科研进展--中国科学院广州分院

近日，中国科学院南海海洋研究所林间院士团队联合多学科团队，在东印度洋班达弧构造变形与地震风险研究方面取得重要进展。研究团队采用跨学科方法，综合解析海洋地球物理、大地测量和地震学等多源观测资料，揭示了班达弧存在两个潜在地震空区。研究成果发表于国际期刊《Global and Planetary Change》，副研究员杨晓东为论文第一作者，教授栾锡武为论文通讯作者。东印度洋巽他—班达弧位于东南亚环形俯冲系统最东端，是印-澳板块、欧亚板块、太平洋板块和菲律宾海板块四大板块的汇聚区域。该区域兼具典型海沟—岛弧体系与弧—陆碰撞构造，地质结构复杂，地震活动频繁。研究团队综合利用多道地震反射剖面、地震目录与震源机制解、GPS速度场及深部地震速度模型，定量计算了弧后弗洛勒斯-韦塔（Flores-Wetar）反冲断裂与弧前帝汶海槽的断裂滑动速率及区域应变率，并结合历史地震与仪器记录，系统阐明了不同构造单元的现今变形特征及其与强震孕育的关系。研究结果表明，弧后弗洛勒斯-韦塔反冲断裂与弧前帝汶海槽共同吸收了印—澳板块与巽他板块约75 mm/yr的汇聚速率。其中，弗洛勒斯-韦塔断裂滑动速率为7.6–23.9 mm/yr，是区域绝大多数强震（MW 6.6）的发震构造，包括1992年MW 7.9弗洛勒斯地震及其引发的海啸灾害。帝汶海槽滑动速率为13.3–30.7 mm/yr，但近百年来仪器观测未记录到强震活动，地表及浅部构造活动迹象亦相对较弱。通过综合分析区域应变速率与地震分布特征，研究团队发现弗洛勒斯-韦塔断裂沿走向存在显著的地震活动差异，并识别出两处潜在"地震空区"。这些区域应变累积显著但长期未发生强震破裂，暗示未来存在发生大地震的高风险。该研究从区域尺度揭示了弧—陆碰撞背景下前弧与后弧构造单元在变形样式与地震活动性方面的差异，为理解东南亚复杂板块汇聚区的动力学演化提供了新的观测约束，也为东印度洋地震海啸灾害预警提供了重要的科学依据。图1 东印度洋班达弧区域构造与强震（MW ≥6.6）分布图图2 根据GPS运动速度计算的班达弧应变速率和推测的地震空区图3 东印度洋班达弧深部区域的三维构造图本研究得到国家自然科学基金、中国-东盟海洋合作基金、中国科学院国际伙伴计划和广东省重大人才工程等项目等联合资助。论文信息：Yang Xiaodong, Luan Xiwu, Zhu Liangyu, Han Xnizhe, Zhang Zhiwen, Zhou Zhiyuan, Lin Jian, & Wang Liming, 2026. Active faulting and crustal deformation along the East Sunda-Banda Arc: Implications for Regional Geohazards. Global and Planetary Change, 259, 105326.文章链接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105326其他相关论文:Zhang Z., Yang X.*, Mooney W.D., Rebecca B E., Zhao S., Lin J., Zheng T., Xu, H., 2024. An integrated study of age and formation of the Aru Trough, eastern Banda Arc, Indonesia: Implications for seismic hazards. Tectonics, 43, e2024TC008449.Yang X.*, Singh S. C., Deighton I., 2021. The margin-oblique Kumawa strike-slip fault in the east Banda forearc: structural deformation, tectonic origin and geohazard implication. Tectonics, 40(4): 1-23.Yang X.*, Singh S. C., Tripathi A., 2020. Did the Flores backarc thrust rupture offshore during the 2018 Lombok earthquake sequence in Indonesia? Geophysical Journal International, 221(2): 758-768.

