科研進(jìn)展
  • 陸海統(tǒng)籌背景下珠江口新污染物生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控研究的新進(jìn)展
    近日，中國(guó)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(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐向榮團(tuán)隊(duì)在基于陸海統(tǒng)籌思路下珠江口有機(jī)磷阻燃劑生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控方面取得了最新研究進(jìn)展。相關(guān)成果以“Organophosphate flame retardants and their metabolites in the Pearl River Estuary: Occurrence, influencing factors, and ecological risk control strategies based on a mass balance model”為題發(fā)表于Environment International（2024, 184: 108478）。博士生黃倩怡為論文第一作者，副研究員侯瑞和研究員徐向榮為通訊作者。以有機(jī)磷阻燃劑（OPFRs）為代表的塑料添加劑是一類(lèi)備受關(guān)注的新污染物，成為近海生態(tài)環(huán)境領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。隨著這類(lèi)陸源污染物進(jìn)入河口等近海環(huán)境，它們會(huì)在徑流、潮汐等水動(dòng)力過(guò)程的作用下進(jìn)行遷移，隨吸附、沉積、懸浮等過(guò)程進(jìn)行再分配，在光降解和生物降解等作用下發(fā)生轉(zhuǎn)化，并在不同生物之間富集甚至進(jìn)行食物鏈傳遞，從而對(duì)整個(gè)近海生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成污染脅迫效應(yīng)。然而，目前對(duì)河口等近海環(huán)境中OPFRs等新污染物的研究大多都僅限于環(huán)境賦存、時(shí)空分布和來(lái)源識(shí)別等，對(duì)其在近海生態(tài)系統(tǒng)中的源匯格局及生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)防控仍存在認(rèn)知瓶頸。本研究通過(guò)季節(jié)性監(jiān)測(cè)，揭示了OPFRs及其代謝產(chǎn)物在珠江口水體和沉積物中的時(shí)空分布及影響因素。OPFRs及其代謝產(chǎn)物在珠江口水體中表現(xiàn)出明顯的陸海轉(zhuǎn)移特征，并呈現(xiàn)顯著的季節(jié)差異；而在沉積物中并沒(méi)有表現(xiàn)出顯著的季節(jié)差異，這表明在沉積物中OPFRs可能處于輸入與輸出平衡狀態(tài)（圖1-a）。進(jìn)一步計(jì)算了OPFRs的水平和垂直遷移通量及水體和沉積物的庫(kù)存，發(fā)現(xiàn)OPFRs在珠江口主要以水平遷移為主，庫(kù)存評(píng)估表明水體和沉積物都是重要儲(chǔ)存庫(kù)（圖1-b）。基于改進(jìn)的質(zhì)量平衡模型，首次系統(tǒng)地闡明了河口環(huán)境中OPFRs的季節(jié)性源匯格局，發(fā)現(xiàn)河流輸入是OPFRs進(jìn)入珠江口的主要途徑，在平水期、枯水期和豐水期的通量分別是1.55 105，6.28 104和 9.00 104 kg/yr，而珠江口中大量的OPFRs（約占輸入量的80.9-87.1%）最終會(huì)遷移到外海。珠江口對(duì)OPFRs在陸海轉(zhuǎn)移過(guò)程中的生態(tài)屏障作用有限，更傾向于作為外海OPFRs的源（圖1-c）。圖1 （a）珠江口OPFRs在水體的季節(jié)性分布特征；（b）珠江口OPFRs在平水期和枯水期的水平和垂直通量以及水體和沉積物中的庫(kù)存量；（c）珠江口OPFRs在各季節(jié)的源匯格局通過(guò)基于海洋生態(tài)系統(tǒng)的風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估，發(fā)現(xiàn)其中一種OPFRs（EHDPHP）在水體中表現(xiàn)出中等生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)（RQ均值：0.835），而其他目標(biāo)化合物的海洋生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)相對(duì)較低（RQ < 0.1）。結(jié)合已構(gòu)建的質(zhì)量平衡模型，運(yùn)用可控因子的多情景數(shù)值模擬發(fā)現(xiàn)，通過(guò)限制EHDPHP在珠江口口門(mén)斷面濃度可以有效降低其在珠江口的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)?；谥榻趨^(qū)域內(nèi)EHDPHP的PNEC值，我們提出平水期、枯水期和豐水期珠江口門(mén)EHDPHP污染的理論控制目標(biāo)。本研究為陸海統(tǒng)籌的新污染物風(fēng)險(xiǎn)管控提供了思路參考，但由于數(shù)據(jù)有限，本研究在風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估模型和環(huán)境模型方面仍具有一定的不確定性。在今后的研究中仍然需要對(duì)所提出的調(diào)控目標(biāo)做進(jìn)一步論證，在獲得更多的毒性數(shù)據(jù)和野外調(diào)查數(shù)據(jù)的前提下進(jìn)一步優(yōu)化研究結(jié)果，以期服務(wù)于海洋和流域環(huán)境管理。圖2 珠江口有機(jī)磷阻燃劑的生態(tài)風(fēng)險(xiǎn)控制策略該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、廣州市科技計(jì)劃項(xiàng)目、廣東省應(yīng)用海洋生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行經(jīng)費(fèi)的共同資助。文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.envint.2024.108478翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-26
  • 研究團(tuán)隊(duì)揭示了兩類(lèi)大西洋尼諾對(duì)歐洲氣候的不同影響
