科研进展--中国科学院广州分院

盐沼是重要的滨海蓝碳生态系统，其沉积物能够长期储存大量有机碳。然而，这些有机碳并不都来自盐沼自身：一部分来自本地盐生植物生产，另一部分则可能由河流、潮汐和海洋过程输入。如何准确区分本地来源与外源输入，是提高蓝碳核算可信度、避免碳信用重复计算的重要科学问题。针对这一难题，中国科学院华南植物园相关研究团队以黄河三角洲和盐城盐沼为研究对象，选取代表性盐沼植被群落（互花米草、盐地碱蓬和芦苇），建立了结合分子生物标志物和稳定同位素的有机碳来源解析框架。研究利用正构烷烃识别植物来源有机碳，利用氨基糖追踪微生物残体碳，并结合 δ13C-N/C稳定同位素模型进行交叉验证（图1），从而同时量化了盐沼湿地沉积物中盐生植物来源碳、陆源木本植物来源碳、海洋藻类来源碳、真菌残体碳和细菌残体碳五类有机碳来源。图1. 盐沼沉积物有机碳来源解析验证流程结果表明，植物来源有机碳是盐沼沉积物有机碳的主体，贡献超过75%；其中，本地盐生植物来源有机碳占比最高，达到36.9%至58.2%。相比之下，微生物来源有机碳在盐沼沉积物中的贡献相对有限，通常不超过20%（图2），这说明盐沼有机碳积累机制与许多陆地生态系统存在明显差异。研究还发现，土壤质地和养分条件共同调控植物来源和微生物来源有机碳的积累，但二者受控路径并不相同。稳定同位素结果进一步验证了生物标志物方法的可靠性。黄河三角洲盐沼以本地植物来源有机碳占优势，而盐城盐沼则表现出更强的外源有机碳输入特征。这一差异说明，盐沼蓝碳核算不能简单采用统一参数，而需要考虑区域水动力过程、沉积物来源和植被类型等背景差异。图2. 黄河三角洲和盐城盐沼沉积物有机碳来源特征该研究为盐沼沉积物有机碳来源识别和碳信用核算提供了新的方法学参考。研究认为，在本地植物来源碳占主导的区域，可通过保护和恢复盐生植物群落提升蓝碳积累潜力；而在外源输入较强的区域，则需要统筹考虑本地生产、沉积物稳定和外源有机碳保留。该框架有助于降低蓝碳估算中的来源归属不确定性，为滨海湿地保护、恢复和气候减缓政策提供更精细的科学依据。相关研究成果以“Unravelling Saltmarsh Organic Carbon Sources: Biomarker-Isotopic Integration for Credible Blue Carbon Accounting”为题近期发表在国际学术期刊Catena上。中国科学院华南植物园博士研究生周金戈为论文第一作者，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、中国科学院青年创新促进会、国家林草局青年人才支持项目、ANSO项目等项目支持。

2026-06-22

物种新纪录！鼎湖山保护区首次发现全唇盂兰

近日，鼎湖山国家级自然保护区（隶属中国科学院华南植物园）科研监测团队在开展蝶类多样性调查监测时，在常绿阔叶林下偶遇了一丛形态独特的腐生兰花，经华南植物园植物分类专家鉴定，确认该物种为全唇盂兰Lecanorchis nigricans。这是鼎湖山保护区首次记录到该物种，补充了广东省野生兰科植物分布信息。全唇盂兰为典型的多年生完全真菌异养型兰科植物，隶属兰科盂兰属。株高25-40厘米，茎直立、黑褐色，常分枝，没有绿叶，鞘数枚、褐色；总状花序顶生，花数朵、淡紫色，萼片长1-1.6厘米；唇瓣形态独特，为狭倒披针形、不与蕊柱合生、顶端不分裂（不分叉），这也是它名字“全唇”的由来；蕊柱细长、白色；蒴果直立，圆筒形。花果期主要在夏秋季，多生于林下阴暗、湿润、腐殖质丰富的隐蔽处。根据文献资料，全唇盂兰的分布较广，国内见于福建、台湾、海南、江西、云南、广东、湖南等省区，国外见于东南亚至日本；被《中国生物多样性红色名录—高等植物卷（2020）》评定为近危（NT）等级，野外种群数量极为稀少。目前全球盂兰属植物有24种，我国有14种，分布于南部各省区；广东有2种，其中全唇盂兰在广东主要见于广州、河源、惠州等地。此次全唇盂兰在鼎湖山的观测记录，是继今年4月发现虎舌兰以来再次观测到腐生兰科植物，为研究物种扩散、菌根共生机制以及南亚热带植物区系等提供了珍贵实证。由于该类植物高度依赖林下腐殖质和与特定真菌共生获取养分，对生长环境要求极为苛刻，全唇盂兰与虎舌兰的出现，可以直接证明鼎湖山森林生态系统的结构完整、林下微生境稳定、土壤菌群发育良好，有助于维持森林生态系统的稳定和生物多样性，是生态环境质量好的标志性信号。经观察，鼎湖山全唇盂兰的个体花序有花10至20余朵，较资料记载的5-8朵更多，可能是与鼎湖山良好的生境有关。鼎湖山国家级自然保护区作为中国第一个自然保护区，即将迎来70岁生日。70年来，鼎湖山的新物种、新纪录种不断涌现。鼎湖山作为粤港澳大湾区重要生态屏障，在城市近郊很好地保存了能承载近危特有腐生兰等的原始森林，凸显其作为区域生态缓冲带和生物多样性庇护所的核心功能，也证明其在城市化背景下不可替代的生态保护价值。下一步，华南植物园鼎湖山保护区将深入开展包括全唇盂兰、虎舌兰在内的兰科植物长期动态监测，同时联合华南植物园相关研究团队进行有关腐生兰的生境适配、菌根共生、人工保育等研究，完善区域野生兰科植物种质资源数据库，持续强化极小种群野生植物就地保护，全力守护鼎湖山这颗“北回归沙漠带上的绿色明珠”。全唇盂兰（范宗骥摄）

