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深海鱼类的极端高压适应之谜:基因组突破与深渊生态新认知
在地球最神秘的深渊带——水深超过8000米的马里亚纳海沟等区域,生物面临着数百个大气压、接近冰点的低温和永恒黑暗的极端环境。长期以来,科学界认为深海脊椎动物主要依赖三甲胺氧化物(TMAO)等渗透调节物质来稳定蛋白质结构。然而,这种单一机制能否解释生命在极端高压下的顽强存在?深海生态系统是否真如传统认知那样彼此孤立?这些谜题亟待更系统的解答。中国科学院深海科学与工程研究所联合水生生物研究所的科研团队,利用"深海勇士"载人潜水器等国产装备,采集了来自马里亚纳海沟等11个深渊区域的鱼类样本。通过多组学联用技术,首次绘制了深渊脊椎动物适应机制的全局图谱,相关成果发表于《The Innovation》。
来源:The Innovation
时间:2025-07-08
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合成遗传电路增强作物褪黑素生物合成:大豆营养强化与棉花抗逆性的创新策略
摘要研究团队通过合成生物学手段构建BUFFER遗传逻辑电路,将植物内源褪黑素生物合成通路关键酶COMT(咖啡酸-O-甲基转移酶)和SNAT(血清素-N-乙酰转移酶)与合成转录调控系统耦合,在烟草瞬时表达体系中实现褪黑素产量精准调控。其中含双基因的3XSC电路表现最优,为后续作物转化奠定基础。合成遗传电路在烟草中的验证采用AmtR-DNA结合蛋白、拟南芥ERF2激活域和SV40核定位信号(NLS)构建合成转录调控系统,相比常用VP16激活域,植物源ERF2表现出更强活性。通过设计3XCO(3拷贝操作子)、6XCO(6拷贝)和3XSC(COMT+SNAT串联)三种BUFFER电路,发现3XSC驱动
来源:Plant Biotechnology Journal
时间:2025-07-08
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"肠道菌群-代谢物互作网络揭示狨猴肠道中Clostridium_sensu_stricto_1比双歧杆菌更具关键菌属潜力"
ABSTRACT普通狨猴(Callithrix jacchus)作为非人灵长类模型,因其在微生物组学研究中的转化价值备受关注。该研究通过纵向采集10只健康圈养狨猴的粪便样本,结合16S rDNA测序和靶向代谢组学(包括短链脂肪酸SCFAs、胆汁酸BAs和氨基酸AAs三大代谢面板),构建了菌群-代谢物互作网络。Spearman相关性分析和层次聚类显示,Clostridium_sensu_stricto_1与牛磺胆汁酸(如taurocholic acid)及神经递质前体(谷氨酸、GABA)显著相关,提示其通过调控牛磺酸代谢影响微生物生长信号。IMPORTANCE既往研究表明狨猴肠道菌群存在显著个体
来源:mSystems
时间:2025-07-08
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人类肠道病毒组研究20年演进图谱:从宏基因组测序到噬菌体治疗的转化医学挑战
在人体这个"超级生物体"中,肠道病毒组长期扮演着神秘角色。尽管已知这个由噬菌体(bacteriophage)和真核病毒组成的生态系统影响着从代谢到免疫的多种生理过程,但科学界对其认知仍如"盲人摸象"——超过90%的肠道病毒尚未被分类,病毒-宿主分子互作机制更是充满未解之谜。这种认知鸿沟严重阻碍了将病毒组研究成果转化为临床应用的进程,特别是在抗生素耐药性危机日益严峻的当下,噬菌体治疗(phage therapy)的潜力远未得到充分开发。贵州中医药大学联合大连医科大学等机构的研究团队在《Virology Journal》发表了一项开创性研究,通过文献计量学(bibliometrics)方法绘制了肠
来源:Virology Journal
时间:2025-07-08
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综述:干旱对泥炭地泥炭藓(Sphagnum)物种的影响及其水文意义
引言泥炭地储存着超过任何陆地生态系统的碳(C),其碳汇功能对缓解气候变化至关重要。泥炭藓(Sphagnum)作为350余种苔藓植物的代表属,通过独特的生态工程能力(如酸化环境、抑制微生物活性)维持着泥炭地功能。随着干旱频率和强度的增加,理解泥炭藓的干旱响应机制成为维持泥炭地功能的关键。群落特征与干旱下的生态水文学泥炭藓通过无根无气孔的形态适应水分调控:细胞结构:绿色光合细胞与透明储水细胞交替排列,通过孔隙实现水分纵向传导分支分化:下垂分支实现毛细吸水,侧展分支拦截降水形成水文网络生态位分化300% vs 草坪种)在干旱中保持4倍长的水分滞留干旱缓解策略呈现三维度:逃避10年仍可萌发)规避10
来源:New Phytologis
时间:2025-07-08
