血蚶基因組揭示軟體動(dòng)物血紅性狀的起源和演化

中國(guó)海洋大學(xué)海洋生物遺傳學(xué)與育種教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室包振民院士團(tuán)隊(duì)與浙江萬(wàn)里學(xué)院林志華研究員團(tuán)隊(duì)合作，在動(dòng)物血紅性狀起源演化解析方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于Molecular Biology and Evolution。蚶科貝類(lèi)（俗稱(chēng)血蚶）是為數(shù)不多具有紅色血液的軟體動(dòng)物類(lèi)群，是研究無(wú)脊椎動(dòng)物血紅性狀起源和演化的良好動(dòng)物模型。該研究發(fā)現(xiàn)蚶科貝類(lèi)Hb和脊椎動(dòng)物Hb共同起源于單一祖先基因，突破了國(guó)際學(xué)界關(guān)于無(wú)脊椎動(dòng)物血紅性狀為“獨(dú)立起源演化”的傳統(tǒng)認(rèn)知。研究結(jié)果揭示了軟體動(dòng)物Hb基因簇的起源演化歷程，也為理解動(dòng)物血紅性狀的宏觀起源演化提供了認(rèn)知基礎(chǔ)。

A）泥蚶高質(zhì)量全基因組精細(xì)圖譜；B）珠蛋白家族在軟體動(dòng)物類(lèi)群中的分布模式；C）蚶類(lèi)與脊椎動(dòng)物Hb基因簇側(cè)翼基因的共線性對(duì)應(yīng)（圖片來(lái)源于中國(guó)海洋大學(xué)網(wǎng)站）

南海構(gòu)造演化研究

南方科技大學(xué)海洋科學(xué)與工程系楊挺團(tuán)隊(duì)利用海底地震儀臺(tái)陣觀測(cè)數(shù)據(jù)，揭示了南海的擴(kuò)張洋中脊在閉合前洋殼增生和巖漿活動(dòng)的特征。相關(guān)成果發(fā)表于Geophysical Research Letters。在接近殘留洋脊的站位，也就是洋脊擴(kuò)張的最后階段，地殼厚度顯著減薄，生成新洋殼的巖漿供應(yīng)量顯著下降。在這種擴(kuò)張速率下，沿著洋中脊，很容易形成裂隙和斷層。通過(guò)這些斷層和裂隙，海水進(jìn)入地幔頂部并與之反應(yīng)，形成了一種新的巖石類(lèi)型，隨著斷層的演化而顯露于海底。這些新巖石具有非常高的縱橫波波速比。該研究提升了對(duì)于南海全程演化的認(rèn)識(shí)水平，為理解全球洋中脊的演化過(guò)程和巖漿供給模式提供研究基礎(chǔ)。

全球海洋變暖2020年度報(bào)告

中國(guó)科學(xué)院大氣物理研究所、海洋大科學(xué)研究中心成里京、朱江，國(guó)家海洋環(huán)境預(yù)報(bào)中心于福江等全球13家單位研究者發(fā)布全球海洋變暖2020年度報(bào)告。相關(guān)成果發(fā)表于Advances in Atmospheric Sciences。這是國(guó)際第一份涵蓋2020整年的全球海洋環(huán)境（溫鹽）變化研究報(bào)告。研究指出：2020年海洋升溫持續(xù)，成為有現(xiàn)代海洋觀測(cè)記錄以來(lái)海洋最暖的一年；同時(shí)，海洋“咸變咸，淡變淡”的鹽度變化態(tài)勢(shì)加劇，海水垂向?qū)踊掷m(xù)加強(qiáng)。研究團(tuán)隊(duì)同時(shí)發(fā)布了兩個(gè)國(guó)際機(jī)構(gòu)的2020年海洋熱含量數(shù)據(jù)，以及2020年全球海洋鹽度和層結(jié)IAP/CAS數(shù)據(jù)。

南海對(duì)中國(guó)降水變化的重要性研究

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）王春在研究團(tuán)隊(duì)與合作者揭示了南海經(jīng)向水汽輸運(yùn)對(duì)于中國(guó)降水，尤其是華南降水變化特性的影響及其物理機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于Climate Dynamics。華南降水主要分為前后兩個(gè)汛期：前汛期（4—6月）和后汛期（7—9月）。研究指出，在華南前汛期，西北太平洋副熱帶高壓的位置較為靠南，當(dāng)西太副高增強(qiáng)和西伸時(shí)，會(huì)在菲律賓海上空形成一個(gè)異常反氣旋，導(dǎo)致南海可以向北輸送更強(qiáng)的水汽到華南區(qū)域并輻合形成降水。后汛期時(shí)副高有減弱和東撤，會(huì)在華南上空形成一個(gè)異常氣旋，阻礙水汽從北邊界流出華南。

