環(huán)境科學(xué)

HONO在不同季節(jié)的源（大于0）和匯（小于0）的平均日變化（圖片來源于中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所網(wǎng)站）

大氣亞硝酸的大氣化學(xué)過程與來源研究

中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所陳進(jìn)生研究員、安徽光學(xué)精密機(jī)械研究所秦敏研究員等人合作，揭示了沿海城市大氣環(huán)境中亞硝酸氣體（HONO）的化學(xué)特征、分布及來源。相關(guān)成果發(fā)表于《大氣化學(xué)與物理》（Atmospheric Chemistry and Physics）。大氣HONO的光解是羥基自由基（OH自由基）的重要來源，識別大氣HONO來源對于理解大氣化學(xué)過程及模型準(zhǔn)確模擬有重要意義。硝酸鹽光解很可能是春季和夏季主要來源，而NO2在BC表面光催化可能是秋季和冬季HONO主要來源?；贖ONO/NOx比值可以較好地?cái)M合夜間HONO的濃度變化，而晝間需要結(jié)合硝酸鹽光解才能改善擬合結(jié)果。與臭氧光解相比，除了夏季午后，HONO光解在整個晝間都是OH自由基的重要來源。

電催化二氧化碳甲烷化研究新進(jìn)展

華東理工大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院清潔能源材料與器件團(tuán)隊(duì)劉鵬飛等人提出調(diào)節(jié)催化劑表面水覆蓋度提升深度還原產(chǎn)物的研究方法。相關(guān)成果發(fā)表于《能源與環(huán)境科學(xué)》（Energy & Environmental Science）?？稍偕茉措娏︱?qū)動的電化學(xué)轉(zhuǎn)化技術(shù)可將二氧化碳還原為具有高附加值的燃料和化學(xué)品。然而，目前大部分電催化劑材料對深度還原產(chǎn)物（如8電子轉(zhuǎn)移的甲烷、12電子轉(zhuǎn)移的乙烯和乙醇等）的選擇性和反應(yīng)速率較低，嚴(yán)重限制了這一技術(shù)的實(shí)際應(yīng)用。密度泛函理論計(jì)算證明，在局部水濃度較低的銅表面上利于促進(jìn)甲烷生成;進(jìn)而可控制備出具有疏水性的碳包覆銅核殼結(jié)構(gòu)，降低了催化劑表面的水覆蓋度。

光伏產(chǎn)品貿(mào)易自由化對全球碳減排具有重要意義

北京師范大學(xué)環(huán)境學(xué)院毛顯強(qiáng)教授團(tuán)隊(duì)與合作者認(rèn)為，破除光伏貿(mào)易壁壘將促進(jìn)全球碳減排。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。國際貿(mào)易在降低全球光伏產(chǎn)品價格及應(yīng)用成本方面作用顯著。然而伴隨全球光伏市場擴(kuò)張，貿(mào)易保護(hù)主義持續(xù)抬頭，關(guān)稅和非關(guān)稅貿(mào)易壁壘在光伏產(chǎn)品貿(mào)易中屢見不鮮。研究指出，光伏產(chǎn)品貿(mào)易對提高全球太陽能光伏發(fā)電裝機(jī)容量、光伏發(fā)電量及促進(jìn)全球溫室氣體減排具有重要貢獻(xiàn)。應(yīng)通過構(gòu)建協(xié)調(diào)的貿(mào)易政策體系，推動貿(mào)易機(jī)制改革，加強(qiáng)區(qū)域及全球貿(mào)易合作，將光伏產(chǎn)品納入環(huán)境產(chǎn)品清單，能更好實(shí)現(xiàn)全球光伏產(chǎn)品貿(mào)易自由化、便利化，進(jìn)而釋放其環(huán)境效益。