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起源决定互作:菌根共生体来源差异驱动植物抗病性与生长响应的本地适应性研究
起源决定互作:菌根共生体与植物抗病性的本地适应性机制摘要丛枝菌根真菌(AMF)与植物的共生关系是陆地生态系统的重要基础。最新研究发现,AMF不仅能促进植物营养吸收,其来源差异更会显著影响植物对病原体的抵抗能力。这项针对北美高草草原植物的研究,首次系统揭示了AMF来源与植物抗病性(MIR)之间的本地适应规律。研究方法研究团队从堪萨斯州原生草原和农业后荒地采集了69种真菌和卵菌,通过Sanger测序进行鉴定。选择五种典型草原植物(包括乳草Asclepias syriaca)进行四阶段实验:病原性测试:采用灭菌对照设计,评估分离微生物对植物生长的影响AMF响应实验:比较本地与非本地AMF对植物生物量
来源:New Phytologis
时间:2025-07-08
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松树-真菌共入侵改变原生桉树林的生态系统特性:微生物群落与功能代谢的连锁响应
松树-真菌共入侵对原生桉树林生态系统的级联影响摘要研究通过对比澳大利亚新南威尔士州Belanglo国家森林中入侵辐射松(Pinus radiata)与原生 Scribbly Gum(Eucalyptus racemosa)的根际环境,揭示了植物-真菌共入侵如何通过改变土壤特性、微生物群落和代谢功能重塑生态系统。结果显示松树导致土壤湿度降低13.7%、桉树凋落物全磷(TP)减少28.5%,并显著富集了松树特异性外生菌根真菌(EMF)如Phialocephala(log2FC=4.2)。材料与方法在直径梯度(15.5-84.2 cm DBH)的9株松树和9株桉树周围设立40×40 cm样方,采集土
来源:New Phytologis
时间:2025-07-08
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湖泊与河口海岸水域叶绿素a变化趋势呈现显著差异:全球营养盐污染治理的新挑战
叶绿素a(Chl a)的监测数据揭示了一个有趣的双向趋势:2000-2019年间,全球191个湖泊中的浮游植物生物量普遍下降,而159个河口海岸站点却呈现上升态势。这种"湖泊降、海岸升"的格局,凸显了营养盐(氮和磷)污染在淡水与咸水生态系统中的差异化影响。当水体被过量营养盐"投喂"时,浮游植物会开启疯狂增殖模式,导致水体缺氧(底层溶解氧耗竭)和有害藻华(HABs)频发。虽然各国已出台政策控制营养盐输入,但这项研究发现,全球变化背景下营养盐转化为生物量的调控机制正在发生深刻演变——就像试图在移动靶上射箭,治理策略需要动态调整。特别值得注意的是,人口密集的河口海岸带可能正在成为环境治理的"困难模式
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-08
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灵长类社会中两性支配关系的演化格局与驱动机制:基于121种物种的系统比较分析
灵长类社会中两性支配关系的演化轨迹研究背景传统观点认为哺乳动物普遍存在雄性社会支配现象,但近期研究发现灵长类存在惊人的多样性。从完全雌性支配的环尾狐猴(Lemur catta)到雄性主导的黑猩猩(Pan troglodytes),再到两性权力均衡的僧面猴(Pithecia spp.),这种变异引发了对支配关系演化驱动力的深入探索。数据与方法研究团队构建了涵盖121种灵长类、253个种群的数据库,量化分析两性间冲突事件(contest)的胜负比例。创新性地采用两种测量指标:雌性获胜百分比(定量)和三等级分类(严格雌性支配/无严格偏向/严格雄性支配)。通过系统发育比较分析,检验了生殖控制(repr
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-08
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基于结构的A1腺苷受体正构变构调节剂发现:膜环境模拟与虚拟筛选新策略
变构药物开发的技术革新针对G蛋白偶联受体(GPCR)变构位点的药物开发面临两大挑战:膜界面结合口袋的复杂环境模拟,以及传统正构位点药物难以克服的亚型选择性障碍。近期冷冻电镜解析的A1腺苷受体(A1R)与变构调节剂1(MIPS521)复合物结构,揭示了面向脂质双层的变构口袋,为结构导向的药物设计提供了关键模板。膜环境模拟技术的突破研究团队创新性地开发了两种分子对接策略:隐性膜模型(介电常数ε=2)和基于分子动力学(MD)的显性膜模型。通过测试A1R、P2Y1和FFA1受体的变构位点,发现采用200个MD快照的显性膜模型能显著提升活性分子富集效率(LogAUC=39)。这种技术突破首次实现了对GP
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-08
