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来源： 发布时间：2020-10-13
生命溯源
羊驼和美洲驼的驯化起源机制
中国科学院动物研究所詹祥江团队与来自山西农业大学、英国卡迪夫大学、华大基因、智利比奥比奥大学等国内外机构的科学家合作，回答了羊驼和美洲驼的起源问题。研究论文发表于Genome Biology。研究人员广泛采集了安第斯山脉4个相关物种28个个体的血液样品，通过对全基因组序列分析和系统发生树构建，发现羊驼起源于骆马，而美洲驼则驯化自原驼。论文发现两个物种之间存在大范围的不对称基因渐渗现象。通过对渐渗发生时间及近期有效种群大小波动进行推断，揭示了发生于16世纪30年代的西班牙殖民南美洲事件对当地传统畜牧业所造成的可能影响。
奥陶纪末大灭绝前夕珊瑚动物群研究
中国科学院南京地质古生物研究所王光旭副研究员与澳大利亚新南威尔士地质调查所两位合作者（Ian. G. Percival和甄勇毅）系统研究了产自新南威尔士中部Malachis Hill组顶部（凯迪阶顶部）的一个珊瑚动物群，为理解奥陶纪末大灭绝前夕的珊瑚动物群面貌提供了一个重要窗口。相关成果发表于Alcheringa。论文系统描述了该珊瑚动物群中7属10种（含2个新种），并结合已发表的资料，理清了这一珊瑚动物群的基本面貌。研究表明，该套动物群与哈萨克斯坦和南天山的同期动物群具有极大的相似性，但却与古地理位置更近的华南存在较大差异，这种差别可能是由时代或古纬度上的差异所造成。
利用枝角类和水生植物不同组分稳定碳同位素在湖泊食物网与生态环境演变研究
中国科学院南京地理与湖泊研究所薛滨研究员团队对太湖枝角类及升金湖与南漪湖的水生植物δ13C进行了分析，将象鼻溞化石稳定碳同位素指标成功用于重建太湖富营养和食物网结构演变的历史。研究论文发表于Science of the Total Environment。随着富营养化水平的提高，象鼻溞的浓度呈现显著增加的趋势，而象鼻溞化石稳定碳同位素则表现为逐渐偏负的过程。与此同时，象鼻溞及其稳定碳同位素与地球化学指标间的相关性分析，则揭示了在太湖营养盐迅速富集的过程中，食物网可能发生的显著改变，这为我国东南部浅水湖泊食物网的重建和富营养化的深入研究提供了思路和线索。
揭示中国南方与东南亚人群旧石器时期的遗传联系——新发现万年前的未知现代人群M71d亚支系
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队、裴树文研究员与贵州文物考古研究所张兴龙副研究馆员、云南文物考古研究所吉学平研究员、中国科学院昆明动物所彭旻晟副研究员等合作，完成了关于距今11000年左右的中国南方地区贵州清水苑大洞人和广西隆林人线粒体全基因组的研究。研究论文发表于Journal of human genetics。论文报道了目前最古老的东亚南部地区现代人遗传数据，分析显示在新石器时代及更早时期，东亚南部现代人可能存在自北向南的迁徙，未来的研究还需进一步补充更多中国南方及东南亚的数据，结合核基因组的分析，深入探究新石器早期以及旧石器晚期东亚及东南亚现代人迁徙与扩散。
缅甸琥珀揭示了多样性昆虫结构色的形成机制
中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳副研究员、泮燕红研究员等，通过对白垩纪缅甸琥珀中大量的具金属色彩的昆虫进行系统研究，发现纯净而强烈的颜色可直接在多种昆虫身体表面保存下来。研究论文发表于Proceedings of the Royal Society B。通过琥珀超薄切片、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术的分析发现，一种青蜂科昆虫胸部表面的蓝绿色是由多层重复出现的纳米级构造组成，代表一种典型且常见的结构色类型，证实白垩纪琥珀昆虫身体表面显示的颜色可能是原始颜色。这一发现证明了超微纳米级的光学元件可在长期地质历史中稳定保存，并对认识早期昆虫结构色生态功能的演化具有重要意义。
青藏高原：平菇的起源摇篮和进化熔炉——侧耳生物地理学研究进展
