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工程生物学应用于环境解决方案:潜力与挑战 —— 开启环境治理的生物科技新征程
在当今时代,全球工业化进程不断加速,人口持续增长,城市规模日益扩大,由此带来了一系列严峻的环境问题,如污染物排放增多、温室气体浓度上升、资源浪费与短缺等。传统的环境治理手段在应对这些复杂问题时逐渐显得力不从心,急需创新的解决方案。工程生物学作为一门新兴学科,将合成生物学的理念和技术应用于解决实际环境问题,为环境治理带来了新的希望,这也促使研究人员开展相关研究,以挖掘其潜力并应对可能面临的挑战。英国多个研究机构,包括东安格利亚大学(University of East Anglia)、克兰菲尔德大学(Cranfield University)等的研究人员,针对工程生物学在环境应用中的潜在价值、面
来源:Nature Communications
时间:2025-04-15
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重新审视室内滞留喷洒覆盖率目标:基于高分辨率疟疾控制数据的回顾性分析
室内滞留喷洒(IRS)作为疟疾防控的核心手段,其覆盖率目标长期被全球指南设定为80-85%。这项基于比奥科岛四年高分辨率数据的开创性研究,通过双重稳健因果推断技术,首次系统揭示了覆盖率与保护效果的真实关系。剂量反应曲线分析显示,30-50%的中等覆盖率即可提供主要保护效益,继续提高覆盖率仅带来边际收益。值得注意的是,这一发现在不同空间尺度(100m×100m网格至600m缓冲带)和城乡亚组中均保持稳定。在操作层面,将覆盖率目标从80%降至50%,预计仅使保护效果降低1-11%,而资源消耗可大幅减少。研究数据涵盖4,301个地理网格、287,099户家庭年和82,716次喷洒记录。通过创新的空间
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-15
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全球山地生态系统温度阈值效应:10℃临界点触发生物多样性与服务功能的突变响应
山地生态系统作为地球生命支持系统的核心,正面临气候变暖的严峻挑战。一项基于全球290个海拔梯度(含4,462组观测数据)的突破性研究发现:当局部年均温度(MAT)达到约10℃临界值时,微小的温度上升即可导致生物多样性(动物/植物)与生态系统服务(植物生产力、土壤有机碳(SOC)、土壤肥力等)发生突变式响应。其中,动植物多样性与植物生产力多呈现正向突变,而土壤碳库和肥力则普遍出现负向转折。这项研究首次在全球尺度上证实了山地生态系统对温度变化的非线性响应机制,为预测气候临界点(tipping points)提供了重要实证依据,凸显了将局地气候变异性纳入生态保护政策的紧迫性。
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-15
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全球变暖导致海洋热浪持续时间三倍增长与强度升高1°C的生态警示
海洋热浪(Marine Heatwaves, MHWs)——这些持续肆虐的“海洋高烧”事件,正在全球变暖的推波助澜下愈演愈烈。科学家们巧妙构建了一个“平行宇宙”般的反事实气候模型:剔除长期变暖趋势但保留自然波动的海表温度(SST)数据。通过对比真实观测与这个“无人类干扰”的虚拟海洋,惊现触目惊心的真相——自2000年以来,近50%的MHWs直接归咎于人为升温,全球海洋每年遭遇极端高温的天数暴增3倍,事件峰值温度更是整体拔高1°C。这项研究如同为海洋生态敲响警钟:那些因热浪白化的珊瑚、集体迁徙的鱼群,背后竟是人类活动写就的“加热方程式”。
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-04-15
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动态冰-洋通道沿跨极漂流放大西伯利亚物质的扩散:季节性循环的示踪研究
北极地区如同地球的"气候放大器",其独特的跨极漂流(TPD)系统长期以来被认为是输送西伯利亚淡水、养分和污染物的"超级高速公路"。然而这条"高速公路"的运行规则却充满谜团——冬季观测数据稀缺,冰与海水的物质交换过程如同黑箱,而气候变化正在加速改写北极的冰洋格局。传统观点将TPD简单视作从西伯利亚陆架到弗拉姆海峡的直线通道,但越来越多的证据表明,这个系统远比想象的复杂。在这一背景下,由Georgi Laukert领衔的国际团队利用2019-2020年MOSAiC(北极气候研究多学科漂流观测站)考察的宝贵数据,开展了一项突破性研究。他们通过采集全年周期的海水和海冰样本,结合δ18O(稳定氧同位素)
来源:Nature Communications
时间:2025-04-15
