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近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室海洋動力熱力過程及其環境效應研究團隊，在氣候變化背景下的全球水循環研究領域取得重要進展。相關研究成果以《The expanding Indo-Pacific freshwater pool and changing freshwater pathway in the South Indian Ocean》為題，發表在Nature Climate Change上。該論文第一作者為研究員陳更新，通訊作者為陳更新與科羅拉多大學博爾德校區教授Weiqing Han，共同作者包括Aixue Hu, Gerald A. Meehl, Arnold L. Gordon, Toshiaki Shinoda, Nan Rosenbloom,張磊, Yukio Masumoto等。印太淡水池位于從東印度洋延伸至西太平洋的熱帶區域，由于頻繁降雨和較弱蒸發，表層海水天然偏淡，是全球溫鹽環流的重要源區。通過海洋“傳送帶”系統，它向全球輸送熱量、鹽分與淡水，對調節全球氣候具有關鍵作用。隨著全球氣候變暖，該區域的淡水分布和輸運機制可能發生顯著變化，但其規模、動力機制及對南印度洋的影響仍缺乏系統定量研究。研究發現，自20世紀60年代以來，南印度洋上層600米的鹽度顯著下降，35.3 psu 等鹽度線所包絡的高鹽海水面積減少約30%，淡水量以每十年約6.5±0.5%的速率增加，構成南半球范圍內觀測到的最強淡化信號。研究顯示，全球變暖導致印度洋和熱帶太平洋上空風場發生系統性調整，增強了印尼貫穿流和副熱帶環流的淡水輸運，使更多印太淡水池的低鹽水輸送至南印度洋。不同于傳統熱帶路徑，研究發現，在上層約200米范圍內，淡水更顯著地沿副熱帶通道向南擴展，標志著淡水輸運結構發生重要變化。若將淡化幅度換算為淡水體積，相當于向該海域（100–120°?E, 35–15°?S）每年增加約6600個杭州西湖的水量。海水變淡降低密度并增強層結，抑制垂向混合，而垂向混合對于輸送熱量和營養鹽至關重要。因此，印太淡水池的擴張及輸運通道變化不僅可能影響海洋內部熱鹽結構，還可能對全球溫鹽環流、海氣相互作用及海洋生態系統產生深遠影響。該研究獲得國家重點研發計劃、國家自然科學基金、廣東省卓越青年團隊、中國科學院青促會優秀會員等項目聯合資助。論文信息：Chen, G., Han, W., Hu, A.?et al.?The expanding Indo-Pacific freshwater pool and changing freshwater pathway in the South Indian Ocean.?Nat. Clim. Chang.?(2026). https://doi.org/10.1038/s41558-025-02553-1原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s41558-025-02553-1圖1?全球南半球熱帶-亞熱帶海域上層600?m的1960–2022年線性鹽度趨勢（單位：10?2?psu/30年）。顏色陰影（白色區域）表示趨勢超過（低于）95%顯著性水平；紅/藍點為蒸發–降水（E–P）趨勢顯著正/負區域；灰圈表示八個單獨數據集中，少于六個趨勢符號與融合數據集一致的區域。

2026-02-12

南海海洋所?|?全景透視長白山火山區跨地殼巖漿系統

近日，中國科學院南海海洋研究所研究員張帆/林間團隊，聯合國內外多家單位，綜合利用大地電磁、地震學、巖石學及歷史噴發資料，系統揭示了長白山火山區跨地殼巖漿系統的結構模型。相關成果發表于《Communications Earth & Environment》。論文第一作者為助理研究員楊博，通訊作者為研究員張帆。長白山火山是東北亞規模最大、噴發潛在危險最高的活火山之一。近年來，該火山地震活躍、地表形變異常，顯示其深部巖漿系統仍處于活躍狀態。盡管多學科證據表明火山作用與巖漿活動往往貫穿整個地殼，但目前對長白山地區的跨地殼巖漿系統的深層分布規律尚較模糊。研究團隊基于長白山火山區的78個大地電磁臺站數據，構建了高分辨率的三維電阻率模型，在天池火山下方識別出從淺地表至上地幔垂向連續分布的低阻異常，反映了完整的跨地殼巖漿系統。該系統包含三個明顯分層又相互連通的巖漿儲庫：（1）下地殼玄武質巖漿儲庫（20-35km深），估算熔融分數2.1-3.7%，體積約19,500 km3，構成深部地殼熱區主體；（2）上地殼粗面質巖漿儲庫（5-10km深），估算熔融分數7.0-16.3%，體積約95 km3，頂部地震頻發，可能與巖漿驅動破裂有關；（3）淺部堿流質巖漿儲庫（2-3.5 km深），估算熔融分數18.8-23.8%，體積約36 km3，與長白山“千年大噴發”巖漿房位置吻合。研究進一步指出，下地殼熱區的熔體體積比淺部高約1-2個量級，該特征在黃石火山系統中也有發現，且也適用于部分俯沖帶和裂谷火山系統，意味著深部熱區可能主導淺部儲庫規模，進而控制火山噴發體量。本研究得到國家重點研發計劃、廣東省自然科學基金、日本學術振興會基金等項目資助。論文信息：Bo Yang, Fan Zhang*, Makoto Uyeshima, Jian Lin, Wule Lin, Jianfeng Yang, Xubo Zhang, Wei Wang, Chen Liao, Hui Fang, Gengen Qiu & Xiangyun Hu. Deep crustal hot zones control shallow magma reservoirs in an active transcrustal magmatic system. Commun Earth Environ 7, 141 (2026)原文鏈接：https://www.nature.com/articles/s43247-025-03160-w圖1 長白山火山區三維電性結構模型圖2 長白山火山區跨地殼巖漿系統

