科研进展--中国科学院广州分院

南海海洋所|研究揭示西沙群岛“礁台-礁坡-海盆”对植物孢粉的地貌筛选及古环境重建意义

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深时海洋与全球变化研究团队在南海西沙群岛孢粉输运机制及古环境重建研究领域取得重要进展。相关研究成果以“Geomorphic filtering of pollen signals across a reef-to-basin transect and its implications for paleoenvironmental reconstruction in the Xisha archipelago, South China Sea”为题，发表在国际知名地学期刊CATENA上。论文第一作者为博士研究生陈嘉妮，通讯作者包括研究员罗传秀和中国地质调查局海口海洋地质调查中心工程师蔡砥柱，共同合作者包括中国地质调查局海口海洋地质调查中心工程师李伟，南方科技大学海洋高等研究院博士仲义，以及中国科学院南海海洋所研究员向荣、副研究员万随和副研究员苏翔。西沙群岛是南海典型的孤立珊瑚礁区，其周边沉积物中的孢粉记录为重建过去陆地植被与气候变化提供了重要依据。但孢粉信号受风力与水流双重传输方式混合、保存差异等因素影响，增加了古环境解译难度。复杂的岛礁地貌怎样影响陆源孢粉的沉积、分布及其环境指示意义如何？目前这些问题尚不清晰。研究团队基于西沙群岛东岛周边一百多个海底表层沉积物的孢粉分析，系统揭示了现代陆生植物孢粉在“礁台—礁坡—海盆”地貌梯度中的沉积与分布规律，并结合两个深海钻孔（D072、D003）的化石孢粉记录（图1），重建了末次冰期以来（约45千年前）西沙岛礁植被演化历史。研究首次揭示了岛礁“地貌筛选”对现代孢粉空间分选的控制作用：随水运输的蕨类孢子主要滞留于浅水礁台，来自华南、风力输送的松属花粉则更多沉积于礁坡的迎风坡区域，而深海盆地成为多源孢粉的汇集区，据此建立了岛礁区“礁台—礁坡—海盆”孢粉沉积模型。将该模型应用于周边两个深海钻孔的古环境重建，发现末次盛冰期（26.5-19千年前）期间海平面下降时，暴露的礁体上发育了以蕨类为主的先锋植被，这一特征明显区别于同期暴露的南海北部陆架草本植被和巽他陆架木本植被占优的格局，揭示了海平面低位期岛礁生态系统的特殊响应。此外，西沙岛礁区松属花粉自末次盛冰期以来持续减少，与冬季风减弱同步。这一趋势显著区别于同时期南海北部深海区松属花粉百分比随海平面升高而增加的变化模式（输运距离增大导致松属花粉相对富集）（图2），表明同一孢粉类群在不同沉积环境中可能具有截然不同的指示意义。本研究为热带珊瑚礁及全球复杂地貌区的古植被与古季风重建提供重要依据。该研究获得国家自然科学基金、广东省基础与应用基础研究基金联合资助。论文信息：Jiani Chen, Sui Wan, Wei Li , Yi Zhong, Rong Xiang, Xiang Su , Chuanxiu Luo⁎, Dizhu Cai ⁎. 2026. Geomorphic filtering of pollen signals across a reef-to-basin transect and its implications for paleoenvironmental reconstruction in the Xisha archipelago, South China Sea, Catena 271, 110215.原文链接： https://doi.org/10.1016/j.catena.2026.110215图1 西沙群岛东部采样图：（A）南海的地理位置；（B）西沙群岛东部区域及研究站点的位置（星号代表钻孔站位，蓝点代表海底表层沉积物采样点）；（C）礁台区海底表层采样点分布（水深 < 200 m）；（D）礁坡区海底表层采样点分布（水深 200-1000 m）；（E）深海盆地区海底表层采样点分布（水深> 1000 m）图2 D072和D003钻孔草本植物(Herbaceous)花粉与松属(Pinus)花粉百分含量与南海其他沉积钻孔的对比（横坐标为距今年代，ka为千年；钻孔ODP 1144和MD05-2906位于南部北部，CG2位于南海南部）