2026-02-06

南海海洋所 | 研究揭示马里亚纳海沟"挑战者深渊"万米深度形成机制

近日，中国科学院南海海洋研究所张帆研究员团队在国际地学期刊《地球与行星科学通讯》（Earth and Planetary Science Letters）发表最新研究成果，揭示了马里亚纳海沟"挑战者深渊"（Challenger Deep）水深超万米的形成机制。副研究员张江阳为第一作者和通讯作者，研究员张帆为共同通讯作者，合作者包括林间院士、美国德克萨斯大学达拉斯分校教授Robert J. Stern及香港中文大学教授杨宏峰。马里亚纳海沟位于太平洋板块向菲律宾海板块俯冲的汇聚边界。其中南段的"挑战者深渊"水深逾10900米，不仅比北段深约2000米，更是全球海洋最深处。传统理论将其归因于俯冲板块年龄（1.2-1.6亿年）导致的负浮力增强，或前弧区域的陡峭地形，但这些因素无法定量解释南北段之间如此显著的深度差异。研究团队通过系统分析马里亚纳海沟沿走向的多条垂直地形剖面，发现南段俯冲板块在进入海沟前的坡度和曲率显著高于北段及全球其他海沟，表明该区域发生了异常强烈的弹性弯曲变形。基于这一观测，团队创新性地构建了负浮力驱动的弹性板弯曲模型，突破传统刚性板块假设，更真实地刻画了俯冲系统的力学响应。模型揭示：近海沟区域岩石圈有效弹性厚度显著降低是控制海沟深度的关键因素——当岩石圈刚度减弱时，俯冲板块的负浮力可高效转化为向下的弯曲变形，导致海沟前方产生极大挠曲。进一步的三维数值模拟表明，俯冲板块沿走向的几何分段效应会显著放大局部弯曲。南马里亚纳地区存在的板块撕裂结构限制了俯冲板块的横向连续性，削弱了沿走向的力学耦合，使弯曲变形在“挑战者深渊”区域集中发展。研究进一步指出，正是“岩石圈弱化—负浮力驱动—板块撕裂分段”三种机制的协同作用，共同造就了这一全球极端深度。该研究从板块变形的力学机制角度，为极端海沟地形提供了统一且可量化的物理解释，强调了俯冲带几何分段和力学非均一性在控制海沟形态中的关键作用。相关方法和结论可推广至全球其他俯冲带研究，为理解板块俯冲过程及其地表响应提供了新的理论框架。论文信息：Jiangyang Zhang*, Robert J Stern, Fan Zhang*, Jian Lin, Hongfeng Yang(2026). Unusually tight bending of subducting Pacific plate causes the extreme depth of Challenger Deep. Earth and Planetary Science Letters. 679: 119886. 原文链接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.119886图1 马里亚纳海沟南部和中部测深和板块年龄图图2 马里亚纳海沟南部与北部，及全球海沟的坡度和曲率对比图。图3 挑战者深渊极端深度的 “岩石圈弱化—负浮力驱动—板块撕裂分段” 控制示意图