    近日，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所熱帶海洋環(huán)境國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LTO）/全球海洋和氣候研究中心（GOCRC）研究員王春在團(tuán)隊(duì)與研究員張磊團(tuán)隊(duì)探究了大西洋中部型尼諾（CAN）與東部型尼諾（EAN）對(duì)歐洲氣候影響的差異及機(jī)理。研究成果以博士研究生陳柏洋為第一作者、研究員張磊和研究員王春在為共同通訊作者發(fā)表在國(guó)際著名期刊《Geophysical Research Letters》上（中科院一區(qū)，IF=5.2）。大西洋尼諾是熱帶大西洋氣候系統(tǒng)年際變化的主要模態(tài)之一，通過(guò)局地海洋-大氣相互作用和大氣遙相關(guān)對(duì)全球氣候條件產(chǎn)生重要影響。最近，該團(tuán)隊(duì)在《Science Advances》上發(fā)表了一篇文章，根據(jù)海溫異常的最大位置確定了CAN和EAN兩種類(lèi)型的大西洋尼諾，并揭示了它們對(duì)隨對(duì)ENSO發(fā)展的不同影響。然而，兩種類(lèi)型的大西洋尼諾是否可以激發(fā)不同的大氣遙相關(guān)波列，從而對(duì)歐洲等地區(qū)的氣候產(chǎn)生不同影響，仍然是一個(gè)待解決的問(wèn)題。為解決上述問(wèn)題，本研究利用了觀(guān)測(cè)海溫?cái)?shù)據(jù)、再分析資料和數(shù)值模式試驗(yàn)，探討了CAN和EAN通過(guò)大氣橋?qū)W洲氣候的影響。研究結(jié)果顯示，兩種大西洋尼諾對(duì)歐洲的降水和溫度產(chǎn)生顯著差異（見(jiàn)圖1）。具體來(lái)說(shuō)，CAN傾向于在西歐（東歐）引發(fā)正（負(fù)）降水異常和負(fù)（正）溫度異常，而EAN引發(fā)的異常變化則較弱且位置更偏東。這些差異主要源于兩種大西洋尼諾在熱帶大西洋的海溫和降水存在顯著不同。CAN主要表現(xiàn)為赤道大西洋中-西部區(qū)域出現(xiàn)顯著的海溫和降水異常，而EAN與赤道大西洋東部的變化有關(guān)。因此，與EAN相比，CAN引發(fā)的羅斯貝波源更強(qiáng)，向西延伸更遠(yuǎn)，導(dǎo)致其產(chǎn)生的大氣羅斯貝波列更強(qiáng)，且位置更偏西。這些差異導(dǎo)致兩種大西洋尼諾對(duì)歐洲的大氣環(huán)流場(chǎng)影響不同，從而在歐洲的降水和溫度上產(chǎn)生顯著差異。該研究揭示了兩種大西洋尼諾的氣候效應(yīng)存在顯著差異，為提高季節(jié)性氣候預(yù)測(cè)能力、完善氣候動(dòng)力學(xué)理論框架以及更好地理解熱帶和熱帶外地區(qū)之間聯(lián)系提供了理論依據(jù)。該研究得到了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金重大項(xiàng)目、中國(guó)科學(xué)院戰(zhàn)略先導(dǎo)科技專(zhuān)項(xiàng)項(xiàng)目等的資助。相關(guān)論文信息：Chen, B., L. Zhang, and C. Wang, 2024: Distinct impacts of the central and eastern Atlantic Ni？o on the European climate. Geophys. Res. Lett., 51, e2023GL107012.文章鏈接：https://doi.org/10.1029/2023GL107012圖1. 中部型大西洋尼諾（上圖）和東部型大西洋尼諾（下圖）對(duì)歐洲氣候影響的示意圖翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-26
  • 稻田和旱地土壤“新碳”微生物利用與殘留物形成機(jī)制取得進(jìn)展
    通常，旱地土壤有機(jī)碳微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中分解代謝強(qiáng)于稻田。然而，稻田和旱地土壤微生物合成代謝和殘留物形成強(qiáng)度尚不清楚。考慮到農(nóng)田土壤微生物殘?bào)w碳對(duì)有機(jī)碳積累的重要貢獻(xiàn)，解析“新輸入有機(jī)碳”的微生物合成代謝過(guò)程對(duì)理解兩類(lèi)農(nóng)田土壤碳積累機(jī)制至關(guān)重要。通常，旱地土壤有機(jī)碳微生物轉(zhuǎn)化過(guò)程中分解代謝強(qiáng)于稻田。然而，稻田和旱地土壤微生物合成代謝和殘留物形成強(qiáng)度尚不清楚。考慮到農(nóng)田土壤微生物殘?bào)w碳對(duì)有機(jī)碳積累的重要貢獻(xiàn)，解析“新輸入有機(jī)碳”的微生物合成代謝過(guò)程對(duì)理解兩類(lèi)農(nóng)田土壤碳積累機(jī)制至關(guān)重要。中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所流域農(nóng)業(yè)環(huán)境研究中心吳金水研究員團(tuán)隊(duì)成員基于我國(guó)東部四個(gè)典型水稻分布區(qū)（中溫帶-黑土、暖溫帶-潮土、亞熱帶-紅壤和熱帶-磚紅壤）采集的240對(duì)稻田和旱地表層土壤，每個(gè)氣候區(qū)隨機(jī)選擇10對(duì)配對(duì)土壤樣品加入13C標(biāo)記的根系分泌物，室內(nèi)標(biāo)準(zhǔn)條件下培養(yǎng)50天，于3天、10天和50天測(cè)定13C標(biāo)記的微生物活體和殘?bào)w碳含量。結(jié)果表明：對(duì)于旱地土壤，暖溫帶13C標(biāo)記的微生物活體碳含量最高，但其13C標(biāo)記的微生物殘?bào)w碳含量最低，是由于該區(qū)域高pH土壤環(huán)境抑制了真菌合成代謝和殘?bào)w積累過(guò)程；對(duì)于稻田土壤，溫暖氣候區(qū)（亞熱帶和熱帶）土壤13C標(biāo)記的微生物活體碳含量比寒冷氣候區(qū)（中溫帶和暖溫帶）低，但13C標(biāo)記的微生物殘?bào)w碳含量呈相反趨勢(shì)，歸因于溫暖地區(qū)土壤微生物量周轉(zhuǎn)更快；四個(gè)氣候區(qū)平均來(lái)看，旱地土壤13C標(biāo)記微生物活體碳含量是稻田的1.4倍至2.6倍，進(jìn)而引起旱地13C標(biāo)記微生物殘?bào)w碳含量是稻田的1.8倍至3.9倍，這是由于旱地好氧環(huán)境增強(qiáng)了真菌合成代謝。研究結(jié)果強(qiáng)調(diào)了旱地土壤強(qiáng)烈的微生物合成代謝和分解代謝導(dǎo)致其土壤有機(jī)碳積累弱于稻田，但其留存碳的穩(wěn)定性高。因此，高穩(wěn)定性有機(jī)物料（腐熟有機(jī)肥）投入、強(qiáng)化微生物合成代謝且降低分解代謝的管理策略可有效提高旱地土壤有機(jī)碳固持能力。該項(xiàng)研究近期以題為Contrasting processes of microbial anabolism and necromass formation between upland and paddy soils across regional scales發(fā)表在土壤學(xué)期刊Catena上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金等項(xiàng)目的共同資助。論文鏈接四個(gè)氣候區(qū)稻田和旱地土壤13C標(biāo)記微生物殘?bào)w碳含量稻田和旱地微生物合成代謝及殘留物形成機(jī)理示意圖翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-27