2026-02-11

亞熱帶生態所?|?氮素可持續管理對稻田氨排放的影響機制取得進展

氨揮發是稻田生態系統中氮素損失的主要途徑，這會導致巨大的經濟損失和不良的環境危害。然而，深施肥料與脲酶抑制劑聯合施用條件下氨揮發的具體特征、區域減排潛力以及相關微生物響應仍不清楚。氨揮發是稻田生態系統中氮素損失的主要途徑，這會導致巨大的經濟損失和不良的環境危害。然而，深施肥料與脲酶抑制劑聯合施用條件下氨揮發的具體特征、區域減排潛力以及相關微生物響應仍不清楚。針對這一科學問題，中國科學院亞熱帶農業生態研究所土壤生態與農業環境課題組在亞熱帶雙季稻種植系統中進行了一項為期兩年的連續高頻原位觀測實驗，系統揭示了氮肥深施與脲酶抑制劑聯合施用對稻田氨揮發的影響及機制。該研究共設置了六種處理：①不施氮肥；②常規施氮；③氮肥用量減少 30%；在降低氮肥用量的情況下：④氮肥深施（位于土壤表面以下 7 厘米處）；⑤脲酶抑制劑使用以及⑥深埋與脲酶抑制劑聯合施用。研究發現，氮肥深施與脲酶抑制劑的結合相較于常規氮肥施用處理，累計氨揮發總量減少了68.0%-73.8%。氮肥深施與脲酶抑制劑的結合的氨揮發減排潛力高于深施和脲酶抑制劑的單獨處理。氮肥深施與脲酶抑制劑結合的減排效果歸因于對尿素水解速率和土壤脲酶活性的抑制，從而顯著限制了土壤中銨態氮的積累。此外，氮肥深施與脲酶抑制劑結合降低了土壤微生物多樣性指數（包括Shannon, Simpson, Chao1, ACE指數），氮肥深施與脲酶抑制劑結合使土壤酸桿菌和卡登巴菌屬的相對豐度增加，而γ-變形菌門、β-變形菌門、藍細菌門和浮霉菌門的豐度則顯著降低。在功能層面，氮肥深施與脲酶抑制劑結合處理下調了關鍵的微生物代謝途徑，包括半乳糖代謝和戊糖磷酸途徑。這些轉變形成了一個不利于快速生成和釋放銨離子的微生物環境，從而進一步降低了氨氣揮發。與常規施肥處理相比，減氮30%處理使水稻產量顯著降低了15.5%，而氮肥深施、使用脲酶抑制劑以及深埋與脲酶抑制劑聯合施用在減氮30%的情況下，四個水稻生長季中均實現了水稻產量不減少。單獨深施肥料、單獨使用脲酶抑制劑以及深埋與脲酶抑制劑聯合施用顯著提高了氮利用效率，在深埋與脲酶抑制劑聯合施用處理下氮利用效率最高（54%-63%），其次是單獨深施肥料（47%-59%）和單獨使用脲酶抑制劑（47%-59%）。進一步的全國估算結果顯示，單獨的氮肥深施和脲酶抑制劑分別能使中國稻田的氨排放量減少423 Gg N yr-1和490 Gg N yr-1，而氮肥深施與脲酶抑制劑的結合能使中國稻田的氨排放量減少528Gg N yr-1，減少的氨排放量占稻田施肥總量約7%-9%。從區域來看，氮肥深施與脲酶抑制劑的結合對中國中南部地區氨減排量最大，占中國總減排量的38%。該研究強調了在高排放地區優先實施減排措施以實現最大環境效益的重要性，并且為稻田種植系統的氮素可持續管理提供了重要的科學依據。該項研究成果以Sustainable Nitrogen Management in Paddy Fields: Synergistic Effects of Deep Fertilization and Urease Inhibitors on Ammonia Volatilization and Associated Soil Microbiome為題發表在農業生態環境領域權威期刊Agriculture Ecosystems & Environment上。亞熱帶所助理研究員方賢滔和已畢業博士生朱瀟為論文共同第一作者，亞熱帶生態所沈健林研究員為通訊作者，亞熱帶生態所吳金水研究員、北京大學周豐教授和澳大利亞墨爾本大學Deli Chen教授等參與了論文研究及指導工作。該研究得到國家重點研發計劃以及國家自然科學基金等項目的資助。論文鏈接圖1 不同氮素管理措施下雙季稻田NH3揮發累計排放量注: CK（不施氮肥）；CON（常規施氮肥）；RN（氮肥用量減少30%）；RD（氮肥用量減少30%+氮肥深施）；RU（氮肥用量減少30%+脲酶抑制劑）；RUD（氮肥用量減少30%+氮肥深施深埋+脲酶抑制劑）圖2 不同氮素管理措施對土壤微生物的影響(a)和(b)：六種處理方式下的土壤微生物α多樣性指標（Shannon, Simpson, Chao1, ACE指數）；(c)和(d)：微生物群落組成的主坐標分析（PCoA）；(e)和(f)：不同處理方式下優勢微生物分類群（屬水平和科水平）的相對豐度。圖3 中國各區域氨排放及各減排措施的減排潛力估算