自然啟迪的二氧化碳水熱還原長鏈烷烴

上海交通大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院金放鳴教授研究團(tuán)隊(duì)與合作者通過模擬地殼高溫高壓水熱環(huán)境，利用鐵鈷金屬將碳酸氫鈉還原為長鏈烷烴。相關(guān)成果發(fā)表于《美國科學(xué)院院報(bào)》（PNAS）。石油的成油機(jī)理有生物成油和非生物成油兩種學(xué)說。研究發(fā)現(xiàn)，碳酸氫根不僅充當(dāng)碳源，還促進(jìn)鈷氧化物的還原，原位生成高活性的鈷納米片催化中心，突破了化工領(lǐng)域鈷遇水即失活這一長期難解決的瓶頸問題。利用新開發(fā)的高溫高壓水熱原位紅外觀察表明，零價鈷的存在促進(jìn)鐵表面羥基物種的生成，二者的協(xié)同作用增強(qiáng)反應(yīng)中間體一氧化碳的吸附，有利于其進(jìn)一步氫化偶聯(lián)，生成長鏈烷烴。該研究為石油的非生物成因?qū)W說提供了關(guān)鍵的實(shí)驗(yàn)證據(jù)和機(jī)理闡釋。

不同季節(jié)顆粒硝酸鹽光解與Runknown的關(guān)系（BC著色）紅線和虛線分別代表對數(shù)擬合曲線和轉(zhuǎn)折點(diǎn)（圖片來源于中國科學(xué)院城市環(huán)境研究所網(wǎng)站）

環(huán)境科學(xué)

優(yōu)化的土地管理措施能極大提高全球陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳能力

武漢大學(xué)遙感信息工程學(xué)院沙宗堯教授與合作者在全球陸地生態(tài)系統(tǒng)固碳潛力研究方面取得新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊-地球與環(huán)境）（Nature Communications Earth & Environment）。為應(yīng)對全球變暖等氣候變化問題，我國提出“碳達(dá)峰”“碳中和”雙碳計(jì)劃，從國家層面實(shí)施了一系列戰(zhàn)略部署。全球陸地生態(tài)系統(tǒng)是重要的碳匯，通過綠色植物光合作用，每年可從大氣中吸收超過1000億噸的碳。這一研究基于全球近20年的植被遙感數(shù)據(jù)，結(jié)合全球氣象、土壤、地形地貌數(shù)據(jù)，采用鄰域相似性空間分析的方法，以鄰域土地管理措施為參考對象，繪制了土地管理措施優(yōu)化情景下，全球陸地生態(tài)系統(tǒng)植被固碳增加的通量地圖。

城市土壤有機(jī)碳庫空間分異規(guī)律與預(yù)測

中國科學(xué)院地球環(huán)境研究所王云強(qiáng)研究員團(tuán)隊(duì)分析西安市表層土壤有機(jī)碳庫空間變異特征、分布規(guī)律和主控因子，并比較不同空間預(yù)測方法對城市土壤有機(jī)碳密度的預(yù)測效果。相關(guān)成果發(fā)表于《土鏈》（Catena）。西安市表層土壤有機(jī)碳庫相較于郊區(qū)具有一定富集性，距離市中心越遠(yuǎn)，表層土壤有機(jī)碳密度越小;西安市表層土壤有機(jī)碳密度呈現(xiàn)短距離斑塊狀分布特征，主要受土壤質(zhì)地、植被類型和人類活動（功能區(qū)、物理擾動、植被管理等）的綜合影響;合理管理，如減少清掃、修剪，經(jīng)常澆水等會增加城市表層土壤有機(jī)碳積累。文章也指出準(zhǔn)確預(yù)測仍然具有挑戰(zhàn)性，需進(jìn)一步研究城市特定因素和過程對土壤有機(jī)碳周轉(zhuǎn)的影響。