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)熱帶山地雨林土壤微生物殘?bào)w碳空間變異與跨尺度關(guān)聯(lián)
    微生物殘?bào)w是土壤有機(jī)碳的重要來(lái)源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫(kù)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫(kù)的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲(chǔ)存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲(chǔ)量的25% ，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與其它碳庫(kù)的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測(cè)性和適應(yīng)性管理的重要途徑。微生物殘?bào)w碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性,微生物殘?bào)w碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘?bào)w與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。PB ，植物生物量。       微生物殘?bào)w是土壤有機(jī)碳的重要來(lái)源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫(kù)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫(kù)的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲(chǔ)存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲(chǔ)量的25%，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與其它碳庫(kù)的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測(cè)性和適應(yīng)性管理的重要途徑。中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)基于海南尖峰嶺熱帶山地雨林60公頃大樣地，系統(tǒng)研究了土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與植物和土壤有機(jī)碳庫(kù)的跨尺度關(guān)聯(lián)特征。研究發(fā)現(xiàn)：（1）土壤微生物殘?bào)w碳及其在土壤有機(jī)碳中的比例表現(xiàn)出較大的空間變異和顯著的自相關(guān)，具有顯著的高-高和低-低聚類(lèi)格局，土壤、地形和植物生物量是重要的驅(qū)動(dòng)因子；（2）微生物殘?bào)w碳、土壤有機(jī)碳和植物生物量的空間分布具有多重分形特征并遵循冪律標(biāo)度；（3）微生物殘?bào)w碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性，微生物殘?bào)w碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘?bào)w與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。該研究首次對(duì)熱帶山地雨林中植物、土壤、微生物碳庫(kù)的關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行了跨尺度分析，提升了我們對(duì)森林碳循環(huán)機(jī)理性理解，支撐了碳分布模型的發(fā)展，也為熱帶森林碳管理提供了新視角。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science of The Total Environment《總體環(huán)境科學(xué)》和Journal of Environmental Management《環(huán)境管理雜志》上。華南植物園博士后丁彰琦為論文第一作者，劉占鋒研究員和中國(guó)林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170986 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120288圖. 熱帶山地雨林土壤微生物殘?bào)w碳空間變異及其與土壤有機(jī)碳和植物生物量的跨尺度關(guān)聯(lián)。注：MNC，微生物殘?bào)w碳；FNMC，真菌殘?bào)w碳；BNMC，細(xì)菌殘?bào)w碳；SOC，土壤有機(jī)碳；PB，植物生物量。翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-26
  • 廣州地化所：聯(lián)合Ce-Nd穩(wěn)定同位素可作為定量表征地表環(huán)境氧化還原狀態(tài)的新指標(biāo)