中国科学院昆明植物研究所真菌地衣多样性与适应性进化团队杨祝良研究组对来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和非洲的平菇（糙皮侧耳）物种复合群样品进行核酸测序，基于40个单拷贝直系同源核基因片段，构建了较为全面的系统发育框架，开展了分子钟推算、祖先分布区重建和演化速率分析。研究论文发表于IMA Fungus。约在600万年前，在青藏高原和中亚这个巨大熔炉中，逐步进化出了适应干旱环境的亚支系，“平菇后裔”生长基质变成了荒漠中伞形科植物的残余。特别是在中亚广大地区，“平菇后裔”在极短的时间内，以荒漠、半荒漠中的伞形科阿魏属、刺芹属等植物根茎残骸为营养基质，完成繁衍目的。
早期现代人“北方扩散路线”研究新进展
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所高星团队针对早期现代人“北方扩散路线”这一问题已经发表了多项研究成果。应杂志邀请，该团队为其“研究亮点”撰写了早期现代人北方扩散路线的评述。研究论文发表于Science Bulletin。化石人类学、古基因组学、考古学等多方面证据表明，距今约5万.3万年间，早期现代人曾沿中亚、西伯利亚、蒙古、中国西北地区等向东扩散。这一扩散晚于沿南方路线扩散开始的时间（距今约12万.8万年），表明早期现代人的扩散是一个复杂过程，在不同时段有着不同的扩散路线，并且扩散的机制和动因可能有所不同。现代人的起源和演化研究应该重视区域复杂性和基因交流的频发性。
上新世中期喜马拉雅山仍未隆升至现今高度
中国科学院青藏高原研究所方小敏、何建坤与合作者推断晚中新世至上新世中期吉隆盆地盆底海拔约2.5km，而周围山体海拔超过3.6km。研究论文发表于Earth and Planetary Science Letters。研究团队在喜马拉雅山地区吉隆盆地尝试应用叶蜡正构烷烃氢同位素（δ2Halk）和甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）温度计两种新兴的定量古高度计，从新角度探究这一难题。δ2Halk与δ18Oc重建古高度均依据沿高度降水的瑞利分馏模型，但其形成和保存过程的同位素分馏机制存在较大差异；GDGTs是来源于古菌和一类细菌的细胞膜脂分子化石，能够记录其生存环境温度，可以提供基于微生物生态的定量化证据。
气候环境
气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应
中国科学院大气物理研究所辛金元研究员团队与哈佛大学Scot T. Martin教授团队合作，基于北京地区大气污染边界层物理与化学耦合观测，联合构建了气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应模型。研究论文发表于Geophysical Research Letters。论文探究了区域大气污染成因与控制策略与气溶胶与边界层相互作用的机制。研究揭示大气中存在一个转换高度h，在h之上吸收型气溶胶对边界层抑制作用强于散射型气溶胶（即，“穹顶”效应>天空“阳伞”效应），在h之下散射型气溶胶对边界层抑制作用强于吸收型气溶胶（即，地面“阳伞”效应>“火炉”效应）。该转换高度h与早晨残留层高度密切相关。
揭示树木叶片衰老响应全球变暖的机制
四川大学生命科学学院刘建全等人与中山大学、浙江农林大学、加拿大魁北克大学、美国佛罗里达州立大学等单位的研究人员合作，揭示了在全球变暖的大背景下，秋季物候变化——叶片衰老的响应机制。研究论文发表于Nature Climate Change。基于过去60余年的50多万条秋季物候数据，研究人员发现与“冷秋”相比较，“暖秋”时叶片衰老表现出更强的气候响应、更高的物候可塑性，揭示了秋季物候对气候响应的非线性模式。另外，“暖秋”时叶片衰老时间的推迟，主要是夜间温度升高导致的。但是，白天温度升高，尤其是在“暖秋”，会引起干旱胁迫，从而导致秋季叶衰老提前。
三峡水库消落区植被—土壤系统恢复特征研究
中国科学院水生植物与流域生态重点实验室叶琛、张全发等研究人员和格里菲斯大学河流研究所Chengrong Chen教授研究团队，联合研究了三峡水库消落区在经历10年水淹干扰后其植被-土壤系统的动态变化及恢复机制。研究论文发表于Geoderma。长期周期性水淹使得消落区土壤中总氮和总磷的含量平均减少了17%。消落区中淹没频率高的海拔区间拥有较低的植被物种多样性和丰富度，消落区水文变化会对消落区的植被和土壤元素含量产生重要的影响。消落区植物群落即使在连续10年的周期性淹水之后，也可以经过一个生长季从先前的淹水中部分恢复过来，其恢复主要受到同一时期土壤化学性质的影响。
大尺度土壤粒径空间插值和土壤质地分类研究