2026-05-29

南海海洋所|SWOT卫星揭示海洋细尺度物质输运通道和生物连通性

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海洋动力热力过程及其环境效应研究团队在海洋细尺度物质输运研究方面取得新进展。相关成果以“Hidden Fine-Scale Transport Pathways and Biological Connectivity Revealed by SWOT”为题，发表在国际知名期刊Geophysical Research Letters上。论文第一作者为博士研究生刘云辰，通讯作者为研究员何庆友和研究员詹海刚。合作者包括副研究员詹伟康、博士研究生胡义强，以及中国海洋大学教授张志伟，博洛尼亚大学博士研究生Giulia Vecchioni。海洋表层流场持续输运热量、营养盐、浮游生物乃至污染物，是调节海洋动力与生态连通性、影响海洋生态系统结构与功能的核心环节。传统卫星高度计产品的空间分辨率仅为0.25°，难以精确解析空间尺度为1-100公里、时间尺度为1-10天的海洋细尺度过程，致使以往研究多将细尺度输运简单视为某种随机扩散过程。高分辨率高度计产品的缺乏是制约物质输运研究从大尺度统计描述走向精细化机制解析的关键瓶颈。2022年发射的SWOT，即地表水与海洋地形卫星，凭借其前所未有的宽刈幅干涉高度计技术，正逐步打破这一分辨率瓶颈。研究团队以中国南海为例，利用SWOT与传统高度计融合生成的0.1°高分辨率产品，基于拉格朗日粒子追踪方法和复杂网络理论，构建了精细刻画表层物质输运的流网络，发现与传统高度计产品（DUACS）相比，SWOT数据在2-10天时间尺度和90公里以内空间尺度，识别出更多传统数据无法获取的物质输运通道、源汇结构和关键输运枢纽（图1），表明大量活跃的细尺度物质输运过程只有在SWOT的视野下才得以显现。其中，夏季 SWOT 的优势集中在约 60公里以下，而在细尺度过程更为活跃的冬季，SWOT的优势空间尺度可拓展至90公里。图1 SWOT与传统高度计在南海西部拉格朗日流网络中的对比。从上至下分别为4天、8天、12天积分时长下的海表温度、汇源度和拉格朗日介数分布SWOT的优越性不仅体现在识别出更多的物质输运通道与关键节点，更体现在它重新划分了海洋中的动力分区。利用复杂网络理论中的Infomap社区发现算法，研究团队将南海西部区域划分成了若干个内部连接紧密、彼此间交换稀疏的水文动力区。传统数据将该区域简单划分为南北两个独立的大区，而SWOT数据却额外识别出一个覆盖越南东部离岸流及其延伸体的独立分区（图2）。历史漂流浮标轨迹的独立验证表明，在SWOT新发现的动力分区内，约88%的浮标经过6天平流输运后仍处于该分区中，证实了该动力分区具有真实的物理屏障效应。这意味着，过去我们可能一直低估了南海近岸与陆坡之间物质交换的复杂度，而SWOT正在帮助我们修正这一认知。图2 SWOT与传统高度计识别的水动力分区对比。左为传统高度计将南海西部划分为南、北两个分区，右为SWOT额外识别出覆盖越南东部离岸流及其延伸体的独立分区，历史漂流浮标轨迹验证了该分区的准确性研究团队进一步将SWOT揭示的物理输运结构与海洋水色遥感观测的浮游植物功能群类型数据进行了空间叠置分析。结果发现，在SWOT识别出的强辐散区，浮游植物群落的优势种发生了系统性的转变：原本占主导的原核藻被定鞭藻所取代（图3）。这种空间上的高度对应关系在传统高度计遥感中几乎无法被察觉，因为传统数据缺乏足够的细节来刻画辐散带的精确位置和边界。这表明，细尺度的物理过程并非只是叠加在生态格局之上的“噪音”，而是塑造着浮游植物群落的演替轨迹。SWOT为我们提供了一个前所未有的框架来定量解析这种复杂的生物-物理耦合机制。图3 SWOT揭示物质输运的空间格局与浮游植物群落演替的对应关系。从左到右分别为传统高度计、SWOT的汇源度分布、输运前后的优势浮游植物类型分布。优势类型转变为定鞭藻的区域与SWOT探测的辐散区高度吻合这一成果不仅证明了SWOT卫星在解析海洋细尺度物质输运路径与生物连通性方面的科学价值，更为未来的海洋生态保护提供了新工具。基于这些细尺度通道，我们可以更精准地预测微塑料的扩散方向，或者在设计海洋保护区时，更科学地评估生物幼体的扩散范围。该研究获得国家自然科学基金、中国科学院先导专项等联合资助。论文信息: Liu, Y., He, Q.*, Zhan, W., Zhang, Z., Vecchioni, G., Hu, Y., & Zhan, H.* (2026). Hidden fine-scale transport pathways and biological connectivity revealed by SWOT. Geophysical Research Letters, 53, e2025GL121208.原文链接: https://doi.org/10.1029/2025GL121208

