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冷冻膨胀显微镜突破硅藻细胞成像壁垒揭示超微结构多样性及生态互作新机制
在浩瀚的海洋中,有一类被称为"海洋草原"的微小生物——硅藻,它们虽然个体微小,却承载着地球20%的初级生产力,是海洋食物链的基础。这些单细胞藻类拥有精美的玻璃状硅质外壳,这一特征既让它们成为自然界中最美丽的微生物之一,也成为了科学家研究其细胞结构的巨大障碍。由于硅质细胞壁对大多数染料和抗体的不可渗透性,硅藻在细胞生物学研究中的应用逐渐被其他更易操作的模式生物所取代,尽管它们在生态系统中扮演着不可或缺的角色。近年来,随着显微成像技术的飞速发展,膨胀显微镜(Expansion Microscopy, ExM)的出现为细胞生物学研究带来了革命性的变化。这种技术通过将生物样本嵌入可膨胀的水凝胶中,使其
来源:Current Biology
时间:2025-11-01
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海洋微生物多组学数据库Ocean-M:全球尺度海洋微生物研究的集成平台
海洋覆盖了地球表面的70%以上,其中微生物群落作为海洋生态系统功能的关键驱动者,贡献了近一半的海洋初级生产力,在营养循环、气候调节和生态稳定中发挥着至关重要的作用。然而,海洋微生物的绝大部分仍属于"微生物暗物质",其多样性、功能及生态相互作用尚未被充分探索。近年来,随着Tara Oceans、全球海洋采样(GOS)等大型海洋科考计划的推进,产生了海量的元组学数据,包括宏基因组学、宏转录组学、宏蛋白质组学和宏代谢组学数据。这些数据为深入理解海洋微生物世界提供了前所未有的机遇,但同时也带来了巨大的挑战:数据的复杂性、异质性以及分散存储在不同数据库中的现状,严重阻碍了科研人员对微生物群落生态角色和适
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-11-01
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深海生物多组学资源平台DOO:极端环境适应机制解析与进化研究新范式
在浩瀚的海洋深处,高压、黑暗、低温与营养匮乏构成了地球最极端的生存环境。深海生物通过独特的遗传与分子机制在此繁衍生息,成为研究生命适应性的天然实验室。尽管高通量测序技术已产生大量深海生物组学数据,但这些资源分散于不同数据库,缺乏统一整合与标准化分析工具,阻碍了系统性研究的深入。为解决这一问题,香港科技大学与南方海洋科学与工程广东实验室(广州)的研究团队在《Nucleic Acids Research》发表了题为“DOO: integrated multi-omics resources for deep ocean organisms”的数据库论文,正式推出深海生物多组学资源平台DOO(Dee
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-11-01
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gcMeta 2025:全球宏基因组组装基因组资源库——开启跨生态系统微生物发现与功能研究新纪元
随着高通量测序技术的迅猛发展,宏基因组学领域正经历着数据量的爆炸式增长。海量的测序数据中蕴藏着无数微生物世界的奥秘,尤其是通过宏基因组组装技术重构的微生物基因组(MAGs),为我们揭示不可培养微生物的遗传蓝图提供了前所未有的机会。然而,这些宝贵资源在实际应用中却面临严峻挑战:不同研究团队采用的数据生成方法各异,分析流程千差万别,导致数据间难以直接比较和整合利用。这种"数据孤岛"现象严重制约了微生物资源的深度挖掘和功能解析。正是在这样的背景下,中国科学院微生物研究所的研究团队在《Nucleic Acids Research》上发布了gcMeta 2025数据库,这一创新性工作旨在构建全球规模最大
来源:Nucleic Acids Research
时间:2025-11-01
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生态系统光合作用对土壤水分适应性的新证据:评析表观最适土壤湿度与田间持水量的概念混淆
在全球气候变化背景下,土壤水分动态如何影响陆地生态系统碳循环过程,是当前生态学研究的前沿课题。以往学者普遍认为,生态系统总初级生产力(GPP)随土壤水分增加会呈现先升后降的单峰曲线,但关于曲线峰值对应的"最适土壤湿度"本质存在激烈争论。2024年,Peng等人在《自然·通讯》发表研究,首次提出生态系统光合作用存在对土壤水分的适应性调节现象,即SMGPP会随生长季土壤水分有效性(SMgrowth)动态调整。然而Zhao团队近期发表评论,主张SMGPP等同于土壤水力特性参数——田间持水量(θFC),认为其变异主要受土壤质地支配而非生态适应过程。这一争议直接关系到陆地碳循环模型的构建精度:若SMGP