2026-02-11

南海海洋所?|?研究揭示東印度洋班達弧潛在地震空區

近日，中國科學院南海海洋研究所林間院士團隊聯合多學科團隊，在東印度洋班達弧構造變形與地震風險研究方面取得重要進展。研究團隊采用跨學科方法，綜合解析海洋地球物理、大地測量和地震學等多源觀測資料，揭示了班達弧存在兩個潛在地震空區。研究成果發表于國際期刊《Global and Planetary Change》，副研究員楊曉東為論文第一作者，教授欒錫武為論文通訊作者。東印度洋巽他—班達弧位于東南亞環形俯沖系統最東端，是印-澳板塊、歐亞板塊、太平洋板塊和菲律賓海板塊四大板塊的匯聚區域。該區域兼具典型海溝—島弧體系與弧—陸碰撞構造，地質結構復雜，地震活動頻繁。研究團隊綜合利用多道地震反射剖面、地震目錄與震源機制解、GPS速度場及深部地震速度模型，定量計算了弧后弗洛勒斯-韋塔（Flores-Wetar）反沖斷裂與弧前帝汶海槽的斷裂滑動速率及區域應變率，并結合歷史地震與儀器記錄，系統闡明了不同構造單元的現今變形特征及其與強震孕育的關系。研究結果表明，弧后弗洛勒斯-韋塔反沖斷裂與弧前帝汶海槽共同吸收了印—澳板塊與巽他板塊約75 mm/yr的匯聚速率。其中，弗洛勒斯-韋塔斷裂滑動速率為7.6–23.9 mm/yr，是區域絕大多數強震（MW?6.6）的發震構造，包括1992年MW 7.9弗洛勒斯地震及其引發的海嘯災害。帝汶海槽滑動速率為13.3–30.7 mm/yr，但近百年來儀器觀測未記錄到強震活動，地表及淺部構造活動跡象亦相對較弱。通過綜合分析區域應變速率與地震分布特征，研究團隊發現弗洛勒斯-韋塔斷裂沿走向存在顯著的地震活動差異，并識別出兩處潛在"地震空區"。這些區域應變累積顯著但長期未發生強震破裂，暗示未來存在發生大地震的高風險。該研究從區域尺度揭示了弧—陸碰撞背景下前弧與后弧構造單元在變形樣式與地震活動性方面的差異，為理解東南亞復雜板塊匯聚區的動力學演化提供了新的觀測約束，也為東印度洋地震海嘯災害預警提供了重要的科學依據。圖1?東印度洋班達弧區域構造與強震（MW?≥6.6）分布圖圖2?根據GPS運動速度計算的班達弧應變速率和推測的地震空區圖3?東印度洋班達弧深部區域的三維構造圖本研究得到國家自然科學基金、中國-東盟海洋合作基金、中國科學院國際伙伴計劃和廣東省重大人才工程等項目等聯合資助。論文信息：Yang Xiaodong, Luan Xiwu, Zhu Liangyu, Han Xnizhe, Zhang Zhiwen, Zhou Zhiyuan, Lin Jian, & Wang Liming, 2026. Active faulting and crustal deformation along the East Sunda-Banda Arc: Implications for Regional Geohazards. Global and Planetary Change, 259, 105326.文章鏈接：https://doi.org/10.1016/j.gloplacha.2026.105326其他相關論文:Zhang Z., Yang X.*, Mooney W.D., Rebecca B E., Zhao S., Lin J., Zheng T., Xu, H., 2024. An integrated study of age and formation of the Aru Trough, eastern Banda Arc, Indonesia: Implications for seismic hazards. Tectonics, 43, e2024TC008449.Yang X.*, Singh S. C., Deighton I., 2021. The margin-oblique Kumawa strike-slip fault in the east Banda forearc: structural deformation, tectonic origin and geohazard implication. Tectonics, 40(4): 1-23.Yang X.*, Singh S. C., Tripathi A., 2020. Did the Flores backarc thrust rupture offshore during the 2018 Lombok earthquake sequence in Indonesia? Geophysical Journal International, 221(2): 758-768.

