果表明：1）底泥板結(jié)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(tuán)聚體（＞2mm）的比例在板結(jié)底泥（63.93–85.88%）較未板結(jié)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(jié)底泥中細(xì)菌和真菌的豐富度顯著高于未板結(jié)底泥，真菌群落結(jié)構(gòu)主要受板結(jié)程度影響，細(xì)菌群落結(jié)構(gòu)則主要受垂直深度的影響；3）底泥板結(jié)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(shí)板結(jié)和水位的共同作用導(dǎo)致沉水植物整體根系變短；4）底泥修復(fù)措施對(duì)沉水植物生長的促進(jìn)效果不同：一方面單獨(dú)底泥疏松處理可以增加沉水植物生物量，促進(jìn)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(yīng)，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(duì)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(fù)沉水植物時(shí)，可以根據(jù)沉水植物生長型不同采取針對(duì)性的底泥修復(fù)措施，以達(dá)到最佳效果。上述結(jié)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(xué)聯(lián)合基金和青年基金項(xiàng)目、湖南省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目等資助。洞庭湖底泥板結(jié)狀況和受控實(shí)驗(yàn)平臺(tái)
    2024-12-03
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物可以治療牛皮癬
    銀屑病俗稱“牛皮癬”，是一種慢性復(fù)發(fā)性炎癥性疾病，全球發(fā)病率約為2%。銀屑病的臨床癥狀主要為表皮增厚、表皮上層角化過度伴角化不全，表皮微膿腫和中性粒細(xì)胞大量募集造成的炎癥性浸潤等。在我國云南思茅地區(qū)，木豆葉[Cajanus cajan (L.) Millsp]長期被用來治療多種皮膚性疾病。中國科學(xué)院華南植物園戰(zhàn)略植物資源保育與利用團(tuán)隊(duì)研究發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物（EXT）具有治療牛皮癬的潛力，并在細(xì)胞和分子水平上闡明了作用機(jī)制。中國科學(xué)院華南植物園植物中心博士后朱寶君和姚李媛等科研人員，首先以HaCaT細(xì)胞為研究對(duì)象，通過免疫熒光和熒光定量分析技術(shù)，發(fā)現(xiàn)木豆葉提取物可激活芳香烴受體AhR的相對(duì)表達(dá)并促進(jìn)其蛋白核轉(zhuǎn)移，初步證明其可能具有治療牛皮癬的作用。隨后以咪喹莫特誘導(dǎo)的小鼠銀屑病模型為研究對(duì)象，通過轉(zhuǎn)錄組學(xué)和蛋白組學(xué)分析技術(shù)，闡明了木豆葉提取物通過下調(diào)多種趨化因子（Ccl2、Ccl20和Cxc5等）、炎癥性細(xì)胞因子（IL7a、Il19、Il22和Il23等）和角質(zhì)形成細(xì)胞分化相關(guān)基因（Lce和Sprr家族基因），激活A(yù)hR及其下游調(diào)控基因（Cyp450家族基因），達(dá)到緩解銀屑病癥狀的目的。該研究為基于植物來源的天然產(chǎn)物抗銀屑病藥物的研發(fā)提供科學(xué)依據(jù)和物質(zhì)基礎(chǔ)，也為木豆葉這一重要的生物資源的高值化應(yīng)用提供了理論依據(jù)。相關(guān)研究成果已近期發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Ethnopharmacology（《民族藥理學(xué)雜志》）。華南植物園博士后朱寶君和姚李媛為共同第一作者，趙麗云助理研究員和邱聲祥研究員為共同通訊作者。（論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jep.2024.119109）圖1. 木豆葉及主要菧類化學(xué)成分圖2. 木豆葉提取物對(duì)HaCaT細(xì)胞AhR及其下游調(diào)控基因CYP1A1的激活和促核轉(zhuǎn)移作用圖3. 木豆葉提取物（EXT）治療銀屑病的作用和潛在分子作用機(jī)制
    2024-12-01
  • 華南植物園真菌異養(yǎng)植物與菌根真菌的共生關(guān)系研究獲新進(jìn)展