中国科学院地理资源研究所史文娇等使用5种机器学习模型和等距对数比3种对数比转换数据方法，对黑河流域进行土壤粒径插值和土壤质地分类的系统比较。研究结果发表于Hydrology and Earth System Sciences。结果表明，对数比转换方法降低了土壤粒径数据的偏度。在土壤质地分类方面，RF和XGB，具有较高的总体精度和Kappa系数。使用对数比转换方法（尤其是CLR和ILR）可以改善STRESS。直接分类法和间接分类法的空间预测图在黑河流域上游和中游的细节表现较为类似，而利用对数比转换方法的间接分类图在下游具有更多的细节信息。土壤质地的间接分类法与直接分类法相比，Kappa系数提高了21.3%。
潮间带多环芳烃分布影响机制研究
中国科学院烟台海岸带研究所陈令新研究员等利用其在复杂环境基质样品分析方面的技术优势，研究人为因素对中国潮间带多环芳烃分布的影响。研究论文发表于Nature Sustainability。潮间带是地球表面资源最丰富、物质和能量交换最激烈的区域。人类活动产生的污染物通过地表径流等途径进入到潮间带区域，对其生态系统产生了强烈的影响。多环芳烃（PAHs）具有高毒性、持久性、生物累积性，能够远距离迁移，在环境中广泛存在。研究结果揭示了潮间带沉积物中PAHs污染特征，可在一定程度上反映区域工业化和城市化水平，同时为其他潮间带区域PAHs水平的预测与评估提供指导。
三江平原湿地保护工程成效评估
中国科学院东北地理与农业生态研究所王宗明研究员等在三江平原湿地保护工程成效评估中取得研究进展。研究论文发表于Journal of Environmental Management。研究团队以三江平原这一国家湿地保护工程实施的重点区域作为研究区，经过研究发现：国家湿地保护工程在减缓湿地损失和提升区域生态系统服务方面扮演了重要的角色。工程实施后，三江平原的湿地损失率明显下降。2000-2015年相比于1990-2000年，区域生境适宜性良好的面积和生态系统碳储量减少率明显下降，区域水源涵养能力和食物生产能力明显提升。9个国家级湿地保护区起到了重要作用。
绘制全球在中国的碳足迹
北京理工大学管理与经济学院王兆华教授等与生态环境部环境规划院、北京师范大学、密西根大学安娜堡分校、密西根大学等单位的科学家合作，绘制全球在中国的碳足迹。研究论文发表于Nature Communications。我国出口驱动的碳足迹热点主要集中在一些制造业中心地区，包括长三角（如上海）、珠三角（如东莞）和华北平原（如天津）等，这些城市均拥有接近世界级的海运港口，而大约1%的国土面积可容纳75%的出口驱动碳排放。文章中所绘制的碳足迹地图为指导基于消费的减排政策制定提供了参考，为中国的城市层面等减排个体识别出了碳减排的靶向热点。
过去2500年自然和人为变化对泸沽湖有壳虫群落的影响
中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）和中国科学院南京地理与湖泊研究所羊向东团队选择泸沽湖为研究对象，以有壳虫群落分析为切入点，结合地球化学指标和年代分析研究过去2500年以来群落演变特征，分析驱动有壳虫群落变化的生态因子和生态过程。研究论文发表于Science of the Total Environment。研究发现泸沽湖生态系统演化可以划分为三个阶段，分别对应了不同的自然变化和人类活动。第一阶段（公元前500年—公元800年）；第二阶段（公元800年—公元1920年）；第三阶段（公元1920年—公元2010年）。有壳虫可以作为环境变化的敏感指示生物，用于监测和模拟湖泊生态系统的演变过程。
植物研究
峨眉锥栗的杂交起源和生殖隔离位点的非均匀分布
中国科学院西双版纳热带植物园进化生态学研究组孙永帅等用多个方法分析峨眉锥栗与板栗、锥栗的遗传差异，为峨眉锥栗的分类地位提供了基因组学证据。并采用hhs方法、溯祖模型比较分析等对峨眉锥栗的杂交起源过程进行解析，估算亲本物种对峨眉锥栗基因组的相对贡献。该研究鉴定了与生殖隔离关联的候选基因组位点。研究论文发表于Nature Communications。在峨眉锥栗基因组中，仅6个生殖隔离位点来自于板栗。亲本物种间生殖隔离位点的重新组合可为新物种形成的重要机制。候选生殖隔离位点偏集中分布于基因组的低重组区域。自然选择和遗传重组间互作塑造了峨眉锥栗基因组的进化过程。
植物根系性状及其对降水变化的响应机制研究