2026-06-22

广州能源所高温蒸汽热泵技术研发取得新突破

近十几年来，热泵技术的应用大规模从建筑领域向工业领域拓展，高温输出的蒸汽热泵技术研发成为国际研究的热点与难点，中国科学院广州能源所地热能与节能技术研究中心地热能科研团队研发的150℃蒸汽热泵机组近期试机成功，为工业脱碳提供了高效解决方案。近十几年来，热泵技术的应用大规模从建筑领域向工业领域拓展，高温输出的蒸汽热泵技术研发成为国际研究的热点与难点，中国科学院广州能源所地热能与节能技术研究中心地热能科研团队研发的150℃蒸汽热泵机组近期试机成功，为工业脱碳提供了高效解决方案。广州能源所地热能科研团队在国内率先开展蒸汽热泵技术研究，于2014年成功研制出国内首台120℃蒸汽热泵机组。蒸汽热泵技术进步引领了热泵行业发展，120℃蒸汽热泵成为行业标杆，国内热泵企业相继推出成熟产品。为进一步拓宽工业应用场景，更高温度的蒸汽热泵机组研发成为目前热泵行业的研发方向。现有超过120℃的蒸汽热泵大多采用“蒸汽热泵+蒸汽压缩机”的技术路线，不仅需要复杂的多系统偶合，且设备价格高、能效低，工业场景中的大规模推广受到限制。针对这一行业痛点，地热能科研团队长期致力于150℃蒸汽热泵机组的研制，于近期试机成功。该机组以70℃左右的低品位工业余热为热源，通过压缩式热泵循环直接生产出150℃的高温蒸汽，无须蒸汽再压缩，在大幅简化系统结构的同时，显著提高了蒸汽热泵的能效比（COP）。在此基础上，团队还针对该样机的变工况运行控制策略开展深入研究，在原有单纯控制膨胀阀开度的基础上补充了基于卡尔曼滤波修正的模型预测控制技术，提升了对热源波动的响应速度，使蒸汽热泵在变工况下性能更加高效稳定。除此之外，鉴于氢燃料电池在发电过程中会产生大量中低温余热，该蒸汽热泵机组能够满足氢燃料电池余热的高效回收需求，打通了氢能产业链中热能梯级利用的关键一环。该研究获得国家重点研发计划项目“质子交换膜燃料电池与热泵耦合电力-蒸汽联产关键技术”资助，成果已取得自主知识产权。科研团队将在此基础上，继续深化技术攻关，致力于突破180℃蒸汽热泵机组的技术瓶颈，进一步拓宽高温热泵在化工、冶金、造纸等高耗能重工业领域的应用边界。

