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关注生态!聚焦前沿!国科大5月科研快报来了!

发布时间:2024-08-22 05:17 点击量:

  /在金属铑或镍催化下,1,3-二炔、1,3-烯炔等炔烃在还原剂存在下可与醛发生不对称还原偶联用于制备手性烯丙醇化合物。然而,在这些催化体系中,实现非对称内炔的区域选择性及对映选择性的高效控制,依然存在较大挑战。因此,发展新的催化体系以解决该类反应的选择性问题具有重要意义。

  国科大博士生导师、中科院兰州化学物理研究所羰基合成与选择氧化国家重点实验室夏纪宝研究员团队首次实现可见光/钴协同催化的炔-醛不对称还原偶联反应。相关成果在线发表在J. Am. Chem. Soc.上,文章第一作者为国科大博士研究生李彦霖(培养单位:中科院兰州化物所)。

  /在水库有壳虫群落对自然和人为干扰的响应方面获进展国科大博士生导师、中科院城市环境研究所水生态健康研究组杨军研究员团队和中科院广州地球化学研究所张干团队等研究者对过去近30年的生态环境变化开展研究,共鉴定有壳虫7属27种,砂壳虫最为优势。

  有壳虫物种数、丰度和生物量变化范围分别为:18–26种、616–825ind/mL、9.0–19.4μg C/mL。通过有壳虫群落变化反映出新丰江水库经历了两个演变阶段:第一阶段,有壳虫群落与沉积物干容重、碳氮比、p,p-DDE,以及氮、硫元素密切相关;第二阶段,有壳虫群落主要受到沉积物干容重降低,铝、铁和碳元素的升高,低碳氮比和低有机氯农药,降水波动变化等因素的影响。其中有壳虫群落演变的阶段性特征与来自水库流域内外的人为有机氯农药在大气中的沉降、流域内营养盐输入等沉积记录相一致。

  本研究以有壳虫原生动物为案例,揭示了大型深水水库中微型生物群落的演替与人为干扰和自然变化的内在联系。有壳虫可以作为环境变化的指示生物,用于监测和模拟水库生态系统的演变过程,进而服务于水库水资源的可持续利用与管理。

  该研究结合分子克隆、生物化学、行为学、电生理和药理学等多种研究手段,发现乌龟胚胎的行为热调节是依赖于温度门控瞬时电位受体TRPA1和TRPV1精巧的功能平衡,揭示了爬行动物胚胎时期独特的温度感知分子机制。杜卫国、赖仞和杨仕隆为该论文的共同通讯作者,中科院动物所博士后叶银子、国科大博士研究生张浩(培养单位:中科院昆明动物所)以及东北林业大学博士研究生李佳梦为共同第一作者。

  /在沸石分子筛扩散领域研究方面取得进展近日,国科大研究生导师、中科院精密测量院郑安民研究团队在沸石分子筛扩散领域取得新进展。相关研究成果发表在国际期刊PNAS上。

  “热阻”通常指的是物体对热量传导的阻碍效果。该工作将“热阻”概念引入到传质过程中,发现“热阻效应”引起分子筛反常的扩散需要满足以下两个条件:首先,吸附分子需要有一定的长度和柔性,其分子链长和弯曲程度随温度呈现明显变化;其次,该类反常扩散现象需要特定的限域环境。该团队结合多尺度理论模拟和实验研究发现分子筛限域孔道中存在反常的“热阻效应”。国科大博士研究生袁家敏(培养单位:中科院精密测量院)为论文的第一作者,郑安民和特别研究助理/博士后刘志强为论文通讯作者。

  /在集成光频梳研究中获进展近日,国科大博士生导师、中科院西安光学精密机械研究所瞬态光学与光子技术国家重点实验室张文富研究员、赵卫研究员课题组与北京大学物理学院、纳光电子前沿科学中心、人工微结构和介观物理国家重点实验室肖云峰教授、龚旗煌院士课题组合作,在集成微腔光频梳领域取得进展:利用合成势阱场首次在单个微谐振腔中实现了具有32种重复频率的孤子晶体光频梳,其重复频率覆盖了多个射频波段和太赫兹波段。