    稀土元素穩(wěn)定同位素是新的非傳統(tǒng)穩(wěn)定同位素體系，有望為探索天體形成、巖漿演化、稀土成礦、大陸風(fēng)化和海洋循環(huán)等過(guò)程稀土循環(huán)提供新的證據(jù)。特別是Ce具有+3和+4兩種價(jià)態(tài)，在氧化過(guò)程中表現(xiàn)出與其他稀土元素如Nd明顯的差異，但在非氧化過(guò)程中Ce與Nd元素具有相似的地球化學(xué)行為。因此，理論上Ce和Nd穩(wěn)定同位素的聯(lián)合應(yīng)用能夠量化地表的氧化還原狀態(tài)特別是為氧化過(guò)程提供新的證據(jù)。然而，這一假定是否實(shí)際可行有待證實(shí)，而通過(guò)對(duì)同一地質(zhì)過(guò)程中Ce-Nd穩(wěn)定同位素分餾行為進(jìn)行同步監(jiān)測(cè)可準(zhǔn)確回答這一問(wèn)題，不過(guò)到目前為止尚沒(méi)有相關(guān)的研究報(bào)道。 　　針對(duì)這一科學(xué)問(wèn)題，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所穩(wěn)定同位素地球化學(xué)學(xué)科組白江昊博士后在韋剛健研究員、馬金龍正高級(jí)工程師、王志兵副研究員和張樂(lè)高級(jí)工程師等老師的指導(dǎo)下，并與廣東省科學(xué)院生態(tài)環(huán)境與土壤研究所鐘松雄博士后合作，依托其前期建立的高精度Ce穩(wěn)定同位素分析技術(shù)，對(duì)經(jīng)歷氧化風(fēng)化作用并具有很好的穩(wěn)定Nd同位素研究基礎(chǔ)的海南新生代玄武巖風(fēng)化剖面HK06開(kāi)展了系統(tǒng)的研究。 圖 1 HK06風(fēng)化殼 Th，Ce、Ce/Ce*和 142/140Ce值的變化特征 　　研究結(jié)果表明，在該風(fēng)化剖面中，Ce富集程度越高，其Ce異常值越正，相應(yīng)的 142/140Ce值也越高；反之，Ce越虧損，其 142/140Ce值則越偏低。這一觀(guān)察結(jié)果表明，強(qiáng)氧化風(fēng)化過(guò)程中Ce元素會(huì)發(fā)生明顯的遷移并伴隨著Ce穩(wěn)定同位素的顯著分餾。為了更好地區(qū)分氧化與非氧化過(guò)程對(duì)穩(wěn)定Ce同位素的影響，作者對(duì)風(fēng)化產(chǎn)物進(jìn)行了化學(xué)分相提取，并分別測(cè)定了各個(gè)相態(tài)的穩(wěn)定Ce同位素組成。結(jié)果顯示，在氧化過(guò)程中，Mn（氫）氧化物相具有最高的 142/140Ce值（+0.184 0.040‰），這可能歸因于Ce(IV)傾向于富集較重的同位素 142Ce（基于質(zhì)量相關(guān)分餾）和/或繼承自流體相中的重同位素 142Ce（基于核體積效應(yīng)）。為了區(qū)分這兩種分餾效應(yīng)，未來(lái)研究應(yīng)當(dāng)同時(shí)精確測(cè)量樣品中的 136Ce/ 140Ce和 142Ce/ 140Ce比值。此外，研究發(fā)現(xiàn)Mn氧化物相中的Mn濃度與 Th，Ce和 142/140Ce值均呈現(xiàn)正相關(guān)，而與Ce異常無(wú)關(guān)，表明Mn氧化物中的 142/140Ce值相比Ce/Ce*更可靠地量化表征地表的氧化狀態(tài)。在非氧化過(guò)程中，作者討論了外部輸入、pH值、有機(jī)物絡(luò)合、Fe氧化物吸附/共沉淀以及粘土礦物形成等作用方式對(duì)穩(wěn)定Ce同位素分餾行為的影響。在0.5 mol L -1 HCl交換相和殘余相中， 142/140Ce值與 146/144Nd都呈正相關(guān)，表明在非氧化過(guò)程中穩(wěn)定Ce和Nd同位素表現(xiàn)相似?；诖?，作者提出聯(lián)合Ce-Nd穩(wěn)定同位素（ 142Ce- 146Nd）可以作為量化地表亞氧到強(qiáng)氧化狀態(tài)的新工具。這一指標(biāo)未來(lái)在準(zhǔn)確解讀地球氧化歷史的研究中，可望發(fā)揮非常重要的貢獻(xiàn)。 圖2 Mn氧化物相中Ce元素含量、Ce異常和 142/140Ce的變化特征 圖3 非氧化過(guò)程中Ce-Nd穩(wěn)定同位素分餾行為類(lèi)似 　　相關(guān)成果發(fā)表在國(guó)際地球科學(xué)領(lǐng)域著名期刊《Earth and Planetary Science Letters》，該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目、博士后面上項(xiàng)目和中國(guó)科學(xué)院廣州地化所所長(zhǎng)基金等聯(lián)合資助。 　　論文信息：Bai J.H.,(白江昊) Wu C.,(吳 超) Wu H.,(吳 昊)Wang, Z. B., (王志兵) Zhang L.,(張樂(lè)) Zhong S.X., (鐘松雄) Ma J. L.,(馬金龍) Wei G.J.* (韋剛健). 142Ce minus 146Nd value as a redox indicator in Earth's surface environments[J]. Earth and Planetary Science Letters, 2024, 629, 118597. https://doi.org/10.1016/j.epsl.2024.118597. 　　 論文鏈接翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-27
  • 劉清梅、蔣文敏等-CG，MPG：甲烷團(tuán)簇同位素（Δ13CH3D和Δ12CH2D2）測(cè)試的絕對(duì)參考體系及在塔里木盆地深層天然氣來(lái)源判識(shí)中的應(yīng)用
    甲烷（CH4）是最簡(jiǎn)單有機(jī)物。一方面，它是重要的清潔能源，提供了全球能源總消耗量的20%；另一方面，它是僅次于二氧化碳的大氣溫室氣體，其增溫效應(yīng)在百年尺度上是二氧化碳的28倍。此外，甲烷還是生命系統(tǒng)的關(guān)鍵組成部分，被視為生命起源的一種示蹤劑。因此，明確甲烷的形成和演化對(duì)于預(yù)測(cè)全球能源儲(chǔ)量、評(píng)估大氣甲烷收支和探索生命起源等至關(guān)重要。 　　自然界的甲烷根據(jù)成因機(jī)制的不同可分成生物成因（biogenic）、熱成因（thermogenic）和無(wú)機(jī)成因（abiogenic）三大類(lèi)。傳統(tǒng)方法主要利用甲烷的單體碳（ 13C 1）和氫（ D 1）同位素以及氣體成分來(lái)判斷其成因。然而，這些方法具有明顯局限性，不同成因的甲烷在傳統(tǒng)判識(shí)圖版上（例如“Bernard plot”， “Whiticar plot”）存在較大的重疊，判識(shí)結(jié)果具有多解性。近年來(lái)新興的甲烷團(tuán)簇同位素技術(shù)（Multiply-substituted或Clumped isotope）能夠直接測(cè)量甲烷分子內(nèi)同位素鍵序，可以提供甲烷的形成溫度、形成路徑等獨(dú)立于單體同位素的全新信息，已經(jīng)成為研究甲烷的重要手段。 　　