2026-06-22

Angew | 光能入胞：深圳先进院构建核黄素-微生物杂合体系实现细胞内NADPH定向再生

中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所王博研究员团队与清华大学蔡中华教授团队合作，于近日在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）发表了题为"Defining Rational Photoelectron Routing for Targeted Intracellular Energy Transfer"的论文。该研究利用核黄素良好的生物相容性、可见光响应能力和跨膜扩散能力，将光生电子更有选择地导入细胞内NADPH再生过程，从而促进NADPH依赖型产物合成。该工作从理论计算、体外光谱验证、细胞内还原力检测、转录组分析、反向工程验证以及跨物种应用等多个层面，建立了光生电子定向进入特定细胞还原力的研究框架，为半人工光合系统从经验组合走向机制指导设计提供了新思路。自然界中，植物通过光合作用将太阳能转化为化学能，支撑地球生态系统的物质循环和能量流动。受此启发，人工光合作用希望借助光敏材料和微生物，把太阳能转化为可储存、可利用的化学品，为绿色制造和碳资源利用提供新路径。然而，现有半人工光合系统仍面临关键瓶颈。光敏材料虽然能够吸收光并产生电子，但这些电子进入细胞后往往缺少明确方向，可能被还原型辅酶I（NADH）、还原型辅酶II（NADPH）或其他氧化还原过程分散消耗，导致能量利用效率和产物合成效率受限。因此，如何让光生电子精准进入目标代谢过程，成为提升半人工光合系统性能的核心问题。针对此挑战，研究团队提出了一种基于小分子光敏剂核黄素的细胞内还原力定向补给策略。基于这一思路，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所王博研究员团队与清华大学蔡中华教授团队合作，于近日在《德国应用化学》（Angewandte Chemie International Edition）发表了题为"Defining Rational Photoelectron Routing for Targeted Intracellular Energy Transfer"的论文。该研究利用核黄素良好的生物相容性、可见光响应能力和跨膜扩散能力，将光生电子更有选择地导入细胞内NADPH再生过程，从而促进NADPH依赖型产物合成。该工作从理论计算、体外光谱验证、细胞内还原力检测、转录组分析、反向工程验证以及跨物种应用等多个层面，建立了光生电子定向进入特定细胞还原力的研究框架，为半人工光合系统从经验组合走向机制指导设计提供了新思路。传统半人工光合体系多关注光敏材料的捕光和产电子能力，但对光生电子进入细胞后的去向缺乏精准调控。细胞内NADH和NADPH功能不同——NADPH主要支撑氨基酸、有机酸和糖醇等还原型产物合成，但其胞内含量较低，再生能力常成为高效生物制造的限制因素。因此，如何将外源光能更精准地转化为NADPH，是提升半人工光合系统效率的重要突破口。围绕这一问题，研究团队选择天然小分子核黄素作为光敏剂。核黄素具有良好的生物相容性和光响应能力，且能够在细胞内外移动，因而更容易接近胞内氧化还原环境。研究团队提出，光激发后的核黄素可能借助分子结构和能量匹配优势，更倾向于支持氧化性辅酶II（NADP⁺）向还原型辅酶II（NADPH）转化。为验证上述设想，研究团队首先通过理论计算发现，相比氧化性辅酶I（NAD⁺），NADP⁺在能级匹配、电子接受能力和结合能等方面更有利于接受光激发核黄素提供的电子。飞秒瞬态吸收光谱也显示，核黄素与NADP⁺共存时产生更强、更持久的动力学信号，说明二者更容易形成有利于电子转移的状态。随后，荧光淬灭、光电流、等温滴定量热和甲基紫精还原等实验进一步证明，核黄素可在可见光下被有效激发，并对NADP⁺表现出更强的结合和电子转移偏好。随后，研究团队以酿酒酵母为模型构建核黄素-酵母生物杂化体系。光电流、稳态荧光和时间分辨荧光结果显示，生物杂化体系中核黄素荧光强度明显降低，激发态寿命由4.89 ns缩短至3.13 ns，说明光激发核黄素产生的电子可被细胞内氧化还原体系快速利用。进一步的细胞裂解液竞争实验显示，在NAD⁺和NADP⁺同时存在时，光照下核黄素更显著促进NADPH积累，其再生速率为NADH的3.76倍。无细胞酶环境中未观察到明显NADPH再生，说明该过程依赖NADP⁺相关氧化还原酶的参与。在酵母细胞中，核黄素和光照共同作用显著提高NADPH/NADP⁺比值，而NADH/NAD⁺比值基本不变。以木糖醇为NADPH依赖型产物进行验证，光照24小时后产量达到约1.59 g/L，表明核黄素介导的光生电子可进一步转化为实际生物合成能力。为排除光胁迫和内源黄素代谢背景的影响，研究团队检测了活性氧水平、细胞活力，并比较了核黄素、黄素单核苷酸（FMN）和黄素腺嘌呤二核苷酸（FAD）的作用。结果显示，光照生物杂化组未出现明显氧化胁迫或细胞损伤，且外源核黄素对木糖醇合成的促进作用最强，说明NADPH升高主要来自核黄素介导的光生电子输入。转录组分析进一步显示，光照生物杂化组中与核黄素转运、电子传递和NADPH再生相关的基因明显上调，而关键戊糖磷酸途径（PPP）相关基因变化不明显。使用PPP关键途径葡萄糖-6-磷酸脱氢酶‌（G6PDH）抑制剂后，NADPH/NADP⁺比值和木糖醇产量仍保持较高水平，说明该过程不主要依赖传统氧化型PPP。进一步的反向工程验证表明，线粒体物质转运（YHM2）、氧化还原调控（MXR2）和铁硫簇（YAH1）相关过程，均能进一步影响NADPH再生和木糖醇合成，其中YHM2的影响最显著，是核黄素介导细胞内电子利用的重要参与因子。为验证该策略的适用范围，研究团队进一步将体系拓展到不同微生物底盘和产物合成过程。在NADPH依赖型体系中，核黄素光照处理明显提高了工程大肠杆菌的赖氨酸产量和产乙酸菌（Sporomusa ovata）的乙酸产量。相反，在NADH依赖型的工程酵母乙酸转葡萄糖体系和野生型大肠杆菌产氢体系中，并未观察到类似增强效果。该结果说明，核黄素介导的光生电子输入并不是普遍增强所有还原型代谢，而是更偏向支持NADPH依赖型生物合成。总体而言，本研究提出并验证了一种利用核黄素定向补给细胞NADPH的光生电子调控策略。该工作不仅证明了光生电子能够进入细胞，更进一步回答了电子进入细胞后如何被精准利用的问题，为半人工光合系统从材料驱动走向机制指导设计提供了新思路。未来，该策略有望与光敏分子设计和代谢工程进一步结合，用于更多NADPH依赖型高价值化合物的绿色制造。本研究由中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室/合成生物学研究所王博研究员、肖可蒙副研究员、曾翠平助理研究员与清华大学蔡中华教授共同通讯完成。清华大学/中国科学院深圳先进技术研究院联合培养博士生王浩为本文第一作者，深圳先进院为主要完成单位之一。研究获得国家重点研发计划、国家自然科学基金、深圳市科技计划、广东省基础与应用基础研究基金以及深圳合成生物学创新研究院等项目资助。原文链接文章上线截图图2. 核黄素与NADP⁺之间的分子识别和光诱导电子转移验证图3. 核黄素光激发促进酵母细胞内NADPH再生和木糖醇合成图4. 转录组和反向工程揭示核黄素介导NADPH再生的细胞内机制图5. 跨物种验证核黄素光生电子输入更偏向NADPH依赖型合成代谢