2026-05-29

南海海洋所|洋底高原前缘俯冲加剧板块挠曲断裂和蛇纹石化

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丘学林研究团队在马里亚纳俯冲带南段输入板块断裂和水化过程方面取得重要进展，相关成果以Pre-subduction of the Caroline Plateau intensifies lithospheric hydration in the southern Mariana Trench为题发表于国际期刊《Communications Earth & Environment》。副研究员贺恩远为论文第一作者，研究员丘学林为通讯作者，合作者包括研究员徐敏、研究员赵明辉、副研究员张江阳，德国GEOMAR-亥姆霍兹基尔海洋研究中心博士黎雨晗和教授Ingo Grevemeyer，中国科学院地质与地球物理研究所高级工程师王元，中国科学院深海科学与工程研究所研究员陈传绪。马里亚纳俯冲带南段拥有地球最深点“挑战者深渊”，其太平洋板块古老（~125百万年）、俯冲角度大，板块挠曲强烈，为典型“冷俯冲带”；而西侧约100公里处却存在年轻的卡洛琳洋底高原（~30百万年）。这种新老并置的构造格局为研究年轻洋底高原与古老洋壳共同俯冲对系统的影响提供了天然实验室（图1）。研究团队利用横跨海沟的OBS2017-1广角深地震测线，基于走时模拟获得了沿测线速度模型，发现卡洛琳高原“抵近”海沟会加剧输入板块局部断裂与水化（图2），具体表现为：（1）地壳厚度从高原前缘至海沟由16.0公里快速减薄至7.5公里，揭示从高原向正常洋壳的过渡;（2）高原接近海沟时板块弯曲率最大，累计断距大于周围两侧，表明区域内破裂程度更大；(3) 该区域地震波速度显著降低，降幅超过“挑战者深渊”附近正常洋壳区，意味着更强烈的岩石圈断裂和蛇纹石化；团队综合横跨海沟的四条OBS测线速度模型和区域地质资料，研究提出洋底高原与俯冲带相互作用的三个阶段（图3）：（1）高原远离海沟，输入板块发育宽缓、密集的小型断裂，中等程度水化；（2）高原接近海沟，应力集中至高原前缘和海沟之间的狭窄带，引发局部极强断裂和水化；（3）高原进入海沟，高原的高刚度导致自身断裂稀疏，水化较弱。本研究首次揭示了洋底高原在进入海沟之前对俯冲带断裂与水化的局部强化作用，强调了俯冲带水化作用的非均质性。研究成果对于认识全球洋底高原俯冲过程和俯冲后的板块断裂行为以及俯冲系统重组过程具有重要意义。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划深海专项、中国科学院南海海洋研究所自主部署项目的资助。论文相关信息：He, E., Qiu, X., Li, Y. et al. Pre-subduction of the Caroline Plateau intensifies lithospheric hydration in the southern Mariana Trench. Commun Earth Environ 7, 409 (2026). 原文链接：https://doi.org/10.1038/s43247-026-03408-z图1 马里亚纳南段海沟构造格局图（a）OBS2017-1测线位置图（红色粗线）;（2）卡洛琳高原与挑战者深渊空间位置；（3）输入板块沿不同OBS测线的曲率。图2 沿OBS2017-1测线输入板块区段的速度结构（a）最终速度模型；（b）多波束地形；（c）地壳厚度和速度变化；（d）OBS29地震剖面图3 洋底高原向海沟运移过程中挠曲断裂和水化过程的变化

2026-05-29

广州健康院合作揭示小鼠胚胎生长发育的时间变化规律

2026年6月1日，中国科学院广州生物医药与健康研究院（以下简称“广州健康院”）细胞命运研究组、时空谱系技术创新与应用研究组，联合西湖大学与广州国家实验室团队，在Nature Cell Biology期刊在线发表题为“Developmental chronology of mouse embryo from 2-cell stage through birth”的研究论文。该研究建立了包含220个单细胞的转录组学图谱，完整记录了小鼠胚胎从二细胞到出生共计37个时间点的发育过程，是目前世界上时间线最完整的小鼠胚胎发育参考图谱。生命如何从一枚受精卵，生长为结构完整的个体，一直是生命科学领域的重要研究内容。借助单细胞测序技术，科学家已经能够有效识别发育中的细胞类型。然而，以往对小鼠胚胎发育的研究存在时间节点不连贯、基因检测精度不足等问题，无法在长时间尺度下深入研究细胞分化的动态规律及分子调控机制。为攻克这一难题，研究团队对351枚小鼠胚胎开展单细胞转录组测序，实验过程严格采用统一的工艺标准，保障数据的连续性、统一性与高质量，成功构建小鼠发育与细胞图谱（简称mdCLA，https://mdcla.ccla.ac.cn/），其科学价值与应用潜力显著优于同类发育图谱。凭借连续且完整的时间信息，研究人员得以追踪细胞在连续发育时间轴上的动态变化规律。团队重点分析了肾单位祖细胞，这类细胞是所有肾单元的“起源细胞”。研究发现，胚胎早期的肾单位祖细胞高度表达干细胞和增殖的特征。然而，到了发育后期，细胞的增殖能力下降，分化程序上调。同时，肾单位祖细胞及其微环境细胞发生免疫通路重塑，如白介素因子（Il33）、干扰素调节因子（Irf9）等基因的表达显著上升。这些发现为理解肾单位祖细胞的自我更新调控机制研究提供了新的线索。研究还发现，不同谱系来源的细胞有着截然不同的分化节奏。神经、间充质、造血、内皮谱系集中在胚胎发育中期完成分化（E11-E14），大部分的细胞类型在这个时期产生。然而，上皮细胞在胚胎发育中期表现出静息的发育状态，直到胚胎发育后期（E14.5）不同组织的上皮细胞发生集体加速分化。研究筛选得到胚胎后期特异高表达的Tub基因，动物实验证实，该基因缺失会导致小鼠垂体前叶萎缩、促卵泡激素分泌细胞减少，进而引发成年个体肥胖。综上，本研究构建了覆盖小鼠胚胎完整发育周期的单细胞全景图谱，阐明各细胞谱系的差异化分化规律，揭示了器官发生和胎儿发育阶段的细胞命运调控机制，为发育和再生医学研究提供了高质量数据资源。这项工作受国家自然科学基金、国家重点研发计划资助，并得到人类细胞谱系大科学研究设施、广州健康院数字生物医学中心及谱系技术与装备研究中心的支持。论文链接数据链接小鼠胚胎发育单细胞图谱（mdCLA）