来源:Nature Communications
时间:2025-11-01
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候选门级辐射细菌在好氧条件下的广泛适应性研究揭示地下水微生物组新认知
在地球的地下深处,存在着一个神秘而庞大的微生物世界——候选门级辐射(CPR)细菌。这些微生物虽然占据了地下水微生物组的半壁江山,却因其独特的生物学特性而长期笼罩在神秘面纱之下。CPR细菌具有超小的细胞尺寸(仅100-200纳米)和极度简化的基因组(小于1 Mbp),长期以来被认为是严格厌氧、发酵代谢的共生微生物,难以在实验室条件下培养。更令人困惑的是,尽管CPR细菌在天然地下水环境中繁衍生息,一旦转移到实验室培养体系中,其相对丰度就会急剧下降,这为科学家们研究其生态功能设置了巨大障碍。德国耶拿大学水生生物地球微生物学研究所的Ekaterine Gabashvili等研究人员决心揭开这一谜团。他
来源:Microbiome
时间:2025-11-01
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环境DNA(eDNA)调查显著扩展了已知海洋鱼类的地理分布范围及其生态位边界
### 解读:利用环境DNA技术重新评估海洋鱼类的地理分布与生态位范围在当今快速变化的全球环境中,准确评估物种的地理分布及其生态位范围对于理解生态系统的动态变化、预测物种灭绝风险以及制定有效的保护和管理策略至关重要。然而,传统方法在记录物种分布时往往存在系统性的偏差,尤其是在远离人类活动的偏远地区和极端环境。这种偏差不仅限制了我们对物种实际分布范围的认知,也影响了生态模型的准确性。本文通过全球范围内收集的近一千份环境DNA(eDNA)样本,探讨了这些偏差对海洋鱼类地理分布和生态位范围的限制,并评估了eDNA技术在填补这些知识空白方面的潜力。#### 研究背景与意义传统上,物种的地理分布通常基于
来源:PLOS Biology
时间:2025-11-01
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新的广泛采样方法极大地改变了我们对全球海洋生物多样性的认识
科学家对海洋生物多样性的了解仍然非常有限。发表在《PLOS Biology》上的一项新研究通过前所未有的全球环境DNA(eDNA)采样,揭示了我们知识的空白,并指明了未来的研究方向。 海洋环境非常广阔。尽管科学界为解开其奥秘付出了巨大努力,例如通过跨国合作进行数据整合([参考文献1, 参考文献2]),但我们实际上还只是触及了表面。Sanchez及其同事在《PLOS Biology》上发表的一项研究总结了一项为期6年、跨越全球最偏远海域的庞大采样工
来源:PLOS Biology
时间:2025-11-01
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与蝙蝠相关的病毒事件通常以“三”的形式出现:即蝙蝠体内疱疹病毒三重感染的动态变化
在自然生态系统中,宿主与病毒之间的相互作用是一个复杂而动态的过程。尤其是在蝙蝠这一重要的野生动物宿主群体中,多种病毒共感染的现象极为普遍,这不仅反映了蝙蝠作为病毒天然宿主的特性,也对理解病毒传播机制和预测人畜共患病的爆发具有重要意义。本研究聚焦于一种生活在留尼汪岛的热带食虫蝙蝠——*Mormopterus francoismoutoui*,探索其体内疱疹病毒(Herpesvirus, HSV)的遗传多样性及其在宿主体内的动态变化。通过三年的连续采样和对七处蝙蝠栖息地的跟踪调查,研究人员发现HSV在该蝙蝠种群中广泛存在,并呈现出高度的遗传多样性,为理解病毒如何在宿主体内维持、演化和相互作用提供了
来源:Journal of Virology
时间:2025-11-01
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早期发育阶段微生物群落通过调控染色质可及性和免疫系统发育塑造宿主表型
在气候变化加剧的背景下,海洋生态系统正面临着前所未有的挑战。海水温度升高和微生物群落变化已成为影响海洋生物生存和发展的关键环境压力因素。特别是海洋热浪(Marine Heatwaves, MHWs)的频繁发生,不仅直接改变海水温度,还会引起微生物群落结构的显著变化,包括病原菌毒力增强和宿主疾病易感性增加。这些环境变化对海洋生物早期发育阶段的影响尤为值得关注,因为早期发育是生物体生命周期中最敏感的时期之一。紫色球海胆(Strongylocentrotus purpuratus)作为海洋无脊椎动物和基础后口动物,具有分布范围广、种群数量大等特点,是研究环境适应性的理想模型生物。以往的研究多采用灭菌
来源:iScience
时间:2025-11-01