2026-06-22

NPJ Digital Medicine | 深圳先进院实现轻量化AI赋能术中影像引导

近日，中国科学院深圳先进技术研究院（以下简称“深圳先进院”）医学成像科学与技术系统全国重点实验室、生物医学与健康工程研究所梁晓坤研究员等联合复旦大学附属华山医院吴劲松主任团队、襄阳市中心医院蔡强主任团队、澳门大学黄志文副教授团队及湖北文理学院晏涛副教授团队，在实时术中影像实例分割领域取得重要进展。研究团队提出轻量化实时实例分割框架 EndoSeg-RT，可在复杂术中环境下实现关键解剖结构的精准识别与实时分割，为智能化微创手术导航与术中辅助决策提供了新方案，相关数据集与代码已公开。研究成果以"Deployable real-time spinal endoscopic instance segmentation with lightweight multi-scale attention mechanism"为题发表在数字医学领域知名期刊NPJ Digital Medicine（IF=15.1），深圳先进院赖琪博士为第一作者。脊柱内镜技术因创伤小、恢复快等优势，已广泛应用于微创脊柱外科。然而，术中内镜视野狭窄，常伴随高光反射、烟雾、出血遮挡及组织边界模糊等复杂情况，医生需快速准确识别黄韧带、神经、骨组织及脂肪组织等关键结构，以降低术中风险。现有深度学习方法虽在医学影像分析中取得进展，但在脊柱内镜场景下仍面临实时性不足、小目标识别困难及部署成本高等问题。针对上述挑战，研究团队提出了轻量化实时脊柱内镜实例分割框架 EndoSeg-RT（图2）。该框架从主干网络（Backbone）、特征融合颈部网络（Neck）以及分割头（Head）三个层面进行协同优化，通过引入重参数化卷积与高效多尺度注意力机制，在保证高精度的同时显著降低推理延迟；同时设计双分支特征融合模块，强化跨尺度信息交互与边界细节表达，提升对细小神经结构及复杂组织边界的识别能力，更适用于真实术中实时部署场景。为验证模型性能，研究团队构建了临床标注的 PELD 脊柱内镜实例分割数据集（图3）。该数据集来源于襄阳市中心医院61例经皮椎间孔镜腰椎间盘切除术患者，共包含610张1080×720分辨率的脊柱内镜图像，并对脂肪组织、骨组织、黄韧带和神经结构进行了像素级实例标注。数据标注由具有丰富经验的脊柱外科医生共同完成，并经过专家审核，保证了数据质量和临床可靠性。实验结果表明，EndoSeg-RT 在保持极低计算复杂度的同时，实现了优异的分割性能（图4）。在 PELD 数据集上，该方法仅使用 1.8M 参数量和 8.8 GFLOPs，即可达到约189 FPS 的实时推理速度，在 Dice、IoU 和精度等指标上优于或接近当前主流实例分割模型，包括 Mask R-CNN、SOLOv2、Mask2Former 和 YOLO 系列方法。相比传统两阶段模型，EndoSeg-RT 在保持高精度的同时大幅降低了模型规模与计算开销，更适合部署于术中工作站或边缘设备。本研究获得国家重点研发计划（BTIT专项）、澳门科学发展基金及深圳市面上项目等支持。EndoSeg-RT框架概览数据集标注案例与每张图像的每类像素占用率（%）。带有抖动点的方框图和须状图总结了骨骼、韧带、脂肪和神经的掩模面积占图像面积的百分比分布。EndoSeg-RT在PELD 数据集上的分割表现。原文链接