2026-06-01

亚热带生态所等系统阐释嗜粘蛋白阿克曼氏菌调控MASLD“肠-肝轴”跨界对话机制与临床转化路径

代谢相关脂肪性肝病（MASLD）现已成为全球最主要的慢性肝病。“肠-肝轴”（Gut-Liver Nexus）的微生态失调被认为是驱动该病从单纯性肝脂肪变性向肝炎（MASH）、肝纤维化乃至肝癌演变的关键环节。挖掘能特异性调控该轴线的下一代益生菌，是当前微生态医学与肝脏病学的前沿热点。代谢相关脂肪性肝病（MASLD）现已成为全球最主要的慢性肝病。“肠-肝轴”（Gut-Liver Nexus）的微生态失调被认为是驱动该病从单纯性肝脂肪变性向肝炎（MASH）、肝纤维化乃至肝癌演变的关键环节。挖掘能特异性调控该轴线的下一代益生菌，是当前微生态医学与肝脏病学的前沿热点。近年来，中国科学院亚热带农业生态研究所（简称亚热带生态所）畜禽健康与农牧复合生态研究中心谭支良研究员团队围绕肠道核心功能菌—嗜粘蛋白阿克曼氏菌（Akkermansia muciniphila，简称AKK菌）的生理功能开展了持续攻关。在国家自然科学基金“AKK-BA-GC轴介导幼龄羔羊结肠杯状细胞黏蛋白2合成机理及调控研究”（32372828）的资助下，团队前期深入探明了AKK菌通过促进肠道杯状细胞黏蛋白（Mucin 2）合成、强化肠道黏膜屏障功能，从而有效阻断内毒素（LPS）及其他有害关键分子向肝脏易位的作用机制。基于上述扎实的实验研究基础与前沿探索，该团队联合北京大学（姜长涛教授）、香港中文大学（于君教授）、温州医科大学第一附属医院（郑明华教授）、意大利维罗纳大学（Giovani Targher）、英国南安普顿综合医院（Christopher D. Dyrne）、奥地利因斯布鲁克医科大学（Herbert Tilg）等国内外多家顶尖医学与科研机构的微生物学与肝脏学领域专家，将研究视野从“局部肠道屏障”拓展至靶向肝脏代谢的“肠-肝轴”纵深延展。近日，相关系统性综述成果以Microbial reprogramming of the gut-liver nexus in MASLD: Lessons from Akkermansia muciniphila为题，在线发表于国际学术期刊Cell Press Blue。该文章系统阐明了AKK菌重塑“肠-肝轴”的分子机制，并为其在临床上的精准转化提供了“战略蓝图”。该文章结合团队前期基础与最新文献，提出了AKK菌跨越MASLD疾病谱系发挥多维保护作用的四大核心机制：1. 筑牢肠道屏障的“第一道防线”：系统解构了AKK菌的特异性效应分子（如外膜蛋白Amuc_1100、Amuc_1409等）。这些效应分子不仅能上调紧密连接蛋白表达，更通过驱动肠道干细胞向杯状细胞分化，促进粘液层动态更新，从源头上切断了致病性LPS向门静脉循环的“渗漏”。2. 靶向重塑肝脏免疫微环境：AKK菌衍生细胞外囊泡（AmEVs）等随门静脉进入肝脏后，能诱导库普弗细胞（Kupffer cells）向具有修复功能的M2型极化，强效抑制炎症因子风暴；同时在肠道建立外周免疫耐受，遏制肝脏炎症与纤维化进程。3. 重构胆汁酸与脂质代谢网络：揭示了AKK菌通过“营养接力”间接重塑肠道胆汁酸谱，恢复核受体FXR的生理激活。通过门静脉信号下调肝脏SREBP-1c等关键转录因子，从源头削弱肝脏脂肪生成，协同促进脂质的线粒体β-氧化，显著减轻肝脏脂毒性。4. 描绘临床精准转化路线图：基于最新临床试验数据，文章指出AKK菌的临床疗效高度依赖于患者基线的内生菌丰度。研究呼吁，未来的微生态干预应跨越“盲目补充”阶段，转向由生物标志物驱动、AI多组学分型介导的精准干预。该成果的发表，不仅标志着亚热带生态所在宿主-微生物共生代谢领域的研究进一步向微生态医学前沿拓展，也为团队下一步基于“器官芯片（Organ-on-a-chip）”前沿技术，深入开展功能菌与宿主跨界对话机制的研究指明了方向。未来，结合肠-肝仿生芯片等先进研究手段，团队将致力于更精准地解析微生态靶点，为设计针对慢性代谢性肝病及肥胖的精准微生态干预方案提供关键的技术与理论支撑。亚热带生态所刘勇副研究员为该论文第一作者，贺志雄研究员、印遇龙研究员和周传社研究员及温州医科大学第一附属医院郑明华研究员为该论文共同通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金（32372828、32261143467）、中国科学院乡村振兴项目（KFJ-XCZX-202303）以及湖南省自然科学基金（2023JJ30613）等项目的联合资助。论文链接A. muciniphila介导肝脏免疫与代谢重塑的“门静脉轴线机制”MASLD病理进展谱系与AKK菌的阶段特异性干预景观A. muciniphila 重塑肝脏库普弗细胞极化进而减轻 MASH 炎症