中国科学院植物研究所白文明研究组以内蒙古典型草原常见植物种为研究对象，利用多伦恢复试验示范研究站的多年降水控制实验平台，结合自然降水梯度样带实验，揭示了内蒙古典型草原植物根系性状种间和种内变异规律及其对降水变化的响应机制。研究论文发表于New Phytologist。典型草原植物根系性状为多维的种间变异模式，并且不同物种的根系性状对降水变化响应的敏感性不同，不同类群草本植物根系解剖性状的差异决定了其叶片生理过程对降水变化的差异性响应。该研究从根系功能性状的角度揭示了草原植物多样的资源利用策略及其对降水变化的响应和适应机制，用于理解和预测草原植物对未来气候变化的响应。
植物维管发育表观调控机制研究
北京大学生命科学学院钱伟强课题组联合贺新强课题组借助独特的拟南芥管状分子异位诱导系统VISUAL，通过一系列的甲基化组和转录组分析，确定了DNA主动去甲基化在维管发育中的作用，并揭示了木质部管状分子分化的表观遗传调控机制。研究论文发表于Science Advances。DNA甲基化（5-methylcytosine，5mC）是一种植物和动物保守的用来沉默转座子并调节基因表达的表观遗传修饰。DNA甲基化模式可以通过DNA被动或主动去甲基化来改变。该研究突出了RDD引发的DNA主动去甲基化在植物发育中的新功能，并提供了通过表观遗传调控机制调控TE分化的新见解。
黄栌枯萎病菌致病性研究
北京林业大学林学院森林病理学研究团队王永林等解析了黄栌枯萎病菌（大丽轮枝菌）bZip转录因子VdAtf1作为新的氮代谢调节因子控制致病过程的分子机制。研究论文发表于New Phytologist。研究发现大丽轮枝菌bZIP家族转录因子VdAtf1调控致病性的新机制。敲除该基因不影响病原菌对活性氧胁迫的敏感性，而参与了对活性氮的应答。生化数据表明VdAtf1参与控制了病原菌体内硝酸和铵的代谢平衡，并与氮代谢阻遏关键因子VdNut1形成反馈抑制。进一步研究证明VdAtf1通过增强真菌细胞壁、抑制丙酮醛和甘油的过度积累和应答活性氮胁迫控制致病过程。该研究为阐明大丽轮枝菌致病机制提供了新的见解。
硼缓解柑橘砧木铝毒害研究
华中农业大学资源与环境学院教授姜存仓课题组揭示了硼降低铝在枳壳砧木根系细胞壁碱溶性果胶和细胞质中铝的积累，最终减轻铝对植株的毒害作用机理。研究论文发表于Journal of Hazardous Materials。柑橘是我国重要的水果作物，其主要种植在南方酸性土壤中，硼缺乏和铝毒害并存问题在柑橘园很常见。研究发现，铝胁迫下加硼主要降低果胶（尤其是碱溶性果胶中）铝含量。硼促进碱溶性果胶交联，形成稳定的细胞壁网状结构，减小细胞壁的孔径，二者共同作用降低铝在细胞壁中的积累。得出胁迫下加硼抑制根尖对铝的吸收，及加速细胞质铝的液泡区室化，最终减轻铝对植株的毒害作用。
玉米细胞质雄性不育研究
中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜研究组与合作单位鉴定了玉米S型细胞质雄性不育（CMS-S）系的不育基因orf355，并进一步鉴定出一个在花药中特异表达的转录因子ZmDREB1.7。研究论文发表于Molecular Plant。植物细胞质雄性不育是广泛存在并具有重要应用价值的现象。在雄性不育材料中，花粉粒败育但其他组织的生长发育不受影响，因此细胞质雄性不育被广泛应用于杂交育种。细胞质雄性不育也是研究细胞核与线粒体相互作用的利器，不育基因由线粒体基因组编码，而大部分恢复基因由核基因组编码，两套不同的基因组如何协同调控花粉粒的育性，甚至影响植物生长发育，其分子机制还有待探明。
红树基因组水平的趋同进化机制
中山大学生命科学学院施苏华教授课题组发展了准确估计分子水平趋同进化的方法，以多种红树植物为研究对象，阐明了红树基因组水平的趋同进化机制。研究论文发表于National Science Review。红树植物是生长在海岸潮间带环境的木本植物，包含了不同分类类群的数十个物种，是研究适应性趋同进化的极佳对象。文章选择了3个主要的红树植物类群共16种代表性的红树物种，进行了全基因组或转录组测序组装，在全基因组水平检测趋同进化。通过系统发育分析发现3个红树植物类群起源的时间十分接近，共同经历了历史上海平面的升降，并逐步适应潮间带环境。文章探讨了准确估计分子水平趋同进化的方法。
水稻基因打靶技术研究
