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来源： 发布时间：2016-05-10
【Nature】
对埃博拉有抗病毒活性的一种小分子药物
Nature封面：2014年10月由西班牙红十字会在马德里举行的一次埃博拉病毒培训活动结束之后晾干的保护服。Nature杂志第7594期封面文章报道了一种小分子药物GS-5734。该药物分子对埃博拉病毒和其他线状病毒有抗病毒活性，对试验中采用的100%的被感染猕猴能提供针对埃博拉病毒的接触后保护。现在，在临床试验中，该药物以依赖于病毒RNA的RNA聚合酶为作用目标，针对未来的疫情爆发也可以扩大保护范围。GS-5734能向包括睾丸、眼睛和大脑在内的病毒复制 “庇护点”分布，从而让我们看到一个希望：该药物也许还能清除复发的和顽固的病毒感染。
循环经济
Nature封面：“循环经济”(circular economy)。Nature杂志第7595期封面文章报道的“循环经济”是瑞士建筑师-工程师Walter Stahel造出的一个术语，他致力于打造适用于工业化经济的可持续性。Stahel概括了一个“无浪费”世界的关键原则：再使用、修理、再制造和升级，终极目标是对原子进行循环利用。John Mathews 和Hao Tan对中国在发展“循环经济”方面所取得的进步进行了报道，认为需要用更复杂的尺度来追踪。发展心理学家 Bruce Hood提出我们为什么要积攒财富来增强我们的社会地位，因为我们需要让社会更渴望得到再生商品。最后Books & Arts文章重点解释生态设计何以能让“循环经济”原则行得通。
南极洲冰层对海平面上升的贡献
Nature封面：思韦茨冰川端部的冰崖的一幅由卫星拍摄的自然色拼接图。Nature杂志第7596期封面文章报道科学家采用的一个新改进的、按“上新世”和“末次间冰期”的海平面估计值做了校准的数值冰层模型，预测今后五个世纪南极洲由一系列不同的温室气体情景所驱动的演变。模拟显示，南极洲冰层对海平面上升的贡献潜力是在从几乎没有贡献到在2100年之前贡献超过一米、在2500年之前贡献超过15米之间。高端估计值来自不减少的温室气体排放量和以前估计不足的两个机制：由表面融水造成的冰裂和大冰崖的坍塌。低端估计值表明采取强有力的措施控制气候变化能够减小人类社会受海平面上升影响的风险。
精神健康
Nature封面：精神健康问题在世界范围内是造成残疾的主要原因。Nature杂志第7597期封面文章报道世界卫生组织和其他国际机构近年来通过努力，成功地提高了人们在政治上对精神健康问题问题的意识。Pamela Collins 和Shekhar Saxena强调了将全世界对这一问题的关注付诸行动的重要性。为此，他们就怎样满足各地脆弱群体的精神健康需求提出了六个实用的建议，其中包括后勤支持、培训、临床干预和公共卫生措施。当前一个引人瞩目的增长领域是智能手机应用。但正如本期Nature杂志另一篇文章指出，手机应用技术的发展速度远远快于支持它的医学发展速度。
【Science】
叶片年龄结构的季节性变化解释亚马逊热带雨林的光合作用过程
Science封面：巴西热带雨林的日出。Science杂志第6276期封面文章报道了热带雨林光合作用季节性变化的机理。尽管亚马逊热带雨林是常绿林，但它们的光合作用能力却呈现季节性变化，而且干季时整个热带雨林的光合作用能力增加；这种现象在学界多有争议。封面文章证明了这种季节性变化是缘于热带雨林内部结构的动态变化：干季时整个热带雨林的光合作用能力增加。热带雨林80%以上树冠呈现明显的季节性变化，包括50%以上的树冠变化发生在干季。包括很多新叶出生和老叶凋亡，导致整片森林的叶片年龄结构趋于年轻化。由于新叶相比老叶有更高的光合作用能力，所以导致热带雨林光合作用的季节性变化。
日本3·11大地震5周年
Science封面：日本媒体参观福岛核电站。Science杂志第6277期封面文章报道了日本举行“3?11”大地震五周年的纪念活动。2011年3月11日，日本东北部海域发生9级强震并引发海啸，导致福岛第一核电站发生核泄漏事故。据日本警视厅统计，截至今年3月11日，地震和海啸共造成15894人死亡、2561人失踪。另据复兴厅数据，至少有3407人因震后生活困苦或压力过大死亡。现在，东京电力公司在日本政府支持下采用机器人寻找溶化燃料。虽然惨痛的灾难已成过去，但是重建家园和恢复健康生活已成为当地灾民长期的主题。
审判的证据
Science封面：美国马里兰州乔治王子县警察局存留的同一把手枪射出的四颗子弹。Science杂志第6278期封面文章介绍了取证问题的研究。美国国家委员会研究认为法医分析有时会夸大许多类型证据的力度，包括足印、指纹、轮胎痕迹、弹痕、血迹、火和笔迹，这样会使得许多无辜的人们受到指控。即便被认为是黄金标准的DNA证据，有时也会指证无辜。本期杂志的专刊文章分析认为，法医证据可以也应该能做的更好。现在，许多领域已经采用近乎苛刻的手段看待证据的价值、测试方法的精确度；科学家也在开发未来新的法医工具。
冥王星球
Science封面：冥王星的表面。Science杂志第6279期封面文章报道了在“新视野”号宇宙飞船看到的冥王星的表面、左边白色明亮的斯帕尼克平原、液氮冰平面，它的许多表面凹凸不平的坑可能是由氮气升华形成的；右边的是暗红色的Krun Macula高地，对于平原有2.5千米的海拔高度。多个远距勘测相机从多光谱成像仪结合颜色数据合成图像制作出了这个图片。冥王星（Pluto），是太阳系中较大的矮行星，位于海王星以外的柯伊伯带内侧，属于外海王星天体，于1930年被发现，并被视为第九大行星。
【工程材料】
猪笼草口缘区表面水的连续定向输运机制
北京航空航天大学陈华伟教授，张德远教授和江雷院士等发现在猪笼草捕虫笼的口缘表面可以实现水的连续、定向流动，这种流动的驱动力主要来自于口缘表面两级沟槽内的楔形盲孔结构的梯度内楔角产生的梯度泰勒毛细升力，而液体的反向运动会被盲孔尖锐的外边缘阻挡，两种效应产生了定向快速的液体运输，相关结果发表在《自然》杂志上。该研究成果揭示猪笼草“油嘴滑虫”液膜自动搬运液体、致使昆虫无法驻足而滑落入笼的机理，并建立了液膜输运的理论计算模型，该模型将被进一步用于设计人工智能流体运输系统、机械自润滑以及医疗器械防粘等实际应用。