2026-02-06

南海海洋所?|?研究揭示馬里亞納海溝"挑戰者深淵"萬米深度形成機制

近日，中國科學院南海海洋研究所張帆研究員團隊在國際地學期刊《地球與行星科學通訊》（Earth and Planetary Science Letters）發表最新研究成果，揭示了馬里亞納海溝"挑戰者深淵"（Challenger Deep）水深超萬米的形成機制。副研究員張江陽為第一作者和通訊作者，研究員張帆為共同通訊作者，合作者包括林間院士、美國德克薩斯大學達拉斯分校教授Robert J. Stern及香港中文大學教授楊宏峰。馬里亞納海溝位于太平洋板塊向菲律賓海板塊俯沖的匯聚邊界。其中南段的"挑戰者深淵"水深逾10900米，不僅比北段深約2000米，更是全球海洋最深處。傳統理論將其歸因于俯沖板塊年齡（1.2-1.6億年）導致的負浮力增強，或前弧區域的陡峭地形，但這些因素無法定量解釋南北段之間如此顯著的深度差異。研究團隊通過系統分析馬里亞納海溝沿走向的多條垂直地形剖面，發現南段俯沖板塊在進入海溝前的坡度和曲率顯著高于北段及全球其他海溝，表明該區域發生了異常強烈的彈性彎曲變形?；谶@一觀測，團隊創新性地構建了負浮力驅動的彈性板彎曲模型，突破傳統剛性板塊假設，更真實地刻畫了俯沖系統的力學響應。模型揭示：近海溝區域巖石圈有效彈性厚度顯著降低是控制海溝深度的關鍵因素——當巖石圈剛度減弱時，俯沖板塊的負浮力可高效轉化為向下的彎曲變形，導致海溝前方產生極大撓曲。進一步的三維數值模擬表明，俯沖板塊沿走向的幾何分段效應會顯著放大局部彎曲。南馬里亞納地區存在的板塊撕裂結構限制了俯沖板塊的橫向連續性，削弱了沿走向的力學耦合，使彎曲變形在“挑戰者深淵”區域集中發展。研究進一步指出，正是“巖石圈弱化—負浮力驅動—板塊撕裂分段”三種機制的協同作用，共同造就了這一全球極端深度。該研究從板塊變形的力學機制角度，為極端海溝地形提供了統一且可量化的物理解釋，強調了俯沖帶幾何分段和力學非均一性在控制海溝形態中的關鍵作用。相關方法和結論可推廣至全球其他俯沖帶研究，為理解板塊俯沖過程及其地表響應提供了新的理論框架。論文信息：Jiangyang Zhang*, Robert J Stern, Fan Zhang*, Jian Lin, Hongfeng Yang(2026). Unusually tight bending of subducting Pacific plate causes the extreme depth of Challenger Deep. Earth and Planetary Science Letters. 679: 119886.?原文鏈接：https://doi.org/10.1016/j.epsl.2026.119886圖1?馬里亞納海溝南部和中部測深和板塊年齡圖圖2?馬里亞納海溝南部與北部，及全球海溝的坡度和曲率對比圖。圖3?挑戰者深淵極端深度的 “巖石圈弱化—負浮力驅動—板塊撕裂分段” 控制示意圖