近期，中國(guó)科學(xué)院廣州地球化學(xué)研究所有機(jī)地球化學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室熊永強(qiáng)研究員課題組劉清梅博士生、蔣文敏副研究員、李蕓副研究員等人，基于Nu Panorama高分辨穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀（HR IRMS），建立了甲烷團(tuán)簇同位素測(cè)試的絕對(duì)參考體系。由于缺乏國(guó)際統(tǒng)一的甲烷團(tuán)簇同位素標(biāo)樣，團(tuán)隊(duì)首先建立了具有國(guó)際可對(duì)比的甲烷團(tuán)簇同位素測(cè)試方法。通過(guò)優(yōu)化質(zhì)譜參數(shù)，獲得超過(guò)40000的分辨率（MRP），實(shí)現(xiàn)了 13CH 3D和 12CH 2D 2獨(dú)立測(cè)定（圖1）。然后利用 -Al 2O 3催化劑制備100 下不同單體同位素甲烷的熱平衡氣，校正了離子源的非線(xiàn)性效應(yīng)（圖2）。再利用 -Al 2O 3和Ni催化劑制備0~500 范圍內(nèi)甲烷的熱平衡氣，校正了尺寸效應(yīng)（圖3），最終獲得了本實(shí)驗(yàn)室甲烷參考?xì)獾恼鎸?shí)團(tuán)簇同位素值（GIG-STD1: 13CH 3D = +2.79‰, 12CH 2D 2 = +4.34‰）。通過(guò)與東京工業(yè)大學(xué)提供的兩個(gè)外部標(biāo)氣（TIT-A和TIT-C）在兩個(gè)實(shí)驗(yàn)室之間（GIG和TIT）測(cè)試結(jié)果與精度的比對(duì)，本實(shí)驗(yàn)室的測(cè)試精度更高（1 : 13CH 3D = 0.2‰, 12CH 2D 2 = 0.8‰）。以上相關(guān)工作歷時(shí)2年（2021-2022），先后建立了樣品前處理、分析測(cè)試、數(shù)據(jù)校正等標(biāo)準(zhǔn)化工作流程，最終建成了國(guó)內(nèi)領(lǐng)先的高精度的甲烷團(tuán)簇同位素分析測(cè)試平臺(tái)。 　　在此基礎(chǔ)上，該課題組選取塔里木盆地克深（Keshen）、塔北（Tabei）、和田河（Hetianhe）和柯克亞（Kekeya）四個(gè)典型氣田共16個(gè)深層天然氣樣品開(kāi)展了甲烷團(tuán)簇同位素分析測(cè)試與應(yīng)用研究。首先利用處于熱力學(xué)平衡的甲烷團(tuán)簇同位素值，計(jì)算得到甲烷的生成溫度在130~250 之間，為典型的熱成因氣。然后結(jié)合各個(gè)氣田所在區(qū)域潛在烴源巖的埋藏史和熱史，以天然氣生成溫度限定，圈定了不同氣田的氣源巖層位，解決了天然氣來(lái)源的爭(zhēng)議（圖4）。例如，克深地區(qū)天然氣來(lái)自侏羅煤系烴源巖；塔北地區(qū)天然氣來(lái)自寒武系烴源巖，而非奧陶系烴源巖；和田河地區(qū)天然氣來(lái)自寒武系烴源巖；柯克亞地區(qū)天然氣來(lái)自石炭-二疊系烴源巖。對(duì)于甲烷團(tuán)簇同位素處于非平衡的樣品，表明其可能遭受到了后生作用改造，結(jié)合實(shí)際地質(zhì)情況，進(jìn)一步評(píng)價(jià)了不同地區(qū)天然氣樣品經(jīng)歷的主要次生作用（圖5）。例如，和田河地區(qū)天然氣單體同位素發(fā)生明顯線(xiàn)性分餾，而甲烷團(tuán)簇同位素處于平衡狀態(tài)，說(shuō)明運(yùn)移擴(kuò)散作用并非該區(qū)天然氣同位素分餾的主控因素；克深地區(qū)天然氣具有相似的 13CH 3D和負(fù)偏的 12CH 2D 2，可能經(jīng)歷了高溫?zé)嵛g變（~400 ），導(dǎo)致 12CH 2D 2發(fā)生再平衡；塔北地區(qū)存在同源不同形成溫度的天然氣混合現(xiàn)象，結(jié)合氣體干燥系數(shù)，推斷是寒武系原油裂解氣與干酪根裂解氣的混合。 圖1. (a) 甲烷純化系統(tǒng)IBEX; (b) Nu Panorama高分辨穩(wěn)定同位素比質(zhì)譜儀; (c) 13CH 3D測(cè)量模式下甲烷質(zhì)譜峰圖；(d) 12CH 2D 2測(cè)量模式下甲烷質(zhì)譜峰圖。 圖2. 非線(xiàn)性校正圖版。(a) 100 溫度下不同單體碳同位素甲烷的 13CH3D[HG vs. RG] vs 13CH 3D[HG vs. RG]；(b) 100 溫度下不同單體氫同位素甲烷的 12CH 2D 2[HG vs. RG] vs 12CH 2D 2[HG vs. RG]。HG指加熱平衡氣，RG指本實(shí)驗(yàn)室參考?xì)釭IC-STD1。 圖3. 尺寸效應(yīng)校正圖版。(a) 0~500 溫度范圍內(nèi) 13CH 3D[HG vs. RG] (非線(xiàn)性校正后的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量值) vs 13CH 3D[Theory] (理論值)；(b) 0~500 溫度范圍內(nèi) 12CH 2D 2[HG vs. RG] (非線(xiàn)性校正后的實(shí)驗(yàn)室測(cè)量值) vs 12CH 2D 2[Theory] (理論值)。HG指加熱平衡氣，RG指實(shí)驗(yàn)室參考?xì)釭IC-STD1, Theory指甲烷團(tuán)簇同位素的理論值。圖中線(xiàn)性擬合公式的截距即為本實(shí)驗(yàn)室參考?xì)獾募淄閳F(tuán)簇同位素值。 圖4. (a) 塔里木盆地構(gòu)造劃分與典型氣田分布圖；(b) 典型氣田天然氣甲烷團(tuán)簇同位素 13CH 3D vs 12CH 2D 2圖；(c) 典型氣田天然氣形成溫度、儲(chǔ)層現(xiàn)今溫度以及潛在烴源巖最高埋藏溫度對(duì)比圖。 圖5. 非平衡甲烷團(tuán)簇同位素評(píng)價(jià)次生作用。(a) 和田河地區(qū)天然氣單體同位素 13C 1 vs D 1圖；(b) 和田河地區(qū)天然氣甲烷團(tuán)簇同位素 13CH 3D vs 12CH 2D 2圖指示未遭受明顯的次生作用；(c) 克深地區(qū)天然氣甲烷團(tuán)簇同位素 13CH 3D vs 12CH 2D 2圖指示存在高溫?zé)嵛g變；(d) 塔北地區(qū)天然氣甲烷團(tuán)簇同位素 13CH 3D vs 12CH 2D 2圖指示存在混合作用。 　　相關(guān)成果近期發(fā)表于國(guó)際期刊《Chemical Geology》和《Marine and Petroleum Geology》，該研究得到國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目、中石油基金、廣州地化所“涂光熾優(yōu)秀青年學(xué)者”（B類(lèi)）等項(xiàng)目的聯(lián)合資助。 　　論文信息： 　　Liu, Q. (劉清梅), Li, J. (李嘉成), Jiang, W. (蔣文敏), Li, Y.