基于毒性效應(yīng)調(diào)控的大氣污染防控機(jī)制研究

復(fù)旦大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程系大氣化學(xué)團(tuán)隊(duì)與清華大學(xué)環(huán)境學(xué)院教授王書肖團(tuán)隊(duì)和香港理工大學(xué)土木與環(huán)境工程系教授李向東團(tuán)隊(duì)合作，提出基于毒性效應(yīng)調(diào)控的大氣污染防控機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·能源》（Nature Energy）。通過對固體燃料（能產(chǎn)生熱能或動力的固態(tài)可燃物質(zhì)，如煤、薪柴、秸稈等）產(chǎn)生的氣溶膠開展研究，基于燃燒源現(xiàn)場測量、化學(xué)成分甄別、生物毒性解析和空氣質(zhì)量模擬及暴露風(fēng)險評估，闡明氣溶膠關(guān)鍵化學(xué)組分的源頭形成機(jī)制、人群暴露健康風(fēng)險和生物毒性機(jī)制，發(fā)現(xiàn)我國民用固體燃料燃燒所產(chǎn)生的氣溶膠人群暴露風(fēng)險比燃煤電廠排放的氣溶膠高出兩個數(shù)量級，進(jìn)而提出面向人民生命健康為導(dǎo)向的空氣質(zhì)量管理建議。

微生物生存“饑餓游戲”的新進(jìn)展

清華大學(xué)環(huán)境科學(xué)與工程學(xué)院溫東輝教授與清華大學(xué)楊云鋒教授、美國俄克拉荷馬大學(xué)周集中教授合作，揭示微生物生存“饑餓游戲”的新進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《自然·通訊》（Nature Communications）。研究發(fā)現(xiàn)，富營養(yǎng)環(huán)境中快生長菌“數(shù)強(qiáng)獨(dú)大”，慢生長菌被“競爭排除”;而在寡營養(yǎng)環(huán)境中，微生物更傾向于通過“抱團(tuán)合作”來緩解資源限制、維持生命過程。由此，文章提出了以環(huán)境營養(yǎng)供給、個體生長策略、種間相互作用為核心的“饑餓游戲”假說。為了驗(yàn)證這一假說，研究者進(jìn)一步設(shè)置不同營養(yǎng)供給水平的微宇宙模擬實(shí)驗(yàn)體系，確證了營養(yǎng)供給對不同策略型微生物的選擇及其相互作用關(guān)系的影響。

優(yōu)化土地管理措施全球陸地生態(tài)系統(tǒng)植被固碳增量通量地圖（2001-2019年）（圖片來源于武漢大學(xué)新聞網(wǎng)）

醫(yī)學(xué)前沿

強(qiáng)迫癥的發(fā)病可能和染色質(zhì)結(jié)構(gòu)失調(diào)有關(guān)

上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)院林關(guān)寧教授團(tuán)隊(duì)與上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬精神衛(wèi)生中心王振主任醫(yī)師團(tuán)隊(duì)組合作，對強(qiáng)迫癥進(jìn)行了核心家系（強(qiáng)迫癥患者及其健康父母）隊(duì)列的全基因組的研究。相關(guān)成果發(fā)表于《科學(xué)·進(jìn)展》（Science Advances）。強(qiáng)迫癥在世界范圍的終身患病率可高達(dá)3%，其病因復(fù)雜、病理不清，影響因素包含環(huán)境和基因等。相關(guān)研究不僅證實(shí)了超罕見突變（新發(fā)嚴(yán)重突變）對強(qiáng)迫癥的發(fā)病可能有著顯著的作用，還提示這些突變所造成的染色質(zhì)結(jié)構(gòu)調(diào)控的異常將可能是強(qiáng)迫癥病理過程中的重要因素。研究還發(fā)現(xiàn)大約一半的患者攜帶至少一個嚴(yán)重的新發(fā)突變，也為強(qiáng)迫癥“新發(fā)突變假說”提供了新證據(jù)。