2026-06-22

Molecular Therapy | 一次治疗，持续保护：深圳先进院联合香港大学发现细菌训练NK细胞建立长期抗转移免疫

近日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所与香港大学合作，在国际学术期刊Molecular Therapy发表题为"Therapeutic bacteria-trained NK cells confer long-term protection against cancer metastasis"的研究论文。研究首次发现，治疗性沙门氏菌能够诱导自然杀伤细胞（Natural Killer Cell，NK细胞）形成训练免疫（trained immunity），从而建立长期抗转移保护，为开发新型抗转移免疫治疗策略提供了重要理论基础。尽管近年来手术、放疗、化疗、靶向治疗和免疫治疗等癌症疗法取得了长足进展，许多患者的原发肿瘤已经能够得到有效控制，但肿瘤转移仍然是导致癌症相关死亡的主要原因。然而，与转移在患者预后中的核心地位相比，目前绝大多数抗肿瘤疗法的临床前及临床研发仍主要聚焦于其抑制原发肿瘤生长的能力，而非抗转移活性，导致针对转移过程的治疗策略开发长期相对滞后。因此，建立持久、可预防性的抗转移保护，已成为肿瘤治疗领域的重要研究方向1。近日，中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室、合成生物学研究所与香港大学合作，在国际学术期刊Molecular Therapy发表题为"Therapeutic bacteria-trained NK cells confer long-term protection against cancer metastasis"的研究论文。研究首次发现，治疗性沙门氏菌能够诱导自然杀伤细胞（Natural Killer Cell，NK细胞）形成训练免疫（trained immunity），从而建立长期抗转移保护，为开发新型抗转移免疫治疗策略提供了重要理论基础。治疗性沙门氏菌诱导的炎症反应消退后，长期抗转移免疫保护依然存在研究团队此前在Nature Communications发表的研究发现，治疗性减毒沙门氏菌诱导的急性免疫反应能够通过激活NK细胞强效抑制肿瘤转移2。然而，感染引发的炎症反应通常会在一个月内消退，而NK细胞的平均寿命仅约两周。因此，一个关键问题始终悬而未决：这种抗转移作用究竟只是短暂的免疫激活效应，还是能够在感染结束后持续存在并提供长期保护？意外的是，研究团队发现感染30天后，细菌早已被机体完全清除，小鼠体重及炎症因子水平均已恢复至正常状态，但此时小鼠仍然保持显著的抗肿瘤转移能力，这种抗转移保护随后逐渐减弱，但仍可持续至感染后3至4个月。这一结果表明，治疗性沙门氏菌不仅能够激活短期抗转移免疫效应，还能够诱导一种长期存在的抗转移免疫状态（图1.A-B）。为模拟癌症患者术后复发转移的临床场景，研究团队在沙门氏菌治疗一个月后建立乳腺癌原位自发转移模型，并在肿瘤达到约50 mm³时手术切除原发灶。在这种情况下，一剂治疗性沙门氏菌依然实现了显著的抗术后转移效果（图1.C）。NK细胞是长期保护的关键执行者既然长期免疫保护往往与适应性免疫记忆相关，那么这种持续存在的抗转移效应是否同样依赖T细胞和B细胞？为回答这一问题，研究团队利用多种免疫缺陷小鼠模型，并结合抗体介导的免疫细胞耗竭实验进行了验证。结果发现，即使缺失T细胞和B细胞，小鼠依然能够获得长期抗转移免疫保护；然而，当NK细胞缺失或被耗竭后，这种抗转移保护作用则完全消失。这证明NK细胞依然是长期保护的关键执行者。细菌能够“训练”NK细胞形成免疫记忆长期以来，人们认为免疫记忆主要依赖于T细胞和B细胞介导的适应性免疫反应。然而，从生命演化的历史来看，适应性免疫系统大约在5亿年前才出现，并且仅存在于脊椎动物中3。在此之前，地球上的生命已经依靠先天免疫系统与病原体斗争了数亿年。即使在今天，超过97%的物种仍主要依赖先天免疫系统抵御外界侵袭3。这不禁引发一个问题：如果绝大多数生物都没有T细胞和B细胞，它们是否也拥有某种形式的“免疫记忆”？近年来，越来越多研究发现，在感染、疫苗或其他免疫刺激作用下，部分先天免疫细胞能够通过表观遗传重编程实现持久的功能重编程，并在再次受到刺激时表现出更强的免疫反应。这种现象被称为“训练免疫（trained immunity）”3,4。研究团队发现，沙门氏菌感染后的NK细胞虽然已经恢复静息状态，但再次受到刺激时能够产生更高水平的IFN-γ，并表现出更强的脱颗粒和肿瘤杀伤能力。这些特征均符合训练免疫的经典功能定义。研究团队进一步结合ATAC-seq和CUT&Tag等表观基因组学技术，对染色质开放性及组蛋白修饰状态进行系统分析，发现治疗性沙门氏菌训练后的NK细胞发生了持续性的表观遗传重塑，其特征是某些与细胞存活和免疫效应相关的基因区域形成了更易被激活的表观遗传状态，从而为再次受到刺激时快速启动抗肿瘤反应做好准备。基于上述发现，研究团队提出并验证了“沙门氏菌训练NK细胞（Salmonella-trained NK cells，stNK cells）”这一概念，揭示了细菌诱导长期抗转移保护的关键机制（图3）。进一步研究发现，这种抗转移训练免疫的形成与早期短暂的IL-12脉冲刺激（transient pulse）联合持续性的IL-18信号密切相关。同步阻断这两种细胞因子后，长期抗转移保护显著减弱。stNK细胞展现优异的抗转移潜力免疫检查点阻断疗法，尤其是PD-1/PD-L1抑制剂，是当前肿瘤免疫治疗的重要手段，在控制原发肿瘤生长方面取得了显著成功。研究团队进一步将stNK细胞与PD-1阻断及新兴免疫检查点靶点TIGIT阻断进行了比较（图4）。结果发现，在本研究采用的转移模型中，PD-1阻断仅表现出有限的抗转移作用，而TIGIT阻断未显示明显效果。相比之下，治疗性沙门氏菌诱导的stNK细胞能够更有效地抑制肿瘤转移，凸显了基于NK细胞训练免疫的干预策略在抑制转移过程本身方面具有独特优势，有望与现有免疫检查点治疗形成优势互补，共同提升肿瘤治疗效果。总结与展望肿瘤转移是当前癌症治疗面临的核心挑战之一。本研究首次证明，抗肿瘤细菌治疗不仅能够通过短期免疫激活抑制肿瘤转移，也能够通过诱导NK细胞训练免疫建立长期抗转移保护。这一发现将训练免疫研究从传统感染免疫领域拓展至肿瘤转移防治领域，也为开发新型抗转移疫苗、体外训练NK细胞治疗以及新一代细菌免疫治疗策略提供了重要理论基础。未来，随着相关机制的进一步解析，基于训练免疫原理构建的抗转移免疫干预策略有望为高转移风险肿瘤患者提供更加持久的保护。本研究由中国科学院深圳先进技术研究院与香港大学合作完成。中国科学院深圳先进技术研究院合成生物学研究所客座研究员、香港大学慧贤慈善基金（生物医学）明德教授黄建东教授为论文通讯作者。中国科学院深圳先进技术研究院博士后荣丽，香港大学医学院博士生胡景初、博士后金威、博士后李任豪、博士后吴阳帆为论文第一作者。浙江大学杭州国际科创中心周楠研究员对实验设计和论文修改提供了宝贵建议。赵晓宇、周中军教授、Md Shakhawat Hosen博士、汪晓雷博士、韩朔博士、龚华锐博士、林轩圣博士、李文君、赫一格、Sukbum Kim和林秋彬博士对本研究作出了重要贡献。本项工作得到了国家重点研发计划、慧贤慈善基金、广东省引进创新创业团队计划、深圳市肿瘤转移与个体化治疗重点实验室以及深圳合成生物学创新研究院的支持。参考文献：1. Anderson, R.L., Balasas, T., Callaghan, J., Coombes, R.C., Evans, J., Hall, J.A., Kinrade, S., Jones, D., Jones, P.S., Jones, R., et al. (2019). A framework for the development of effective anti-metastatic agents. Nat Rev Clin Oncol 16, 185-204. 10.1038/s41571-018-0134-8.2. Lin, Q., Rong, L., Jia, X., Li, R., Yu, B., Hu, J., Luo, X., Badea, S.R., Xu, C., Fu, G., et al. (2021). IFN-gamma-dependent NK cell activation is essential to metastasis suppression by engineered Salmonella. Nat Commun 12, 2537. 10.1038/s41467-021-22755-3.3. Netea, M.G., Dominguez-Andres, J., Barreiro, L.B., Chavakis, T., Divangahi, M., Fuchs, E., Joosten, L.A.B., van der Meer, J.W.M., Mhlanga, M.M., Mulder, W.J.M., et al. (2020). Defining trained immunity and its role in health and disease. Nat Rev Immunol 20, 375-388. 10.1038/s41577-020-0285-6.4. Ochando, J., Mulder, W.J.M., Madsen, J.C., Netea, M.G., and Duivenvoorden, R. (2023). Trained immunity - basic concepts and contributions to immunopathology. Nat Rev Nephrol 19, 23-37. 10.1038/s41581-022-00633-5原文链接文章上线截图图1.治疗性沙门氏菌YB1能长效抑制转移图2. NK细胞耗竭导致治疗性沙门氏菌诱导的长效抗转移保护完全消失图3. stNK细胞通过表观遗传重塑实现功能的重编程图4. 在实验性转移模型中，stNK细胞展现优于免疫检查点阻断治疗的抗转移能力