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富集环境对急慢性促炎应激大鼠在莫里斯水迷宫学习记忆的影响:开辟行为学干预新方向
已知将动物饲养在富集环境(EE)中,可预防多种应激导致的焦虑抑郁障碍和认知障碍的发生。此前极少有研究利用莫里斯水迷宫(Morris water maze),在 EE 影响前让动物暴露于促炎应激(PIS)下探究学习记忆。本研究首次颠倒 EE 与应激的作用顺序,即先将动物饲养在 EE 中,再使其暴露于 PIS。为此,40 只 25 - 45 日龄大鼠被置于 EE 中,另 40 只饲养在标准环境。两组大鼠在行为测试开始前 1 小时及测试期间,分别给予单次剂量细菌脂多糖(LPS,350 μg/kg,急性应激)或重复剂量 200 μg/kg(慢性应激)以诱导 PIS,对照组给予等体积生理盐水。研究数据表
来源:Neuroscience and Behavioral Physiology
时间:2025-04-15
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印度尼西亚占碑省不同热带土地利用系统下的土壤细菌群落组成研究
ABSTRACT研究采用16S rRNA基因V3-V4区测序技术,对比分析了印度尼西亚占碑省四种热带土地利用系统(丛林橡胶、橡胶、油棕和雨林)中土壤细菌的DNA(整体群落)与RNA(活跃群落)组成。结果显示,酸性细菌门(Acidobacteriota)和浮霉菌门(Planctomycetes)在活跃群落中相对丰度更高,其中Ktedonobacterales和亚群2在DNA水平占优势,而Acidobacteriales(Acidobacteriota)在RNA水平更活跃。多样性分析表明,从雨林到人工管理系统的转化导致细菌群落多样性显著增加。ANNOUNCEMENT该研究隶属于EF
来源:Microbiology Resource Announcements
时间:2025-04-15
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伊朗南部不孕症治疗中心患者视角下的治疗障碍与促进因素:一项定性内容分析研究
不孕症困扰着全球8-10%的育龄夫妇,在伊朗这个将生育视为核心社会价值的国家,11.3%的人口曾经历不孕问题。南部霍莫兹甘省因医疗资源匮乏、文化传统深厚,不孕夫妇面临独特挑战。为探究治疗障碍,霍莫兹甘医科大学的研究团队开展了一项开创性定性研究,成果发表于《Scientific Reports》。研究采用深度半结构化访谈,对36名正在接受治疗的不孕患者(20名女性,16名男性)进行内容分析,通过MAXQDA软件编码识别关键因素。研究团队采用定性内容分析法,在霍莫兹甘医科大学附属不孕治疗中心招募具有最大变异的样本(考虑性别、不孕年限、教育程度等因素),进行30-45分钟的面对面访谈直至数据饱和。通
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-15
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寒冷气候校园开放空间户外热舒适性研究:基于西安高校的实证分析与设计优化
随着城市化进程加速,城市热岛效应等环境问题日益突出,校园作为城市重要生态单元,其开放空间的热环境质量直接影响师生的身心健康与学习效率。现有研究多聚焦室内环境或热带地区,对寒冷气候区校园开放空间的热舒适性缺乏系统研究。为此,天津大学联合河北建筑工程学院的研究团队在西安某高校开展实证研究,成果发表于《Scientific Reports》。研究采用多学科交叉方法:1) 在4类典型空间(文治学院前广场、篮球场、腾飞塔水池区、主楼南广场)同步进行气象监测,采集空气温度(Ta)、黑球温度(Tg)、风速(Va)等参数;2) 对820名在校生进行热感觉(TSV)与热舒适(TCV)问卷调查;3) 使用RayM
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-15
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甲基水杨酸对草蛉的物种及情境依赖性吸引作用揭示其在生态调控中的复杂角色
在农业生态系统中,植物与昆虫的化学通讯网络是生物防治的核心。甲基水杨酸(MeSA)作为典型的虫害诱导植物挥发物(HIPVs),长期被认为能吸引天敌昆虫如草蛉(Neuroptera: Chrysopidae),但其实际效果却存在显著矛盾——部分研究报道其强吸引力,另一些则显示无效。这种争议背后,可能隐藏着物种或环境依赖性的复杂机制。为破解这一谜题,匈牙利农业研究中心的Sándor Koczor团队联合英国洛桑研究所,在匈牙利果园开展了一系列田间实验,对比MeSA与已知草蛉引诱剂(如苯乙醛PAA、蚜虫性信息素(1R,4aS,7S,7aR)-nepetalactol和角鲨烯)的单独及联合效应。研究采
来源:Scientific Reports
时间:2025-04-15