炎癥性腸病研究進(jìn)展

首都醫(yī)科大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院周德山教授團(tuán)隊(duì)闡述了老化腸上皮miR-1/miR-124協(xié)同損傷腸黏膜屏障促進(jìn)炎癥性腸病的新機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《克羅恩病與結(jié)腸炎雜志》（Journal of Crohns and Colitis）。隨著年齡增加，腸黏膜上皮miR-1-3p和miR-124-3p二者的輕度升高能夠發(fā)揮協(xié)同抑制黏蛋白糖基化修飾的限速酶—T合酶（T synthase）及細(xì)胞增殖周期蛋白CDK4/CDK6的作用，并證明了二者通過協(xié)同作用破壞腸黏膜屏障功能，促進(jìn)老化腸黏膜炎性損傷的機(jī)制，為理解老年人易罹患結(jié)直腸炎性疾病提供了新的研究視角。表觀遺傳調(diào)控可能是老年人群腸黏膜屏障受損和慢性腸炎的重要因素，有望為臨床延緩衰老、健康老齡化和預(yù)防老年慢性腸病提供新方法。

糖尿病創(chuàng)面修復(fù)研究進(jìn)展

中山大學(xué)附屬口腔醫(yī)院夏娟教授、李衛(wèi)昌副研究員團(tuán)隊(duì)開發(fā)了一類新型形狀可編程層級結(jié)構(gòu)復(fù)合膜修復(fù)體系，可有效促進(jìn)創(chuàng)面的快速愈合與組織重建，為糖尿病創(chuàng)面的臨床治療提供了新的思路。相關(guān)成果發(fā)表于《微尺度》（Small）。糖尿病是一類以高血糖為特征的代謝性疾病。由于糖尿病創(chuàng)面（皮膚及口腔黏膜）存在長期慢性炎癥、膠原代謝異常、愈合困難等問題，傳統(tǒng)的治療方法大多無法取得滿意的愈合效果。文章重點(diǎn)探究了高分子纖維網(wǎng)絡(luò)結(jié)構(gòu)對材料體系宏觀性能的影響規(guī)律及對糖尿病創(chuàng)面的修復(fù)機(jī)制，并通過理化性能測試、生物學(xué)檢測、動物實(shí)驗(yàn)等手段，系統(tǒng)評價了其應(yīng)用的靈活性、安全性和有效性。

DNA測序新技術(shù)

同濟(jì)大學(xué)附屬東方醫(yī)院院長陳義漢院士團(tuán)隊(duì)與合作者開展研究，開發(fā)出基于UdgX的在單堿基分辨率水平上的DNA脫氧尿嘧啶的檢測技術(shù)。相關(guān)成果發(fā)表于《美國化學(xué)會志》（Journal of the American Chemical Society）。Ucaps-seq測序技術(shù)是國際上第一個用酶法檢測DNA中的脫氧尿嘧啶（dU）堿基的技術(shù)，現(xiàn)存的dU測序技術(shù)均為化學(xué)法。通過借助被稱為UdgX的特殊的酶分子，發(fā)明了靈敏性好、特異性強(qiáng)和分辨率高的DNA脫氧尿嘧啶檢測技術(shù)，首次用酶法在單堿基分辨率水平上精準(zhǔn)檢測DNA中的dU，實(shí)現(xiàn)了DNA中dU堿基檢測技術(shù)的根本性突破。Ucaps-seq測序技術(shù)對基因編輯脫靶具有強(qiáng)大的識別能力。

基于環(huán)境因素和基因風(fēng)險交互影響的強(qiáng)迫癥表觀遺傳的發(fā)病機(jī)制假設(shè)（圖片來源于上海交通大學(xué)新聞學(xué)術(shù)網(wǎng)）

全基因組家系研究發(fā)現(xiàn)的OCD關(guān)鍵突變基因及它們可能影響的神經(jīng)遞質(zhì)系統(tǒng)基因（圖片來源于上海交通大學(xué)新聞學(xué)術(shù)網(wǎng)）