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综述:妊娠期母体睡眠障碍对子代代谢的潜在威胁及干预策略
妊娠期睡眠特征变化妊娠期女性呈现独特的睡眠模式,包括入睡/觉醒时间改变、睡眠时长波动、睡眠满意度下降及睡眠结构改变。孕早期以嗜睡乏力为主,孕中晚期则因胎动、尿频等生理变化导致睡眠片段化。美国睡眠基金会建议成人每晚睡7-9小时,但针对孕妇的专属睡眠时长标准尚未建立。睡眠障碍对子代代谢的影响机制基于发育起源健康与疾病(DOHaD)理论,孕期睡眠障碍可通过以下途径编程子代代谢:1.缺氧应激:睡眠呼吸暂停(OSA)导致的间歇性低氧(IH)激活HIF-1α通路,引起胎盘氧化应激和炎症反应2.内分泌紊乱:皮质醇和瘦素水平异常影响胎儿下丘脑-垂体-肾上腺轴发育3.表观遗传修饰:DNA甲基化改变关键代谢基因(
来源:Sleep Medicine Reviews
时间:2025-11-01
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波罗的海浮游植物大量繁殖期间微生物食物网动态与结构的高时间分辨率研究
摘要 异养性纳米鞭毛虫(HNF)是微生物食物网的关键组成部分,在水生生态系统的养分循环和能量传递中发挥着重要作用。它们通常被认为是细菌捕食者,但也可以是杂食性的(以原核生物和其他真核生物为食)或捕食性的(以其他真核生物为食)。在这里,我们结合了CARD-FISH技术和短链及长链扩增子测序方法,研究了波罗的海沿海水域在春季(3月至5月)和秋季(9月至11月)两次浮游植物大量繁殖期间关键HNF群体的动态变化。这种方法使我们能够在与HNF复制时间相关的尺度上,解析HNF群落内部的微生物食物网动态。在春季,杂食性的Katablephari
来源:Environmental Microbiology
时间:2025-11-01
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可降解地膜通过调控微塑料残留与磷循环微生物提升棉花产量的机制研究
Highlight研究区域概况实验区域位于中国新疆石河子农业科学院试验田(44°33′68″N, 86°05′58″E),属温带大陆性荒漠气候,年均降水量180–270 mm,土壤类型为灰漠土。自2013年起开展长期覆膜试验,比较传统地膜(CMP)与可降解地膜(BMP)对棉田的影响。土壤微塑料残留通过热裂解气相色谱-质谱(Py-GCMS)分析,两种地膜处理下土壤中均检出4类微塑料:聚苯乙烯(PS)、聚乙烯(PE)、聚丙烯(PP)和聚氯乙烯(PVC)。其中PE在CMP和BMP处理中占比最高(分别为71%和68%),但BMP显著降低了PE和PVC的含量(表1),证明可降解地膜能有效缓解农田微塑料污
来源:Field Crops Research
时间:2025-11-01
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女性生殖器切割/残割(FGM/C)的医疗与社区视角:基于社会生态模型的定性研究
在全球公共卫生领域,女性生殖器切割/残割(FGM/C)始终是一个沉重而复杂的话题。它不仅仅是一种传统习俗,更是涉及人权、性别平等、文化认同和医疗伦理的深刻社会议题。世界卫生组织(WHO)数据显示,全球有超过2.3亿女性和女童受到FGM/C的影响,每年仍有数百万女孩面临风险。尽管国际社会已将其认定为一种严重的人权侵犯和性别暴力形式,并纳入可持续发展目标(SDGs)要求到2030年消除该实践,但进展依然缓慢,甚至在部分地区出现医疗化(即由医疗专业人员操作)趋势,这为消除工作带来了新的挑战。对于移民社群而言,情况更为复杂,他们既要面对原籍国深厚的文化传统压力,又需适应移居国截然不同的法律和社会规范,
来源:eBioMedicine
时间:2025-11-01
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综述:邻苯二甲酸酯与表观遗传学:新出现的公共卫生问题
邻苯二甲酸酯与表观遗传学:环境暴露下的健康隐忧在当今社会,塑料制品已无处不在,而赋予塑料柔韧性的关键添加剂——邻苯二甲酸酯(Phthalates),也随之渗透到我们生活的方方面面。从食品包装、医疗器械到化妆品、儿童玩具,邻苯二甲酸酯的身影随处可见。更令人担忧的是,这些化学物质能够从产品中渗出,进入空气、水和食物链,使人类面临持续且普遍的环境暴露。近年来,越来越多的科学研究揭示,邻苯二甲酸酯不仅仅是一种简单的塑料添加剂,它更可能作为一种潜在的健康威胁,通过干扰我们体内精密的表观遗传(Epigenetics)调控系统,对长期健康产生深远影响。邻苯二甲酸酯的分类、暴露与代谢邻苯二甲酸酯是一个大家族,
来源:Current Research in Toxicology
时间:2025-11-01