2026-06-22

南海海洋所|研究团队基于全球“物理-生态”耦合模式揭示气候模态对海洋温室气体氧化亚氮(N₂O)释放量影响

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环境模拟与应用技术研究团队（海洋碳及生物地球化学循环模拟组）在全球海洋重要非二氧化碳（CO2）温室气体——氧化亚氮（N2O）释放量的演变规律及其受气候模态影响的研究中取得重要进展。相关研究成果以“Recent changes in global ocean N2O fluxes and their relationship to ocean climate variability”为题，发表于地学大类一区Top期刊《Global Biogeochemical Cycles》（5-year IF: 6.4）。氧化亚氮（N2O）是大气中一种寿命长达114–120年的强效温室气体，其百年尺度全球增温潜势约为二氧化碳（CO2）的300倍，是仅次于CO2和CH4的第三大温室气体。海洋是大气N2O的重要自然来源，但目前对其向大气释放量的估算仍存在较大不确定性。受限于观测数据的稀疏性，现有基于人工智能方法构建的重构数据仅限于季节尺度，难以揭示其与气候系统之间的互馈机制，从而为实现《巴黎协定》1.5°C温控目标带来了挑战。该研究基于新一代大洋环流数据同化系统与生物地球化学耦合模式ECCOv4-Darwin，构建了适用于N2O的参数化方案（图1），并据此开展了长达26年（1992–2017年）的数值模拟。模拟结果表明，全球海洋向大气的N2O释放量约为2.4 Tg N yr⁻¹，且以每年 -0.02 Tg N yr⁻¹的速率呈下降趋势。这一变化主要归因于上层海洋层结加剧，抑制了N2O的生成与上涌过程（图2）。赤道东太平洋、印度洋和南大洋是三大热点释放区，其年际波动受区域主导气候模态的调控。具体而言，赤道东太平洋和印度洋的N2O释放量与厄尔尼诺-南方涛动指数（ENSO）分别呈强负相关（r = -0.93）与正相关（r = 0.53）。在ENSO正位相（厄尔尼诺事件）期间，赤道东太平洋风速减弱、温跃层加深，抑制了该区域N₂O的释放；同时，厄尔尼诺事件激发正位相的印度洋偶极子（IOD），导致赤道东印度洋温跃层抬升，从而加剧该区域N₂O的释放。在南大洋，N2O释放量与南半球环状模态（SAM）呈高度正相关（r = 0.76）。当SAM处于正位相时，西风带加强并向极地偏移，增强埃克曼抽吸作用，促进富含N2O的次表层水上涌，进而增加N2O的释放。与CO2相比，N2O等海洋温室气体具有更强的全球增温潜势，犹如气候系统中的“隐形杠杆”，不仅放大了气候威胁，也成为实现治理突破的关键所在。本研究首次揭示了海洋-大气动力过程在调控海洋N2O排放中的核心作用，为未来科学制定海洋负排放方案、以低成本和高效益实现《巴黎协定》1.5°C温控目标，提供重要科学依据。图1 包含N2O参数化方案的全球“物理-生态”耦合模式示意图图 2 全球海洋N2O释放量空间分布及去季节化时间序列该论文的第一作者为博士研究生马凯，通讯作者为研究员冯洋，主要合作者包括美国斯特里普斯海洋研究所研究员Manfredi Manizza （现工作于意大利亚斯特国家海洋与应用地球研究所），美国宇航局喷气推进实验室研究员Dimitris Menemenlis（现工作于美国莫斯登陆海洋实验室），美国波士顿学院席勒综合科学与社会学院地球与环境科学系教授田汉勤，中山大学大气科学学院教授杨清华，中国科学院海洋研究所海洋环流与波动重点实验室研究员刘传玉。该研究获得国家重点研发计划、河口海岸全国重点实验室开放基金、南方海洋科学与工程广东省实验室（珠海）海洋生态环境与碳汇任务、广东省基础与应用基础研究基金面上项目、国家重大科技基础设施项目“地球系统数值模拟装置”及海洋负排放大科学计划等的联合资助。论文信息：Kai Ma, Manfredi Manizza, Yonglin Liu, Dimitris Menemenlis, Hanqin Tian, Kate Zhang, Qinghua Yang, Chuanyu Liu, Yang Feng*. (2026). Recent changes in global ocean N2O fluxes and their relationship to ocean climate variability. Global Biogeochemical Cycles, 40, e2025GB008942. 原文链接：https://doi.org/10.1029/2025GB008942