2026-02-05

南海海洋所 | 真菌来源抗虫活性生物碱的结构多样性与生物合成机制研究取得新进展

近日，中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境与岛礁生态全国重点实验室、热带海洋生物资源与生态实验室、广东省海洋药物重点实验室闫岩研究员团队在真菌来源抗虫活性生物碱的结构多样性与生物合成机制研究取得新进展，相关成果以“Structural Diversification and Biosynthesis of Pesticidal Pyrroline-Derived Alkaloid from Penicillium. citrinum SCSIO DF147”为题，发表于国际知名期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry。该论文由硕士研究生王松涛（已毕业）、朱祥龙为共同第一作者，研究员闫岩、副研究员宋永相为共同通讯作者。大连理工大学的教授刘田团队在抗虫方面，济南大学老师王文贵在中间体合成方面做了重要贡献。随着全球农作物害虫抗药性的不断增强，开发具有新颖作用机制、高效且低毒的生物农药已成为现代农业发展的迫切需求。昆虫几丁质酶（Chitinases）在昆虫的生长、蜕皮及变态发育过程中扮演关键角色，抑制其活性会导致昆虫生长停滞、化蛹失败甚至死亡，因此被视为开发新型杀虫剂的理想靶点。MOEP（1）类生物碱最早是从海洋来源的青霉真菌中发现的一类吡咯啉衍生化合物，凭借其优良的抗虫及抗菌性能，展现出作为先导药物的应用前景。然而，前期研究仅发现其具有抑制昆虫保幼激素合成的作用，没有更多的靶标筛选，缺乏系统的结构多样性和构效关系研究。另外，关于MOEP化合物也仅有化学合成报道，其生物合成基因簇和生物合成研究也尚未知。限制了利用合成生物学手段对其进行深入研究的途经。团队以几丁质酶抑制活性为导向，对一株沙虫来源的海洋真菌Penicillium citrinum SCSIO DF147进行深入挖掘，从中发现了5类包括吡咯、吡咯啉、吡咯烷、吡咯里西啶、及开环吡咯烷共15个吡咯啉衍生生物碱（1-15），含5个新化合物 (图1)。为该类化合物的研究奠定了基础。图1 从Penicillium citrinum SCSIO DF147及其突变体DF147/ΔpasB中分离得到的吡咯啉衍生物生物碱（1−15）（红色数字表示新化合物）。通过对几丁质酶（OfChtII 和 OfChi-h）抑制活性的构效关系研究显示，吡咯啉结构单元和脂肪链的Δ8',9'不饱和双键是该类化合物的关键功能基团，吡咯啉结构的变化和链上双键位置的移动或变化都会造成活性的下降或消失（图2）。在此基础上，对鳞翅目害虫小菜蛾的抗虫实验以及植物病原菌的抗菌实验进一步证明了构效关系，显示了化合物MOPE（1）良好的抗虫抗真菌效果。尤其是对农业主要害虫小菜蛾（Plutella xylostella）在5 mM浓度下施药5天后致死率达100%，化合物1的效果优于阳性对照药物除虫脲(Diflubenzuron)（图3）。图2 吡咯啉衍生生物碱构效关系图3 用5.0 mM化合物1、8和13喂养的P. xylostella的死亡率。NC：阴性对照，PC：用DFB处理的阳性对照。进一步，团队对活性化合MOEP的生物合成研究中，利用全基因组测序、基因敲除/回补、异源表达、以及关键酶的体内外功能验证等方法，确定了该化合物的生物合成基因簇，其分别由四个基因（pasA–D）编码骨架合成酶PKS-NRPS（PasA）、细胞色素P450酶PasB，转录因子PasC和烯酰还原酶PasC组成。发现MOEP（1）化合物先由骨架基因负责的PKS-NRPS蛋白PasA和还原蛋白PasD协作，合成关键中间体羟甲基吡咯烷化合物8，化合物8进一步经细胞色素P450酶PasB脱去C2位的羟甲基以及C3位氢形成Δ2,3双键，从而形成具有吡咯啉功能基团的活性化合物1（图4）。图4 吡咯啉衍生生物碱生物合成基因簇（A）和MOEP（1）的生物合成途径（D）该研究不仅拓展了MOEP类化合物的结构类型，深化了其构效关系研究、还在原有保幼激素靶标的基础上发现了其作用于几丁质酶的新靶标，为该类化合物抗虫机制的研究和应用奠定了基础，也为以几丁质酶导向的新型抗虫抗菌先导化合物的发掘提供了借鉴。该研究也是在海洋微生物先导药物的发掘中，继从海洋放线菌SCSIO 11791中发现的具有几丁质酶抑制活性的抗虫先导化合物lynamycin B（J. Agric. Food. Chem. 2021, 69(47),14086-14091.）之后的又一进展。以上研究工作得到了国家重点研发计划、海南省自然科学基金、广州市重点研发计划、广东特支计划 “海洋药物研究开发创新团队”和南沙科技计划项目等的资助。论文信息：Songtao Wang#, Xianglong Zhu#, Huijie Xie, Huijuan Li, Hanwei Li, Wengui Wang, Tian Liu, Yan Yan*, and Yongxiang Song*. Structural Diversification and Biosynthesis of Pesticidal Pyrroline-Derived Alkaloid from Penicillium citrinum SCSIO DF147. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2026, doi/10.1021/acs.jafc.5c15871论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c15871