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新型精神活性物质(NPS)的体外神经毒性评估:DCMP、4-EA-NBOMe、LY-2183240与AB-CHFUPYCA对突触功能及胶质细胞的特异性影响
背景:新型精神活性物质(NPSs)虽与药物滥用及犯罪相关,但其对中枢神经系统的作用机制尚不明确。目的:通过体外实验评估3,4-二氯甲基哌甲酯(DCMP)、4-EA-NBOMe、LY-2183240和AB-CHFUPYCA四种NPS的神经功能影响,并以甲基苯丙胺、可卡因和大麻素作为参照。结果:形态学分析显示,LY-2183240和AB-CHFUPYCA特异性诱导星形胶质细胞形态异常,而DCMP与4-EA-NBOMe则显著降低谷氨酸能突触标志物VGLUT1阳性斑点数。突触传感器检测发现,4-EA-NBOMe可同时激活谷氨酸受体突变体(GluR1L497Y)和多巴胺荧光传感器(GRABDA2m),L
来源:Molecular & Cellular Toxicology
时间:2025-04-15
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探秘野生红额狐猴性别失衡之谜:行为因素的深度剖析
在神秘的马达加斯加森林里,生活着一种独特的灵长类动物 —— 红额狐猴。在动物世界中,成年性别比(Adult Sex Ratio,ASR)是一个备受关注的话题。大多数非一夫一妻制的哺乳动物,其 ASR 通常偏向雌性,但红额狐猴却打破了这一常规,呈现出雄性偏多的现象。这一奇特现象引发了科学界的好奇:究竟是什么原因导致了这种性别比的失衡呢?为了解开这个谜团,来自德国灵长类动物研究中心(German Primate Center)、哥廷根大学(University of Göttingen)的 Leonie Pethig、Claudia Fichtel、Amrei Pfaff 和 Peter M. K
来源:Behavioral Ecology and Sociobiology
时间:2025-04-15
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自由放养犬在丰富聚集食物斑块处共食现象:社交容忍还是争夺竞争?
在动物的世界里,食物是生存的关键。按照常理,动物们会尽可能地独占食物资源,毕竟多吃一口,生存的几率就多一分。然而,人们却常常观察到一些动物会在同一食物斑块上和平共食,尤其是在大型食物斑块处,还会形成大规模的共食群体。这一现象让科学家们感到十分困惑:动物们为什么会放弃独占食物的机会,选择和同伴一起分享呢?目前,关于动物共食的机制存在多种假说,但这些假说相互交织,难以区分。为了深入探究这一现象背后的原因,来自维也纳兽医大学 Konrad Lorenz 动物行为学研究所等机构的研究人员开展了一项针对摩洛哥自由放养犬(Free-ranging dogs,FRDs)共食行为的研究。该研究成果发表在《Be
来源:Behavioral Ecology and Sociobiology
时间:2025-04-15
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综述:东南亚地区杂草稻的出现:一项综述
东南亚杂草稻问题的严重性在东南亚这片有着悠久水稻种植历史的土地上,杂草稻(weedy rice)却在近期异军突起,成为困扰当地水稻生产的严重难题。它所带来的影响不容小觑,产量的减少、稻谷品质的恶化,以及杂草稻治理成本的不断攀升,都给当地的农业经济造成了重大损失。杂草稻记录与现代水稻技术传播的时间线为了深入探究杂草稻突然在东南亚地区泛滥成灾的原因,研究人员梳理了该地区杂草稻的记录时间线,同时整理了现代水稻技术在当地的传播历程。这一梳理工作为后续分析杂草稻的发展提供了重要的时间脉络基础。栽培稻、野生稻和杂草稻之间的遗传相互作用众多研究证据表明,栽培稻(cultivated rice)、野生稻(wi
来源:Agronomy for Sustainable Development
时间:2025-04-15
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微生物诱导基因沉默技术靶向FgPMT2基因增强玉米对禾谷镰刀菌的抗性研究
玉米作为全球重要粮食作物,长期受到茎腐病的严重威胁。这种由多种病原体复合侵染引起的病害中,禾谷镰刀菌(Fusarium graminearum)因其最强致病性成为主要元凶。传统防治面临双重困境:一方面育种周期漫长且缺乏有效抗性基因资源,另一方面化学农药带来环境负担。在真核生物中保守存在的RNA干扰(RNAi)机制,特别是其介导的跨物种基因沉默现象,为作物保护提供了新思路。中国科学院微生物研究所的Ting Chen、Jian-Hua Zhao等研究人员在《aBIOTECH》发表的研究,创新性地将微生物诱导基因沉默(MIGS)技术应用于玉米-禾谷镰刀菌系统,为作物病害防控开辟了无需宿主遗传改造的新
来源:aBIOTECH
时间:2025-04-15