单层FeSe/SrTiO3界面超导的超快动力学
中国科学院物理研究所赵继民研究员等与清华大学薛其坤团队合作研究了单层FeSe/SrTiO3界面高温超导体系的超快动力学过程，观测到了超导相变，测量了超导转变温度、超导能隙、电-声子耦合强度，同时阐释了保护层对超导转变温度的影响，研究论文发表于《物理评论快报》。该工作首次运用超快光谱方法在单原子层体系上观测到超导相变，展示了以超快光谱方法研究强关联体系的优势：时域展开的超快动力学过程，非接触的无损测量，单层/界面量子体系的相变，以及对配对玻色子相关物性的研究。
全光纤化50 GHz窄线宽光纤激光器获得2.5kW输出
中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室高功率光纤激光课题组研制的50 GHz线宽近衍射极限光纤激光器实现2.5 kW功率突破，为大型高功率光纤激光系统奠定了重要的单元技术基础。高亮度窄线宽光纤激光光源在相干通信、激光雷达、高能粒子加速器、聚变点火和激光冷却等领域具有广阔的应用前景。该研究从光纤激光的核心器件研制到关键技术均实现重大突破，在窄线宽光纤激光领域具备了线宽精确操控、光纤热光效应管理、非线性效应抑制、全光纤化及模块化工程研发能力。
纳米尺度高通量脑微观重建平台
中国科学院自动化研究所显微分析技术平台的科研人员建立了国内最高通量的纳米级突触水平神经大数据重建与分析平台，致力于破解神经微环路大数据量解析的限制瓶颈，提供高效的微观重建工程解决方案，在“纳米尺度、突触水平”上重建微观大脑神经元连接，填补了中国脑科学和类脑研究在神经微环路结构解析能力方面的空缺。神经元是大脑的最基本单元，而突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位，突触水平的脑微观重建是了解大脑信息的传递机理的重要技术手段。
紫外线照射加速沸石分子筛晶化
吉林大学于吉红院士研究团队首次发现，羟基自由基存在于沸石分子筛的水热合成体系，并可以显著加速沸石分子筛的晶化，相关结果发表在《科学》杂志。沸石分子筛是一类具有规则纳米孔道的硅铝酸盐晶体，通过紫外照射或Fenton反应向沸石分子筛水热合成体系额外引入羟基自由基，能够显著加快沸石分子筛的成核，从而加速其晶化过程。这一发现是无机微孔晶体材料生成机理研究方面的重要突破，使人们对沸石分子筛的生成机理有了新认识，为在工业上具有重要需求的沸石分子筛材料的高效、节能和绿色合成开辟了新的路径。
电子谷自由度的电学调控
中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室研究员赵建华研究团队与美国加州大学伯克利分校张翔教授等合作，首次在单层过渡族金属二硫化物(TMDC)材料中实现了电子谷自由度的电学调控，研究成果发表于《自然-纳米技术》。近年来，调控TMDC单层材料中电子谷自由度已成为凝聚态物理领域的研究热点。该研究利用磁性半导体(Ga, Mn)As作为铁磁电极实现了对单层TMDC的高效自旋注入，产生和调控了谷载流子，并为谷电子学和自旋电子学的研究建立了联系纽带。
新型半导体材料特性测量技术
中国科学院光电技术研究所以传统半导体硅材料为研究对象，建立非线性光载流子辐射模型，并在此基础上分别提出了多光斑光载流子辐射技术和稳态光载流子辐射成像技术，通过仿真计算和实验测量证实了上述技术的有效性，半导体材料是微电子器件和光伏器件的基础材料，其杂质和缺陷特性严重影响器件性能。随着微电子器件集成度和光伏器件转换效率的提高，对半导体原材料的要求越来越高。为了满足工业化生产的需求，相应地要求材料检测方法具有更高的灵敏度和更快的测量速度，同时避免对材料产生损伤。
通过晶界和孪晶界构筑稳定金属纳米结构
中国科学院金属研究所研究员卢柯应邀为《自然综述材料》创刊卷撰写的综述性论文《通过晶界和孪晶界构筑稳定金属纳米结构》。合金化是提高金属性能的常用方法，通过在金属中引入界面也可以在保持化学成分不变的情况下提高金属的多种性能。该论文系统总结了利用界面构筑提高金属中纳米结构稳定性的最新进展，深入分析了界面数量、界面结构和界面分布对结构稳定性的影响，阐述了普通大角晶界、小角晶界和孪晶界在纳米孪晶结构、纳米层片结构及梯度纳米结构中的作用及其对性能的影响，并对这些新型金属纳米结构进行了展望。
【物理化学】
耦合分子的特写镜头
中国科学技术大学单分子科学团队董振超研究组利用纳腔等离激元增强的亚纳米空间分辨的电致发光技术，于国际上首次在单分子水平上实现了对分子间偶极耦合的直接成像观察，从实空间上展示了分子间能量转移的相干特征，该研究成果发表于《自然》杂志。分子间的能量转移是维系生命及其演化的重要方式，也是实现化学反应、构造分子功能材料的重要手段。该研究为深入理解分子体系的相干偶极耦合提供了前所未有的实空间信息，为分子捕光结构的优化以及量子纠缠光源的制备与调控提供了新的思路。这是我国科学家在纳腔等离激元物理化学研究方面获得的重大进展。
三维狄拉克半金属研究
中国科学院强磁场科学中心研究员田明亮研究团队，基于稳态强磁场实验装置水冷磁体和极低温测试系统支持，在三维狄拉克半金属研究中取进展，相关结果发表于《物理评论B》。三维拓扑狄拉克半金属是目前凝聚态领域和材料科学领域研究的热点，它被人们形象地誉为三维版本的石墨烯，在未来低能耗电子学器件应用上具有重要价值。研究表明，层状ZrTe5材料是研究三维狄拉克半金属的理想材料体系。
煤制天然气研究进展
中国科学院工程热物理研究所分布式供能与可再生能源实验室研究了煤制天然气系统，包括全生命周期能耗、温室气体排放、新型煤制气系统等，相关研究成果发表于《自然-气候变化》。基于新型煤气化的煤制气系统效率能够达到60-65%，其全生命周期能耗和温室气体排放将达到甚至低于目前的煤电技术水平。由于煤制气系统还是高浓度的二氧化碳排放源，其二氧化碳捕集能耗大幅低于传统的燃煤电站燃烧后捕集，如果将煤制气与二氧化碳捕集和封存 (CCS) 技术相结合，其全生命周期温室气体排放将低于煤电+CCS技术。
四元碱金属红外非线性光学晶体研究