2026-02-05

广州健康院开发更安全高效的新型哺乳动物雷帕霉素靶蛋白抑制剂

近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院药物化学生物学组、纳米转化医学研究组和Micky D. Tortorella研究员团队联合在Journal of Medicinal Chemistry在线发表了题为“Discovery and Optimization of 4-Aminopteridin-7(8H)-one Derivatives as Potent and Selective mTOR Inhibitors with Favorable Pharmacodynamic and Safety Characteristics”的研究论文，报道了一类具有优异药效与安全性的新型mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）抑制剂。近日，中国科学院广州生物医药与健康研究院药物化学生物学组、纳米转化医学研究组和Micky D. Tortorella研究员团队联合在Journal of Medicinal Chemistry在线发表了题为“Discovery and Optimization of 4-Aminopteridin-7(8H)-one Derivatives as Potent and Selective mTOR Inhibitors with Favorable Pharmacodynamic and Safety Characteristics”的研究论文，报道了一类具有优异药效与安全性的新型mTOR（哺乳动物雷帕霉素靶蛋白）抑制剂（专利号202510730121X）。mTOR信号通路作为调控细胞生长、增殖与存活的核心枢纽，其异常激活与胃癌、肺癌、乳腺癌等多种癌症的发生发展密切相关，一直是抗癌药物研发的重要靶点。然而，目前已上市的mTOR抑制剂仍十分有限，绝大多数候选药物因在临床开发中效力不足、毒性过大或严重副作用等因素导致失败。因此，开发兼具强效与安全性的新一代mTOR抑制剂成为该领域亟待突破的难题。针对这一挑战，广州健康院研究团队通过精巧的理性药物设计，成功开发出一类新型4-氨基蝶啶-7(8H)-酮衍生物作为ATP竞争性mTOR抑制剂，其中先导化合物T133（化合物51）表现尤为突出。通过构效关系研究和分子模拟，研究揭示了T133分子中的羟基苯并呋喃和反式环己烷羧酸片段，可通过与mTOR形成特定的氢键和盐桥相互作用，从而赋予其高亲和力（IC50=0.34 nM）与良好的激酶选择性。细胞实验表明，T133在胃癌、肺癌、乳腺癌等多种癌细胞系中均能有效抑制细胞增殖与迁移。机制研究进一步证实，T133可阻断mTOR下游信号通路，显著降低AKT、S6K1、4EBP1等关键信号蛋白的磷酸化水平，进而诱导肿瘤细胞发生凋亡、细胞周期阻滞及自噬。在HGC-27胃癌细胞移植瘤模型中，口服T133表现出剂量依赖性抑瘤效果：30 mg/kg与60 mg/kg剂量组的肿瘤抑制率分别达到83%与92%，其疗效与进入临床研究的抑制剂PF-04691502相当，但在安全性方面优势显著。相比PF-04691502引起的肝损伤、肺损伤及皮肤毒性等与其临床报道相符的毒副作用，T133治疗组小鼠的重要器官未见明显的病理损伤，生理生化指标保持稳定。同时，该药物的广谱抗癌效果在NCI-H1299肺癌模型中也得到了验证。在成药性方面， T133口服生物利用度良好（31.2%），对主要的药物代谢酶（CYP450）抑制很弱，无潜在的心脏毒性（hERG抑制率极低）和遗传毒性（AMES试验阴性），整体成药风险低。综上，该研究立足于临床未满足需求，聚焦于现有mTOR抑制剂的毒性瓶颈，通过理性的结构优化设计和优化得到候选分子T133。T133在保持高效与高选择性的同时，于临床前研究中展现出卓越的安全性特征，为突破第二代mTOR抑制剂的研发瓶颈带来了新的希望。广州健康院王丹阳、李庚武、刘建光为论文的共同第一作者，唐士兵、巫林平、Micky D. Tortorella（现单位为中国科学院香港创新研究院）为论文的共同通讯作者。本研究获得了中国科学院战略性先导科技专项、广东省基础与应用基础研究基金、中国科学院广州生物医药与健康研究院自主部署基础研究项目的资助。论文链接图1. 理性药物设计与优化成功开发更安全高效的新型mTOR抑制剂

2026-02-08

广州健康院揭示“驯化”转座子蛋白作为多能性的“守门者”