2026-05-29

刘陈立领衔六国学者联合发布亚洲首个合成细胞技术路线图

5月26日，由中国科学院深圳先进技术研究院刘陈立研究员领衔，联合来自中国、日本、韩国、新加坡、马来西亚、泰国等亚洲六国的100多个实验室，在国际学术期刊《自然·生物技术》上发表题为“合成细胞亚洲技术路线图”（A framework for building a synthetic cell from the SynCell Asia initiative）的文章，发布了亚洲首个合成细胞十年技术路线图。该文聚焦“人工合成单细胞生命”这一世界科学前沿问题，规划了亚洲未来十年攻关合成细胞的发展方向，系统梳理了构建合成细胞面临的四大核心挑战，并提出分阶段目标，是主动融入全球创新网络并率先提出自主技术路线图的生动范例。5月26日，由中国科学院深圳先进技术研究院（简称“深圳先进院”）刘陈立研究员领衔，联合来自中国、日本、韩国、新加坡、马来西亚、泰国等亚洲六国的100多个实验室，在国际学术期刊《自然·生物技术》上发表题为“合成细胞亚洲技术路线图”（A framework for building a synthetic cell from the SynCell Asia initiative）的文章，发布了亚洲首个合成细胞十年技术路线图。该文聚焦“人工合成单细胞生命”这一世界科学前沿问题，规划了亚洲未来十年攻关合成细胞的发展方向，系统梳理了构建合成细胞面临的四大核心挑战，并提出分阶段目标，是主动融入全球创新网络并率先提出自主技术路线图的生动范例。4月30日，习近平总书记在加强基础研究座谈会上指出，当前新一轮科技革命和产业变革加速突破，全球科技竞争更加聚焦基础前沿领域，原创性颠覆性创新的重要性日益凸显，并强调要主动融入全球创新网络，深化基础研究国际交流合作。技术路线图的发布，展现了我国在科学前沿领域建制化攻关的组织优势，不仅为亚洲在该领域的协同创新提供了发展蓝图，更是在“无人区”探索中提出原创理论、设计原创路径的一次具体体现。该技术路线图将推动合成细胞研究从模块化探索迈向系统化整合，并作为理论基石，促进定量合成生物学、人工智能与生物制造等领域的深度融合，为合成生物学与未来生物技术的发展开辟全新路径。直面基础研究“无人区”从零开始，利用磷脂、蛋白质、DNA等生物大分子“自下而上”人工构建单细胞生命，是生命科学最具挑战的科学目标之一，也是人类掌握生命底层设计法则的重要检验。过去几十年间，全球合成细胞研究格局逐步形成。欧洲的MaxSynBio、BaSyC、EVOLF，美国的Build-a-Cell等项目在合成细胞各功能模块的研发均取得进展，然而，如何将各功能模块整合为完整细胞，仍是全球尚未突破的重要瓶颈。在亚洲，尽管中国、日本、韩国及新加坡等国在合成细胞研究方面各具优势，但长期缺乏有效协同，未能形成合力。在攻关这一瓶颈问题时，定量合成生物学提供了重要的理论指导。简单来说，它把生命科学从“大致差不多”的定性描述，升级为像物理和化学那样“能算、能量、能预测”的定量科学。它不仅能调控细胞内的基因表达与蛋白质合成等，还能用数学模型推演这些过程如何共同决定细胞的行为。正是依托这一理论支撑，该技术路线图系统规划了从零散功能模块到合成细胞的理性构建路径。为汇聚亚洲优势力量开展协同攻关，2023年刘陈立研究员倡议并牵头，联合亚洲六国科学家正式成立“亚洲合成细胞联盟”（SynCell Asia Initiative）。联盟成员在凝聚共识、明晰路径的背景下首次绘制出该技术路线图。“具体而言，我们在技术路线图中提出了构建合成细胞所面临的四大核心挑战，分别是代谢连续性、核糖体自主再生、模块设计规则缺失，以及时空协调机制复杂。” 文章第一作者戴卓君介绍。为应对这些挑战，技术路线图提出了一种以跨境协作、基础设施共享与开放标准为特征的新型研究范式，构建起以人工智能驱动的生物铸造厂为核心、采用“中央工厂+分布式工作站”跨国协作模式的研究架构。该架构包含统一制备标准化底盘与试剂，形成闭环的“设计-合成-测试-学习”（DBTL）循环，并依托“单合成细胞组学”为机器学习提供高维数据支撑。在理论方法层面，技术路线图主张融合基于机制理解的“白箱模型”与数据驱动的“黑箱模型”，以系统揭示合成细胞的设计约束。针对模块间互作的不可预测性，提出通过对跨尺度涌现功能进行高通量人工选择，为构建复杂细胞开辟了全新的方法论路径。基于以上思路，技术路线图进一步提出跨度为十年的“原始细胞（ProtoCell）到自主细胞（AutoCell）”两阶段推进路径，第一阶段的目标是构建“原始细胞”（ProtoCell），确立稳定的磷脂囊泡结构、含至少200个基因的最小基因组、≥90%的蛋白质由无细胞转录翻译系统表达，并具备关键代谢物的内源合成能力，并构建其“数字孪生”模型，探索力学信号与生化信号如何协同调控细胞分裂；第二阶段迈向“自主细胞”（AutoCell），核心是实现内源性、基因组编码的核糖体再生系统，使合成细胞摆脱外源表达依赖，具备真正的自我复制能力。自主细胞需完成10次以上连续、协调的生长-分裂周期，并具备在环境选择压力下的演化能力及群体行为的涌现。集合力量构建国际合作网络2023年，依托中国科学院建制化优势，刘陈立团队聚焦“人工合成单细胞生命”这一重大科学问题展开有组织攻坚。团队注意到，亚洲各国在合成细胞研究领域展现出高度互补的技术优势。其中，中国建立了大规模生物铸造厂和合成生物学定量建模框架；日本在重构中心法则系统方面处于国际领先地位，开发了PURE系统及核糖体组装技术；韩国与新加坡则在AI驱动的代谢原型构建和自动化DNA合成方面具有突出优势。然而，区域内相关力量长期缺乏有效、系统的整合与协同。基于此，联盟于2024年4月在深圳举办首届合成细胞亚洲研讨会（SynCell Asia Workshop）并签署合作备忘录，标志着亚洲合成细胞研究合作网络的正式建立。2025年，亚洲合成细胞研讨会再次于深圳召开，联盟成员围绕模块构建、整合与标准化接口等关键议题达成多项实质性共识，推动技术路线图向具体实施方案加速落地。在联盟基础上，亚洲力量积极协同合作。2024年10月，深圳先进院牵头主办首届“全球合成细胞峰会”（SynCell Global Summit），实现亚洲（SynCell Asia Initiative）、欧洲(SynCell EU)、北美(Build-A-Cell)合成细胞三大区域力量首次历史性对话，中国科学院合成细胞国际科学计划同期启动。2026年，联盟以更加成熟的姿态参与在荷兰代尔夫特举行的第二届全球峰会。从深圳出发到全球对话，亚洲力量以更加成熟的姿态参与全球合成细胞研究的推动及协同。深圳先进院刘陈立研究员为本文唯一通讯作者，戴卓君研究员为第一作者。本工作获得了国家自然科学基金委基础科学中心项目、中国科学院战略性先导科技专项、中国科学院国际科学计划等支持。原文链接文章上线截图亚洲六国协作提出“中央工厂+分布式工作站”模式，破解合成细胞难题来源：陈磊