    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(yīng)并適應(yīng)各種生物和非生物脅迫，從而進(jìn)入新的生境乃至占領(lǐng)新的生態(tài)位，最終推動(dòng)物種分化。真菌異養(yǎng)植物（Mycoheterotrophic plants）是植物-真菌互作驅(qū)動(dòng)植物進(jìn)化的經(jīng)典案例，以其獨(dú)特的營養(yǎng)方式、與光合自養(yǎng)植物截然不同的進(jìn)化方向備受關(guān)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(guān)系從祖先的互利共生轉(zhuǎn)變?yōu)榧纳以谶@種關(guān)系轉(zhuǎn)變過程中往往發(fā)生真菌合作者的轉(zhuǎn)變，同時(shí)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(jìn)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(jìn)而發(fā)生物種分化，這也是植物-真菌互作推動(dòng)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(guān)系，且這些真菌往往具有較近的系統(tǒng)發(fā)育關(guān)系。然而，當(dāng)前對(duì)真菌異養(yǎng)植物的起源與進(jìn)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(jī)制仍困擾著眾多研究者。為探究這一科學(xué)問題，中國科學(xué)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(jìn)行了相關(guān)研究。研究團(tuán)隊(duì)對(duì)水玉簪屬各物種開展了廣泛采樣，通過高通量測(cè)序等手段，對(duì)水玉簪屬7個(gè)植物種、16個(gè)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(jié)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(guān)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(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，導(dǎo)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(jìn)了植物中真菌特異性的發(fā)生。相關(guān)研究結(jié)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(xué)》）。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(xué)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(jié)構(gòu)。A.水玉簪不同物種中真菌群落系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)；B.伴生植物中菌根真菌群落的系統(tǒng)發(fā)育結(jié)構(gòu)；C.水玉簪與伴生植物中真菌群落的關(guān)系；D.水玉簪伴生植物中真菌群落的聚類結(jié)構(gòu)。
    2024-12-01
  • 螯合鐵施加降低水稻鎘砷積累機(jī)制研究取得新進(jìn)展
    鎘 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表現(xiàn)出強(qiáng)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(jìn)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(guān)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(duì)鎘砷共同污染下水稻吸收積累鎘砷的影響及其作用機(jī)制尚不明確。鎘 （Cd） 和砷 （As） 在土壤中表現(xiàn)出強(qiáng)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(jìn)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(guān)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(duì)鎘砷共同污染下水稻吸收積累鎘砷的影響及其作用機(jī)制尚不明確。中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所黃道友研究員團(tuán)隊(duì)采用盆栽試驗(yàn)，研究了不同量EDTA·Na2Fe施用對(duì)土壤鎘砷有效性、根表鐵膜形成及其對(duì)鎘砷固定和鎘砷在水稻植株中轉(zhuǎn)運(yùn)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(duì)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(yùn)來降低籽粒鎘和砷含量。研究還發(fā)現(xiàn)當(dāng)EDTA·Na2Fe施用量為50 mg Fe kg-1時(shí)，籽粒鎘和砷同時(shí)降低效果最佳。該研究為稻田土壤鎘砷復(fù)合污染的治理提供了新的思路，對(duì)減少水稻籽粒鎘和砷含量，減輕其對(duì)人體健康的威脅具有指導(dǎo)意義。該項(xiàng)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(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、湖南省科技計(jì)劃項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接螯合鐵添加降低水稻鎘砷積累機(jī)制