2026年1月20日，中国科学院广州生物医药与健康研究院细胞器与干细胞研究组在 Cell Discovery 期刊上发表了题为 “Post-transcriptional control of endogenous retroviruses by L1td1 suppresses totipotency acquisition in pluripotent stem cells” 的论文。2026年1月20日，中国科学院广州生物医药与健康研究院细胞器与干细胞研究组在 Cell Discovery 期刊上发表了题为 “Post-transcriptional control of endogenous retroviruses by L1td1 suppresses totipotency acquisition in pluripotent stem cells” 的论文。该研究发现L1td1，作为多能干细胞中限制全能性获得的“守门者”，它一旦“松懈”，细胞将有望回溯至生命最初的“全能”状态。L1td1通过招募CCR4-NOT复合物，特异性介导全能性相关基因及内源性逆转录病毒转录本的降解。本工作揭示了全能性和多能性转变过程中关键的转录后调控机制，首次阐明了源自逆转座子的蛋白在抑制内源病毒元件、调控细胞命运中的独特功能。生命始于一个全能受精卵，随着发育进行，细胞潜能逐渐“锁定”，变为多能干细胞，失去发育成胎盘等组织的全能性。因此，全能性（Totipotency）与多能性（Pluripotency）的转换是早期胚胎发育的核心事件。在二细胞胚胎期，合子基因组激活（ZGA）伴随着内源性逆转录病毒MERVL及Zscan4等全能性基因的瞬时表达。随着早期发育到达囊胚期，这些基因被迅速沉默，细胞由全能性状态进入多能性状态。如何逆转这一过程、重新“解锁”细胞的全能状态，是再生医学和生命科学的终极梦想之一。全能性与多能性转换的转录及表观遗传调控机制已被深入研究，然而，亚细胞水平的转录后调控尤其是RNA降解，仍然是一个谜。L1td1本身起源于基因组中一段可“跳跃”的病毒样遗传元件（LINE-1逆转录转座子），是哺乳动物基因组中唯一由LINE-1驯化而来的蛋白编码基因，在多能干细胞中高表达。团队利用小鼠和人的多能干细胞模型证实，L1td1的缺失使细胞中大量全能性基因被激活，表达特征显著类似于生命最初期的胚胎细胞（小鼠二细胞样、人八细胞样状态），这意味着细胞自发地向更原始、潜能更高的状态转变。L1td1蛋白能够特异性识别并结合一批与全能性相关的基因（如Zscan4家族）和一类“沉睡”在基因组中的古老病毒遗传片段（内源性逆转录病毒转座子，如MERVL-int, MT2_Mm），作为“守卫者”使用细胞内的“降解武器”（CCR4-NOT复合物），将这些维持全能性所必需的RNA分子快速降解，从而将细胞“锁”在多能状态。重要的是，研究还发现“守卫者”L1td1还能抑制其进化上的“祖先”LINE-1 RNA，提示其具有广泛抑制逆转录转座子的保守功能。综上，该研究首次揭示了L1td1作为连接转座子沉默与细胞命运决定的关键枢纽，解析了驯化转座子蛋白通过CCR4-NOT通路调控全能性的新机制。该发现不仅深化了对早期胚胎发育中RNA动态调控、基因组稳定与进化博弈的理解，也为在再生医学中获取全能性细胞、实现异种器官再生提供了新的理论依据。本研究获国家重点研发项目、中国科学院、国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会、广东省和广州市的经费支持。刘兴国研究员和邬毅副研究员为该论文共同通讯作者。邬毅、刘阳、黄奕乐为该论文并列第一作者。论文链接图注：L1td1由逆转录转座子在进化中驯化为蛋白质，反过来抑制其“祖先”元件的活动，而担任多能性的“守卫者”。L1td1宛如一只被人类驯化的忠诚猎犬，回身斥退荒原上的狼群祖先，正是“柴门立雪吠深恩，犹向荒原叱祖痕”；而其忠诚守护多能性“大门”的坚定职责，则恰如“莫道驯来霜眉改，千年肝胆守寒阍”。——来自刘兴国研究员的创意