2026-05-28

Communications Sustainbility | 深圳先进院揭示光伏扶贫政策的经济与环境收益

近日，中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所孙立群研究团队在国际期刊Communications Sustainability发表最新研究论文"Solar poverty alleviation program raises local incomes and lowers air pollution in rural China"。该研究采用了一种准自然实验的方法，将光伏扶贫的复杂间接效应转化为实验组与对照组的差异化指标，系统阐释了我国光伏扶贫政策对贫困地区的经济提振与环境改善双重效应，并验证了此类政策在不同地区的异质性作用特征，为全球绿色减贫政策的落地推广提供了全新理论支撑与实践参考。“光伏发电是当前应用最广泛的主流清洁能源之一。现有相关研究多聚焦于光伏发电量对应的直接经济价值与环境效益，尚未全面覆盖大规模光伏部署的综合价值。事实上，贫困地区的光伏项目落地，不仅能够产生发电收益，还可有效带动区域就业、优化营商环境，同时推动居民家庭用能结构转型。如何科学、全面量化光伏扶贫项目的综合收益，是该领域亟待突破的研究难题。”近日，中国科学院深圳先进技术研究院碳中和技术研究所孙立群研究团队在国际期刊Communications Sustainability发表最新研究论文"Solar poverty alleviation program raises local incomes and lowers air pollution in rural China"。该研究采用了一种准自然实验的方法，将光伏扶贫的复杂间接效应转化为实验组与对照组的差异化指标，系统阐释了我国光伏扶贫政策对贫困地区的经济提振与环境改善双重效应，并验证了此类政策在不同地区的异质性作用特征，为全球绿色减贫政策的落地推广提供了全新理论支撑与实践参考。该研究发现，光伏扶贫政策的落地实施，可推动贫困县GDP相对提升2.9%，同时使区域大气二氧化硫浓度显著下降4.2微克/立方米。这一系列正向效益，根植于政策带动的居民人均收入增长、本地就业率提升及城乡家庭能源清洁转型。异质性分析进一步显示，在重工业依赖度高、农村居民收入水平偏低的区域，光伏扶贫的环境改善效果更为突出，充分印证了光伏项目对工业企业能源结构转型、农村家庭用能升级的重要推动作用。为保障研究结论的科学性与可靠性，团队开展了多维度稳健性检验，包括样本组间平衡性检验、实验组与对照组时间趋势分析、安慰剂检验等，多项验证结果均明确证实，光伏扶贫政策与区域经济增长、大气环境改善存在直接且稳健的因果关联。同时，该研究精准剖析了当前光伏扶贫政策实施过程中的短板与优化方向。研究指出，电价补贴机制是保障光伏扶贫政策经济效益的关键，政策长期财政可持续运营需重点关注；“农光互补”“水光互补”等创新光伏开发模式尚未与扶贫项目深度融合，亟需加强技术落地推广与产业科普赋能；从投资回报来看，光伏扶贫政策短期综合社会经济效益可覆盖约三分之二的投资成本，想要实现长期稳定收益，必须依托精细化、常态化的长效运营管理机制。该研究成果不仅丰富了光伏扶贫政策的效果评估体系，为科学认知绿色扶贫的综合价值提供了实证依据，也为全球绿色减贫、生态普惠政策的推广落地提供了中国经验。此外，研究创新性采用遥感数据开展政策量化评估，为相关公共政策的科学评估提供了全新的方法借鉴。深圳先进院碳中和技术研究所副研究员孙立群为论文通讯作者，香港中文大学本科生袁逸飞为论文第一作者，香港大学土木工程系陈骥教授为共同作者。本研究得到国家自然科学基金项目的支持。文章上线截图光伏扶贫范围与试验区实验组与对照组平行趋势验证光伏扶贫机制图