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近中性浮力鱼类悬停行为的高能耗机制:形态不稳定性与动态平衡的代谢代价
研究背景悬停(hovering)作为流体环境中维持静态位置的能力,是鱼类捕食、求偶等关键行为的基础。传统理论认为具泳鳙(swim bladder)的近中性浮力鱼类悬停能耗接近静息水平,但本研究通过13种鱼类比较分析,揭示其实际代谢率(MO2hover)可达静息值的2倍(158.48–351.37 mgO2 kg−1 h−1),能耗核心矛盾源于形态不稳定性与动态平衡的博弈。关键发现1. 代谢代价翻倍悬停使鱼类净代谢率(MO2net2hover-MO2rest)显著升高,按能耗分为两组:低耗组(G1,如刺鱼Gasterosteus aculeatus)具较大体重或深体形;高耗组(G2,如玻璃猫鱼K
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-08
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冬季积雪减少抵消生长季变暖对北温带森林生态系统碳储量的增强作用
这项发表在Hubbard Brook实验森林的研究揭示了有趣的气候悖论:当生长季温度升高时,北温带森林通过增强土壤养分供应和净光合作用(photosynthesis)速率,使树干生物量碳(C)存储量飙升63%。但就像硬币的两面,冬季积雪减少引发的土壤冻融循环(freeze/thaw cycles)会化身"隐形杀手"——它们破坏树木根系活力,阻碍养分吸收(nutrient uptake),最终抵消掉过半的碳增益。十年实验数据表明,经历生长季变暖与积雪减少双重处理的树木,其树干碳储量仅比对照组高出31%,且差异未达显著水平。这给当前地球系统模型(Earth system models)敲响警钟:那
来源:Proceedings of the National Academy of Sciences
时间:2025-07-08
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荒漠土壤中耐冷果胶降解放线菌新属Desertivibrio insolitus的发现及其多相分类与基因组挖掘研究
在占地球陆地面积三分之一的荒漠生态系统中,微生物通过独特的适应策略在极端环境条件下繁衍生息。这些极端干旱环境以水分匮乏、强辐射、剧烈温度波动和营养稀缺为特征,孕育了大量尚未被充分认识的微生物资源。其中,放线菌(Actinomycetota)作为重要的微生物类群,不仅参与荒漠生态系统的物质循环,更因其卓越的次级代谢能力成为生物活性化合物的宝库。然而,目前对荒漠放线菌多样性及其适应机制的认识仍存在巨大空白,特别是在中国第二大沙漠——新疆古尔班通古特沙漠这类冷干旱生态系统中。针对这一科学问题,中国科学院微生物研究所等机构的研究人员开展了一项创新性研究,从古尔班通古特沙漠土壤中分离到一株具有特殊表型特
来源:Current Research in Microbial Sciences
时间:2025-07-08
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细菌与古菌中重复性基因外回文序列的综合分析:RepRanger工具的革新应用及其在基因组调控中的意义
文章内容归纳摘要在细菌和古菌的基因组中,重复性基因外回文序列(REP)作为一类关键调控元件,其生物学角色和序列保守性长期未明。本研究开发了一种名为RepRanger的新型网络工具,专用于高效识别和注释REPs及其他回文元件。应用该工具在大肠杆菌(Escherichia coli) MG1655基因组中鉴定出超过4000个REPs,其中约52%的小非编码RNA(sRNA)携带这些序列。进一步分析揭示了10种REP共识基序,并发现与翻译调控相关的REPs(位于开放阅读框下游15核苷酸内)主要富集基序4,而sRNA中的REPs则偏好基序9。研究还证实REPs广泛分布于细菌和古菌中,序列相似性分析显示
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旗毛单胞菌属两新种揭示藻酸盐利用基因座(AUL)垂直遗传主导进化及其生态位适应机制
新种分类学与形态生理特征菌株C4T(分离自黄海海水)和GZD32T(分离自浙江慈溪潮滩沉积物)经多相分类鉴定为旗毛单胞菌属新种。两者均为革兰氏阴性杆菌,主要呼吸醌为MK-6,优势脂肪酸为iso-C15:0和iso-C17:0 3-OH。C4T具侧生鞭毛(长2.3–3.2 μm),可水解淀粉;GZD32T无鞭毛(长1.7–2.6 μm),氧化酶阴性。两者生长特性显著差异:C4T耐盐范围广(0–10% NaCl),温度适应性强(15–40°C);GZD32T适盐性较低(0.5–8% NaCl),最适温度28°C。基因组分析(ANI<95%, dDDH<70%)支持其新种地位,分别命名为Flagel
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-07-08