2026-02-08

亚热带生态所 | 水生植物竞争机制取得新进展

水生植物群落的构建与稳定是浅水富营养化生态系统修复的关键，但其内在竞争机制，特别是不同类型（浮叶与沉水）及不同物种沉水植物间的竞争动态，尚缺乏系统理解。明确光照、营养等关键环境因子如何与植物功能性状（生长型）交互作用并决定竞争结局，对制定科学的植被恢复方案至关重要。水生植物群落的构建与稳定是浅水富营养化生态系统修复的关键，但其内在竞争机制，特别是不同类型（浮叶与沉水）及不同物种沉水植物间的竞争动态，尚缺乏系统理解。明确光照、营养等关键环境因子如何与植物功能性状（生长型）交互作用并决定竞争结局，对制定科学的植被恢复方案至关重要。针对这一科学问题，中国科学院亚热带农业生态研究所李峰研究员团队近期通过两项控制实验，系统揭示了富营养化条件下水生植物的竞争机制。第一项研究聚焦于浮叶植物与不同生长型沉水植物之间的竞争。研究团队以浮叶植物荇菜和三种典型沉水植物（底栖型苦草、直立型粉绿狐尾藻、冠层型穗花狐尾藻）为材料，在桶式中尺度系统中设置了3个荇菜密度水平（0、9、18株/m²）与3个营养水平的全因子实验。第二项研究则深入探讨了沉水植物物种之间的竞争动态，选取生态策略迥异的苦草和粉绿狐尾藻，构建了涵盖3个营养水平、2个光照水平以及5种不同种植比例的替代系列实验。研究取得了系列重要发现：1）在浮叶-沉水植物系统中，浮叶植物的竞争抑制效应具有密度依赖性和物种选择性。中等与高密度荇菜显著降低了所有沉水植物的总生物量和叶绿素含量，但对苦草（底栖型）和穗花狐尾藻（冠层型）形态的负面影响远大于对粉绿狐尾藻（直立型）。值得注意的是，营养水平升高虽能缓解中等密度浮叶植物带来的竞争压力，但同时更增强了粉绿狐尾藻和穗花狐尾藻的竞争优势，预示着在富营养化进程中，浮叶植物的优势将强化，而沉水植物群落结构将向少数耐受物种（如直立型）演变；2）在沉水植物物种间竞争中，营养与光照的交互作用是决定竞争胜负的关键。粉绿狐尾藻在高光、高营养条件下凭借快速生物量积累占据绝对优势；而苦草则采取保守策略，在低光、低营养环境下更能维持生存。其形态可塑性迥异：苦草通过“伸长避荫”应对遮荫，根系稳定；粉绿狐尾藻则始终保持较高株高，且根系对光、营养变化响应更灵活。竞争指数分析证实，两者竞争优势随环境梯度发生动态转换。这两项研究共同表明，水生植物的竞争结局并非固定，而是由环境因子（营养、光照、浮叶植物盖度）与植物自身功能性状（生长型、资源分配策略、形态可塑性）共同塑造的。该系列研究为富营养化湖泊的植被精准恢复与稳态转化提供了重要的理论依据和实践指导。上述结果以Competitive Outcomes Between Floating-Leaved and Submerged Plants Under Eutrophication Depend on Growth Form和Nutrient and Light Interactions Shape Competitive Dynamics Between Two Co-Occurring Submerged Macrophytes为题近期均分别发表在Freshwater Biology上，研究得到国家自然科学联合基金和湖南省重点研发计划项目等资助。论文链接：1 2不同处理下植物养分含量和相对竞争指数变化

2026-02-04

华南植物园揭示互花米草入侵削弱滨海湿地固碳功能的微生物机制

互花米草（Spartina alterniflora）是近几十年来在我国滨海湿地迅速扩张的重要外来入侵植物，其较快的生长速率和有机质输入会深刻影响湿地土壤碳循环过程。然而，互花米草入侵是否会改变滨海湿地的甲烷排放以及其背后的微生物生态机制，仍存在认识不足。科研团队研究基于珠海淇澳红树林自然保护区，从光滩、互花米草入侵区与原生红树林区开展了一年期原位连续监测，并结合土壤理化性质、溶解性有机质分子组成（DOM）特征以及产甲烷菌与甲烷氧化菌群落结构分析，系统揭示了互花米草入侵对土壤甲烷排放的影响机制。结果表明，与红树林土壤相比，互花米草入侵使土壤甲烷排放量显著升高，其年平均甲烷排放速率约为红树林生态系统的 8.7 倍。进一步分析显示，互花米草入侵导致土壤中可降解有机质组分（如脂类和蛋白/脂肪族类物质）显著增加，而土壤硫酸盐、土壤有机碳和总氮含量下降。这些变化不仅降低了DOM的分子稳定性，还为产甲烷菌提供了更多可利用底物，从而增强甲烷生成过程。微生物群落分析发现，互花米草入侵土壤中产甲烷菌的丰度上升，尤其是能够利用可降解有机基质的 Methanococcoides 相对丰度增加；另一方面，甲烷氧化菌的丰度和多样性下降，尤其是具有高甲烷亲和能力的Ⅱ型甲烷氧化菌显著减少。这种“产甲烷增强”与“甲烷氧化削弱”的协同作用，最终加剧了土壤甲烷的排放，进而削弱了滨海湿地的碳汇功能。相关研究以“Spartina alterniflora invasion enhances soil methane emissions in coastal wetlands by increasing labile organic matter and restructuring methane-cycling microbial communities”为题近期发表在国际学术期刊Journal of Plant Ecology （《植物生态学报》）（IF5=3.9）上。中国科学院华南植物园小良站覃国铭博士为第一作者，王法明研究员为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金、国家重点研发计划、中国科学院青年科学家基础研究项目、广东省基础与应用基础研究基金、南方海洋科学与工程广东实验室（珠海）等项目资助。图. 互花米草入侵驱动红树林土壤甲烷排放的机制示意图