中国科学院新疆理化技术研究所光电功能材料团队通过调研发现Hg阳离子具有多变的配位环境，而且当它与易畸变的四面体基元以及碱金属相结合时利于形成非中心对称结构，相关成果发表于《材料化学》。中远红外激光（2~20 μm）在国防、通讯、医疗以及安全方面有着重要的应用，其中红外非线性光学晶体是实现中远红外激光输出的关键器件。目前商业化的红外非线性光学晶体存在多方面的性能缺陷，限制了它们的应用范围。因此，设计和探索新型的红外非线性材料成为红外激光领域发展的重要方向。
LixFe7Se8单晶中电子的Anderson局域化
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）先进材料与结构分析实验室戴希研究员，陈小龙研究员、金士锋副研究员，西安交通大学张伟研究员等，通过对金属母相Fe7Se8进行电子掺杂，并同时诱导系统中铁的无序占位，成功获得了厘米级单晶形态的LixFe7Se8，并观察到了电子的Anderson局域化现象，该研究结果发表于《科学进展》杂志。这是首次在大块单晶中实现电子体系Anderson局域化的报道，该成果为研究无序及MIT转变研究提供了一个新的研究平台，对该体系的研究将加深人们对无序材料中电子行为的认识。
可重复接枝聚合物刷的表面修饰法
中国科学院兰州化学物理研究所周峰研究团队提出了一种可多次重复进行的表面修饰的新方法，发表于《德国应用化学》。通过将引发剂像种子一样“埋”在聚苯乙烯塑料基底当中。通过简单的打磨后，引发剂重新暴露在聚苯乙烯表面，从而可以对基底进行多次修饰。并且结合机械微加工、热压印等技术实现了在这种塑料表面上可多次修饰不同金属图案。另外，由于引发剂在体相均匀分布，通过立体加工实现了传统方法很难实现的立体化修饰。这种新的表面修饰方法有望在生物润滑、表面金属镀层、微流体器件等方面得到广发应用。
零折射率材料中的零多普勒现象
同济大学的张冶文教授、陈鸿教授与英国伦敦大学玛丽皇后学院的陈晓东教授合作，在零多普勒效应微波实验研究取得新进展，相关成果发表于《科学报告》。在普通介质中，当波源与接收器发生相对移动的时候，由于波阵面发生了压缩/拉伸，频率会发生偏移，这种现象叫做多普勒效应。研究人员在由左右手传输线结构构造的零折射率材料中实现了可控的移动反射面，在这一实验平台上，对于零折射率材料，当波源与接收器发生相对运动时并没有出现任何多普勒频移，这一新的物理现象被命名为零多普勒效应。
原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺
山东大学（威海）王守宇教授、北京大学张双全和孟杰教授等合作开展研究，首次发现原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺，促进了对原子核对称性自发破缺和恢复的理解，相关成果发表在《物理评论快报》上。对称性及其破缺是基本的科学问，手征对称性和空间反射对称性在自然界中广泛存在。科学家曾预言原子核手征对称性的自发破缺，并得到实验证实。原子核空间反射对称性的自发破缺发生在具有八极形变（例如梨形）的原子核中，这关联着基本的CP对称破缺问题，有助于研究超出标准模型的新物理。
【生命医学】
调节胆固醇代谢增强CD8+ T细胞的抗肿瘤反应
中国科学院上海生命科学研究院许琛琦研究员与李伯良研究员合作，在提高T细胞抗肿瘤免疫功能的研究方面取得重要进展，研究结果发表于《自然》杂志。人体的免疫系统负责保卫机体健康，其中T淋巴细胞是获得性免疫系统中重要的功能细胞，负责识别抗原，并协同其他免疫细胞进行免疫应答，然而肿瘤细胞能够通过多种机制抑制T细胞的抗肿瘤活性，从而逃逸免疫系统的攻击。该项研究开辟了肿瘤免疫治疗研究的一个新领域：揭示细胞代谢对肿瘤免疫应答起到关键调控作用，同时发现了ACAT1这一新的药物靶点，提示ACAT1小分子抑制剂的应用前景，为肿瘤免疫治疗新思路与新方法提供了理论基础。
反义长链非编码RNA调控基因表达和多能干细胞分化
清华大学医学院沈晓骅研究团队系统揭示了长链非编码RNA顺式调控基因组上邻近基因的表达，以及它们在干细胞分化和发育中的作用，相关成果发表于《细胞-干细胞》。该研究揭示出lncRNAs顺式调控邻近蛋白编码基因是一种广泛存在的转录调控新模式。基于顺式调控规律，科学家可以根据邻近已知蛋白编码基因的功能，预测出大量未经鉴定的非编码lncRNA的功能。这种功能上的预测，将帮助科研人员更好地设计实验和研究未知lncRNA，对全面认识非编码基因组的功能、基因表达调控和生物体发育具有重要意义。
谱系示踪技术揭示胚胎期冠状动脉的起源
中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所周斌研究组，利用遗传谱系示踪技术发现胚胎期心脏壁上的冠状血管起源于静脉窦而非心室心内膜，揭示了心血管研究领域内长期存在的争论性问题，为研究冠状血管的发生发育与再生治疗提供了理论基础，相关结果发表于《循环研究》杂志。心血管领域关于胚胎期冠状血管的起源一直存在争论，静脉窦和心室心内膜是最主要也是最具争议的两个起源。研究人员还通过RNA-sequencing技术发现并鉴定出了一系列特异性表达在心内膜细胞或冠状血管内皮细胞上的基因。
胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞分化过程的调控机制
上海交通大学医学院健康科学研究所/中国科学院上海生命科学研究院杨黄恬研究团队经过系统研究，发现了组蛋白去甲基化酶PHF8在调控胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞分化过程中的机制，研究结果发表于《干细胞》杂志。胚胎干细胞具有在体内外分化为三胚层及其衍生细胞的能力，对体外胚胎干细胞分化机制的研究将有助于理解哺乳动物发育过程中的调控机制。该研究发现不仅扩展了对KDMs在ESCs分化及凋亡中作用的认识，并进一步证实了分化与凋亡之间的直接关系。
蚊子C型凝集素维持肠道内生菌群稳态
清华大学医学院程功研究组首次发现并报道了媒介昆虫肠道内生菌在肠道内的定植的分子机制，为媒介传染病的防控提供新的干预靶点，相关结果发表于《自然-微生物学》杂志。蚊媒传染病是通过蚊媒叮咬传播给人类及动物宿主的一类疾病。近年来，多种新发及再发蚊媒传染病已对人类的健康产生严重的威胁，如何降低蚊媒携带和传播病原体的能力是蚊媒传染病防控的一项关键问题。C型凝集素通过阻滞抗菌肽与肠道菌的结合，使肠道菌躲避了抗菌肽对其杀伤，从而在蚊子肠道中稳定存活。
肿瘤化疗疗效评价成像新方法