2026-02-05

南海海洋所?|?真菌來源抗蟲活性生物堿的結構多樣性與生物合成機制研究取得新進展

近日，中國科學院南海海洋研究所熱帶海洋環境與島礁生態全國重點實驗室、熱帶海洋生物資源與生態實驗室、廣東省海洋藥物重點實驗室閆巖研究員團隊在真菌來源抗蟲活性生物堿的結構多樣性與生物合成機制研究取得新進展，相關成果以“Structural Diversification and Biosynthesis of Pesticidal Pyrroline-Derived Alkaloid from Penicillium. citrinum SCSIO DF147”為題，發表于國際知名期刊Journal of Agricultural and Food Chemistry。該論文由碩士研究生王松濤（已畢業）、朱祥龍為共同第一作者，研究員閆巖、副研究員宋永相為共同通訊作者。大連理工大學的教授劉田團隊在抗蟲方面，濟南大學老師王文貴在中間體合成方面做了重要貢獻。隨著全球農作物害蟲抗藥性的不斷增強，開發具有新穎作用機制、高效且低毒的生物農藥已成為現代農業發展的迫切需求。昆蟲幾丁質酶（Chitinases）在昆蟲的生長、蛻皮及變態發育過程中扮演關鍵角色，抑制其活性會導致昆蟲生長停滯、化蛹失敗甚至死亡，因此被視為開發新型殺蟲劑的理想靶點。MOEP（1）類生物堿最早是從海洋來源的青霉真菌中發現的一類吡咯啉衍生化合物，憑借其優良的抗蟲及抗菌性能，展現出作為先導藥物的應用前景。然而，前期研究僅發現其具有抑制昆蟲保幼激素合成的作用，沒有更多的靶標篩選，缺乏系統的結構多樣性和構效關系研究。另外，關于MOEP化合物也僅有化學合成報道，其生物合成基因簇和生物合成研究也尚未知。限制了利用合成生物學手段對其進行深入研究的途經。團隊以幾丁質酶抑制活性為導向，對一株沙蟲來源的海洋真菌Penicillium citrinum SCSIO DF147進行深入挖掘，從中發現了5類包括吡咯、吡咯啉、吡咯烷、吡咯里西啶、及開環吡咯烷共15個吡咯啉衍生生物堿（1-15），含5個新化合物 (圖1)。為該類化合物的研究奠定了基礎。圖1?從Penicillium citrinum SCSIO DF147及其突變體DF147/ΔpasB中分離得到的吡咯啉衍生物生物堿（1?15）（紅色數字表示新化合物）。通過對幾丁質酶（OfChtII 和 OfChi-h）抑制活性的構效關系研究顯示，吡咯啉結構單元和脂肪鏈的Δ8',9'不飽和雙鍵是該類化合物的關鍵功能基團，吡咯啉結構的變化和鏈上雙鍵位置的移動或變化都會造成活性的下降或消失（圖2）。在此基礎上，對鱗翅目害蟲小菜蛾的抗蟲實驗以及植物病原菌的抗菌實驗進一步證明了構效關系，顯示了化合物MOPE（1）良好的抗蟲抗真菌效果。尤其是對農業主要害蟲小菜蛾（Plutella xylostella）在5 mM濃度下施藥5天后致死率達100%，化合物1的效果優于陽性對照藥物除蟲脲(Diflubenzuron)（圖3）。圖2?吡咯啉衍生生物堿構效關系圖3?用5.0 mM化合物1、8和13喂養的P. xylostella的死亡率。NC：陰性對照，PC：用DFB處理的陽性對照。進一步，團隊對活性化合MOEP的生物合成研究中，利用全基因組測序、基因敲除/回補、異源表達、以及關鍵酶的體內外功能驗證等方法，確定了該化合物的生物合成基因簇，其分別由四個基因（pasA–D）編碼骨架合成酶PKS-NRPS（PasA）、細胞色素P450酶PasB，轉錄因子PasC和烯酰還原酶PasC組成。發現MOEP（1）化合物先由骨架基因負責的PKS-NRPS蛋白PasA和還原蛋白PasD協作，合成關鍵中間體羥甲基吡咯烷化合物8，化合物8進一步經細胞色素P450酶PasB脫去C2位的羥甲基以及C3位氫形成Δ2,3雙鍵，從而形成具有吡咯啉功能基團的活性化合物1（圖4）。圖4?吡咯啉衍生生物堿生物合成基因簇（A）和MOEP（1）的生物合成途徑（D）該研究不僅拓展了MOEP類化合物的結構類型，深化了其構效關系研究、還在原有保幼激素靶標的基礎上發現了其作用于幾丁質酶的新靶標，為該類化合物抗蟲機制的研究和應用奠定了基礎，也為以幾丁質酶導向的新型抗蟲抗菌先導化合物的發掘提供了借鑒。該研究也是在海洋微生物先導藥物的發掘中，繼從海洋放線菌SCSIO 11791中發現的具有幾丁質酶抑制活性的抗蟲先導化合物lynamycin B（J. Agric. Food. Chem.?2021, 69(47),14086-14091.）之后的又一進展。以上研究工作得到了國家重點研發計劃、海南省自然科學基金、廣州市重點研發計劃、廣東特支計劃?“海洋藥物研究開發創新團隊”和南沙科技計劃項目等的資助。論文信息：Songtao Wang#, Xianglong Zhu#, Huijie Xie, Huijuan Li, Hanwei Li, Wengui Wang, Tian Liu, Yan Yan*, and Yongxiang Song*. Structural Diversification and Biosynthesis of Pesticidal Pyrroline-Derived Alkaloid from?Penicillium citrinum?SCSIO DF147. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2026, doi/10.1021/acs.jafc.5c15871論文鏈接：https://doi.org/10.1021/acs.jafc.5c15871