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综述:豆秆野螟(Ophiomyia spp.)对菜豆的全球威胁:管理实践的视角与局限
全球豆秆野螟研究趋势豆秆野螟(Ophiomyia spp.)是菜豆生产中最具破坏性的害虫之一,可能导致高达100%的产量损失。本研究通过系统检索Scopus、Web of Science等主要学术数据库及灰色文献,对豆秆野螟的生态学和治理策略进行了全面回顾。研究发现,尽管该虫害影响深远,但相关研究仍显不足,特别是在物种特异性生态学方面。作物侵染与产量损失豆秆野螟的幼虫在寄主植物内取食和钻蛀是造成损害的主要原因。卵产在叶片或胚轴上,幼虫孵化后通过叶肉向下钻蛀至叶柄和茎秆,并在茎内化蛹。侵染症状通常在播种后约五周出现,包括茎秆肿胀开裂、可见的幼苗虫道以及茎内未成熟虫态。三种关键物种中,O. pha
来源:The Crop Journal
时间:2025-11-01
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高通量自动化平台揭示大型溞暴露于紫外线过滤剂二苯酮-3和奥克立林后的趋光行为色度干扰
在阳光灿烂的海滩,人们涂抹防晒霜以保护皮肤免受紫外线伤害已成为常态。然而,这些防晒产品中的有效成分——紫外线过滤剂(Ultraviolet filters, UVFs),在保护人类的同时,却可能悄然进入水生环境,对那里的居民构成潜在威胁。紫外线过滤剂是能够吸收或阻挡紫外辐射的合成化合物,广泛用于化妆品、个人护理产品以及塑料、油漆和纺织品中。它们通过直接(如游泳活动)或间接途径(如污水处理厂出水)进入河流、湖泊和海洋,由于其疏水性和亲脂性,能够在沉积物中积累,并在水生生物体内富集,甚至通过食物链放大。在众多UVFs中,二苯酮-3(Benzophenone-3, BP-3)和奥克立林(Octocr
来源:Chemistry and Physics of Lipids
时间:2025-11-01
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群体感应调控脱氮副球菌细胞聚集的分子机制:Pxm多糖介导的生物膜形成与解离
在微生物世界中,生物膜是细菌为适应环境压力而形成的“城市”——细胞包裹在自身分泌的胞外聚合物(EPS)中,聚集成团以求生存。然而,这种密集聚居虽能抵御外界胁迫,却也导致内部营养耗竭、代谢废物堆积,甚至引发细胞死亡。长期以来,科学家对生物膜的研究多集中于铜绿假单胞菌(Pseudomonas aeruginosa)或霍乱弧菌(Vibrio cholerae)等运动型模式菌,它们能通过主动运动从厚实生物膜中逃逸。但对于像脱氮副球菌(Paracoccus denitrificans)这类非运动型细菌,如何调控生物膜的聚集与解离,始终是未解之谜。脱氮副球菌是土壤和污水处理系统中的关键反硝化菌,在全球氮循
来源:ISME Communications
时间:2025-11-01
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好氧甲烷氧化菌通过氨氧化过程贡献海洋氧化亚氮排放的新机制
在浩瀚的海洋中,存在着一种特殊的微生物——好氧甲烷氧化菌(MOB),它们如同海洋中的"甲烷清道夫",能够消耗温室气体甲烷(CH4),对缓解全球变暖具有重要作用。然而,这些看似有益的微生物可能还隐藏着一个不为人知的"双重身份":在消耗甲烷的同时,它们可能也在默默产生另一种强效温室气体——氧化亚氮(N2O),其全球增温潜势是二氧化碳的300倍。这一科学谜团源于好氧甲烷氧化菌的一个特殊酶系统——羟胺氧化还原酶(mHAO)。由于甲烷和氨分子结构相似,好氧甲烷氧化菌的颗粒性甲烷单加氧酶(pMMO)不仅能够氧化甲烷,还能将氨转化为羟胺(NH2OH)。而mHAO则进一步将羟胺转化为一氧化氮(NO)或亚硝酸盐
来源:The ISME Journal
时间:2025-11-01
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利用一种具有差异荧光报告基因的质粒来分析Teg41和PSMα启动子的活性
在人类皮肤和鼻腔中,金黄色葡萄球菌(*Staphylococcus aureus*)是一种常见的共生微生物,但同时也是引发多种疾病的显著病原体。这些疾病范围从轻微的皮肤感染到严重的、甚至可能致命的病症,如败血症、中毒性休克综合征和心内膜炎。随着多药耐药菌株的增加,尤其是社区获得性甲氧西林耐药金黄色葡萄球菌(CA-MRSA),全球健康界将金黄色葡萄球菌视为重大威胁。为了有效入侵宿主组织,金黄色葡萄球菌需要精确地在时间和空间上调控毒力因子的表达,这一调控过程可以由小RNA(sRNAs)完成。我们实验室在金黄色葡萄球菌USA300株中识别出超过300种潜在的sRNA,强调了它们在基因调控中的重要性。