中国科学技术大学教授梁高林课题组与中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员钟凯课题组合作，发明了一种能在化疗肿瘤内“智能”自聚集的磁共振纳米造影剂，并在构建有凋亡肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤成像效果，该研究成果发表于《纳米快报》。Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，新型磁共振纳米造影剂能够更加简单灵敏地测定体内外Casp3/7的活性，对Casp3/7的检测可以很好地监测肿瘤细胞的早期凋亡，从而评价肿瘤化疗的疗效，为后续肿瘤的治疗提供参考。
促髓鞘再生的药物作用靶点
中国科学院上海药物研究所研究员谢欣课题组研究发现某个G蛋白偶联受体（GPCR）Kappa阿片受体（KOR）对少突胶质前体细胞向少突胶质细胞的分化非常重要，并从髓鞘再生的角度阐述了KOR的重要作用，为多发性硬化（MS）的治疗提供一个新的药物作用靶点，相关结果发表于《自然-通讯》。MS是一种自身免疫病，常由免疫系统攻击神经系统导致神经髓鞘的破坏和白质损伤，是仅次于创伤的中青年人致残原因，有着“死不了的癌症”之称。现有药物均为免疫抑制剂，只能缓解和减少复发，但对已经损伤的神经并无修复作用。
胃癌耐药分子机制
中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室赵永良课题组利用胃癌为模型，在研究耐药性分子机制方面获得新进展，发现人类解旋酶RecQL4通过促进转录因子YB1的磷酸化而调控其下游耐药基因MDR1的表达，进而促进胃癌细胞耐药性的产生，相关结果发表于《癌症研究》。文章证实了RecQL4-YB1-MDR1调节轴心在介导胃癌细胞顺铂耐药中的重要作用，在一定程度上阐明了肿瘤化疗耐药产生的分子机制，揭示了RecQL4可作为肿瘤耐药的标志物来指导临床用药，具有重要的临床应用价值。
【植物植被】
植物雌雄识别的分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究团队首次分离到了花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体，并揭示了信号识别和激活的分子机制，研究结果发表在《自然》杂志。远缘杂交育种是指人类利用不同种、属或亲缘关系更远的物种间杂交，产生远缘杂种，从而打破植物种、属间的隔离，获得新的作物品种。一直以来，杂交育种都是人类提高农作物产量和品质的主要技术。但是远缘杂交广泛存在生殖隔离造成的杂交障碍，往往使得杂交表现不亲和性，作物杂交育种失败或效率低下。导致杂交障碍的主要原因之一是雌雄配子体的有效识别。
Hippo信号通路参与生长素介导的植物器官发生
中国科学院植物研究所程佑发研究组发现拟南芥NCP1/AtMOB1A蛋白与动物Hippo信号通路的核心成员MOB1蛋白高度相似，并在生长素介导的植物生长发育过程中起到重要作用，研究成果发表于《PLoS遗传学》。Hippo信号通路是近年来在动物中发现的一个信号通路，在调控动物细胞分裂、器官大小和肿瘤发生方面起重要作用。该研究揭示了植物基因MOB1在生长素调控的植物发育过程中的重要作用，为深入解析生长素的作用机理提供了一个新的切入点。
大豆CDPK基因家族响应虫害和干旱研究
中国科学院昆明植物研究所吴建强研究组解析大豆CDPK基因家族各成员在虫害和干旱胁迫下的不同功能，相关结果发表于《科学报告》杂志。大豆作为重要的农作物，在农业生产上具有重要地位。每年虫害和干旱等都对大豆生产造成极大的损失。在干旱和ABA的处理下，一多半的家族成员的转录水平都发生了显著变化，表明CDPK在植物抗非生物胁迫中发挥着重要角色。该研究对了解大豆的抗性生理和培育抗虫、抗旱新品种提供了较重要的数据。
G蛋白调控植物天然免疫的机理
中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究组与加拿大的张跃林研究组合作研究发现G蛋白异源三聚体可以和FLS2-BIK1受体复合体相互作用，相关结果发表于《eLIFE》杂志。植物免疫受体能够感受各种病原分子模式，并通过细胞质类受体激酶BIK1激活下游免疫反应。植物G蛋白与免疫受体复合体相偶联，在免疫反应激活前后通过两种不同的机制调节免疫信号的激活，揭示了G蛋白与受体偶联方式在动植物中的异同。
水生植物谱系地理学研究
中国科学院武汉植物园王青锋研究团队对中国分布的篦齿眼子菜属物种进行了谱系地理学研究，该结果发表在《科学报告》杂志。水生植物是中国植物多样性构成和湿地生态系统中的重要类群，水生植物的分布区通常比较广泛，许多物种同时分布于中国的西北和北方的温带地区以及西南的云贵高原，其中一些物种在青藏高原也有分布。由于同域分布，这些物种间的杂交现象非常普遍，其中眼子菜科的物种较为典型。该研究揭示了水生植物近缘物种在谱系地理格局和演化历史上的差异及其原因。
阔叶红松老龄林细根对土壤碳的贡献
中国科学院沈阳应用生态研究所界面生态研究团队，对长白山原始阔叶红松林细根动态的6年调查研究显示，细根生物量、生产量、死亡量和消失量均表现出明显的季节动态，相关结果发表于《植物与土壤》。月细根量受前月气候条件（如月平均温、月降雨量）的影响，而月细根生产量则与当月的平均温关系密切；细根生产量的季节动态与森林NPP的季节动态相似，与凋落物量的季节动态相反；总细根生产量占阔叶红松林NPP的25%，经由细根向土壤输入的碳量是地上凋落物的1.2倍。
乙烯调控葡萄抗寒性研究
中国科学院武汉植物园李绍华研究团队，发现低温胁迫可以促进ACC的合成并激活ACO的活性，从而导致葡萄中内源乙烯的合成速率增加；外源添加ACC可以显著提高山葡萄和“玫瑰香”的抗寒性，而添加AVG却增加了山葡萄和“玫瑰香”对低温的敏感性，表明乙烯正调控葡萄对低温胁迫的耐受性，研究结果发表于《科学报告》。葡萄为葡萄科葡萄属落叶藤本植物，是世界上第二大果树作物，鲜果及其加工品葡萄酒一直广受消费者喜爱，具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。
设计高效的植物sgRNA进行基因编辑