2026-02-03

华南植物园对热带珊瑚岛氮肥形态调控土壤养分与植被恢复研究取得重要进展

热带珊瑚岛土壤呈强碱性、保肥力弱且氮素严重匮乏。传统植被恢复常依赖增加施肥量，极易导致氮素流失及环境风险。为此，中国科学院华南植物园小良站团队利用15N同位素示踪技术，以珊瑚砂为基质，选取细叶榕（Ficus microcarpa）和大叶榄仁（Terminalia catappa）两种热带珊瑚岛适生物种，系统评估了铵态氮、硝态氮和酰胺态氮三种形态对植物生长及土壤养分固持的影响。图1. 不同氮肥形态下细叶榕和大叶榄仁各器官的生长及养分响应研究发现，氮肥形态是决定养分利用效率的关键。据此，团队提出应修正“以施肥量为中心”的传统思路，转向“以氮肥形态优化为核心”。建议在珊瑚岛植被恢复中（特别是在干季），采用以硝态氮为主的肥料，并结合有机改良与控释技术。该策略在提升植物生产力的同时，能显著降低氮素流失风险，为脆弱珊瑚岛生态系统的可持续管理提供了关键科技支撑。图2. 氮肥形态调控珊瑚岛土壤养分与植物吸收的机理示意图相关成果以 “Nitrogen form governs nutrient retention and plant uptake in coral island soils: Evidence from a 15N-tracing experiment” 为题发表于 Journal of Plant Ecology。中国科学院华南植物园博士研究生陈涵为第一作者，王法明研究员为通讯作者。该研究得到国家重点研发计划项目的资助。

2026-02-03

华南植物园揭示被子植物种子扩散方式的演化历史与全球分布格局

种子扩散指的是种子离开植株母体并传播到新栖息地的过程。对无法自由移动的植物而言，种子扩散是其实现空间扩张、应对气候变化并追踪适宜栖息地的重要途径。被子植物在长期演化过程中发展出了多样的果实和种子形态，形成了不同的种子扩散方式，如动物扩散（Zoochory）、风力扩散（Anemochory）、水力扩散（Hydrochory）和自体扩散（Autochory）等。这些扩散方式在传播距离、生境偏好以及与其他生物的相互作用方面均存在显著差异，反映了被子植物对不同生态条件的适应策略，并深刻影响了其多样化过程与当前地理分布格局。然而，被子植物的种子扩散方式在演化历史中经历了怎样的起源与转变？其在全球尺度上的分布特征如何？驱动这些时空格局形成的主要环境因素是什么？不同扩散方式对被子植物的物种分化又产生了怎样的影响？这些问题仍然有待系统解答。中国科学院华南植物园葛学军研究团队整合了全球约3.5万种被子植物的种子扩散方式、系统发育关系与地理分布坐标数据，系统探讨了被子植物种子扩散方式的历史演化动态、全球分布格局及其环境驱动因素，同时评估了种子扩散方式对被子植物多样化速率的影响。从时间动态来看，在晚白垩世早期（约 105–80 Ma），动物扩散谱系的比例显著上升，而自始新世以来其相对比例则有所下降。与此同时，从非生物扩散方式（风力扩散、水力扩散与自体扩散）向生物扩散方式（动物扩散）的转变速率在 105 Ma 后总体呈上升趋势，并与古气候变化表现出显著但动态的相关关系：在 105–90 Ma 期间，随着全球平均气温升高，该转变速率与古气温呈正相关；而在此之后，随着全球气温逐步下降，其相关关系转为负相关。研究并未发现种子扩散方式对被子植物整体的多样化速率的显著影响。在空间分布上，种子扩散方式呈现明显的纬度梯度格局：动物扩散在低纬度地区更为常见，其比例随纬度升高逐渐降低；相反，自体扩散的比例随纬度升高显著增加。这一纬度梯度主要受年均温和年降水的共同驱动。此外，动物扩散和风力扩散的比例与末次盛冰期以来的温度变化呈显著正相关，表明长距离扩散方式在经历较强气候波动的地区可能更具优势。研究结果表明，被子植物的祖先扩散方式主要为动物扩散或自体扩散。在扩散方式的演化转变过程中，不同扩散方式之间的转变速率存在显著差异，其中以水力扩散向其他扩散方式的转变速率最高。该项研究系统揭示了被子植物扩散方式的长期演化动态及其全球地理分布，突出了温度变化在塑造种子扩散方式时空格局中的关键作用，不仅为理解被子植物多样性格局及其形成机制提供了新的视角，也为预测植物在未来气候变化情景下的分布响应提供了重要的科学基础。相关研究结果以“Evolutionary history and the global distribution of seed dispersal modes in angiosperms”为题近日发表在国际学术期刊New Phytologist上。中国科学院华南植物园博士后金陆为论文第一作者兼通讯作者，葛学军研究员为共同通讯作者。中国科学院华南植物园颜海飞研究员、已毕业硕士研究生李敏，北京大学王志恒教授、澳大利亚悉尼皇家植物园Hervé Sauquet研究员、荷兰自然史生物多样性中心Renske E. Onstein教授、瑞士苏黎世大学博士研究生Dieder de Frens与德国生物多样性综合研究中心（iDiv）博士后John T. Clarke为论文重要合作作者。研究得到了国家科技基础资源调查专项和广东省基础与应用基础研究旗舰项目的资助。图1. 被子植物多样的果实和种子形态（江国彬摄）图2. 被子植物不同种子扩散方式之间的演化转变速率图3. 非生物扩散方式向生物扩散方式演化转变的历史动态及其与古温度的关系图4. 被子植物种子扩散方式的全球分布格局图5. 历史与当代环境条件对种子扩散方式分布格局的影响