  研究还揭示了一种不同于传统微腔呼吸孤子的新型孤子受迫振荡现象,其来源于合成光场势阱和孤子脉冲的群速度差;通过调谐控制光束的频率,可实现对振荡频率的人为调控。此外,由于微腔内存在热光效应,孤子的重复频率也将在小范围内实现精细调谐。以单孤子光频梳为例,实验实现了孤子受迫振荡频率~20 MHz、重复频率~60 kHz的连续调谐,为精密调谐孤子重复频率提供了新的方案。

  此项工作首次将合成的微腔势阱场引入微腔孤子光频梳实验研究,为微腔孤子脉冲的操控与转换提供了新思路;与此同时,实验实现的可重构合成孤子晶体光频梳对5G无线通信、激光雷达和高纯度微波源等应用具有重要意义。

  相关研究成果以Synthesized soliton crystals为题,5月26日在线发表于Nature Communications;论文的共同第一作者包括国科大2020届博士毕业生卢志舟(培养单位:中科院西安光机所)、王伟强副研究员、北京大学博士研究生陈豪敬(2019级)和姚璐(2019级),共同通讯作者为张文富和肖云峰。美国弗吉尼亚大学易煦助理教授在实验设计和理论建模等方面提供了重要指导。

  /在遗传多样性研究新方法中取得进展中科院动物所鸟类学研究组联合哥本哈根大学,提出单倍型多样性计算新方法。该方法的优点在于:能够使用同源序列长度不一致的数据对单倍型多样性进行评估;相较于目前宏观遗传多样性格局研究所使用的核苷酸多样性而言,在实际应用中,单倍型多样性在处理不同长度序列上具有较高的精确度和稳定性。因此,单倍型多样性更适宜处理序列长度不一致的遗传数据。

  基于此方法,研究团队进一步探讨了陆生脊椎动物单倍型多样性的分布格局,揭示了不同动物类群南北半球纬度梯度格局的差异性。在大数据分析时代,本研究提出了基于公共数据库遗传数据评估遗传多样性格局的新方法,为精确评估单倍型多样性以及从多指标评估和理解遗传多样性的格局及其驱动机制提供了可能。

  /在构筑具有膜-载体互锁型复合微结构的高效MOF分离膜研究中获突破近日,国科大博士生导师、中科院大连化物所无机膜与催化新材料研究组(504组)杨维慎研究员、班宇杰副研究员团队在金属-有机骨架(Metal-Organic Frameworks,MOFs)膜分离研究中取得新进展,利用原位界面组装策略,构筑了表观厚度为零、高度取向的膜-载体互锁型复合微结构MOF膜,实现H2/CO2高效分离。此外,该研究团队与中科大李微雪团队合作,通过理论计算证实了膜材料各向异性传质速率,为本项研究的开展提供重要的前期指导。

  /在玉米耐旱机制方面取得新进展国科大博士生导师、中科院遗传发育所谢旗研究组与陈化榜研究组合作,通过对玉米重组自交系群体苗期耐旱性的详细分析,对筛选到的极端表型株系进行比较转录组分析,并阐明了一个bHLH类型转录因子参与玉米干旱响应过程的分子机理。

  该研究选取两个极端耐旱的株系RIL70、RIL73及两个极端旱敏感的株系RIL44、RIL93进行RNA-seq研究,发现基因表达的变化不仅存在于耐旱和旱敏感株系间,也存在于耐旱株系RIL70和RIL73间。研究鉴定到的干旱相关的遗传位点将有助于耐旱作物育种的研究工作。

  上述研究结果于5月25日在线发表于Plant Biotechnology Journal杂志。国科大博士毕业生魏绍巍(培养单位:中科院遗传发育所)和助理研究员夏然为该论文的共同第一作者,谢旗和吴耀荣为共同通讯作者。