中国科学院西双版纳热带植物园植物分子生物学研究组梁岗等，通过分析已有的有效和无效的sgRNA的二级结构，获得了直接控制sgRNA效率的关键参数。同时，针对目前构建多靶点CRISPR/Cas9-sgRNA载体的成功率较低的现状，开发了一个高效的构建多靶点CRISPR/Cas9-sgRNA载体的策略，研究结果发表于《科学报告》。在水稻中，对这些sgRNA的编辑效率进行了验证，符合规定参数的sgRNA可以有效地对靶基因进行编辑。该研究成果也为科研人员选择高效的植物sgRNA提供了参考。
对埃博拉有抗病毒活性的一种小分子药物
Nature封面：2014年10月由西班牙红十字会在马德里举行的一次埃博拉病毒培训活动结束之后晾干的保护服。Nature杂志第7594期封面文章报道了一种小分子药物GS-5734。该药物分子对埃博拉病毒和其他线状病毒有抗病毒活性，对试验中采用的100%的被感染猕猴能提供针对埃博拉病毒的接触后保护。现在，在临床试验中，该药物以依赖于病毒RNA的RNA聚合酶为作用目标，针对未来的疫情爆发也可以扩大保护范围。GS-5734能向包括睾丸、眼睛和大脑在内的病毒复制 “庇护点”分布，从而让我们看到一个希望：该药物也许还能清除复发的和顽固的病毒感染。
循环经济
Nature封面：“循环经济”(circular economy)。Nature杂志第7595期封面文章报道的“循环经济”是瑞士建筑师-工程师Walter Stahel造出的一个术语，他致力于打造适用于工业化经济的可持续性。Stahel概括了一个“无浪费”世界的关键原则：再使用、修理、再制造和升级，终极目标是对原子进行循环利用。John Mathews 和Hao Tan对中国在发展“循环经济”方面所取得的进步进行了报道，认为需要用更复杂的尺度来追踪。发展心理学家 Bruce Hood提出我们为什么要积攒财富来增强我们的社会地位，因为我们需要让社会更渴望得到再生商品。最后Books & Arts文章重点解释生态设计何以能让“循环经济”原则行得通。
南极洲冰层对海平面上升的贡献
Nature封面：思韦茨冰川端部的冰崖的一幅由卫星拍摄的自然色拼接图。Nature杂志第7596期封面文章报道科学家采用的一个新改进的、按“上新世”和“末次间冰期”的海平面估计值做了校准的数值冰层模型，预测今后五个世纪南极洲由一系列不同的温室气体情景所驱动的演变。模拟显示，南极洲冰层对海平面上升的贡献潜力是在从几乎没有贡献到在2100年之前贡献超过一米、在2500年之前贡献超过15米之间。高端估计值来自不减少的温室气体排放量和以前估计不足的两个机制：由表面融水造成的冰裂和大冰崖的坍塌。低端估计值表明采取强有力的措施控制气候变化能够减小人类社会受海平面上升影响的风险。
精神健康
Nature封面：精神健康问题在世界范围内是造成残疾的主要原因。Nature杂志第7597期封面文章报道世界卫生组织和其他国际机构近年来通过努力，成功地提高了人们在政治上对精神健康问题问题的意识。Pamela Collins 和Shekhar Saxena强调了将全世界对这一问题的关注付诸行动的重要性。为此，他们就怎样满足各地脆弱群体的精神健康需求提出了六个实用的建议，其中包括后勤支持、培训、临床干预和公共卫生措施。当前一个引人瞩目的增长领域是智能手机应用。但正如本期Nature杂志另一篇文章指出，手机应用技术的发展速度远远快于支持它的医学发展速度。
【Science】
叶片年龄结构的季节性变化解释亚马逊热带雨林的光合作用过程
Science封面：巴西热带雨林的日出。Science杂志第6276期封面文章报道了热带雨林光合作用季节性变化的机理。尽管亚马逊热带雨林是常绿林，但它们的光合作用能力却呈现季节性变化，而且干季时整个热带雨林的光合作用能力增加；这种现象在学界多有争议。封面文章证明了这种季节性变化是缘于热带雨林内部结构的动态变化：干季时整个热带雨林的光合作用能力增加。热带雨林80%以上树冠呈现明显的季节性变化，包括50%以上的树冠变化发生在干季。包括很多新叶出生和老叶凋亡，导致整片森林的叶片年龄结构趋于年轻化。由于新叶相比老叶有更高的光合作用能力，所以导致热带雨林光合作用的季节性变化。
日本3·11大地震5周年
Science封面：日本媒体参观福岛核电站。Science杂志第6277期封面文章报道了日本举行“3?11”大地震五周年的纪念活动。2011年3月11日，日本东北部海域发生9级强震并引发海啸，导致福岛第一核电站发生核泄漏事故。据日本警视厅统计，截至今年3月11日，地震和海啸共造成15894人死亡、2561人失踪。另据复兴厅数据，至少有3407人因震后生活困苦或压力过大死亡。现在，东京电力公司在日本政府支持下采用机器人寻找溶化燃料。虽然惨痛的灾难已成过去，但是重建家园和恢复健康生活已成为当地灾民长期的主题。
审判的证据
Science封面：美国马里兰州乔治王子县警察局存留的同一把手枪射出的四颗子弹。Science杂志第6278期封面文章介绍了取证问题的研究。美国国家委员会研究认为法医分析有时会夸大许多类型证据的力度，包括足印、指纹、轮胎痕迹、弹痕、血迹、火和笔迹，这样会使得许多无辜的人们受到指控。即便被认为是黄金标准的DNA证据，有时也会指证无辜。本期杂志的专刊文章分析认为，法医证据可以也应该能做的更好。现在，许多领域已经采用近乎苛刻的手段看待证据的价值、测试方法的精确度；科学家也在开发未来新的法医工具。
冥王星球
Science封面：冥王星的表面。Science杂志第6279期封面文章报道了在“新视野”号宇宙飞船看到的冥王星的表面、左边白色明亮的斯帕尼克平原、液氮冰平面，它的许多表面凹凸不平的坑可能是由氮气升华形成的；右边的是暗红色的Krun Macula高地，对于平原有2.5千米的海拔高度。多个远距勘测相机从多光谱成像仪结合颜色数据合成图像制作出了这个图片。冥王星（Pluto），是太阳系中较大的矮行星，位于海王星以外的柯伊伯带内侧，属于外海王星天体，于1930年被发现，并被视为第九大行星。
【工程材料】
猪笼草口缘区表面水的连续定向输运机制