中国科学院分子植物科学卓越创新中心朱健康院士领衔的研究团队在植物基因组编辑领域取得重要进展，研究人员采用修饰后的DNA片段作为供体，在水稻上建立了一种高效的片段靶向敲入和替换技术，高至50%的靶向敲入效率将极大地方便植物的研究和育种。研究论文发表于Nature Biotechnology。常规的HDR频率极其低下，但前期实验中发现基因组上串联重复片段间的HDR频率非常高。利用这一现象，通过将修饰的片段靶向敲入至目标位点后，人为制造这种串联重复结构，诱导TR-HDR去实现片段替换。这一技术突破将非常有助于植物学研究，并大大促进农作物定向遗传改良的进程。
羊驼和美洲驼的驯化起源机制
中国科学院动物研究所詹祥江团队与来自山西农业大学、英国卡迪夫大学、华大基因、智利比奥比奥大学等国内外机构的科学家合作，回答了羊驼和美洲驼的起源问题。研究论文发表于Genome Biology。研究人员广泛采集了安第斯山脉4个相关物种28个个体的血液样品，通过对全基因组序列分析和系统发生树构建，发现羊驼起源于骆马，而美洲驼则驯化自原驼。论文发现两个物种之间存在大范围的不对称基因渐渗现象。通过对渐渗发生时间及近期有效种群大小波动进行推断，揭示了发生于16世纪30年代的西班牙殖民南美洲事件对当地传统畜牧业所造成的可能影响。
奥陶纪末大灭绝前夕珊瑚动物群研究
中国科学院南京地质古生物研究所王光旭副研究员与澳大利亚新南威尔士地质调查所两位合作者（Ian. G. Percival和甄勇毅）系统研究了产自新南威尔士中部Malachis Hill组顶部（凯迪阶顶部）的一个珊瑚动物群，为理解奥陶纪末大灭绝前夕的珊瑚动物群面貌提供了一个重要窗口。相关成果发表于Alcheringa。论文系统描述了该珊瑚动物群中7属10种（含2个新种），并结合已发表的资料，理清了这一珊瑚动物群的基本面貌。研究表明，该套动物群与哈萨克斯坦和南天山的同期动物群具有极大的相似性，但却与古地理位置更近的华南存在较大差异，这种差别可能是由时代或古纬度上的差异所造成。
利用枝角类和水生植物不同组分稳定碳同位素在湖泊食物网与生态环境演变研究
中国科学院南京地理与湖泊研究所薛滨研究员团队对太湖枝角类及升金湖与南漪湖的水生植物δ13C进行了分析，将象鼻溞化石稳定碳同位素指标成功用于重建太湖富营养和食物网结构演变的历史。研究论文发表于Science of the Total Environment。随着富营养化水平的提高，象鼻溞的浓度呈现显著增加的趋势，而象鼻溞化石稳定碳同位素则表现为逐渐偏负的过程。与此同时，象鼻溞及其稳定碳同位素与地球化学指标间的相关性分析，则揭示了在太湖营养盐迅速富集的过程中，食物网可能发生的显著改变，这为我国东南部浅水湖泊食物网的重建和富营养化的深入研究提供了思路和线索。
揭示中国南方与东南亚人群旧石器时期的遗传联系——新发现万年前的未知现代人群M71d亚支系
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所付巧妹团队、裴树文研究员与贵州文物考古研究所张兴龙副研究馆员、云南文物考古研究所吉学平研究员、中国科学院昆明动物所彭旻晟副研究员等合作，完成了关于距今11000年左右的中国南方地区贵州清水苑大洞人和广西隆林人线粒体全基因组的研究。研究论文发表于Journal of human genetics。论文报道了目前最古老的东亚南部地区现代人遗传数据，分析显示在新石器时代及更早时期，东亚南部现代人可能存在自北向南的迁徙，未来的研究还需进一步补充更多中国南方及东南亚的数据，结合核基因组的分析，深入探究新石器早期以及旧石器晚期东亚及东南亚现代人迁徙与扩散。
缅甸琥珀揭示了多样性昆虫结构色的形成机制
中国科学院南京地质古生物研究所蔡晨阳副研究员、泮燕红研究员等，通过对白垩纪缅甸琥珀中大量的具金属色彩的昆虫进行系统研究，发现纯净而强烈的颜色可直接在多种昆虫身体表面保存下来。研究论文发表于Proceedings of the Royal Society B。通过琥珀超薄切片、扫描电子显微镜和透射电子显微镜等技术的分析发现，一种青蜂科昆虫胸部表面的蓝绿色是由多层重复出现的纳米级构造组成，代表一种典型且常见的结构色类型，证实白垩纪琥珀昆虫身体表面显示的颜色可能是原始颜色。这一发现证明了超微纳米级的光学元件可在长期地质历史中稳定保存，并对认识早期昆虫结构色生态功能的演化具有重要意义。
青藏高原：平菇的起源摇篮和进化熔炉——侧耳生物地理学研究进展