2026-02-03

中国科学院广州地球化学研究所成功研制首台国产纳米晶体结构快速解析仪

原子是构成物质世界的基本单元，其排列方式和相互作用决定了物质的性质。随着人类对深空深地等未知世界和纳米功能材料等应用领域的探索，解析亚微米至纳米尺度物质的晶体结构已成为科学认知与高新技术发展的重要需求。然而，传统单晶X射线衍射技术难以突破纳米尺度晶体的解析瓶颈，而依赖国外仪器与软件则伴随着高昂成本（数倍于国产设备）、操作复杂与算法受限等多重壁垒，导致我国深地资源研究等战略领域长期受制于人。面对这一挑战，唯有科技自立自强，开发国产化设备与技术方可解困。近日，中国科学院广州地球化学研究所科研团队在纳米晶体结构解析技术与仪器研制方面取得重大突破：团队实现场发射电子枪及高压电源等核心部件的国产化，攻克高精度控制等核心技术，成功研制出首台国产“纳米晶体结构快速解析仪”。该仪器搭载团队自主开发的“连续倾转三维电子衍射采集与处理系统”，实现了从硬件到软件的全流程自主可控。仪器具备对纳米级晶体与矿物进行物相识别与结构测定的高通量快速分析能力，整体技术水平已与国际同类最新设备持平。该技术已成功应用于新矿物和深地矿物结构解析中：团队利用该技术成功解析“王焰钯矿”（IMA 2024-008a）、“氧铅烧绿石”（IMA 2024-026）两种新矿物，并获得国际矿物学会批准命名；同样利用该技术证实了早期地球深部水可赋存于布里奇曼石晶格中，相关成果发表于国际顶级学术期刊《科学》（Science）。该仪器的成功研制，标志着我国在纳米晶体结构分析这一高端科学仪器领域实现了从长期依赖进口到自主可控的根本性跨越，将显著增强我国在材料科学、化学、地球与行星科学等基础研究领域的原始创新能力。基于对轻元素敏感样品检测的优势，该技术及仪器在黏土矿物结构精修、陨石及深空探测微量样品分析、纳米功能材料高通量筛选，以及生物医药、结构化学等领域均展现出广阔应用前景。本研究获得中国科学院基础与交叉前沿科研先导专项（B类先导专项）的资助。研制仪器主机外观图研制团队部分成员合影

2026-01-14