醫(yī)學(xué)前沿

氣動軟體機(jī)器人研究進(jìn)展

清華大學(xué)醫(yī)學(xué)院生物醫(yī)學(xué)工程系廖洪恩教授課題組提出的氣動驅(qū)動與控制系統(tǒng)，具有“正負(fù)壓一體化”和“可控充放氣”的獨(dú)特優(yōu)勢，可作為通用的氣動平臺，適用于研究氣動軟體機(jī)器人的多種氣壓需求和精細(xì)氣壓控制。相關(guān)成果發(fā)表于《軟體機(jī)器人》（Soft Robotics）。軟體機(jī)器人作為機(jī)器人領(lǐng)域的一個新興分支，與剛性結(jié)構(gòu)相比，具有高柔順性、大自由度和環(huán)境共融性，在仿生機(jī)器人、搜索機(jī)器人、輔助設(shè)備和醫(yī)療機(jī)器人等領(lǐng)域都有潛在應(yīng)用。該研究突破了軟體機(jī)器人氣動驅(qū)動方案的技術(shù)瓶頸，解決了現(xiàn)有氣動驅(qū)動方案單一壓力狀態(tài)、放氣過程壓力不可控的問題，對軟體機(jī)器人驅(qū)動和控制領(lǐng)域具有重要價值和意義。

血管平滑肌細(xì)胞感知、轉(zhuǎn)導(dǎo)與響應(yīng)細(xì)胞外基質(zhì)剛度的新機(jī)制

北京大學(xué)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)院周菁課題組報(bào)道了血管平滑肌細(xì)胞中的膠原受體——盤狀結(jié)構(gòu)域受體1（DDR1）。相關(guān)成果發(fā)表于《生物活性材料》（Bioactive Materials）。血管平滑肌細(xì)胞具備可塑性，其表型可以響應(yīng)多種微環(huán)境因素刺激而發(fā)生變化。其中，細(xì)胞外基質(zhì)固有的機(jī)械信號（如基質(zhì)剛度）可能與生物化學(xué)因素單獨(dú)或協(xié)同作用，參與調(diào)控平滑肌細(xì)胞的表型與功能。在多種常見的慢性血管炎性疾病中，如動脈粥樣硬化、高血壓和術(shù)后狹窄，動脈壁剛度顯著增加。DDR1可充當(dāng)力學(xué)感受器，以不依賴于其配體的方式感知細(xì)胞外基質(zhì)剛度升高，并介導(dǎo)細(xì)胞內(nèi)力學(xué)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)，抑制平滑肌細(xì)胞收縮功能并促進(jìn)促炎因子合成，引起管壁微環(huán)境變化從而加重血管硬化。

人工視網(wǎng)膜新器件技術(shù)

復(fù)旦大學(xué)微電子學(xué)院陳琳教授團(tuán)隊(duì)制備了一種高效、穩(wěn)定的柔性人工視網(wǎng)膜感知器件，可以同時實(shí)現(xiàn)電/離子和光的雙調(diào)制。相關(guān)成果發(fā)表于《納米快報(bào)》（Nano Letters）。視網(wǎng)膜的光敏感細(xì)胞為了避免刺激性光線的傷害，在視覺系統(tǒng)中通過自我調(diào)節(jié)來適應(yīng)光線，這個過程被稱為光適應(yīng)。利用這一器件也可以實(shí)現(xiàn)類似的光強(qiáng)響應(yīng)變化。器件不僅具有光傳感器的作用，還能將光刺激轉(zhuǎn)化為電信號，對信息進(jìn)行處理和存儲從而實(shí)現(xiàn)視覺記憶功能，這與人腦中的視覺系統(tǒng)功能相類似，真正實(shí)現(xiàn)了感知-存儲-計(jì)算一體化。光強(qiáng)可以從勒克司的幾分之一到超過104勒克司不等。此外，通過器件所能實(shí)現(xiàn)的噪聲點(diǎn)預(yù)處理功能，進(jìn)一步提高圖像的識別率和效率。