中国科学院昆明植物研究所真菌地衣多样性与适应性进化团队杨祝良研究组对来自亚洲、欧洲、北美洲、南美洲和非洲的平菇（糙皮侧耳）物种复合群样品进行核酸测序，基于40个单拷贝直系同源核基因片段，构建了较为全面的系统发育框架，开展了分子钟推算、祖先分布区重建和演化速率分析。研究论文发表于IMA Fungus。约在600万年前，在青藏高原和中亚这个巨大熔炉中，逐步进化出了适应干旱环境的亚支系，“平菇后裔”生长基质变成了荒漠中伞形科植物的残余。特别是在中亚广大地区，“平菇后裔”在极短的时间内，以荒漠、半荒漠中的伞形科阿魏属、刺芹属等植物根茎残骸为营养基质，完成繁衍目的。
早期现代人“北方扩散路线”研究新进展
中国科学院古脊椎动物与古人类研究所高星团队针对早期现代人“北方扩散路线”这一问题已经发表了多项研究成果。应杂志邀请，该团队为其“研究亮点”撰写了早期现代人北方扩散路线的评述。研究论文发表于Science Bulletin。化石人类学、古基因组学、考古学等多方面证据表明，距今约5万.3万年间，早期现代人曾沿中亚、西伯利亚、蒙古、中国西北地区等向东扩散。这一扩散晚于沿南方路线扩散开始的时间（距今约12万.8万年），表明早期现代人的扩散是一个复杂过程，在不同时段有着不同的扩散路线，并且扩散的机制和动因可能有所不同。现代人的起源和演化研究应该重视区域复杂性和基因交流的频发性。
上新世中期喜马拉雅山仍未隆升至现今高度
中国科学院青藏高原研究所方小敏、何建坤与合作者推断晚中新世至上新世中期吉隆盆地盆底海拔约2.5km，而周围山体海拔超过3.6km。研究论文发表于Earth and Planetary Science Letters。研究团队在喜马拉雅山地区吉隆盆地尝试应用叶蜡正构烷烃氢同位素（δ2Halk）和甘油二烷基甘油四醚（GDGTs）温度计两种新兴的定量古高度计，从新角度探究这一难题。δ2Halk与δ18Oc重建古高度均依据沿高度降水的瑞利分馏模型，但其形成和保存过程的同位素分馏机制存在较大差异；GDGTs是来源于古菌和一类细菌的细胞膜脂分子化石，能够记录其生存环境温度，可以提供基于微生物生态的定量化证据。
气候环境
气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应
中国科学院大气物理研究所辛金元研究员团队与哈佛大学Scot T. Martin教授团队合作，基于北京地区大气污染边界层物理与化学耦合观测，联合构建了气溶胶在大气边界层中的火炉、穹顶与阳伞效应模型。研究论文发表于Geophysical Research Letters。论文探究了区域大气污染成因与控制策略与气溶胶与边界层相互作用的机制。研究揭示大气中存在一个转换高度h，在h之上吸收型气溶胶对边界层抑制作用强于散射型气溶胶（即，“穹顶”效应>天空“阳伞”效应），在h之下散射型气溶胶对边界层抑制作用强于吸收型气溶胶（即，地面“阳伞”效应>“火炉”效应）。该转换高度h与早晨残留层高度密切相关。
揭示树木叶片衰老响应全球变暖的机制
四川大学生命科学学院刘建全等人与中山大学、浙江农林大学、加拿大魁北克大学、美国佛罗里达州立大学等单位的研究人员合作，揭示了在全球变暖的大背景下，秋季物候变化——叶片衰老的响应机制。研究论文发表于Nature Climate Change。基于过去60余年的50多万条秋季物候数据，研究人员发现与“冷秋”相比较，“暖秋”时叶片衰老表现出更强的气候响应、更高的物候可塑性，揭示了秋季物候对气候响应的非线性模式。另外，“暖秋”时叶片衰老时间的推迟，主要是夜间温度升高导致的。但是，白天温度升高，尤其是在“暖秋”，会引起干旱胁迫，从而导致秋季叶衰老提前。
三峡水库消落区植被—土壤系统恢复特征研究
中国科学院水生植物与流域生态重点实验室叶琛、张全发等研究人员和格里菲斯大学河流研究所Chengrong Chen教授研究团队，联合研究了三峡水库消落区在经历10年水淹干扰后其植被-土壤系统的动态变化及恢复机制。研究论文发表于Geoderma。长期周期性水淹使得消落区土壤中总氮和总磷的含量平均减少了17%。消落区中淹没频率高的海拔区间拥有较低的植被物种多样性和丰富度，消落区水文变化会对消落区的植被和土壤元素含量产生重要的影响。消落区植物群落即使在连续10年的周期性淹水之后，也可以经过一个生长季从先前的淹水中部分恢复过来，其恢复主要受到同一时期土壤化学性质的影响。
大尺度土壤粒径空间插值和土壤质地分类研究
中国科学院地理资源研究所史文娇等使用5种机器学习模型和等距对数比3种对数比转换数据方法，对黑河流域进行土壤粒径插值和土壤质地分类的系统比较。研究结果发表于Hydrology and Earth System Sciences。结果表明，对数比转换方法降低了土壤粒径数据的偏度。在土壤质地分类方面，RF和XGB，具有较高的总体精度和Kappa系数。使用对数比转换方法（尤其是CLR和ILR）可以改善STRESS。直接分类法和间接分类法的空间预测图在黑河流域上游和中游的细节表现较为类似，而利用对数比转换方法的间接分类图在下游具有更多的细节信息。土壤质地的间接分类法与直接分类法相比，Kappa系数提高了21.3%。