* (李蕓), Lin, M. (林莽), Liu, W. (劉文), Shuai, Y. (帥燕華), Zhang, H. (張海祖), Peng, P. (彭平安), Xiong, Y.* (熊永強(qiáng)). Application of an absolute reference frame for methane clumped-isotope analyses. Chemical Geology, 2024, 646, 121922. 　　 論文鏈接 　　Jiang, W. (蔣文敏), Liu, Q. (劉清梅), Li, J. (李嘉成), Li, Y. (李蕓), Liu, W. (劉文), Liu, X. (劉賢), Zhang, H. (張海祖), Peng, P. (彭平安), Xiong, Y.* (熊永強(qiáng)). Deciphering the origin and secondary alteration of deep natural gas in the Tarim basin through paired methane clumped isotopes. Marine and Petroleum Geology, 2024, 160, 106614. 　　 論文鏈接
    2024-02-26
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)熱帶山地雨林土壤微生物殘?bào)w碳空間變異與跨尺度關(guān)聯(lián)
    微生物殘?bào)w是土壤有機(jī)碳的重要來(lái)源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫(kù)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫(kù)的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲(chǔ)存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲(chǔ)量的25% ，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與其它碳庫(kù)的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測(cè)性和適應(yīng)性管理的重要途徑。微生物殘?bào)w碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性,微生物殘?bào)w碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘?bào)w與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。PB ，植物生物量。       微生物殘?bào)w是土壤有機(jī)碳的重要來(lái)源，在調(diào)控土壤有機(jī)碳庫(kù)的結(jié)構(gòu)和穩(wěn)定性方面發(fā)揮著重要作用。植物、土壤和微生物碳庫(kù)的空間分布和互作是當(dāng)前碳循環(huán)研究面臨的巨大挑戰(zhàn)。熱帶森林儲(chǔ)存了全球60%以上的植被碳，約為陸地碳儲(chǔ)量的25%，且擁有最高的有機(jī)碳周轉(zhuǎn)率。因此，闡明熱帶森林土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與其它碳庫(kù)的多尺度關(guān)聯(lián)特征是提升森林碳循環(huán)可預(yù)測(cè)性和適應(yīng)性管理的重要途徑。中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)基于海南尖峰嶺熱帶山地雨林60公頃大樣地，系統(tǒng)研究了土壤微生物殘?bào)w碳的空間分布格局及其與植物和土壤有機(jī)碳庫(kù)的跨尺度關(guān)聯(lián)特征。研究發(fā)現(xiàn)：（1）土壤微生物殘?bào)w碳及其在土壤有機(jī)碳中的比例表現(xiàn)出較大的空間變異和顯著的自相關(guān)，具有顯著的高-高和低-低聚類(lèi)格局，土壤、地形和植物生物量是重要的驅(qū)動(dòng)因子；（2）微生物殘?bào)w碳、土壤有機(jī)碳和植物生物量的空間分布具有多重分形特征并遵循冪律標(biāo)度；（3）微生物殘?bào)w碳表現(xiàn)出更強(qiáng)的空間異質(zhì)性和更弱的均勻性，微生物殘?bào)w碳和土壤有機(jī)碳之間的跨尺度相關(guān)性要比微生物殘?bào)w與植物生物量之間更強(qiáng)更穩(wěn)定。該研究首次對(duì)熱帶山地雨林中植物、土壤、微生物碳庫(kù)的關(guān)聯(lián)特征進(jìn)行了跨尺度分析，提升了我們對(duì)森林碳循環(huán)機(jī)理性理解，支撐了碳分布模型的發(fā)展，也可為熱帶森林碳管理提供了新視角和科學(xué)依據(jù)。相關(guān)研究成果已發(fā)表在國(guó)際學(xué)術(shù)期刊Science of The Total Environment《總體環(huán)境科學(xué)》和Journal of Environmental Management《環(huán)境管理雜志》上。華南植物園博士后丁彰琦為論文第一作者，劉占鋒研究員和中國(guó)林業(yè)科學(xué)院熱帶林業(yè)科學(xué)研究所許涵研究員為論文共同通訊作者，該研究得到廣東省基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究旗艦項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.scitotenv.2024.170986 https://doi.org/10.1016/j.jenvman.2024.120288圖. 熱帶山地雨林土壤微生物殘?bào)w碳空間變異及其與土壤有機(jī)碳和植物生物量的跨尺度關(guān)聯(lián)。注：MNC，微生物殘?bào)w碳；FNMC，真菌殘?bào)w碳；BNMC，細(xì)菌殘?bào)w碳；SOC，土壤有機(jī)碳；PB，植物生物量。
    2024-02-26
  • 應(yīng)激致使仔豬肌肉生長(zhǎng)阻滯的分子機(jī)制取得新進(jìn)展