北京航空航天大学陈华伟教授，张德远教授和江雷院士等发现在猪笼草捕虫笼的口缘表面可以实现水的连续、定向流动，这种流动的驱动力主要来自于口缘表面两级沟槽内的楔形盲孔结构的梯度内楔角产生的梯度泰勒毛细升力，而液体的反向运动会被盲孔尖锐的外边缘阻挡，两种效应产生了定向快速的液体运输，相关结果发表在《自然》杂志上。该研究成果揭示猪笼草“油嘴滑虫”液膜自动搬运液体、致使昆虫无法驻足而滑落入笼的机理，并建立了液膜输运的理论计算模型，该模型将被进一步用于设计人工智能流体运输系统、机械自润滑以及医疗器械防粘等实际应用。
单层FeSe/SrTiO3界面超导的超快动力学
中国科学院物理研究所赵继民研究员等与清华大学薛其坤团队合作研究了单层FeSe/SrTiO3界面高温超导体系的超快动力学过程，观测到了超导相变，测量了超导转变温度、超导能隙、电-声子耦合强度，同时阐释了保护层对超导转变温度的影响，研究论文发表于《物理评论快报》。该工作首次运用超快光谱方法在单原子层体系上观测到超导相变，展示了以超快光谱方法研究强关联体系的优势：时域展开的超快动力学过程，非接触的无损测量，单层/界面量子体系的相变，以及对配对玻色子相关物性的研究。
全光纤化50 GHz窄线宽光纤激光器获得2.5kW输出
中国科学院上海光学精密机械研究所上海市全固态激光器与应用技术重点实验室高功率光纤激光课题组研制的50 GHz线宽近衍射极限光纤激光器实现2.5 kW功率突破，为大型高功率光纤激光系统奠定了重要的单元技术基础。高亮度窄线宽光纤激光光源在相干通信、激光雷达、高能粒子加速器、聚变点火和激光冷却等领域具有广阔的应用前景。该研究从光纤激光的核心器件研制到关键技术均实现重大突破，在窄线宽光纤激光领域具备了线宽精确操控、光纤热光效应管理、非线性效应抑制、全光纤化及模块化工程研发能力。
纳米尺度高通量脑微观重建平台
中国科学院自动化研究所显微分析技术平台的科研人员建立了国内最高通量的纳米级突触水平神经大数据重建与分析平台，致力于破解神经微环路大数据量解析的限制瓶颈，提供高效的微观重建工程解决方案，在“纳米尺度、突触水平”上重建微观大脑神经元连接，填补了中国脑科学和类脑研究在神经微环路结构解析能力方面的空缺。神经元是大脑的最基本单元，而突触是神经元之间在功能上发生联系的部位，也是信息传递的关键部位，突触水平的脑微观重建是了解大脑信息的传递机理的重要技术手段。
紫外线照射加速沸石分子筛晶化
吉林大学于吉红院士研究团队首次发现，羟基自由基存在于沸石分子筛的水热合成体系，并可以显著加速沸石分子筛的晶化，相关结果发表在《科学》杂志。沸石分子筛是一类具有规则纳米孔道的硅铝酸盐晶体，通过紫外照射或Fenton反应向沸石分子筛水热合成体系额外引入羟基自由基，能够显著加快沸石分子筛的成核，从而加速其晶化过程。这一发现是无机微孔晶体材料生成机理研究方面的重要突破，使人们对沸石分子筛的生成机理有了新认识，为在工业上具有重要需求的沸石分子筛材料的高效、节能和绿色合成开辟了新的路径。
电子谷自由度的电学调控
中国科学院半导体研究所半导体超晶格国家重点实验室研究员赵建华研究团队与美国加州大学伯克利分校张翔教授等合作，首次在单层过渡族金属二硫化物(TMDC)材料中实现了电子谷自由度的电学调控，研究成果发表于《自然-纳米技术》。近年来，调控TMDC单层材料中电子谷自由度已成为凝聚态物理领域的研究热点。该研究利用磁性半导体(Ga, Mn)As作为铁磁电极实现了对单层TMDC的高效自旋注入，产生和调控了谷载流子，并为谷电子学和自旋电子学的研究建立了联系纽带。
新型半导体材料特性测量技术
中国科学院光电技术研究所以传统半导体硅材料为研究对象，建立非线性光载流子辐射模型，并在此基础上分别提出了多光斑光载流子辐射技术和稳态光载流子辐射成像技术，通过仿真计算和实验测量证实了上述技术的有效性，半导体材料是微电子器件和光伏器件的基础材料，其杂质和缺陷特性严重影响器件性能。随着微电子器件集成度和光伏器件转换效率的提高，对半导体原材料的要求越来越高。为了满足工业化生产的需求，相应地要求材料检测方法具有更高的灵敏度和更快的测量速度，同时避免对材料产生损伤。
通过晶界和孪晶界构筑稳定金属纳米结构
中国科学院金属研究所研究员卢柯应邀为《自然综述材料》创刊卷撰写的综述性论文《通过晶界和孪晶界构筑稳定金属纳米结构》。合金化是提高金属性能的常用方法，通过在金属中引入界面也可以在保持化学成分不变的情况下提高金属的多种性能。该论文系统总结了利用界面构筑提高金属中纳米结构稳定性的最新进展，深入分析了界面数量、界面结构和界面分布对结构稳定性的影响，阐述了普通大角晶界、小角晶界和孪晶界在纳米孪晶结构、纳米层片结构及梯度纳米结构中的作用及其对性能的影响，并对这些新型金属纳米结构进行了展望。
【物理化学】
耦合分子的特写镜头
中国科学技术大学单分子科学团队董振超研究组利用纳腔等离激元增强的亚纳米空间分辨的电致发光技术，于国际上首次在单分子水平上实现了对分子间偶极耦合的直接成像观察，从实空间上展示了分子间能量转移的相干特征，该研究成果发表于《自然》杂志。分子间的能量转移是维系生命及其演化的重要方式，也是实现化学反应、构造分子功能材料的重要手段。该研究为深入理解分子体系的相干偶极耦合提供了前所未有的实空间信息，为分子捕光结构的优化以及量子纠缠光源的制备与调控提供了新的思路。这是我国科学家在纳腔等离激元物理化学研究方面获得的重大进展。
三维狄拉克半金属研究
中国科学院强磁场科学中心研究员田明亮研究团队，基于稳态强磁场实验装置水冷磁体和极低温测试系统支持，在三维狄拉克半金属研究中取进展，相关结果发表于《物理评论B》。三维拓扑狄拉克半金属是目前凝聚态领域和材料科学领域研究的热点，它被人们形象地誉为三维版本的石墨烯，在未来低能耗电子学器件应用上具有重要价值。研究表明，层状ZrTe5材料是研究三维狄拉克半金属的理想材料体系。
煤制天然气研究进展
中国科学院工程热物理研究所分布式供能与可再生能源实验室研究了煤制天然气系统，包括全生命周期能耗、温室气体排放、新型煤制气系统等，相关研究成果发表于《自然-气候变化》。基于新型煤气化的煤制气系统效率能够达到60-65%，其全生命周期能耗和温室气体排放将达到甚至低于目前的煤电技术水平。由于煤制气系统还是高浓度的二氧化碳排放源，其二氧化碳捕集能耗大幅低于传统的燃煤电站燃烧后捕集，如果将煤制气与二氧化碳捕集和封存 (CCS) 技术相结合，其全生命周期温室气体排放将低于煤电+CCS技术。
四元碱金属红外非线性光学晶体研究