潮间带多环芳烃分布影响机制研究
中国科学院烟台海岸带研究所陈令新研究员等利用其在复杂环境基质样品分析方面的技术优势，研究人为因素对中国潮间带多环芳烃分布的影响。研究论文发表于Nature Sustainability。潮间带是地球表面资源最丰富、物质和能量交换最激烈的区域。人类活动产生的污染物通过地表径流等途径进入到潮间带区域，对其生态系统产生了强烈的影响。多环芳烃（PAHs）具有高毒性、持久性、生物累积性，能够远距离迁移，在环境中广泛存在。研究结果揭示了潮间带沉积物中PAHs污染特征，可在一定程度上反映区域工业化和城市化水平，同时为其他潮间带区域PAHs水平的预测与评估提供指导。
三江平原湿地保护工程成效评估
中国科学院东北地理与农业生态研究所王宗明研究员等在三江平原湿地保护工程成效评估中取得研究进展。研究论文发表于Journal of Environmental Management。研究团队以三江平原这一国家湿地保护工程实施的重点区域作为研究区，经过研究发现：国家湿地保护工程在减缓湿地损失和提升区域生态系统服务方面扮演了重要的角色。工程实施后，三江平原的湿地损失率明显下降。2000-2015年相比于1990-2000年，区域生境适宜性良好的面积和生态系统碳储量减少率明显下降，区域水源涵养能力和食物生产能力明显提升。9个国家级湿地保护区起到了重要作用。
绘制全球在中国的碳足迹
北京理工大学管理与经济学院王兆华教授等与生态环境部环境规划院、北京师范大学、密西根大学安娜堡分校、密西根大学等单位的科学家合作，绘制全球在中国的碳足迹。研究论文发表于Nature Communications。我国出口驱动的碳足迹热点主要集中在一些制造业中心地区，包括长三角（如上海）、珠三角（如东莞）和华北平原（如天津）等，这些城市均拥有接近世界级的海运港口，而大约1%的国土面积可容纳75%的出口驱动碳排放。文章中所绘制的碳足迹地图为指导基于消费的减排政策制定提供了参考，为中国的城市层面等减排个体识别出了碳减排的靶向热点。
过去2500年自然和人为变化对泸沽湖有壳虫群落的影响
中国科学院城市环境研究所水生态健康研究组（杨军团队）和中国科学院南京地理与湖泊研究所羊向东团队选择泸沽湖为研究对象，以有壳虫群落分析为切入点，结合地球化学指标和年代分析研究过去2500年以来群落演变特征，分析驱动有壳虫群落变化的生态因子和生态过程。研究论文发表于Science of the Total Environment。研究发现泸沽湖生态系统演化可以划分为三个阶段，分别对应了不同的自然变化和人类活动。第一阶段（公元前500年—公元800年）；第二阶段（公元800年—公元1920年）；第三阶段（公元1920年—公元2010年）。有壳虫可以作为环境变化的敏感指示生物，用于监测和模拟湖泊生态系统的演变过程。
植物研究
峨眉锥栗的杂交起源和生殖隔离位点的非均匀分布
中国科学院西双版纳热带植物园进化生态学研究组孙永帅等用多个方法分析峨眉锥栗与板栗、锥栗的遗传差异，为峨眉锥栗的分类地位提供了基因组学证据。并采用hhs方法、溯祖模型比较分析等对峨眉锥栗的杂交起源过程进行解析，估算亲本物种对峨眉锥栗基因组的相对贡献。该研究鉴定了与生殖隔离关联的候选基因组位点。研究论文发表于Nature Communications。在峨眉锥栗基因组中，仅6个生殖隔离位点来自于板栗。亲本物种间生殖隔离位点的重新组合可为新物种形成的重要机制。候选生殖隔离位点偏集中分布于基因组的低重组区域。自然选择和遗传重组间互作塑造了峨眉锥栗基因组的进化过程。
植物根系性状及其对降水变化的响应机制研究
中国科学院植物研究所白文明研究组以内蒙古典型草原常见植物种为研究对象，利用多伦恢复试验示范研究站的多年降水控制实验平台，结合自然降水梯度样带实验，揭示了内蒙古典型草原植物根系性状种间和种内变异规律及其对降水变化的响应机制。研究论文发表于New Phytologist。典型草原植物根系性状为多维的种间变异模式，并且不同物种的根系性状对降水变化响应的敏感性不同，不同类群草本植物根系解剖性状的差异决定了其叶片生理过程对降水变化的差异性响应。该研究从根系功能性状的角度揭示了草原植物多样的资源利用策略及其对降水变化的响应和适应机制，用于理解和预测草原植物对未来气候变化的响应。