    近期，由中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在仔豬肌肉生長(zhǎng)阻滯機(jī)制方面取得新進(jìn)展。近期，由中國(guó)工程院院士、中國(guó)科學(xué)院亞熱帶農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員印遇龍領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊(duì)在仔豬肌肉生長(zhǎng)阻滯發(fā)生機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展。在集約化養(yǎng)殖過(guò)程中，免疫應(yīng)激普遍存在于斷奶仔豬飼養(yǎng)環(huán)節(jié)，導(dǎo)致仔豬肌肉蛋白質(zhì)降解和生長(zhǎng)阻滯，最終嚴(yán)重影響肥育階段的產(chǎn)肉率和肉品質(zhì)，給養(yǎng)豬業(yè)帶來(lái)巨大經(jīng)濟(jì)損失。因此，有效緩解仔豬免疫應(yīng)激是當(dāng)前養(yǎng)豬業(yè)生產(chǎn)中亟待解決的重要難題。然而，目前對(duì)免疫應(yīng)激仔豬肌肉蛋白質(zhì)降解和生長(zhǎng)阻滯的發(fā)生機(jī)制知之甚少，使得營(yíng)養(yǎng)調(diào)控措施針對(duì)性不強(qiáng)，影響了仔豬的健康養(yǎng)殖。為了突破這一瓶頸，該團(tuán)隊(duì)的科研人員首先系統(tǒng)探究了免疫應(yīng)激下斷奶仔豬腸道、肝臟和肌肉組織生長(zhǎng)發(fā)育的動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，發(fā)現(xiàn)免疫應(yīng)激對(duì)腸道和肝臟組織的損傷可在15天內(nèi)緩慢修復(fù)，而肌肉組織損傷不能修復(fù)；另外，肌肉損傷發(fā)生的主要時(shí)期是應(yīng)激早期（第1至5天），肌肉重量與仔豬體重呈顯著正相關(guān)，提示斷奶可誘發(fā)肌肉生長(zhǎng)受阻，進(jìn)而影響?zhàn)B豬生產(chǎn)效益。利用慢性免疫應(yīng)激模型，進(jìn)一步揭示了免疫應(yīng)激造成斷奶仔豬肌肉生長(zhǎng)阻滯的機(jī)制與腸道微生物Bacteroidetes豐度下降、系統(tǒng)性炎癥增加以及線(xiàn)粒體動(dòng)力學(xué)穩(wěn)態(tài)破壞等有關(guān)。這些研究為促進(jìn)仔豬肌肉生長(zhǎng)和提高其生長(zhǎng)性能的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控提供了靶點(diǎn)。相關(guān)研究成果發(fā)表以L(fǎng)PS-related muscle loss is associated with the alteration of Bacteroidetes abundance, systemic inflammation, and mitochondrial morphology in a weaned piglet model為題發(fā)表在Science China-Life Sciences雜志上。該研究得到了國(guó)家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目（32372925）、湖南省科技人才專(zhuān)項(xiàng)（2022RC1159）、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃專(zhuān)題（2022YFD1300503）和國(guó)家生豬產(chǎn)業(yè)體系專(zhuān)項(xiàng)資金（CARS-35）等項(xiàng)目的資助。論文鏈接慢性免疫應(yīng)激誘發(fā)仔豬肌肉生長(zhǎng)阻滯的分子機(jī)制
    2024-02-21
  • 華南植物園發(fā)現(xiàn)非洲大蝸牛入侵導(dǎo)致熱帶珊瑚島土壤生物多樣性季節(jié)變異同質(zhì)化
    外來(lái)生物入侵會(huì)對(duì)土著生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。外來(lái)生物可以改變本地生物多樣性的季節(jié)性模式提升其入侵能力。已有研究多關(guān)注外來(lái)植物入侵對(duì)地上和地下生物群落的影響，對(duì)于外來(lái)動(dòng)物入侵如何影響島嶼生態(tài)系統(tǒng)的土壤生物多樣性尚缺乏清晰地認(rèn)識(shí)。蝸牛入侵對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)土壤生物類(lèi)群的影響不大，但對(duì)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的土壤生物類(lèi)群的影響更顯著，土壤水分、土壤有機(jī)碳、速效磷和鉀是重要的驅(qū)動(dòng)因子（圖-。研究結(jié)果表明，非洲大蝸牛的入侵通過(guò)改變土壤資源有效性來(lái)削弱原生土壤生物多樣性的季節(jié)性變化，微生物、線(xiàn)蟲(chóng)和螨蟲(chóng)對(duì)蝸牛入侵和季節(jié)的差異響應(yīng)表明了土壤生物多樣性對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)變化響應(yīng)的復(fù)雜性。       外來(lái)生物入侵會(huì)對(duì)土著生態(tài)系統(tǒng)生物多樣性和生態(tài)系統(tǒng)功能產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。外來(lái)生物可以改變本地生物多樣性的季節(jié)性模式提升其入侵能力。已有研究多關(guān)注外來(lái)植物入侵對(duì)地上和地下生物群落的影響，對(duì)于外來(lái)動(dòng)物入侵如何影響島嶼生態(tài)系統(tǒng)的土壤生物多樣性尚缺乏清晰地認(rèn)識(shí)。中國(guó)科學(xué)院華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)吳文佳助理研究員和王俊研究員，基于對(duì)我國(guó)西沙群島的調(diào)查（圖-1），發(fā)現(xiàn)非洲大蝸牛入侵對(duì)原生土壤生物多樣性的影響與采樣季節(jié)密切相關(guān)。蝸牛入侵在干季增加土壤真菌生物量、微生物多樣性和線(xiàn)蟲(chóng)豐度，而在濕季減少；蝸牛入侵增加了螨蟲(chóng)豐度和多樣性，而但降低了土壤酶活性；蝸牛入侵使土壤線(xiàn)蟲(chóng)群落組成、真菌細(xì)菌比值和革蘭氏陽(yáng)性細(xì)菌：革蘭氏陰性細(xì)菌比值的季節(jié)性差異均一化；蝸牛入侵對(duì)低營(yíng)養(yǎng)級(jí)土壤生物類(lèi)群的影響不大，但對(duì)高營(yíng)養(yǎng)級(jí)的土壤生物類(lèi)群的影響更顯著，土壤水分、土壤有機(jī)碳、速效磷和鉀是重要的驅(qū)動(dòng)因子（圖-2）。研究結(jié)果表明，非洲大蝸牛的入侵通過(guò)改變土壤資源有效性來(lái)削弱原生土壤生物多樣性的季節(jié)性變化，微生物、線(xiàn)蟲(chóng)和螨蟲(chóng)對(duì)蝸牛入侵和季節(jié)的差異響應(yīng)表明了土壤生物多樣性對(duì)土壤生態(tài)系統(tǒng)變化響應(yīng)的復(fù)雜性。