中国科学院新疆理化技术研究所光电功能材料团队通过调研发现Hg阳离子具有多变的配位环境，而且当它与易畸变的四面体基元以及碱金属相结合时利于形成非中心对称结构，相关成果发表于《材料化学》。中远红外激光（2~20 μm）在国防、通讯、医疗以及安全方面有着重要的应用，其中红外非线性光学晶体是实现中远红外激光输出的关键器件。目前商业化的红外非线性光学晶体存在多方面的性能缺陷，限制了它们的应用范围。因此，设计和探索新型的红外非线性材料成为红外激光领域发展的重要方向。
LixFe7Se8单晶中电子的Anderson局域化
中国科学院物理研究所/北京凝聚态物理国家实验室（筹）先进材料与结构分析实验室戴希研究员，陈小龙研究员、金士锋副研究员，西安交通大学张伟研究员等，通过对金属母相Fe7Se8进行电子掺杂，并同时诱导系统中铁的无序占位，成功获得了厘米级单晶形态的LixFe7Se8，并观察到了电子的Anderson局域化现象，该研究结果发表于《科学进展》杂志。这是首次在大块单晶中实现电子体系Anderson局域化的报道，该成果为研究无序及MIT转变研究提供了一个新的研究平台，对该体系的研究将加深人们对无序材料中电子行为的认识。
可重复接枝聚合物刷的表面修饰法
中国科学院兰州化学物理研究所周峰研究团队提出了一种可多次重复进行的表面修饰的新方法，发表于《德国应用化学》。通过将引发剂像种子一样“埋”在聚苯乙烯塑料基底当中。通过简单的打磨后，引发剂重新暴露在聚苯乙烯表面，从而可以对基底进行多次修饰。并且结合机械微加工、热压印等技术实现了在这种塑料表面上可多次修饰不同金属图案。另外，由于引发剂在体相均匀分布，通过立体加工实现了传统方法很难实现的立体化修饰。这种新的表面修饰方法有望在生物润滑、表面金属镀层、微流体器件等方面得到广发应用。
零折射率材料中的零多普勒现象
同济大学的张冶文教授、陈鸿教授与英国伦敦大学玛丽皇后学院的陈晓东教授合作，在零多普勒效应微波实验研究取得新进展，相关成果发表于《科学报告》。在普通介质中，当波源与接收器发生相对移动的时候，由于波阵面发生了压缩/拉伸，频率会发生偏移，这种现象叫做多普勒效应。研究人员在由左右手传输线结构构造的零折射率材料中实现了可控的移动反射面，在这一实验平台上，对于零折射率材料，当波源与接收器发生相对运动时并没有出现任何多普勒频移，这一新的物理现象被命名为零多普勒效应。
原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺
山东大学（威海）王守宇教授、北京大学张双全和孟杰教授等合作开展研究，首次发现原子核中手性和空间反射对称性的联立自发破缺，促进了对原子核对称性自发破缺和恢复的理解，相关成果发表在《物理评论快报》上。对称性及其破缺是基本的科学问，手征对称性和空间反射对称性在自然界中广泛存在。科学家曾预言原子核手征对称性的自发破缺，并得到实验证实。原子核空间反射对称性的自发破缺发生在具有八极形变（例如梨形）的原子核中，这关联着基本的CP对称破缺问题，有助于研究超出标准模型的新物理。
【生命医学】
调节胆固醇代谢增强CD8+ T细胞的抗肿瘤反应
中国科学院上海生命科学研究院许琛琦研究员与李伯良研究员合作，在提高T细胞抗肿瘤免疫功能的研究方面取得重要进展，研究结果发表于《自然》杂志。人体的免疫系统负责保卫机体健康，其中T淋巴细胞是获得性免疫系统中重要的功能细胞，负责识别抗原，并协同其他免疫细胞进行免疫应答，然而肿瘤细胞能够通过多种机制抑制T细胞的抗肿瘤活性，从而逃逸免疫系统的攻击。该项研究开辟了肿瘤免疫治疗研究的一个新领域：揭示细胞代谢对肿瘤免疫应答起到关键调控作用，同时发现了ACAT1这一新的药物靶点，提示ACAT1小分子抑制剂的应用前景，为肿瘤免疫治疗新思路与新方法提供了理论基础。
反义长链非编码RNA调控基因表达和多能干细胞分化
清华大学医学院沈晓骅研究团队系统揭示了长链非编码RNA顺式调控基因组上邻近基因的表达，以及它们在干细胞分化和发育中的作用，相关成果发表于《细胞-干细胞》。该研究揭示出lncRNAs顺式调控邻近蛋白编码基因是一种广泛存在的转录调控新模式。基于顺式调控规律，科学家可以根据邻近已知蛋白编码基因的功能，预测出大量未经鉴定的非编码lncRNA的功能。这种功能上的预测，将帮助科研人员更好地设计实验和研究未知lncRNA，对全面认识非编码基因组的功能、基因表达调控和生物体发育具有重要意义。
谱系示踪技术揭示胚胎期冠状动脉的起源
中国科学院上海生命科学研究院营养科学研究所周斌研究组，利用遗传谱系示踪技术发现胚胎期心脏壁上的冠状血管起源于静脉窦而非心室心内膜，揭示了心血管研究领域内长期存在的争论性问题，为研究冠状血管的发生发育与再生治疗提供了理论基础，相关结果发表于《循环研究》杂志。心血管领域关于胚胎期冠状血管的起源一直存在争论，静脉窦和心室心内膜是最主要也是最具争议的两个起源。研究人员还通过RNA-sequencing技术发现并鉴定出了一系列特异性表达在心内膜细胞或冠状血管内皮细胞上的基因。
胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞分化过程的调控机制
上海交通大学医学院健康科学研究所/中国科学院上海生命科学研究院杨黄恬研究团队经过系统研究，发现了组蛋白去甲基化酶PHF8在调控胚胎干细胞向中胚层及心肌细胞分化过程中的机制，研究结果发表于《干细胞》杂志。胚胎干细胞具有在体内外分化为三胚层及其衍生细胞的能力，对体外胚胎干细胞分化机制的研究将有助于理解哺乳动物发育过程中的调控机制。该研究发现不仅扩展了对KDMs在ESCs分化及凋亡中作用的认识，并进一步证实了分化与凋亡之间的直接关系。
蚊子C型凝集素维持肠道内生菌群稳态
清华大学医学院程功研究组首次发现并报道了媒介昆虫肠道内生菌在肠道内的定植的分子机制，为媒介传染病的防控提供新的干预靶点，相关结果发表于《自然-微生物学》杂志。蚊媒传染病是通过蚊媒叮咬传播给人类及动物宿主的一类疾病。近年来，多种新发及再发蚊媒传染病已对人类的健康产生严重的威胁，如何降低蚊媒携带和传播病原体的能力是蚊媒传染病防控的一项关键问题。C型凝集素通过阻滞抗菌肽与肠道菌的结合，使肠道菌躲避了抗菌肽对其杀伤，从而在蚊子肠道中稳定存活。
肿瘤化疗疗效评价成像新方法