植物维管发育表观调控机制研究
北京大学生命科学学院钱伟强课题组联合贺新强课题组借助独特的拟南芥管状分子异位诱导系统VISUAL，通过一系列的甲基化组和转录组分析，确定了DNA主动去甲基化在维管发育中的作用，并揭示了木质部管状分子分化的表观遗传调控机制。研究论文发表于Science Advances。DNA甲基化（5-methylcytosine，5mC）是一种植物和动物保守的用来沉默转座子并调节基因表达的表观遗传修饰。DNA甲基化模式可以通过DNA被动或主动去甲基化来改变。该研究突出了RDD引发的DNA主动去甲基化在植物发育中的新功能，并提供了通过表观遗传调控机制调控TE分化的新见解。
黄栌枯萎病菌致病性研究
北京林业大学林学院森林病理学研究团队王永林等解析了黄栌枯萎病菌（大丽轮枝菌）bZip转录因子VdAtf1作为新的氮代谢调节因子控制致病过程的分子机制。研究论文发表于New Phytologist。研究发现大丽轮枝菌bZIP家族转录因子VdAtf1调控致病性的新机制。敲除该基因不影响病原菌对活性氧胁迫的敏感性，而参与了对活性氮的应答。生化数据表明VdAtf1参与控制了病原菌体内硝酸和铵的代谢平衡，并与氮代谢阻遏关键因子VdNut1形成反馈抑制。进一步研究证明VdAtf1通过增强真菌细胞壁、抑制丙酮醛和甘油的过度积累和应答活性氮胁迫控制致病过程。该研究为阐明大丽轮枝菌致病机制提供了新的见解。
硼缓解柑橘砧木铝毒害研究
华中农业大学资源与环境学院教授姜存仓课题组揭示了硼降低铝在枳壳砧木根系细胞壁碱溶性果胶和细胞质中铝的积累，最终减轻铝对植株的毒害作用机理。研究论文发表于Journal of Hazardous Materials。柑橘是我国重要的水果作物，其主要种植在南方酸性土壤中，硼缺乏和铝毒害并存问题在柑橘园很常见。研究发现，铝胁迫下加硼主要降低果胶（尤其是碱溶性果胶中）铝含量。硼促进碱溶性果胶交联，形成稳定的细胞壁网状结构，减小细胞壁的孔径，二者共同作用降低铝在细胞壁中的积累。得出胁迫下加硼抑制根尖对铝的吸收，及加速细胞质铝的液泡区室化，最终减轻铝对植株的毒害作用。
玉米细胞质雄性不育研究
中国科学院遗传与发育生物学研究所陈化榜研究组与合作单位鉴定了玉米S型细胞质雄性不育（CMS-S）系的不育基因orf355，并进一步鉴定出一个在花药中特异表达的转录因子ZmDREB1.7。研究论文发表于Molecular Plant。植物细胞质雄性不育是广泛存在并具有重要应用价值的现象。在雄性不育材料中，花粉粒败育但其他组织的生长发育不受影响，因此细胞质雄性不育被广泛应用于杂交育种。细胞质雄性不育也是研究细胞核与线粒体相互作用的利器，不育基因由线粒体基因组编码，而大部分恢复基因由核基因组编码，两套不同的基因组如何协同调控花粉粒的育性，甚至影响植物生长发育，其分子机制还有待探明。
红树基因组水平的趋同进化机制
中山大学生命科学学院施苏华教授课题组发展了准确估计分子水平趋同进化的方法，以多种红树植物为研究对象，阐明了红树基因组水平的趋同进化机制。研究论文发表于National Science Review。红树植物是生长在海岸潮间带环境的木本植物，包含了不同分类类群的数十个物种，是研究适应性趋同进化的极佳对象。文章选择了3个主要的红树植物类群共16种代表性的红树物种，进行了全基因组或转录组测序组装，在全基因组水平检测趋同进化。通过系统发育分析发现3个红树植物类群起源的时间十分接近，共同经历了历史上海平面的升降，并逐步适应潮间带环境。文章探讨了准确估计分子水平趋同进化的方法。
水稻基因打靶技术研究
中国科学院分子植物科学卓越创新中心朱健康院士领衔的研究团队在植物基因组编辑领域取得重要进展，研究人员采用修饰后的DNA片段作为供体，在水稻上建立了一种高效的片段靶向敲入和替换技术，高至50%的靶向敲入效率将极大地方便植物的研究和育种。研究论文发表于Nature Biotechnology。常规的HDR频率极其低下，但前期实验中发现基因组上串联重复片段间的HDR频率非常高。利用这一现象，通过将修饰的片段靶向敲入至目标位点后，人为制造这种串联重复结构，诱导TR-HDR去实现片段替换。这一技术突破将非常有助于植物学研究，并大大促进农作物定向遗传改良的进程。
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