研究結(jié)果對(duì)提升外來(lái)生物入侵影響熱帶珊瑚島生態(tài)系統(tǒng)結(jié)構(gòu)和功能的機(jī)制性理解具有重要意義。相關(guān)研究成果在線(xiàn)發(fā)表在國(guó)際期刊Plant and Soil（《植物與土壤》）上。華南植物園恢復(fù)生態(tài)學(xué)任務(wù)團(tuán)隊(duì)吳文佳助理研究員和王俊研究員為共同第一作者，劉占鋒研究員為通訊作者，該研究得到國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目和國(guó)家自然科學(xué)基金等資助。論文鏈接：https://doi.org/10.1007/s11104-024-06508-x圖1. 非洲大蝸牛在熱帶珊瑚島的入侵狀況。圖2. 非洲大蝸牛入侵對(duì)熱帶珊瑚島土壤生物多樣性的影響。翻譯搜索復(fù)制
    2024-02-08
  • 南海海洋所海洋微生物活性物質(zhì)在農(nóng)牧業(yè)抗蟲(chóng)方面應(yīng)用取得新進(jìn)展
    近期，中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所攜手南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）與中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)研究院深圳基因組研究所、大連理工大學(xué)合作開(kāi)發(fā)的專(zhuān)利技術(shù)“深海放線(xiàn)菌11791在制備防治農(nóng)牧業(yè)鱗翅目害蟲(chóng)藥物中的應(yīng)用”（ZL 202111348237.5）及 “雙吲哚吡咯類(lèi)化合物的應(yīng)用”（ZL 202110493094.0）成功向河北中保綠農(nóng)作物科技有限公司進(jìn)行了實(shí)施許可。鱗翅目害蟲(chóng)做為農(nóng)牧業(yè)生產(chǎn)中的常見(jiàn)害蟲(chóng)，具有寄主范圍廣、繁殖快、危害重、抗藥性強(qiáng)及長(zhǎng)距離遷飛能力等特性，每年對(duì)農(nóng)牧業(yè)造成巨大經(jīng)濟(jì)損失。加強(qiáng)鱗翅目害蟲(chóng)的防治，不僅可以提高農(nóng)牧作物的產(chǎn)量和質(zhì)量，還能起到保護(hù)作物健康生長(zhǎng)，助力國(guó)家“碳中和”目標(biāo)實(shí)現(xiàn)的效果。根據(jù)研究顯示，深海放線(xiàn)菌（Streptomyces sp. SCSIO 11791）的發(fā)酵制劑對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)小菜蛾等具有良好殺滅效果，可用于該類(lèi)害蟲(chóng)引起的農(nóng)作物的病蟲(chóng)害防治；該菌所產(chǎn)雙吲哚吡咯類(lèi)活性化合物對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)的幾丁質(zhì)酶OfChi-h的抑制效果顯著。進(jìn)一步對(duì)鱗翅目害蟲(chóng)的抗蟲(chóng)效果顯示其對(duì)農(nóng)業(yè)害蟲(chóng)粘蟲(chóng)、亞洲玉米螟和草地貪夜蛾有很好的防治活性，當(dāng)活性化合物濃度為2.5 mM時(shí)，粘蟲(chóng)、亞洲玉米螟和草地貪夜蛾生長(zhǎng)速度減慢，體型瘦??；在濃度為10 mM時(shí)，可以使粘蟲(chóng)、亞洲玉米螟和草地貪夜蛾4-8天全部死亡；而將該活性化合物以不同形式最大濃度喂養(yǎng)鱗翅目害蟲(chóng)的天敵赤眼蜂（益蟲(chóng)）時(shí)，對(duì)其都沒(méi)有毒性（如下圖1）。顯示出該類(lèi)活性化合物在防治鱗翅目害蟲(chóng)方面的專(zhuān)一性以及良好的綠色環(huán)保應(yīng)用前景（J. Agric. Food. Chem. 2021, 69(47),14086-14091.）。圖1. 活性次級(jí)代謝產(chǎn)物lynamycin B對(duì)粘蟲(chóng)、玉米螟和草地夜貪蛾的防治效果A：不同濃度下lynamycin B的致死率；B：通過(guò)不同方式喂養(yǎng)10 mM的lynamycin B后，益蟲(chóng)赤眼蜂的生存率；C：喂養(yǎng)不同濃度的lynamycin B后，對(duì)相應(yīng)鱗翅目害蟲(chóng)的防治效果。該技術(shù)市場(chǎng)化應(yīng)用，是我所海洋藥物“研用”結(jié)合的首次重要實(shí)踐。海洋微生物不僅是重要的藥物資源，也是新型微生物制劑的源泉。海洋微生物活性物質(zhì)在農(nóng)牧業(yè)抗蟲(chóng)、護(hù)綠中的成功應(yīng)用，將不僅提高農(nóng)牧業(yè)產(chǎn)品的產(chǎn)量和質(zhì)量，還將提升農(nóng)牧業(yè)“碳匯”系統(tǒng)的能力，為國(guó)家“碳中和”目標(biāo)的早日實(shí)現(xiàn)貢獻(xiàn)力量。專(zhuān)利ZL 202111348237.5第一完成單位為中國(guó)科學(xué)院南海海洋研究所，本所中國(guó)科學(xué)院熱帶海洋生物資源與生態(tài)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（LMB）、廣東省海洋藥物重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室副研究員宋永相為第一完成人，研究員鞠建華、研究員李潔為共同完成人。副研究員宋永相為該專(zhuān)利關(guān)鍵性論文（Lynamicin B is a Potential Pesticide by Acting as a Lepidoptera-Exclusive Chitinase Inhibitor, J. Agric. Food. Chem. 2021, 69(47), 14086-14091）的共同通訊作者。該項(xiàng)科研成果得到了廣東省本土創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目、南方海洋科學(xué)與工程廣東省實(shí)驗(yàn)室（廣州）人才團(tuán)隊(duì)引進(jìn)重大專(zhuān)項(xiàng)、國(guó)家基金面上項(xiàng)目、海南省重大科技計(jì)劃項(xiàng)目等的支持。論文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.jafc.1c05385翻譯搜索復(fù)制
    2024-01-29