2026-05-26

国家重点研发计划“可再生能源驱动CO2制备生物航空燃料理论与方法”项目启动暨实施方案论证会在广州召开

国家重点研发计划“可再生能源驱动CO2制备生物航空燃料理论与方法”项目启动暨实施方案论证会在广州召开。5月22日，国家重点研发计划“工程科学与综合交叉”重点专项“可再生能源驱动CO2制备生物航空燃料理论与方法”项目启动会暨实施方案论证会在中国科学院广州能源研究所（以下简称广州能源所）召开。国家自然科学基金委员会高技术研究发展中心副处长车子璠，中国科学院基础科学研究局业务主管李言鹏，中国工程院院士陈勇，广州能源所所长吕建成、副所长袁浩然，责任专家苏州大学教授李亮、北京化工大学教授秦培勇，咨询专家中国科学院广州地球化学研究所研究员李海滨、中山大学教授刘建忠、沈阳航空航天大学教授杨天华、浙江大学教授程军、常州大学研究员呼和涛力、桂林理工大学研究员何方、重庆大学教授夏奡等出席本次会议。会议由广州能源所科技处处长白羽主持。车子璠介绍了“工程科学与综合交叉”专项的战略定位与改革方向，强调项目应面向国家重大工程需求，通过基础研究破解实际难题，构建从理论创新到技术应用的完整闭环。李言鹏指出，项目团队要充分发挥多单位协同攻关优势，推动基础研究与应用需求深度融合，严格对标管理要求细化实施方案，注重知识产权规范与成果标注，确保高质量完成项目目标。吕建成代表项目牵头单位致辞，他表示，该项目面向国家"双碳"战略需求，以可再生能源驱动CO₂制备生物航空燃料为核心攻关方向，是研究所发挥多学科交叉优势、抢占绿色航空燃料科技制高点的重要举措。研究所将严格落实主体责任，统筹资源全力支持项目顺利实施。会上，项目负责人、广州能源所黄振研究员围绕项目背景、研究方案、目标分解、进度安排、预期成果与组织管理等方面进行了详细汇报。针对生物航空燃料原料来源分散、供应不稳、难以满足航空业持续脱碳需求的难题，项目组提出“可再生能源驱动CO2制备生物航空燃料”全链条原创技术，以廉价的CO2为碳源，利用绿电驱动生物还原制备低碳发酵碳源，耦合太阳能驱动生物质化学链负碳制氢，经微生物高效合成法尼烯并定向加氢调质，实现CO2向生物航空燃料的可持续合成。该技术突破传统废弃油脂、农林废弃物等原料依赖，具有负碳排放、短流程制备、规模化应用潜力，有望重构绿色航空燃料技术路径。专家组经质询与讨论后一致认为，项目目标明确、任务设置合理、技术路线可行、考核指标清晰、组织保障条件较好，同意项目实施方案通过论证。同时，专家组建议项目进一步完善实施方案，细化年度计划和里程碑节点，加强课题协同与过程管理，确保项目按期高质量完成既定目标。 “可再生能源驱动CO2制备生物航空燃料理论与方法”项目由中国科学院广州能源研究所牵头，联合东南大学、中国科学院深圳先进技术研究院、华南师范大学、郑州大学、佛山大学等6家单位协同开展攻关。会议合影