  /在植物抗病小体的研究中取得突破国科大博士生导师、中科院遗传发育所研究员周俭民、陈宇航、何康敏和清华大学柴继杰教授团队,通过植物免疫学、膜生物学、单分子成像和结构生物学等多学科交叉合作,阐明了ZAR1抗病小体的生化功能,揭示了抗病蛋白激活下游免疫反应的分子机制。该研究发现,ZAR1抗病小体作为Ca2+离子通道,激活免疫反应和细胞死亡的机制。抗病小体作用机制的解析,对设计抗广谱、持久的新型抗病蛋白,发展绿色农业具有指导意义。

  5月12日,国际著名学术期刊CELL在线发表了题为The ZAR1 resistosome is a calcium-permeable channel triggering plant immune signaling研究论文。国科大博士研究生毕国志、苏敏和李楠(培养单位:中科院遗传发育所)为论文共同第一作者,周俭民、陈宇航、何康敏和柴继杰为论文共同通讯作者,北京师范大学李杰捷教授也参与部分研究。

  /在植物着丝粒研究中取得进展国科大博士生导师、中科院遗传发育所韩方普研究组前期在玉米着丝粒中发现激酶Bmf1介导组蛋白H2AThr133磷酸化和激酶Haspin介导组蛋白H3T3磷酸化在着丝粒区发生时空周期性的动态变化,通过磷酸化相应底物维持动粒和纺锤体微管的结合,调控染色体的正确取向和分离。然而这些激酶是如何结合到动粒蛋白复合体上的,或者说在动粒复合体上的受体是什么,在植物中一直没有相应的研究。前期其他物种的研究发现Knl1作为动粒外侧最大的骨架蛋白之一,但是,植物Knl1蛋白在细胞分裂过程中的作用及其调控动粒SAC信号途径的方式尚不清楚。

  该研究组研究结果于5月15日在线发表于PNAS ,研究结果为动粒蛋白网络和SAC信号通路之间提供了一个协同进化的模式。ag旗舰厅网苏汉东博士(现为华中农业大学教授),国科大博士研究生刘阳、王春挥(培养单位:中科院遗传发育所)为论文共同第一作者,韩方普为通讯作者。本项工作得到周俭民研究组在酶活性检测方面的帮助。

  /在衡量土地利用对流域非点源污染迁移影响评价模型开发方面取得进展近日,国科大博士生导师唐丽娜研究员团队提出了一种土地利用影响系数模型,评估土地利用对非点源污染的影响程度,即土地利用影响系数(LUIC)。该模型适用于缺乏水文监测数据的小流域,优越性在于简化了复杂的生态过程,分析土地利用对非点源污染的影响程度,快速识别对水体造成污染的关键区域,从而有助于以更经济、更有针对性的控制手段(土地管理、城市空间规划等),有效地降低非点源污染对生态系统的风险。

  /在揭示高寒草甸CH4吸收对气候变化的响应机制研究方面取得突破高寒生态系统与全球变化学科组在青海海北高寒草地生态系统国家野外科学观测研究站,基于贺金生教授2011年建立的增温-降水控制实验平台,利用随机区组实验设计,设计2个增温水平(0℃,+2℃),3个降水水平(-50%,0,+50%),利用长期连续通量监测以及基因芯片技术,明确了非生长季高寒草甸CH4通量的贡献,阐明了不同季节CH4通量的驱动因素,揭示了气候变化影响CH4通量的微生物学机制。

  /在ERAD调控植物耐旱方面取得进展国科大博士生导师、中科院遗传发育所研究员谢旗研究组研究揭示出蛋白质泛素化和磷酸化修饰在ERAD E2-E3复合物精细调控底物稳定性在植物干旱响应中的新机制。在水稻中高表达UBC32可显著提高水稻的耐旱性,为培育节水作物提供了良好材料。

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