2026-02-05

廣州健康院開發更安全高效的新型哺乳動物雷帕霉素靶蛋白抑制劑

?近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院藥物化學生物學組、納米轉化醫學研究組和Micky D. Tortorella研究員團隊聯合在Journal of Medicinal Chemistry在線發表了題為“Discovery and Optimization of 4-Aminopteridin-7(8H)-one Derivatives as Potent and Selective mTOR Inhibitors with Favorable Pharmacodynamic and Safety Characteristics”的研究論文，報道了一類具有優異藥效與安全性的新型mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶蛋白）抑制劑。近日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院藥物化學生物學組、納米轉化醫學研究組和Micky D. Tortorella研究員團隊聯合在Journal of Medicinal Chemistry在線發表了題為“Discovery and Optimization of 4-Aminopteridin-7(8H)-one Derivatives as Potent and Selective mTOR Inhibitors with Favorable Pharmacodynamic and Safety Characteristics”的研究論文，報道了一類具有優異藥效與安全性的新型mTOR（哺乳動物雷帕霉素靶蛋白）抑制劑（專利號202510730121X）。mTOR信號通路作為調控細胞生長、增殖與存活的核心樞紐，其異常激活與胃癌、肺癌、乳腺癌等多種癌癥的發生發展密切相關，一直是抗癌藥物研發的重要靶點。然而，目前已上市的mTOR抑制劑仍十分有限，絕大多數候選藥物因在臨床開發中效力不足、毒性過大或嚴重副作用等因素導致失敗。因此，開發兼具強效與安全性的新一代mTOR抑制劑成為該領域亟待突破的難題。針對這一挑戰，廣州健康院研究團隊通過精巧的理性藥物設計，成功開發出一類新型4-氨基蝶啶-7(8H)-酮衍生物作為ATP競爭性mTOR抑制劑，其中先導化合物T133（化合物51）表現尤為突出。通過構效關系研究和分子模擬，研究揭示了T133分子中的羥基苯并呋喃和反式環己烷羧酸片段，可通過與mTOR形成特定的氫鍵和鹽橋相互作用，從而賦予其高親和力（IC50=0.34 nM）與良好的激酶選擇性。細胞實驗表明，T133在胃癌、肺癌、乳腺癌等多種癌細胞系中均能有效抑制細胞增殖與遷移。機制研究進一步證實，T133可阻斷mTOR下游信號通路，顯著降低AKT、S6K1、4EBP1等關鍵信號蛋白的磷酸化水平，進而誘導腫瘤細胞發生凋亡、細胞周期阻滯及自噬。在HGC-27胃癌細胞移植瘤模型中，口服T133表現出劑量依賴性抑瘤效果：30 mg/kg與60 mg/kg劑量組的腫瘤抑制率分別達到83%與92%，其療效與進入臨床研究的抑制劑PF-04691502相當，但在安全性方面優勢顯著。相比PF-04691502引起的肝損傷、肺損傷及皮膚毒性等與其臨床報道相符的毒副作用，T133治療組小鼠的重要器官未見明顯的病理損傷，生理生化指標保持穩定。同時，該藥物的廣譜抗癌效果在NCI-H1299肺癌模型中也得到了驗證。在成藥性方面， T133口服生物利用度良好（31.2%），對主要的藥物代謝酶（CYP450）抑制很弱，無潛在的心臟毒性（hERG抑制率極低）和遺傳毒性（AMES試驗陰性），整體成藥風險低。綜上，該研究立足于臨床未滿足需求，聚焦于現有mTOR抑制劑的毒性瓶頸，通過理性的結構優化設計和優化得到候選分子T133。T133在保持高效與高選擇性的同時，于臨床前研究中展現出卓越的安全性特征，為突破第二代mTOR抑制劑的研發瓶頸帶來了新的希望。廣州健康院王丹陽、李庚武、劉建光為論文的共同第一作者，唐士兵、巫林平、Micky D. Tortorella（現單位為中國科學院香港創新研究院）為論文的共同通訊作者。本研究獲得了中國科學院戰略性先導科技專項、廣東省基礎與應用基礎研究基金、中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院自主部署基礎研究項目的資助。論文鏈接圖1. 理性藥物設計與優化成功開發更安全高效的新型mTOR抑制劑

2026-02-08

廣州健康院揭示“馴化”轉座子蛋白作為多能性的“守門者”