2026-05-27

广州健康院合作揭示组蛋白去乙酰化酶Rpd3L染色质环境依赖性调控新机制

基因表达调控不仅依赖 DNA 序列，更取决于染色质的“包装状态”。组蛋白乙酰化与去乙酰化是调控染色质开放与紧缩的核心过程，其中组蛋白去乙酰化酶（HDAC）复合物是关键调控因子。中国科学院广州生物医药与健康研究院何俊研究团队前期已在Cell Research发表Rpd3S复合物相关研究成果，系统揭示了其在基因编码区核小体去乙酰化及染色质压缩中的分子机制。而作为同属Sin3 HDAC家族的另一主要成员，Rpd3L在启动子区域转录抑制、染色质稳态维持及基因表达精细调控中发挥核心作用，被认为是理解真核生物表观遗传沉默机制的重要模型。然而，其如何识别核小体结构、响应染色质微环境并动态调节催化活性的分子机制长期未能得到完整阐释。近日，染色质功能与结构研究组在Nucleic Acids Research在线发表题为"Chromatin context-dependent deacetylation by the asymmetric Rpd3L" 的研究论文。研究团队利用冷冻电镜、交联质谱以及酶学分析等方法，首次解析了Rpd3L与单核小体和双核小体结合时的高分辨率结构，并据此提出了多种结构模型，系统揭示了Rpd3L识别核小体阵列并动态调控去乙酰化活性的分子机制。研究表明，Rpd3L 可依据核小体底物构象灵活切换功能状态。转录抑制因子介导下，复合物先凭借近端催化结构域锚定核小体，形成初始结合体系；结合作用触发自身构象重塑，进而激活远端催化模块。复合物内 Sin3 蛋白的 PAH 结构域可识别连接区 DNA，重塑相邻核小体空间形态，稳固双核小体结合状态，以此两步识别模式感知染色质空间构型特征。研究还首次证实，Rpd3L 对双核小体具备显著结合偏好。酶学检测显示，该复合物针对单核小体与双核小体的修饰位点存在差异，说明染色质高级结构既能调控复合物催化效率，也可改变其作用位点特异性。调节亚基 Rxt3 作为关键功能开关，精准调控远端催化模块活性，保障复合物适配多样的染色质环境。该研究厘清了 Rpd3L 依托染色质环境实现动态调控的结构本质，丰富了表观遗传调控的理论体系，也为靶向 Sin3 家族去乙酰化酶的新型药物研发提供科学支撑。结合此前团队对 Rpd3S 复合物的系列研究，进一步完善了两类同源复合物差异化调控染色质稳态的分子认知。广州健康院何俊研究员为论文通讯作者。广州健康院博士研究生赵河豫、深圳医学科学院副研究员李华东、广州健康院/中国科学技术大学博士研究生王驰、广州健康院博士研究生杨雪宸为论文共同第一作者。该研究获得国家自然科学基金、广东省科技计划项目及中国科学院启动经费等支持。论文链接图 Rpd3L复合物染色质环境依赖性激活机制示意图

2026-05-26

南海海洋所|牡蛎基因编辑育种取得重要突破

近日，中国科学院南海海洋研究所喻子牛研究员团队在牡蛎基因编辑育种取得重要突破，创制出福建牡蛎基因编辑嵌合突变系成体。该研究依托于中国科学院大亚湾海洋生物综合实验站完成，相关成果以Genetic enhancement of Fujian oyster (Crassostrea angulata): Accelerated progeny growth through CRISPR/Cas9-mediated Myostatin-knockout为题发表于《Aquaculture Reports》，南海海洋所联合培养博士生段茜茜、张涛为共同第一作者，南海海洋所大亚湾站副站长张跃环研究员、南海海洋所副研究员秦艳平为共同通讯作者。福建牡蛎（Crassostrea angulata）是我国重要的养殖贝类，但个体体型偏小制约其经济价值‌。基因编辑是水产种质改良的有效手段，而肌肉生长抑制素（MSTN）基因已被证实可显著提升水产动物的生长性能。本研究发现，福建牡蛎的MSTN基因包含‌6个外显子和5个内含子‌（图1A）。为实现精准编辑，设计了靶向第一外显子的sgRNA。体外酶切实验表明，4条候选sgRNA均具切割活性（图1B），其中‌sgRNA4切割效率最高‌——模板条带最暗，酶切产物最清晰，因此被选用于后续载体构建。在递送策略方面，采用电穿孔法对牡蛎受精卵进行转染，证实了‌脉冲电压50 V、脉冲时长5 ms为最佳编辑‌条件（图2）。通过一周年的生产性能评估，发现嵌合突变系比对照组个体生长更快，尤其是闭壳肌显著增大。本研究得到国家重点研发计划、广东省现代化海洋牧场种业攻关、广东省现代农业产业技术体系贝类与藻类产业创新团队等项目资助。文章信息：Duan, X.#, Zhang, T#., Wan, W., Huang, J., Zhao, Z., Wang, S., Wei, Z., Li, J., Ma, H., Yu, Z., Qin Y.*, Zhang. Y.* (2026). Genetic enhancement of Fujian oyster (Crassostrea angulata): Accelerated progeny growth through CRISPR/Cas9-mediated Myostatin-knockout. Aquacluture Reports, 48(15), 103657原文链接：https://authors.elsevier.com/sd/article/S2352-5134(26)00297-8图1 福建牡蛎MSTN（A）结构及sgRNA体外切割图（B）图2 电转染示意图

2026-05-22