深海潛水器耐壓艙用鈦合金保載疲勞研究

中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所孫成奇與合作者發(fā)現(xiàn)耐壓艙鈦合金的3種保載疲勞失效模式，即疲勞失效、延性失效以及疲勞與延性混合失效。相關(guān)成果發(fā)表于Journal of Materials Science & Technology。保載與疲勞載荷的相互作用不但加速了試樣的失效，還導(dǎo)致了不同失效模式之間的競(jìng)爭(zhēng)。保載疲勞壽命與第一周次累積最大應(yīng)變有關(guān)，二者在雙對(duì)數(shù)坐標(biāo)下呈近似線性關(guān)系，間歇加載時(shí)間對(duì)鈦合金的保載疲勞行為沒(méi)有影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果和理論分析揭示了鈦合金的保載疲勞機(jī)理，即保載產(chǎn)生的塑性變形增大了試樣的實(shí)際應(yīng)力，這促進(jìn)了已形成裂紋或損傷的擴(kuò)展，同時(shí)疲勞載荷部分導(dǎo)致的局部塑性應(yīng)變?cè)龃罅吮］d疲勞塑性應(yīng)變的累積。

（a）“奮斗者號(hào)”潛水器;（b）耐壓艙;（c）常規(guī)疲勞波形;（d）保載疲勞波形（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所網(wǎng)站）

保載疲勞3種失效模式。A-1～A-4：疲勞失效；B-1～B-4：延性失效；C-1～C-4：混合失效（圖片來(lái)源于中國(guó)科學(xué)院力學(xué)研究所網(wǎng)站）

脊椎動(dòng)物水生到陸生演化過(guò)程中的遺傳創(chuàng)新基礎(chǔ)

中國(guó)科學(xué)院水生生物研究所何舜平、中國(guó)科學(xué)院昆明動(dòng)物研究所王文與合作者解析了肺魚(yú)的全基因組序列，其高達(dá)400多億對(duì)堿基（40Gb）的基因組，是人類(lèi)（3Gb）的十多倍，為迄今人類(lèi)所測(cè)序的最大的基因組序列。相關(guān)成果發(fā)表于Cell。肺魚(yú)擁有5000多個(gè)超過(guò)1Mb的長(zhǎng)基因，而人類(lèi)只有91個(gè)。肺魚(yú)最長(zhǎng)基因長(zhǎng)達(dá)18Mb，人類(lèi)最長(zhǎng)基因?yàn)?.8Mb。然而，肺魚(yú)的這些超長(zhǎng)基因表達(dá)水平與短基因和其他物種的同源基因相似，提示肺魚(yú)進(jìn)化出了高效轉(zhuǎn)錄這些超長(zhǎng)基因的機(jī)制。結(jié)合組學(xué)和實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證發(fā)現(xiàn)，脊椎動(dòng)物從水生到陸生的演化經(jīng)歷了三步重要的遺傳創(chuàng)新過(guò)程。

貝類(lèi)基因組演化研究進(jìn)展

中國(guó)科學(xué)院海洋研究所楊紅生與國(guó)內(nèi)外合作者完成了硬殼蛤Mercenaria mercenaria全基因組精細(xì)參考圖譜的繪制，揭示了雙殼綱貝類(lèi)凋亡抑制因子IAP基因大規(guī)模擴(kuò)張與分化現(xiàn)象。相關(guān)成果發(fā)表于BMC Biology。硬殼蛤，又稱(chēng)美洲簾蛤，其自然棲息地位于北美大西洋沿岸，具有肉質(zhì)鮮美、生長(zhǎng)快、抗逆性強(qiáng)等特點(diǎn)。硬殼蛤基因組存在較為顯著的IAP基因家族大規(guī)模擴(kuò)張現(xiàn)象，擁有159個(gè)拷貝，遠(yuǎn)超人類(lèi)、模式動(dòng)物的拷貝數(shù)（<10拷貝）。硬殼蛤IAP通過(guò)譜系特異性的串聯(lián)重復(fù)和逆轉(zhuǎn)錄的方式發(fā)生擴(kuò)張，并利用結(jié)構(gòu)域的改組迅速發(fā)生結(jié)構(gòu)和功能分化。

外源磷添加降低熱帶海岸帶森林微生物殘?bào)w對(duì)土壤有機(jī)碳庫(kù)的貢獻(xiàn)

中國(guó)科學(xué)院華南植物園生態(tài)中心李?lèi)?、劉占鋒等基于小良熱帶海岸帶生態(tài)系統(tǒng)定位研究站的長(zhǎng)期養(yǎng)分添加實(shí)驗(yàn)平臺(tái)（10年），研究了長(zhǎng)期外源養(yǎng)分添加和土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)對(duì)微生物殘?bào)w的影響。相關(guān)成果發(fā)表于Global Change Biology。熱帶森林生態(tài)系統(tǒng)通常受到磷的限制，氮沉降增加會(huì)加劇生態(tài)系統(tǒng)磷限制的程度，進(jìn)而影響土壤碳循環(huán)過(guò)程。微生物殘?bào)w不僅是土壤有機(jī)碳庫(kù)的重要貢獻(xiàn)來(lái)源，也可通過(guò)土壤團(tuán)聚體結(jié)構(gòu)的調(diào)控間接影響土壤有機(jī)碳庫(kù)的穩(wěn)定性。研究結(jié)果表明，在熱帶海岸帶森林中，土壤微生物碳體響應(yīng)土壤氮磷可獲得性的驅(qū)動(dòng)機(jī)制有所不同，外源磷添加對(duì)微生物殘?bào)w積累的抑制作用不利于土壤有機(jī)碳庫(kù)的穩(wěn)定性。