運(yùn)動促進(jìn)神經(jīng)干細(xì)胞移植治療腦卒中的動物實(shí)驗(yàn)進(jìn)展

中國科學(xué)院廣州生物醫(yī)藥與健康研究院研究員潘光錦團(tuán)隊(duì)與中山大學(xué)附屬第三醫(yī)院教授胡昔權(quán)團(tuán)隊(duì)，以缺血性腦卒中（MCAO）動物為模型，在神經(jīng)干細(xì)胞治療方面展開深入合作，在神經(jīng)干細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動訓(xùn)練促進(jìn)移植神經(jīng)細(xì)胞的體內(nèi)成熟和動物行為學(xué)功能修復(fù)方面取得進(jìn)展。相關(guān)成果發(fā)表于《干細(xì)胞報(bào)告》（Stem Cell Reports）。隨著醫(yī)學(xué)進(jìn)步，腦卒中患者的生存率得到提高，但在存活患者中80%以上遺留神經(jīng)功能障礙，如常見的運(yùn)動感覺功能障礙，目前尚無有效治療手段。研究表明，運(yùn)動訓(xùn)練可以促進(jìn)移植細(xì)胞的成熟和整合，神經(jīng)干細(xì)胞移植結(jié)合運(yùn)動訓(xùn)練的組合介入有望為相關(guān)神經(jīng)疾病提供新型治療方案。

可控并聯(lián)平臺應(yīng)用示范（圖片來源于清華大學(xué)網(wǎng)站）

正負(fù)壓一體化可編程壓力氣動驅(qū)動系統(tǒng)原型機(jī)及單路氣動方案原理（圖片來源于清華大學(xué)網(wǎng)站）

植物科學(xué)

油茶基因組圖譜和群體基因組學(xué)研究

中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所姚小華等人與合作者破譯了油茶的遺傳密碼。相關(guān)成果發(fā)表于《基因組生物學(xué)》（Genome Biology）。油茶，泛指山茶科山茶屬植物中油脂含量高、具有一定栽培面積的、有經(jīng)濟(jì)栽培價值的物種的總稱，是我國主推的重要木本油料樹種。油茶籽油中不飽和脂肪酸達(dá)90%以上，以單不飽和脂肪酸油酸為主，富含角鯊烯、維生素E、甾醇、多酚等成分。研究者以二倍體油茶為對象，構(gòu)建了油茶全基因組圖譜，明確了油茶的起源和演化機(jī)制，結(jié)合200余份代表性油茶品種油脂高速合成期種仁的轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)，挖掘了油脂性狀的關(guān)鍵基因及變異位點(diǎn)，揭示了油茶以種子油脂為栽培目標(biāo)的馴化遺傳機(jī)制。

蘋果樹腐爛病菌致病機(jī)理研究

西北農(nóng)林科技大學(xué)植保學(xué)院黃麗麗等人揭示了蘋果樹腐爛病菌Vm-milR1通過抑制受體蛋白激酶基因表達(dá)，從而抑制寄主免疫反應(yīng)并促進(jìn)病菌侵染的分子機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。研究發(fā)現(xiàn)Vm-milR1在侵染寄主過程中高度誘導(dǎo)表達(dá)，將Vm-milR1敲除后導(dǎo)致病菌的致病力大幅度下降。接種Vm-milR1敲除突變體可以誘導(dǎo)寄主活性氧的產(chǎn)生、胼胝質(zhì)沉積和免疫相關(guān)基因的高效表達(dá)，Vm-milR1可以抑制寄主類受體蛋白激酶基因MdRLKT1和MdRLKT2的表達(dá)，進(jìn)一步利用過表達(dá)和沉默試驗(yàn)證明，MdRLKT1和MdRLKT2正調(diào)控寄主產(chǎn)生對蘋果樹腐爛病菌的抗病性。