    2024-11-27
  • 廣州能源所空氣源170℃工業(yè)蒸汽熱泵機(jī)組開發(fā)成功并完成驗(yàn)收
    近日，由中國科學(xué)院廣州能源研究所儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)承接的2023年度東方鍋爐對(duì)外“揭榜掛帥”科研項(xiàng)目“適用于工業(yè)園區(qū)綜合能源項(xiàng)目的熱泵技術(shù)方案開發(fā)”在四川成都通過驗(yàn)收。近日，由中國科學(xué)院廣州能源研究所儲(chǔ)能技術(shù)團(tuán)隊(duì)承接的2023年度東方鍋爐對(duì)外“揭榜掛帥”科研項(xiàng)目“適用于工業(yè)園區(qū)綜合能源項(xiàng)目的熱泵技術(shù)方案開發(fā)”在四川成都通過驗(yàn)收。廣州能源所馮自平科研團(tuán)隊(duì)聯(lián)合東方電氣集團(tuán)東方鍋爐股份有限公司，采用自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的直接蒸發(fā)式熱泵蒸汽技術(shù)，解決了高溫高效雙側(cè)相變蒸發(fā)分離、寬溫域環(huán)境自適應(yīng)性調(diào)節(jié)、級(jí)間循環(huán)熱量高效耦合、170℃蒸汽穩(wěn)定制備控制等一系列技術(shù)難題，開發(fā)出適應(yīng)﹣15℃-35℃環(huán)境溫度的空氣源170℃工業(yè)蒸汽熱泵機(jī)組，擴(kuò)寬了熱泵的供熱范圍。本項(xiàng)目開發(fā)的示范機(jī)組經(jīng)第三方機(jī)構(gòu)測(cè)試，在環(huán)境溫度27℃條件下，制取蒸汽溫度為170±1℃，蒸汽壓力為0.77±0.1bar，平均制取蒸汽流量為1.034t/h，平均制熱量為759.89kW，平均耗電功率為478.4kW，平均COP為1.58。驗(yàn)收會(huì)現(xiàn)場(chǎng)空氣源170℃工業(yè)蒸汽熱泵示范機(jī)組
    2024-11-27
  • 中國工程院咨詢項(xiàng)目《棗莊國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢》啟動(dòng)會(huì)在亞熱帶生態(tài)所召開
    11月26號(hào)，中國工程院戰(zhàn)略研究與咨詢項(xiàng)目《棗莊國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢》啟動(dòng)會(huì)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所召開。11月26號(hào)，中國工程院戰(zhàn)略研究與咨詢項(xiàng)目《棗莊國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略咨詢》啟動(dòng)會(huì)在中國科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所召開。中國工程院院士、亞熱帶生態(tài)所首席科學(xué)家印遇龍，亞熱帶生態(tài)所黨委書記譚支良，中國工程院院士、湖南師范大學(xué)校長劉仲華，中國工程院院士、湖南省農(nóng)業(yè)科學(xué)院黨委書記柏連陽，歐洲科學(xué)院院士、山東大學(xué)微生物技術(shù)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任張友明，中國工程科技發(fā)展戰(zhàn)略山東研究院執(zhí)行院長王曉斌，山東科技廳黨組成員、山東創(chuàng)發(fā)院院長劉峰，山東棗莊市科技局書記、局長周慧，湖南林業(yè)科學(xué)院李昌珠院長，湖南師范大學(xué)李建中教授，亞熱帶生態(tài)所孔祥峰研究員，亞熱帶生態(tài)所科技處鄧正苗副處長，及課題組主要成員參加會(huì)議。會(huì)議由印遇龍主持。會(huì)上，譚支良介紹了參會(huì)人員并致歡迎詞，王曉斌、劉峰先后代表項(xiàng)目管理公司和山東省科技廳致詞。周慧就關(guān)于提高棗莊國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)發(fā)展戰(zhàn)略的項(xiàng)目背景進(jìn)行了介紹。鄧正苗表示，研究所將為本項(xiàng)目提供良好的支持和服務(wù)。印遇龍、曾慶元、鐘永光、馬欣以及邵超峰等分別就項(xiàng)目和各課題內(nèi)容進(jìn)行了匯報(bào)。與會(huì)專家圍繞棗莊國家可持續(xù)發(fā)展議程創(chuàng)新示范區(qū)的科技發(fā)展引領(lǐng)產(chǎn)業(yè)發(fā)展的短板與問題，及面臨的機(jī)遇和挑戰(zhàn)進(jìn)行了深入探討。印遇龍作總結(jié)發(fā)言，并部署了項(xiàng)目工作計(jì)劃。他強(qiáng)調(diào)，項(xiàng)目組成員要重視棗莊示范區(qū)的投入與建設(shè)，要發(fā)揮項(xiàng)目組各自優(yōu)勢(shì)，進(jìn)一步加強(qiáng)合作交流，使項(xiàng)目研究成果始終圍繞項(xiàng)目的整體布局，進(jìn)而形成一個(gè)有機(jī)的整體，把團(tuán)隊(duì)在可持續(xù)發(fā)展方面取得的研究成果在棗莊落地，讓研究成果在棗莊充分發(fā)揮出科技引領(lǐng)作用，助力傳統(tǒng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。會(huì)議現(xiàn)場(chǎng)合影