中国科学技术大学教授梁高林课题组与中国科学院合肥物质科学研究院强磁场科学中心研究员钟凯课题组合作，发明了一种能在化疗肿瘤内“智能”自聚集的磁共振纳米造影剂，并在构建有凋亡肿瘤模型的小鼠体内验证了其优异的肿瘤成像效果，该研究成果发表于《纳米快报》。Caspase家族在介导细胞凋亡的过程中起着非常重要的作用，新型磁共振纳米造影剂能够更加简单灵敏地测定体内外Casp3/7的活性，对Casp3/7的检测可以很好地监测肿瘤细胞的早期凋亡，从而评价肿瘤化疗的疗效，为后续肿瘤的治疗提供参考。
促髓鞘再生的药物作用靶点
中国科学院上海药物研究所研究员谢欣课题组研究发现某个G蛋白偶联受体（GPCR）Kappa阿片受体（KOR）对少突胶质前体细胞向少突胶质细胞的分化非常重要，并从髓鞘再生的角度阐述了KOR的重要作用，为多发性硬化（MS）的治疗提供一个新的药物作用靶点，相关结果发表于《自然-通讯》。MS是一种自身免疫病，常由免疫系统攻击神经系统导致神经髓鞘的破坏和白质损伤，是仅次于创伤的中青年人致残原因，有着“死不了的癌症”之称。现有药物均为免疫抑制剂，只能缓解和减少复发，但对已经损伤的神经并无修复作用。
胃癌耐药分子机制
中国科学院北京基因组研究所精准基因组医学重点实验室赵永良课题组利用胃癌为模型，在研究耐药性分子机制方面获得新进展，发现人类解旋酶RecQL4通过促进转录因子YB1的磷酸化而调控其下游耐药基因MDR1的表达，进而促进胃癌细胞耐药性的产生，相关结果发表于《癌症研究》。文章证实了RecQL4-YB1-MDR1调节轴心在介导胃癌细胞顺铂耐药中的重要作用，在一定程度上阐明了肿瘤化疗耐药产生的分子机制，揭示了RecQL4可作为肿瘤耐药的标志物来指导临床用药，具有重要的临床应用价值。
【植物植被】
植物雌雄识别的分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所杨维才研究团队首次分离到了花粉管识别雌性吸引信号的受体蛋白复合体，并揭示了信号识别和激活的分子机制，研究结果发表在《自然》杂志。远缘杂交育种是指人类利用不同种、属或亲缘关系更远的物种间杂交，产生远缘杂种，从而打破植物种、属间的隔离，获得新的作物品种。一直以来，杂交育种都是人类提高农作物产量和品质的主要技术。但是远缘杂交广泛存在生殖隔离造成的杂交障碍，往往使得杂交表现不亲和性，作物杂交育种失败或效率低下。导致杂交障碍的主要原因之一是雌雄配子体的有效识别。
Hippo信号通路参与生长素介导的植物器官发生
中国科学院植物研究所程佑发研究组发现拟南芥NCP1/AtMOB1A蛋白与动物Hippo信号通路的核心成员MOB1蛋白高度相似，并在生长素介导的植物生长发育过程中起到重要作用，研究成果发表于《PLoS遗传学》。Hippo信号通路是近年来在动物中发现的一个信号通路，在调控动物细胞分裂、器官大小和肿瘤发生方面起重要作用。该研究揭示了植物基因MOB1在生长素调控的植物发育过程中的重要作用，为深入解析生长素的作用机理提供了一个新的切入点。
大豆CDPK基因家族响应虫害和干旱研究
中国科学院昆明植物研究所吴建强研究组解析大豆CDPK基因家族各成员在虫害和干旱胁迫下的不同功能，相关结果发表于《科学报告》杂志。大豆作为重要的农作物，在农业生产上具有重要地位。每年虫害和干旱等都对大豆生产造成极大的损失。在干旱和ABA的处理下，一多半的家族成员的转录水平都发生了显著变化，表明CDPK在植物抗非生物胁迫中发挥着重要角色。该研究对了解大豆的抗性生理和培育抗虫、抗旱新品种提供了较重要的数据。
G蛋白调控植物天然免疫的机理
中国科学院遗传与发育生物学研究所周俭民研究组与加拿大的张跃林研究组合作研究发现G蛋白异源三聚体可以和FLS2-BIK1受体复合体相互作用，相关结果发表于《eLIFE》杂志。植物免疫受体能够感受各种病原分子模式，并通过细胞质类受体激酶BIK1激活下游免疫反应。植物G蛋白与免疫受体复合体相偶联，在免疫反应激活前后通过两种不同的机制调节免疫信号的激活，揭示了G蛋白与受体偶联方式在动植物中的异同。
水生植物谱系地理学研究
中国科学院武汉植物园王青锋研究团队对中国分布的篦齿眼子菜属物种进行了谱系地理学研究，该结果发表在《科学报告》杂志。水生植物是中国植物多样性构成和湿地生态系统中的重要类群，水生植物的分布区通常比较广泛，许多物种同时分布于中国的西北和北方的温带地区以及西南的云贵高原，其中一些物种在青藏高原也有分布。由于同域分布，这些物种间的杂交现象非常普遍，其中眼子菜科的物种较为典型。该研究揭示了水生植物近缘物种在谱系地理格局和演化历史上的差异及其原因。
阔叶红松老龄林细根对土壤碳的贡献
中国科学院沈阳应用生态研究所界面生态研究团队，对长白山原始阔叶红松林细根动态的6年调查研究显示，细根生物量、生产量、死亡量和消失量均表现出明显的季节动态，相关结果发表于《植物与土壤》。月细根量受前月气候条件（如月平均温、月降雨量）的影响，而月细根生产量则与当月的平均温关系密切；细根生产量的季节动态与森林NPP的季节动态相似，与凋落物量的季节动态相反；总细根生产量占阔叶红松林NPP的25%，经由细根向土壤输入的碳量是地上凋落物的1.2倍。
乙烯调控葡萄抗寒性研究
中国科学院武汉植物园李绍华研究团队，发现低温胁迫可以促进ACC的合成并激活ACO的活性，从而导致葡萄中内源乙烯的合成速率增加；外源添加ACC可以显著提高山葡萄和“玫瑰香”的抗寒性，而添加AVG却增加了山葡萄和“玫瑰香”对低温的敏感性，表明乙烯正调控葡萄对低温胁迫的耐受性，研究结果发表于《科学报告》。葡萄为葡萄科葡萄属落叶藤本植物，是世界上第二大果树作物，鲜果及其加工品葡萄酒一直广受消费者喜爱，具有巨大的经济效益和广阔的市场前景。
设计高效的植物sgRNA进行基因编辑
中国科学院西双版纳热带植物园植物分子生物学研究组梁岗等，通过分析已有的有效和无效的sgRNA的二级结构，获得了直接控制sgRNA效率的关键参数。同时，针对目前构建多靶点CRISPR/Cas9-sgRNA载体的成功率较低的现状，开发了一个高效的构建多靶点CRISPR/Cas9-sgRNA载体的策略，研究结果发表于《科学报告》。在水稻中，对这些sgRNA的编辑效率进行了验证，符合规定参数的sgRNA可以有效地对靶基因进行编辑。该研究成果也为科研人员选择高效的植物sgRNA提供了参考。
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