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基于Au-Ag核壳纳米棒离子介导蚀刻的LSPR传感阵列:高危重金属与亚硝酸盐的精准甄别
危险金属离子的肆虐已成为全球公共卫生警报,这些源自工业排放与自然过程的隐形杀手(如Pb2+、Cr6+)即使微量也能引发氧化应激风暴,导致神经退行与器官衰竭。传统ICP-OES检测虽精准却笨重,而金纳米棒(AuNRs)因其独特的纵向等离子体共振(LSPR)特性,能在蚀刻作用下上演"纳米变形记"——当Ag壳层在硫代硫酸钠/硫脲体系中被靶离子选择性啃食时,彩虹般的色变即泄露了污染物的身份。研究团队巧妙设计多pH反应战场,让Au@Ag核壳纳米棒在酸碱梯度下展现差异蚀刻指纹,通过热图-线性判别分析(LDA)解码出Pb2+的贪婪吞噬、Hg2+的温和腐蚀等特征信号。在真实样本闯关测试中,无论是鱼塘水还是番茄
来源:Analytica Chimica Acta
时间:2025-04-15
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磷有效性提升如何重塑草地生态?植物-微生物互作转向自给策略降低N2O排放
磷(P)作为草地生产力的限制因子,其有效性变化正在改写土壤温室气体排放剧本。研究团队在内蒙古锡林浩特设置5个磷添加梯度(0-12.5 g P m−2 yr−1),发现低磷处理(P1-P2.5)中羊草通过增加根系非结构性碳水化合物(NSC)和微生物招募,将氮矿化速率(Nmin)提升35%,同时土壤干燥促进氨氧化基因(amoA)表达,使硝化作用成为N2O减排主力军。而高磷处理(P5-P12.5)则上演生态剧情反转——植物通过增加根尖数量和羧酸盐分泌开启"自给模式",微生物生物量骤降50%但碳利用效率(CUE)逆势提升,虽然硝酸盐还原酶基因(narG)略有抬头,整体N2O通量仍比对照低22%。该研究
来源:Agriculture, Ecosystems & Environment
时间:2025-04-15
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中国 2012 - 2022 年粮食安全综合评估数据集:构建与意义探究
在人类社会发展进程中,粮食安全始终是至关重要的议题。它不仅关乎各国人民的生计,更是国家安全的基石。想象一下,倘若粮食供应不足,人们的生活将陷入混乱,社会稳定也会受到威胁。然而,当前全球粮食安全面临着诸多严峻挑战。自 2020 年起,新冠疫情的肆虐、自然灾害的频发、经济的衰退以及地区冲突的加剧,使得全球粮食安全风险急剧上升。从国际层面来看,现有的粮食安全评估体系存在一定的局限性。国际治理实体和相关机构虽构建了各类评估体系,如 FAO 通过饥饿人口比例、食物不安全经历量表(FIES)数据衡量全球粮食安全,国际粮食政策研究所(IFPRI)借助全球饥饿指数数据进行评估,经济学人智库(EIU)构建全球粮
来源:Scientific Data
时间:2025-04-15
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澳大利亚PLAYCE队列研究:儿童运动行为与环境对健康发展的纵向影响
在当代社会,儿童肥胖率攀升与心理健康问题日益凸显的背景下,早期运动行为(Physical Activity, PA)、久坐行为(Sedentary Behaviour, SB)和睡眠(Sleep, SL)的协同作用成为研究热点。2018年澳大利亚率先推出整合这三类行为的《24小时运动指南》,但实际达标率令人担忧——设备监测显示仅15%儿童满足全部建议,而家长报告数据与客观测量存在显著差异。这种矛盾凸显了纵向追踪研究的必要性:究竟儿童运动行为如何随成长演变?家庭、托幼机构(ECEC)和社区环境如何塑造这些行为?这些行为组合又如何影响体重、认知和社会情感发展?西澳大利亚大学Hayley Chris
来源:Journal of Activity, Sedentary and Sleep Behaviors
时间:2025-04-15
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亚马逊流域瓦尔泽亚(白水)与伊加波(黑水)洪泛平原森林梯度的等级相关性比较:揭示水物理效应的关键作用
在亚马逊地区,梯度对洪泛森林的结构有重要影响。研究人员通过在距离亚马逊河流距离逐渐增加且间隔相等的 10 个样地对树木进行采样,计算了瓦尔泽亚(白水)和伊加波(黑水)内部及两者之间,植物科的区系和物理结构在洪水梯度上的等级相关性。在瓦尔泽亚,荨麻科(Cecropiaceae)、桑科(Moraceae)和桃金娘科(Myrtaceae)形成了一个联系,结构参数(例如所有分类群的丰富度、多样性和分布指数)之间的显著等级大多为正相关。在伊加波,胡米瑞科(Humiriaceae)、藤黄科(Clusiaceae)和杜英科(Elaeocarpaceae)形成了一个联系,结构参数之间的显著等级均为正相关。无论
来源:Wetlands
时间:2025-04-15