    2024-11-26
  • 廣州能源研究所在CO2和生物基呋喃共轉(zhuǎn)化研究方面取得進(jìn)展
    近日，中國科學(xué)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(lǐng)域取得了新進(jìn)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(shí)顯著減少積碳，開辟了可持續(xù)化學(xué)品生產(chǎn)的新路徑。相關(guān)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(yīng)用化學(xué)》（Angewandte Chemie International Edition）。近日，中國科學(xué)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(lǐng)域取得了新進(jìn)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(shí)顯著減少積碳，開辟了可持續(xù)化學(xué)品生產(chǎn)的新路徑。相關(guān)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(yīng)用化學(xué)》（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(shí)也使得目標(biāo)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(jì)（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(yīng)的穩(wěn)定性，穩(wěn)定運(yùn)行時(shí)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(shí)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(jìn)表征技術(shù)進(jìn)一步揭示了ZnMoO4/ZSM-5催化劑選擇性地調(diào)控反應(yīng)中間體和反應(yīng)路徑的作用機(jī)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(xué)基金項(xiàng)目、國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃和廣東省杰出青年基金項(xiàng)目的資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1002/ange.202420779
    2024-11-26
  • 廣州能源所在動(dòng)力電池回收利益相關(guān)方策略演化研究方面取得新進(jìn)展
    近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略與碳資產(chǎn)研究中心蔡國田研究員團(tuán)隊(duì)在動(dòng)力電池回收利益相關(guān)方策略演化研究方面取得新進(jìn)展。近日，中國科學(xué)院廣州能源研究所能源戰(zhàn)略與碳資產(chǎn)研究中心蔡國田研究員團(tuán)隊(duì)在動(dòng)力電池回收利益相關(guān)方策略演化研究方面取得新進(jìn)展。隨著全球電動(dòng)汽車保有量的迅速增長，對(duì)動(dòng)力電池的需求激增，導(dǎo)致鈷、鎳等稀有金屬資源的壓力增大，同時(shí)廢舊電池的處置也帶來了潛在的環(huán)境污染問題。動(dòng)力電池的回收利用被視為解決這些挑戰(zhàn)的有效途徑。該研究構(gòu)建了一個(gè)包含地方政府、電池正極材料制造商和電池組裝制造商三方的演化博弈模型，結(jié)合系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)模擬方法，深入分析了動(dòng)力電池回收中利益相關(guān)者的行為機(jī)制，識(shí)別了影響其策略轉(zhuǎn)變的關(guān)鍵因素（圖1）。通過對(duì)政府補(bǔ)貼和懲罰力度、電池銷量、碳價(jià)格、歐盟電池法規(guī)影響系數(shù)、電動(dòng)汽車制造商的低碳采購偏好等十個(gè)關(guān)鍵外生變量的影響分析，研究揭示了這些因素對(duì)企業(yè)策略選擇的影響程度和方式。圖1 動(dòng)力電池回收三方演化博弈-系統(tǒng)動(dòng)力學(xué)研究框架研究結(jié)果表明，政府的補(bǔ)貼和懲罰等政策手段在引導(dǎo)企業(yè)策略方面起到了關(guān)鍵作用。然而，過高的補(bǔ)貼（本研究中為超過210萬元人民幣）將導(dǎo)致正極材料制造商對(duì)補(bǔ)貼產(chǎn)生路徑依賴，削弱企業(yè)的自主創(chuàng)新能力。