蒺藜苜蓿復(fù)葉模式建成的分子機(jī)制

中國科學(xué)院西雙版納熱帶植物園賀亮亮、陳江華等人針對蒺藜苜蓿復(fù)葉模式建成過程中關(guān)鍵基因和激素信號等展開綜述，比較了不同物種間復(fù)葉發(fā)育機(jī)制的異同。相關(guān)成果發(fā)表于《植物科學(xué)前沿》（Frontiers in Plant Science）。通過對豆科模式植物蒺藜苜蓿葉發(fā)育的研究，積累了對復(fù)葉形態(tài)建成的基因調(diào)控基礎(chǔ)。研究者進(jìn)一步總結(jié)了蒺藜苜蓿復(fù)葉性狀相關(guān)的遺傳調(diào)控因子;描述了復(fù)葉模式建成中干細(xì)胞活性和邊界劃分的調(diào)控模型;探討了復(fù)葉模式建成中生長素的作用模型和背腹極性的調(diào)控機(jī)制;提出了未來復(fù)葉發(fā)育研究中值得關(guān)注的重點(diǎn)內(nèi)容，以及在紫花苜蓿上的應(yīng)用前景等。

利用根系解剖結(jié)構(gòu)揭示草原植物根系功能

中國科學(xué)院植物研究所白文明研究組以內(nèi)蒙古典型草原常見的32種植物為研究對象，從根系解剖結(jié)構(gòu)的角度揭示了內(nèi)蒙古典型草原植物根系結(jié)構(gòu)與功能隨根級的變化規(guī)律，以及單子葉植物和雙子葉植物根系吸收和傳輸?shù)臋?quán)衡策略。相關(guān)成果發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。研究發(fā)現(xiàn)，單子葉植物根系的所有根級都存在皮層和菌根侵染，而隨著根級的升高，內(nèi)皮層的細(xì)胞壁加厚程度和中柱的比例升高。雙子葉植物的根系隨著根級升高，皮層厚度和菌根侵染顯著下降，中柱比例顯著升高，表明雙子葉植物的根系功能在高級根由吸收轉(zhuǎn)變?yōu)閭鬏?。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，單子葉植物和雙子葉植物通過不同的皮層和中柱比例實(shí)現(xiàn)吸收和傳輸功能的權(quán)衡。

油茶品種群體關(guān)聯(lián)分析發(fā)掘油脂產(chǎn)量與品質(zhì)的調(diào)控基因（圖片來源于中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所網(wǎng)站）

油茶果實(shí)（王開良攝）（圖片來源于中國林業(yè)科學(xué)研究院亞熱帶林業(yè)研究所網(wǎng)站）

植物科學(xué)

擬南芥芽再生染色質(zhì)狀態(tài)動態(tài)圖譜

中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心王佳偉研究組揭示了生長素和細(xì)胞分裂素時序性調(diào)控外植體體細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變，誘導(dǎo)細(xì)胞多能性產(chǎn)生，并進(jìn)而實(shí)現(xiàn)芽再生的分子機(jī)制。相關(guān)成果發(fā)表于《發(fā)育細(xì)胞》（Developmental Cell）。植物芽再生一般分為兩個步驟：先是離體植物組織（外植體，explant）在高生長素/細(xì)胞分裂素配比培養(yǎng)基（callus induced medium， CIM）上誘導(dǎo)愈傷組織（callus）形成，接下來在高細(xì)胞分裂素/生長素配比培養(yǎng)基（shoot induced medium， SIM）上誘導(dǎo)芽的發(fā)生。研究者挖掘到一系列可能在芽再生過程中發(fā)揮作用的轉(zhuǎn)錄因子，為我們理解植物細(xì)胞重編程及細(xì)胞命運(yùn)轉(zhuǎn)變提供了全新的視角。