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贵州自然再生闽楠幼苗根际土壤与根系丛枝菌根真菌群落组成及驱动因子研究
摘要丛枝菌根真菌(AMF)在亚热带森林生态系统中具有促进植物生长、维持生物多样性的关键作用。本研究聚焦中国特有树种闽楠(Phoebe bournei)幼苗,通过高通量测序分析其根际土壤与根系中AMF的群落组成,发现Glomeromycota门下的4目7科9属共305个OTUs,其中Glomus相对丰度最高(86.74%)。土壤性质(如TP、TN)对AMF群落结构的解释度显著高于地理变量,揭示了AMF与宿主协同适应环境胁迫的机制。引言AMF(Glomeromycota)通过与植物根系形成共生体,增强宿主养分吸收(如磷、氮)及抗逆性。闽楠作为亚热带常绿阔叶林的关键种,其幼苗再生依赖AMF的共生支持
来源:Microbiology Spectrum
时间:2025-07-08
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突破传统认知:温带气候下土壤中Prototheca藻类的零星分布及其生态意义
ABSTRACTPrototheca是一类无叶绿素的单细胞酵母样微藻,既是腐生生物,也是动物和人类机会性感染(protothecosis)的病原体。尽管早期研究认为其广泛分布于高湿度有机质环境,但本研究通过分子方法首次证实:在温带气候的天然土壤中,Prototheca仅以4.4%的极低分离率零星存在,且优势种为P. bovis(占46%)。这一发现直接挑战了持续四十年的“土壤普遍定植”范式。IMPORTANCE作为近四十年来首个针对Prototheca土壤生态的大规模研究,其意义在于:揭示了该藻类在非热带环境中的稀缺性(仅10/226样本阳性);通过高灵敏度分子技术(如cytb基因测序)纠正了
来源:Applied and Environmental Microbiology
时间:2025-07-08
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新冠疫情下中国青少年学习焦虑与压力源关系的潜在类别分析:基于生态系统理论的视角
新冠疫情对全球青少年心理健康造成深远影响,中国青少年面临的压力源复杂多样,但缺乏系统性分类研究。传统变量中心分析方法难以捕捉个体异质性,而压力类型与学习焦虑的关联机制尚不明确。江西师范大学与上饶师范学院联合团队在《BMC Psychology》发表研究,首次采用潜在类别分析(LPA)揭示了中国青少年压力源的分类特征及其与学习焦虑的关系。研究团队采用横断面设计,通过"青少年压力量表"(含文化、家庭、学业等7维度)和改编自MHT(心理健康诊断测验)的"学习焦虑量表",对1145名初高中学生进行问卷调查。运用LPA模型拟合、多因素逻辑回归和方差分析等统计方法,重点分析了压力源分类与人口学变量、学习焦
来源:BMC Psychology
时间:2025-07-08
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杨树无间隙参考基因组揭示杨柳科核型进化奥秘
研究背景与科学问题杨树(Populus)作为北半球广泛分布的速生树种,其基因组复杂性长期困扰研究者——高杂合度、多轮全基因组复制(WGD)事件及丰富的重复序列导致传统组装技术难以获得完整参考基因组。尽管2006年首个毛果杨(P. trichocarpa)基因组发布,但现存约20个杨树基因组仍存在大量间隙,尤其在着丝粒和端粒区域。作为杨柳科(Salicaceae)关键物种,美洲黑杨(P. deltoides)的基因组不完整性严重限制了对其抗逆机制、次生代谢途径及染色体进化历史的解析。研究设计与技术方法南京林业大学联合多家机构,采用PacBio HiFi(84×覆盖度)、Hi-C(98×)和BGI
来源:BMC Biology
时间:2025-07-08
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综述:有机污染物降解利用木质素衍生碳材料作为环境修复的可持续方法
引言工业化进程导致染料(如活性蓝CA系列)、农药和药物化合物等有机污染物大量排放,其中合成染料在纺织废水中浓度可达2000 mg/L,而抗生素等药物残留会破坏水生生态系统。传统处理方法存在效率低、成本高和二次污染等问题,亟需开发基于可再生资源的解决方案。LDCMs的合成与特性木质素作为最丰富的可再生芳香族资源,占木质纤维素生物量的15-30%。通过碱性水解、有机溶剂提取等传统方法,以及新兴的深共熔溶剂(DESs)和醛辅助分馏(AAF)等技术可获得高纯度木质素。典型合成工艺包括:热解碳化:在700-900°C惰性气氛下处理木质素磺酸盐(LS),形成多孔碳材料(LPC-700),比表面积达3178
来源:Biotechnology for Sustainable Materials
时间:2025-07-08