2026-06-15

华南植物园对荔枝采后病害控制研究取得重要进展

荔枝（Litchi chinensis Sonn.）是我国优势特色水果，占世界产量约77%，具有重要的经济价值。但荔枝果实采后极易腐烂，限制了荔枝的贮藏和运输，造成严重经济损失。荔枝霜疫霉病由荔枝霜疫霉菌（Peronophythora litchii）引起，是导致荔枝果实采后腐烂的最重要病害之一。目前，由于化学杀菌剂的残留造成的潜在安全风险和日益严重的耐药性问题，对环境友好型杀菌剂的需求日益增加。因此，鉴定植物内源免疫诱抗剂并提高植物抗病性，将有助于开发新型环境安全的病害防控策略。植物免疫的第一道防线是病原相关分子模式（PAMPs）诱导的免疫反应。由PAMP诱导表达的‌植物内源性分泌小肽（PIPs）‌，属于植物免疫信号网络中的关键调节因子。但PIPs在水果采后保鲜，尤其在病害控制中的应用研究仍然有限。中国科学院华南植物园果蔬保鲜与加工科研团队鉴定到一个编码LcPIP1前体蛋白的基因LcprePIP1，并对其氨基酸序列特征进行分析，发现LcprePIP1产物具有典型的PIP1保守结构域，且具有包含12个氨基酸的成熟肽段。进一步分析发现，荔枝霜疫霉菌（P. litchii）侵染期间，LcprePIP1表达显著升高（图1）。因此，研究团队合成LcPIP1的成熟肽段并处理荔枝果实，发现LcPIP1多肽处理能够通过促进ATP、花青素和木质素的积累以及增强防御反应，提高荔枝果实对荔枝霜疫霉菌的抗性（图2）。此外，LcPIP1处理通过增加胞质内Ca²⁺浓度及活性氧积累，并激活丝裂原活化蛋白激酶（MAPK）通路，从而增强免疫应答信号传导。同时研究团队发现转录因子LcWRKY34通过激活LcprePIP1的表达，在LcPIP1诱导的抗病性中发挥关键作用。转录组与代谢组分析表明，LcPIP1处理可调控荔枝果皮中与防御相关的基因表达及代谢物积累。该研究首次揭示了LcPIP1在诱导果实防御反应中的重要作用，为开发控制水果真菌病害的环境友好型保鲜技术提供新路径。图1. 荔枝果实中LcPIP1的鉴定和化学合成图2. 外源LcPIP1处理能够提高荔枝果实对荔枝霜疫霉病的抗性相关研究成果以“Pathogen-associated molecular pattern (PAMP)-induced peptide LcPIP1 derived from litchi promotes the resistance of litchi fruit against litchi downy blight caused by Peronophythora litchii”为题，近期发表在美国化学学会旗下国际食品领域权威期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry（《农业与食品化学杂志》）（IF5-year=6.4）上。中国科学院华南植物园李涛涛研究员为论文通讯作者，博士研究生叶晓筠为第一作者。该研究得到广东省种业振兴行动专项资金、广东省重点研发项目和广州市科技计划项目的资助。同时，该研究结果获授权国家发明专利1件（图3）。论文链接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.6c02163图3. 专利授权证书