2026年1月20日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院細胞器與干細胞研究組在 Cell Discovery?期刊上發表了題為 “Post-transcriptional control of endogenous retroviruses by L1td1 suppresses totipotency acquisition in pluripotent stem cells” 的論文。2026年1月20日，中國科學院廣州生物醫藥與健康研究院細胞器與干細胞研究組在 Cell Discovery?期刊上發表了題為 “Post-transcriptional control of endogenous retroviruses by L1td1 suppresses totipotency acquisition in pluripotent stem cells” 的論文。該研究發現L1td1，作為多能干細胞中限制全能性獲得的“守門者”，它一旦“松懈”，細胞將有望回溯至生命最初的“全能”狀態。L1td1通過招募CCR4-NOT復合物，特異性介導全能性相關基因及內源性逆轉錄病毒轉錄本的降解。本工作揭示了全能性和多能性轉變過程中關鍵的轉錄后調控機制，首次闡明了源自逆轉座子的蛋白在抑制內源病毒元件、調控細胞命運中的獨特功能。生命始于一個全能受精卵，隨著發育進行，細胞潛能逐漸“鎖定”，變為多能干細胞，失去發育成胎盤等組織的全能性。因此，全能性（Totipotency）與多能性（Pluripotency）的轉換是早期胚胎發育的核心事件。在二細胞胚胎期，合子基因組激活（ZGA）伴隨著內源性逆轉錄病毒MERVL及Zscan4等全能性基因的瞬時表達。隨著早期發育到達囊胚期，這些基因被迅速沉默，細胞由全能性狀態進入多能性狀態。如何逆轉這一過程、重新“解鎖”細胞的全能狀態，是再生醫學和生命科學的終極夢想之一。全能性與多能性轉換的轉錄及表觀遺傳調控機制已被深入研究，然而，亞細胞水平的轉錄后調控尤其是RNA降解，仍然是一個謎。L1td1本身起源于基因組中一段可“跳躍”的病毒樣遺傳元件（LINE-1逆轉錄轉座子），是哺乳動物基因組中唯一由LINE-1馴化而來的蛋白編碼基因，在多能干細胞中高表達。團隊利用小鼠和人的多能干細胞模型證實，L1td1的缺失使細胞中大量全能性基因被激活，表達特征顯著類似于生命最初期的胚胎細胞（小鼠二細胞樣、人八細胞樣狀態），這意味著細胞自發地向更原始、潛能更高的狀態轉變。L1td1蛋白能夠特異性識別并結合一批與全能性相關的基因（如Zscan4家族）和一類“沉睡”在基因組中的古老病毒遺傳片段（內源性逆轉錄病毒轉座子，如MERVL-int, MT2_Mm），作為“守衛者”使用細胞內的“降解武器”（CCR4-NOT復合物），將這些維持全能性所必需的RNA分子快速降解，從而將細胞“鎖”在多能狀態。重要的是，研究還發現“守衛者”L1td1還能抑制其進化上的“祖先”LINE-1 RNA，提示其具有廣泛抑制逆轉錄轉座子的保守功能。綜上，該研究首次揭示了L1td1作為連接轉座子沉默與細胞命運決定的關鍵樞紐，解析了馴化轉座子蛋白通過CCR4-NOT通路調控全能性的新機制。該發現不僅深化了對早期胚胎發育中RNA動態調控、基因組穩定與進化博弈的理解，也為在再生醫學中獲取全能性細胞、實現異種器官再生提供了新的理論依據。本研究獲國家重點研發項目、中國科學院、國家自然科學基金、中國科學院青年創新促進會、廣東省和廣州市的經費支持。劉興國研究員和鄔毅副研究員為該論文共同通訊作者。鄔毅、劉陽、黃奕樂為該論文并列第一作者。論文鏈接圖注：L1td1由逆轉錄轉座子在進化中馴化為蛋白質，反過來抑制其“祖先”元件的活動，而擔任多能性的“守衛者”。L1td1宛如一只被人類馴化的忠誠獵犬，回身斥退荒原上的狼群祖先，正是“柴門立雪吠深恩，猶向荒原叱祖痕”；而其忠誠守護多能性“大門”的堅定職責，則恰如“莫道馴來霜眉改，千年肝膽守寒閽”?！獊碜詣⑴d國研究員的創意