市場(chǎng)因素，如電池銷量的增加和電動(dòng)汽車制造商對(duì)低碳采購的偏好，顯著激勵(lì)了正極材料制造商采用回收策略，并鼓勵(lì)電池組裝制造商開發(fā)可回收設(shè)計(jì)。此外，歐盟電池法規(guī)的出臺(tái)、碳價(jià)格的上升以及將正極材料制造商納入碳交易體系，被識(shí)別為是促使企業(yè)采用電池回收策略的積極因素。圖2 系統(tǒng)演化路徑下各利益相關(guān)者策略選擇的變化該研究闡明了動(dòng)力電池回收中行為模式和關(guān)鍵激勵(lì)因素的復(fù)雜互動(dòng)，為政策制定者提供了有價(jià)值的理論參考。研究建議，政府應(yīng)在政策制定中平衡短期激勵(lì)和長期企業(yè)自主性的培養(yǎng)，避免過度依賴補(bǔ)貼導(dǎo)致的“路徑依賴”問題，建議設(shè)置補(bǔ)貼的退出機(jī)制。對(duì)于高碳排放的正極材料制造商，建議將其納入碳交易體系，通過市場(chǎng)化手段促使其降低碳排放。與此同時(shí)，鼓勵(lì)電動(dòng)汽車制造商在采購中優(yōu)先選擇低碳足跡、可回收設(shè)計(jì)的電池，有助于提升電池包制造商采用可回收設(shè)計(jì)策略的積極性，推動(dòng)產(chǎn)業(yè)鏈上下游的協(xié)同綠色轉(zhuǎn)型。研究得到了國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國科學(xué)院戰(zhàn)略性先導(dǎo)科技專項(xiàng)、廣東省重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、中國工程院項(xiàng)目等資助。相關(guān)研究成果以Deciphering Stakeholder Strategies in Electric Vehicle Battery Recycling: Insights from a Tripartite Evolutionary Game and System Dynamics為題，發(fā)表于Journal of Cleaner Production期刊。原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.jclepro.2024.142174
    2024-11-25
  • 華南植物園揭示水壩有助于土壤有機(jī)碳固持及氮磷沉積固持及氮磷沉積
    紅樹林沉積物對(duì)碳固持和氮磷沉積起著重要作用，進(jìn)而在調(diào)節(jié)全球變暖和吸附海洋污染方面具有重要意義。然而，隨著農(nóng)業(yè)活動(dòng)和水產(chǎn)養(yǎng)殖的增加，越來越多的水壩開始圍繞紅樹林濕地建設(shè)，導(dǎo)致這些區(qū)域的土壤和沉積物發(fā)生變化。然而，水壩建設(shè)對(duì)紅樹林濕地土壤碳積累和氮磷沉積的具體影響仍不清楚。為了解決這一科學(xué)問題，中國科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心研究人員在珠江口開展了相關(guān)研究。研究團(tuán)隊(duì)選取了一個(gè)自然紅樹林濕地（坦頭村）和一個(gè)被水壩圍繞的紅樹林濕地（南沙濕地公園）進(jìn)行對(duì)比研究。為了明確水壩建設(shè)的影響，研究人員通過測(cè)定土壤剖面的210Pb含量，確定了水壩建設(shè)前后土壤的沉積深度。此外，研究還分析了水壩建設(shè)前后土壤系統(tǒng)（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳、氮、磷含量。研究結(jié)果表明，在水壩建設(shè)之前，兩個(gè)紅樹林濕地的碳、氮、磷含量相近。然而，在水壩建設(shè)之后，被水壩圍繞的紅樹林濕地的碳、氮、磷含量顯著高于自然紅樹林濕地，表明水壩有助于土壤有機(jī)碳的固持以及氮磷的沉積。此外，比較兩個(gè)紅樹林濕地的土壤碳氮磷化學(xué)計(jì)量特征發(fā)現(xiàn)，水壩顯著增加了土壤中碳的積累深度，這表明水壩未來將會(huì)持續(xù)促進(jìn)碳的積累。本研究強(qiáng)調(diào)了濱海管理措施，特別是水壩建設(shè)，對(duì)紅樹林濕地碳積累和氮磷污染沉積的重要作用。這些發(fā)現(xiàn)為濱海濕地保護(hù)與修復(fù)提供了新的科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果以“Responses of depth-dependence of C:N:P stoichiometry to check dam in mangrove wetlands”為題在線發(fā)表在國際學(xué)術(shù)期刊Journal of Environmental Management（《環(huán)境管理雜志》）。中國科學(xué)院華南植物園博士研究生黃幸運(yùn)為論文第一作者，研究組長、小良站站長王法明研究員為論文通訊作者。該研究得到國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國家自然科學(xué)基金、“一帶一路”國家與國際科學(xué)組織聯(lián)盟等項(xiàng)目的資助。圖1. 水壩對(duì)紅樹林濕地土壤碳氮磷含量和深度獨(dú)立性影響的概念圖圖2. 兩個(gè)不同紅樹林濕地土壤系統(tǒng)（土壤、微生物生物量和酶活性）的碳氮磷含量
    2024-11-20