豚草天敵廣聚螢葉甲耐寒性快速適應(yīng)的生理與分子遺傳機(jī)制

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周忠實(shí)等人研究發(fā)現(xiàn)，豚草天敵昆蟲廣聚螢葉甲北京種群比廣西種群具有更強(qiáng)的耐寒能力。相關(guān)成果發(fā)表于《害蟲科學(xué)》（Journal of Pest Science）。豚草原產(chǎn)于北美洲，是一種惡性入侵雜草，在我國華南至東北的大部分地區(qū)均有分布。廣聚螢葉甲是豚草專一性天敵，對南方十幾個省區(qū)市的豚草起到了非常顯著的持續(xù)控制作用，有效抑制了豚草種群的擴(kuò)張和蔓延。比較研究發(fā)現(xiàn)，北京種群成蟲體內(nèi)總糖、海藻糖、甘油、脂質(zhì)和脯氨酸等耐寒性物質(zhì)含量及Tret1a等耐寒關(guān)鍵基因表達(dá)水平均明顯高于廣西種群。研究結(jié)果有助于指導(dǎo)在更高緯度豚草發(fā)生區(qū)利用廣聚螢葉甲開展有效的生物防治工作。

油桃形成的遺傳機(jī)制

中國科學(xué)院武漢植物園揭示了油桃形成的分子機(jī)理。相關(guān)成果發(fā)表于《新植物學(xué)家》（New Phytologist）。油桃是普通桃的變種，起源于中國。油桃果皮質(zhì)地明顯不同于普通桃：油桃果實(shí)表皮無毛，光滑發(fā)亮、顏色鮮艷，好似涂了一層油;而普通桃果實(shí)表皮有絨毛，顏色較暗、無亮光。研究發(fā)現(xiàn)，控制油桃果實(shí)無毛性狀的G位點(diǎn)包含一個PpMYB25候選基因。研究進(jìn)一步揭示了桃PpMYB25和PpMYB26協(xié)同調(diào)控果實(shí)表皮毛發(fā)育和表皮蠟質(zhì)積累，當(dāng)它們的表達(dá)同時受到干擾后，就產(chǎn)生了桃的變種——油桃。果實(shí)表皮蠟質(zhì)合成可有效地防止果實(shí)水分散失，研究結(jié)果為改良桃果實(shí)耐貯藏性提供了新思路。

中國主栽食用玫瑰的“復(fù)雜網(wǎng)狀起源”假說

中國科學(xué)院昆明植物研究所胡金勇研究員等人收集了16個國內(nèi)主栽食用玫瑰品系，構(gòu)建了涵蓋薔薇屬所有主要分類群的質(zhì)體基因組系統(tǒng)樹，追溯了中國食用玫瑰種質(zhì)間的遺傳關(guān)系及其可能的野生近緣種。相關(guān)成果發(fā)表于《園藝研究》（Horticulture Research）。文章指出，可能有6個野生種作為母本參與了中國主栽食用玫瑰種質(zhì)的形成;至少9個野生種參與了現(xiàn)有主栽食用玫瑰品種的形成，野生玫瑰、“大馬士革”和法國薔薇是參與多個食用玫瑰品種形成的主要貢獻(xiàn)者?，F(xiàn)有主栽種質(zhì)中僅“金邊玫瑰”和“墨紅玫瑰”具連續(xù)開花習(xí)性，YN01、YN02、“商水玫瑰”、“定陶玫瑰”和“紫枝玫瑰”具有偶爾二次開花現(xiàn)象，其他種類均為一次開花品種?？?/p>

通過染色質(zhì)狀態(tài)轉(zhuǎn)變和順式作用元件分析挖掘再生重要轉(zhuǎn)錄因子的示意圖（圖片來源于中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心網(wǎng)站）

15種染色質(zhì)狀態(tài)的注釋及不同染色質(zhì)狀態(tài)與轉(zhuǎn)錄調(diào)節(jié)因子ChIP-seq的關(guān)聯(lián)性（圖片來源于中國科學(xué)院分子植物科學(xué)卓越創(chuàng)新中心網(wǎng)站）

（本欄目責(zé)編：黃雪霜）