2026-06-16

华南植物园研究揭示豆科植物再增2个新属

近日，由中国科学院华南植物园科研人员主导，联合国内外多个研究机构，经过多年探索，基于基因组数据和系统的形态学分析，在豆科植物分类领域取得了新进展：研究团队重新划分了核心崖豆藤族（core Millettieae）的分类系统，建立2个新属、恢复2个属、扩大1个属的范围，并编制了包含34个属的分属检索表。该成果为厘清这一个形态高度多样、分类上长期存在争议的类群提供了关键的科学依据。核心崖豆藤族是豆科蝶形花亚科中一个物种极为丰富的类群，全球约有1000种，主要分布在非洲、亚洲和美洲的热带地区，展现出惊人的形态多样性。由于形态复杂，传统分类学单纯依据果荚形态常导致误判，许多物种长期在不同属之间转移，分类体系争议较大，科学家一直呼吁对其进行全面梳理。此次研究采用了多套分子数据，包括完整的叶绿体基因组、核核糖体序列以及574个单拷贝核基因，对核心崖豆藤族进行了全面的属级取样，覆盖了该族所有已知属及约35.7%的物种多样性。研究结果表明，核心崖豆藤族可划分为2个大群和23个主要支系，最终共包含了34个属（表1），并进一步理清了属间关系。在整个研究中，最引人注目的是，对非洲崖豆藤属（Millettia）的分类修订。传统定义的崖豆藤属实际上是一个高度多系类群，是豆科核心崖豆藤族分类和系统发育研究中的首要问题。崖豆藤属分布于亚洲和非洲的热带地区。研究团队前期的研究表明，狭义崖豆藤属仅包含亚洲分布的7种（亚洲其他种类被转移至新恢复的水黄皮属和耳旗豆属），而非洲约112种处在被排除狭义崖豆藤属之外但又未正式归于任何一个属的临时状态（Song et al. 2025. Molecular Phylogenetics and Evolution: 108254）。因此，解决非洲产崖豆藤属的系统学问题已经迫在眉睫。本研究显示非洲产崖豆藤属获取的样品在系统发育树上分散为6个截然不同且获得高支持率的支系，并且与亚洲的狭义崖豆藤属亲缘关系较远（图1）。该研究表明，过去的分类方法可能夸大了果荚类型和开裂方式等性状的重要性，而花序和花相关的性状（如花序位置和类型、花萼在芽中的排列方式、花色、旗瓣被毛和附属物、雄蕊类型、花盘形状、花柱形态等）在界定属间界限方面同样具有重要分类价值。因此，结合分子和形态证据，研究团队提出了新的分类修订方案，将非洲的崖豆藤属部分成员划分至5个独立的属：非洲崖豆藤属Afropongamia Z.Q.Song & Shi J.Li（新属）、旋柱崖豆藤属Cochlostylis Z.Q.Song & Gang Yao（新属）、田崖豆属Berrebera Hochst.、乌木崖豆属Fornasinia Bertol.和扁桃豆属Pongamiopsis R.Vig.（后3属的中文名均来自多识百科）。同时，建立61个新组合，提出1个新异名，并指定了18个后选模式。另外，sect. Compresso-gemmatae中有2个种的系统位置特殊，存在明显的核质冲突，暂未进行正式的分类处理。除分类成果外，该研究还基于稳健的分子系统树，结合化石标定，重建了核心崖豆藤族的生物地理历史。通过分子定年分析，团队推测核心崖豆藤族最近的共同祖先可追溯至约47个百万年前的始新世早期，其最初的起源地很可能在非洲，为“走出非洲”假说提供了有力支持。研究推测，在始新世早期至中期的全球暖期，这些植物可能借助当时贯穿北半球高纬度地区的“泛北极第三纪植物区系”扩散至亚洲及新大陆。而在后期的分化过程中，长距离的跨洋传播机制（如借助洋流传播的海漂果实）可能对现今泛热带的间断分布格局起到了更为关键的作用。然而，故事并未就此结束。论文也坦诚指出了一个“未完待续”的事实：由于取样限制，非洲崖豆藤属中有4个组未能纳入本次研究：sect. Cuadaria、sect. Sericanthae、sect. Robustiflorae和sect. Truncaticlaves。这4个组在最新的其他分子研究中已显示出与广义崖豆藤属其他类群明显不同的系统位置，但由于研究团队无法确认相关样本的准确鉴定，且缺乏支持率，是建立新属还是转移到其他属仍需进一步研究。因此，研究团队决定暂时搁置对这些类群的任何正式处理。此外，非洲崖豆藤属还存在另一个关键的分类问题有待解决：种级水平上物种界定模糊，大量存疑类群亟待修订。因此，非洲分布的广义崖豆藤属的分类研究仍有大量工作尚需完成。相关研究成果已于近期发表在国际植物分类学旗舰期刊Taxon上。中国科学院华南植物园宋柱秋助理研究员为论文第一作者兼通讯作者，参与者包括华南农业大学姚纲副教授、印度马拉巴尔植物园和植物科学研究所A.P. Balan博士、肯尼亚内罗毕国家博物馆东非植物标本馆Y. M. Mbuni博士、中国科学院华南植物园李世晋研究员和徐连升助理研究员，以及广东省林业科学研究院许东先副研究员。该研究得到广东省基础与应用基础研究旗舰项目的资助。论文链接：https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1002/tax.70154表1. 修订后核心崖豆藤族的属种分布情况图1. 基于核基因构建的核心崖豆藤族的最大似然树

2026-06-16

Cell Communication and Signaling | 深圳先进院模拟微重力诱导卵母细胞阶段性损伤及褪黑素保护机制研究取得新进展

近日，中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心张键研究员团队在Cell Communication and Signaling发表题为"Stage-dependent DNA damage and mitochondrial dysfunction under simulated microgravity constrain oocyte maturation and are mitigated by melatonin"的研究论文。团队前期研究已提示，模拟微重力（simulated microgravity, SMG）可干扰卵母细胞能量代谢和减数分裂进程；本研究进一步聚焦SMG暴露下卵母细胞不同阶段的损伤特征及干预策略。随着载人航天、商业航天和深空探测的快速发展，空间环境对人体健康的影响受到广泛关注。微重力可影响骨骼、肌肉、免疫和代谢等多个系统，但其对生殖系统，尤其是女性生殖细胞的影响仍有待深入研究。卵母细胞长期停留在减数分裂前期阻滞状态，对基因组稳定性、线粒体稳态和细胞骨架调控高度依赖，可能是空间生殖风险中较为敏感的细胞类型。近日，中国科学院深圳先进技术研究院医药所能量代谢与生殖研究中心张键研究员团队在Cell Communication and Signaling发表题为"Stage-dependent DNA damage and mitochondrial dysfunction under simulated microgravity constrain oocyte maturation and are mitigated by melatonin"的研究论文。团队前期研究已提示，模拟微重力（simulated microgravity, SMG）可干扰卵母细胞能量代谢和减数分裂进程；本研究进一步聚焦SMG暴露下卵母细胞不同阶段的损伤特征及干预策略。研究发现，SMG对卵母细胞的损伤具有阶段性：前期阻滞阶段主要诱导DNA损伤，成熟阶段则主要扰乱线粒体稳态和纺锤体组装。褪黑素（melatonin, MLT）在本研究中表现出阶段依赖性的保护作用，且主要不依赖经典MT1/MT2受体通路。该研究为理解空间环境下卵母细胞质量下降的阶段性机制，以及特定应激条件下卵母细胞保护策略设计提供了新的实验依据。张键研究员、杨雅莉高级工程师和澳门大学健康科学学院Wakam Chang助理教授为共同通讯作者；张键研究员课题组高雨晴（澳门大学联合培养博士生）、葛磊博士以及肖天霞工程师为共同第一作者。该研究工作得到国家重点研发计划、国家自然科学基金、广东省自然科学基金、深圳市医学研究专项资金、深圳市科技创新局、深圳市代谢健康重点实验室、澳门科学技术发展基金、深圳市代谢与生殖靶向递送概念验证中心、深圳中欧创新医药与健康研究中心等项目和平台支持。在此感谢能量代谢与生殖研究中心雷晓华研究员提供微重力旋转培养仪器（RCCS）支持。图. SMG诱导卵母细胞阶段性损伤，MLT提供阶段依赖性保护原文链接

2026-06-16