2026-02-08

亞熱帶生態所?|?水生植物競爭機制取得新進展

水生植物群落的構建與穩定是淺水富營養化生態系統修復的關鍵，但其內在競爭機制，特別是不同類型（浮葉與沉水）及不同物種沉水植物間的競爭動態，尚缺乏系統理解。明確光照、營養等關鍵環境因子如何與植物功能性狀（生長型）交互作用并決定競爭結局，對制定科學的植被恢復方案至關重要。水生植物群落的構建與穩定是淺水富營養化生態系統修復的關鍵，但其內在競爭機制，特別是不同類型（浮葉與沉水）及不同物種沉水植物間的競爭動態，尚缺乏系統理解。明確光照、營養等關鍵環境因子如何與植物功能性狀（生長型）交互作用并決定競爭結局，對制定科學的植被恢復方案至關重要。針對這一科學問題，中國科學院亞熱帶農業生態研究所李峰研究員團隊近期通過兩項控制實驗，系統揭示了富營養化條件下水生植物的競爭機制。第一項研究聚焦于浮葉植物與不同生長型沉水植物之間的競爭。研究團隊以浮葉植物荇菜和三種典型沉水植物（底棲型苦草、直立型粉綠狐尾藻、冠層型穗花狐尾藻）為材料，在桶式中尺度系統中設置了3個荇菜密度水平（0、9、18株/m2）與3個營養水平的全因子實驗。第二項研究則深入探討了沉水植物物種之間的競爭動態，選取生態策略迥異的苦草和粉綠狐尾藻，構建了涵蓋3個營養水平、2個光照水平以及5種不同種植比例的替代系列實驗。研究取得了系列重要發現：1）在浮葉-沉水植物系統中，浮葉植物的競爭抑制效應具有密度依賴性和物種選擇性。中等與高密度荇菜顯著降低了所有沉水植物的總生物量和葉綠素含量，但對苦草（底棲型）和穗花狐尾藻（冠層型）形態的負面影響遠大于對粉綠狐尾藻（直立型）。值得注意的是，營養水平升高雖能緩解中等密度浮葉植物帶來的競爭壓力，但同時更增強了粉綠狐尾藻和穗花狐尾藻的競爭優勢，預示著在富營養化進程中，浮葉植物的優勢將強化，而沉水植物群落結構將向少數耐受物種（如直立型）演變；2）在沉水植物物種間競爭中，營養與光照的交互作用是決定競爭勝負的關鍵。粉綠狐尾藻在高光、高營養條件下憑借快速生物量積累占據絕對優勢；而苦草則采取保守策略，在低光、低營養環境下更能維持生存。其形態可塑性迥異：苦草通過“伸長避蔭”應對遮蔭，根系穩定；粉綠狐尾藻則始終保持較高株高，且根系對光、營養變化響應更靈活。競爭指數分析證實，兩者競爭優勢隨環境梯度發生動態轉換。這兩項研究共同表明，水生植物的競爭結局并非固定，而是由環境因子（營養、光照、浮葉植物蓋度）與植物自身功能性狀（生長型、資源分配策略、形態可塑性）共同塑造的。該系列研究為富營養化湖泊的植被精準恢復與穩態轉化提供了重要的理論依據和實踐指導。上述結果以Competitive Outcomes Between Floating-Leaved and Submerged Plants Under Eutrophication Depend on Growth Form和Nutrient and Light Interactions Shape Competitive Dynamics Between Two Co-Occurring Submerged Macrophytes為題近期均分別發表在Freshwater Biology上，研究得到國家自然科學聯合基金和湖南省重點研發計劃項目等資助。論文鏈接：1?2不同處理下植物養分含量和相對競爭指數變化

2026-02-04

華南植物園揭示互花米草入侵削弱濱海濕地固碳功能的微生物機制

互花米草（Spartina alterniflora）是近幾十年來在我國濱海濕地迅速擴張的重要外來入侵植物，其較快的生長速率和有機質輸入會深刻影響濕地土壤碳循環過程。然而，互花米草入侵是否會改變濱海濕地的甲烷排放以及其背后的微生物生態機制，仍存在認識不足?？蒲袌F隊研究基于珠海淇澳紅樹林自然保護區，從光灘、互花米草入侵區與原生紅樹林區開展了一年期原位連續監測，并結合土壤理化性質、溶解性有機質分子組成（DOM）特征以及產甲烷菌與甲烷氧化菌群落結構分析，系統揭示了互花米草入侵對土壤甲烷排放的影響機制。結果表明，與紅樹林土壤相比，互花米草入侵使土壤甲烷排放量顯著升高，其年平均甲烷排放速率約為紅樹林生態系統的 8.7 倍。進一步分析顯示，互花米草入侵導致土壤中可降解有機質組分（如脂類和蛋白/脂肪族類物質）顯著增加，而土壤硫酸鹽、土壤有機碳和總氮含量下降。這些變化不僅降低了DOM的分子穩定性，還為產甲烷菌提供了更多可利用底物，從而增強甲烷生成過程。微生物群落分析發現，互花米草入侵土壤中產甲烷菌的豐度上升，尤其是能夠利用可降解有機基質的 Methanococcoides 相對豐度增加；另一方面，甲烷氧化菌的豐度和多樣性下降，尤其是具有高甲烷親和能力的Ⅱ型甲烷氧化菌顯著減少。這種“產甲烷增強”與“甲烷氧化削弱”的協同作用，最終加劇了土壤甲烷的排放，進而削弱了濱海濕地的碳匯功能。相關研究以“Spartina alterniflora invasion enhances soil methane emissions in coastal wetlands by increasing labile organic matter and restructuring methane-cycling microbial communities”為題近期發表在國際學術期刊Journal of Plant Ecology （《植物生態學報》）（IF5=3.9）上。中國科學院華南植物園小良站覃國銘博士為第一作者，王法明研究員為通訊作者。該研究得到國家自然科學基金、國家重點研發計劃、中國科學院青年科學家基礎研究項目、廣東省基礎與應用基礎研究基金、南方海洋科學與工程廣東實驗室（珠海）等項目資助。圖. 互花米草入侵驅動紅樹林土壤甲烷排放的機制示意圖

2026-02-03