发布者:发布时间:

  9月14日,记者从中国科学院昆明植物研究所获悉,目前中国西南野生生物种质资源库已保存植物种子达10601种、85046份,占全国有花植物物种总数的36%,全面完成国家批复的长期建设目标,使我国的特有种、珍稀濒危种以及具有重要经济、生态和科学研究价值的物种安全得到有力保障,让快速、高效研究利用野生生物种质资源成为可能,也为我国应对国际生物产业竞争打下坚实基础。  中国西南野生生物种质资源库于2007年开始运行,是我国唯一以野生生物种质资源保存为主的综合保藏设施,也是亚洲最大的野生生物种质资源库。目前,该种质资源库有植物离体培养材料2093种、24100份,DNA分子材料7324种、65456份,2280种、22800份微生物菌株和2203种、60262份动物种质资源。  据中国科学院昆明植物研究所正高级工程师、中国西南野生生物种质资源库副主任于富强介绍,近年来,中国西南野生生物种质资源库以国家战略生物资源的需求和学科发展前沿为导向,以基因组学和分子生物学为主要研究手段,对植物进化、环境适应和种质资源保护与利用相关的科学问题进行了探索,并有目的地挖掘特殊环境的基因资源,发明种质资源保存利用的新技术。  同时,中国西南野生生物种质资源库率先启动并领衔完成了茶树基因组计划;建成木兰科、苦苣苔科、芸香科、兰科和黑药花科(重楼属)40余种植物的超低温保存方案,其中弥勒苣苔(苦苣苔科)和富民枳(芸香科)属于极度濒危物种。  此外,中国西南野生生物种质资源库已通过相关网站,实现了植物学基础信息、资源保藏信息以及保藏现状等信息数据和种质资源实物的共享。  (原载于《中国科学报》2021-09-15第1版要闻)

发布者:发布时间:

  中国科学技术大学郭光灿院士团队李传锋、柳必恒研究组与奥地利等国科学家合作,在高噪声环境下实现了高效的高维量子通信。该成果日前发表于《物理评论快报》。  量子通信是量子信息领域最重要的应用之一。理论研究表明,相比二维体系,高维量子体系在信道容量和抗噪声能力上均具有明显优势,然而要在实验上实现高效的高维量子通信仍然存在挑战。  近年来,李传锋、柳必恒研究组致力于高维量子通信网络的实验研究,在高维纠缠的制备与传输等方面取得一系列进展,包括制备出世界上保真度最高的32维量子纠缠态,实现高维纠缠态在11公里光纤中的有效传输等。  该研究组首先制备出两光子多维(实验中制备了2、4、8维)路径纠缠态,然后通过设计和实验构建了多维量子态的多出口测量装置,可分别对两个光子进行多达8输出的探测。为研究环境噪声对高维量子通信的影响,研究组采用发光二极管(LED)对单光子探测器照射的办法引入环境杂散光,通过调节LED的亮度即可方便地调节环境噪声的大小。他们以基于纠缠的量子密钥分发为例进行了实验研究。  研究结果表明,在噪声较小时,高维全空间编码能取得最佳的编码效率。具体而言,利用4维纠缠态和8维纠缠态,经过纠错和保密放大等后处理后,每对纠缠光子依然可以得到大于1比特的密钥,超越了两维比特系统所能达到的极限。而随着噪声增大,采用高维部分子空间编码的方式则更能对抗噪声的影响,实验结果显著优于两维比特系统,从而保证在高噪声环境中依然能实现高效的高维量子通信。  该成果实验验证了高维量子通信的优势,并为不同大小噪声环境下实现高效的高维量子通信过程提供了可行途径。  相关论文信息:https://doi.org/10.1103/PhysRevLett.127.110505  (原载于《中国科学报》2021-09-15第1版要闻)

发布者:发布时间:

野生型外毛细胞中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图新生外毛细胞中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心供图  耳蜗外毛细胞是声音的放大器,其特异表达的马达蛋白Prestin能显著提高人们对外界声音感知的灵敏度。中国科学院脑科学与智能技术卓越创新中心(神经科学研究所)刘志勇研究组首次在成年小鼠耳蜗内实现了将支持细胞转分化为Prestin阳性的外毛细胞。相关成果日前发表于eLife。  据介绍,各种耳毒性药物、噪声和衰老等因素均会造成外毛细胞的损伤。低等非哺乳类动物的毛细胞损伤后,其周边的支持细胞能够转分化产生新的毛细胞。但是,人类和其他哺乳类动物均丧失了自我再生毛细胞的能力,临床上外毛细胞损伤最终会导致严重的听力损伤。  Atoh1是耳蜗毛细胞发育过程中的一个重要基因。虽然体内过表达Atoh1能把幼年小鼠支持细胞转分化为毛细胞,遗憾的是其无法将成年支持细胞转变为毛细胞。因此,如何将小鼠成年支持细胞转分化为毛细胞,尤其是表达Prestin、有功能的外毛细胞,一直是一个重要但悬而未决的科学问题。  Ikzf2是在耳蜗外毛细胞特异表达的一个基因,其功能突变导致外毛细胞发育障碍。刘志勇研究组提出一个研究假说,即同时过表达Atoh1和Ikzf2能够将成年小鼠支持细胞转分化为Prestin阳性的外毛细胞。  该假说最终被实验结果证实。虽然Atoh1或者Ikzf2均不能单独转分化成年小鼠支持细胞,但Atoh1和Ikzf2一起可以成功将成年小鼠支持细胞转变为Prestin阳性的外毛细胞。同时,Atoh1和Ikzf2协同转分化效率在外毛细胞损伤的模型中大大提高,达到16%~29%。  为进一步确定新生外毛细胞的特征,研究人员进行了超高分辨率的扫描电镜和单细胞转录组分析。结果显示,新生的外毛细胞顶部不仅具有纤毛,其基因表达谱也与野生型外毛细胞相似,而与内耳其他类型的毛细胞有明显差别。  同行评议专家表示,这是耳蜗毛细胞再生领域的一个里程碑式的研究成果,其新生外毛细胞的成熟度大大超过了之前的研究,为临床治疗外毛细胞损伤提供了更深入的理论基础。  相关论文信息:https://doi.org/10.7554/eLife.66547  (原载于《中国科学报》2021-09-14第1版要闻)

发布者:发布时间:

  真菌是重要的真核生物类群,真菌的交配系统是影响真菌物种进化、基因组结构演化、子实体发育和环境适应能力的重要因素。近日,中国科学院昆明植物研究所研究员杨祝良与重庆师范大学副教授杜习慧应邀在《微生物学和分子生物学综述》期刊以封面文章形式发表综述,对羊肚菌属真菌交配系统、生殖方式和生活史研究的主要进展进行了总结,提出了现存的主要问题及今后的研究方向。  与物种多样性相对应,真菌呈现出高度可塑的交配系统和复杂多变的生活史特点。有些物种有多种交配系统和生殖方式存在,而有的只有一种或两种。在不同的条件下,同种真菌会选择不同的交配系统和生殖方式。真菌的生殖方式可简单分为无性生殖和有性生殖两大类,其中有性生殖是真菌遗传重组的重要驱动力。  研究人员介绍,真菌的性别是由交配型位点控制,在有性生殖过程中起决定性作用,交配型和交配型相关基因的研究是揭示真菌有性生殖机制的关键。在不同的真菌中分析交配型基因的结构、亲缘关系、功能和调控机制,对于揭示真菌有性生殖进化、染色体倍性变化、交配对象识别、生殖类型转化、子实体发育、物种演化及起源都具有重要的意义。  羊肚菌属真菌隶属于子囊菌门,是一类珍稀食药用真菌。随着羊肚菌栽培技术的发展和栽培面积的扩大,羊肚菌也成为国内外食用菌研究的新热点。目前羊肚菌种植地时常出现不出菇或产量低的现象,主要原因在于对羊肚菌的生物学特征认知不足,有关羊肚菌的交配机制、生殖方式、子实体发育和生活史方面还存在很多悬而未决的问题,其栽培技术亟待完善。  该综述结合新获得的基因组测序数据,对177篇相关文献进行深入分析,就羊肚菌的有性生殖类型和过程、交配型基因的结构和演化、交配系统、性别演化、无性生殖以及交配型对无性生殖的影响等几个方面,进行了深入探讨。该综述不仅对优化羊肚菌栽培技术、实现稳产高产具有参考价值,而且有利于羊肚菌成为研究子囊菌交配系统、生殖方式和个体发育的模式生物。  相关论文信息:https://journals.asm.org/doi/10.1128/MMBR.00220-20  (原载于《中国科学报》2021-09-14第3版农业科技)

发布者:发布时间:

  编者按:今年10月,《生物多样性公约》第十五次缔约方大会(COP15)将在云南昆明举行。近年来,我国在生物多样性保护方面所开展的工作和取得的成效,得到了国际社会的广泛认可。  生物多样性保护离不开科技的保障与助力,这其中,物种识别工作的开展具有重要作用——发现新物种,不仅能增加对生物多样性的认识,更能进一步厘清物种的分布范围、生境状况,从而更有针对性地采取保护举措。  从深山到深海、从动物到植物,新物种是如何被发现、鉴定的?本版推出“共建万物和谐的美丽家园·特别策划”,讲述新物种发现背后的故事,走近那些为保护生物多样性而努力“找寻”的人们。  “归根结底是为更科学保护”  记者 杨文明  “师兄,这个薄唇蕨感觉跟以前的不一样。”2019年,中国科学院昆明植物研究所博士张良和师弟梁振龙前往云南金平分水岭国家级自然保护区开展蕨类植物调查。一种不到20厘米的小型蕨类植物引起了两人的注意。  长期的野外调查,练就了张良识别蕨类植物物种的“火眼金睛”。大多数蕨类植物,他扫一眼就能大概确定其科属、是否为疑似新种。“看叶形和孢子囊群等特征,肯定是水龙骨科薄唇蕨属,但跟以前发现的薄唇蕨属植物又有明显不同,初步判定为疑似新种。”张良解释道,大多数薄唇蕨属植物都超过20厘米、裂片在3对以上,可该物种的植株却不到20厘米、裂片为1—2对。  拍摄照片、制作标本、收集实验材料后,张良和梁振龙决定对这一疑似新种进行基因测序。通过比对薄唇蕨属近缘物种的基因序列,张良快速、准确地判定所采集的标本是新物种,还根据其形态特点将其命名为纤细薄唇蕨。  “通过对DNA数据的解读,我们能确定纤细薄唇蕨和哪些物种有最近的共同‘祖先’,并进一步厘清它和其他薄唇蕨属物种之间的亲缘关系。”张良表示,上世纪90年代以来,分子系统学的兴起给分类研究注入了新的活力。  张良说,“科研人员从事野外调查、采集标本等,对不同类群植物开展亲缘关系研究,归根结底是为更科学保护、利用这些物种提供依据。云南物种丰富,对于专业研究者来说,在这里开展蕨类多样性研究得天独厚。”  “种类确定要经过多种分析”  记者 徐驭尧  2018年5月的一天,经过在西藏自治区山南市错那县崇山峻岭间反复寻找,西藏自治区高原生物研究所昆虫室考察团队终于在一片与雪山、森林相邻的开阔地,采集到足够的昆虫样本。  从天色刚黑到凌晨四五点,在捕获了上百只昆虫后,研究人员才把设备收起、装车,返回住处进一步研究。研究所副研究员达娃告诉记者,“捕获的昆虫大多要及时做成标本,特别是其中形态不熟悉的,我们还要一一鉴定。”  “这个没见过吧?”临时驻地里,工作人员开始归类整理当天采集的标本,一名工作人员的话吸引大家围了上来,仔细打量一个盒子中的蛾类。大家怀疑这是新的物种,但也不敢轻易下结论。  之后,研究人员把标本寄到华南农业大学进行鉴定。很快,实验室传来好消息——“这是缺口青尺蛾属的一个新种!”不久后,西藏自治区高原生物研究所和华南农业大学合作发表论文,宣告新物种“西藏缺口青尺蛾”被发现。  “昆虫种类的确定比较困难,种类确定要经过多种分析。因为昆虫种类多,很难凭借形态鉴定确定其物种属性,还需进行解剖对照分析,有的还要进一步进行分子分析。”达娃解释道。  这也是近年来在西藏发现的一系列昆虫新种中的一种。在第二次青藏高原综合科学考察的支持下,青藏高原地区更多昆虫新物种将会被发现。  “此前,科学家对青藏高原的昆虫调查、研究还不多。”达娃介绍,“像西藏缺口青尺蛾这样的蛾类,其种群稳定对生态平衡很重要,对高原生物多样性也有重要意义。”  “命名灵感来自该物种特殊生活习性”  记者 窦瀚洋  在权威海洋生物学数据库《世界海洋生物目录》发布的2020年度“十大海洋新物种”名单中,由自然资源部第二海洋研究所、上海交通大学、中国科学院海洋研究所科学家团队发表的深海海星新物种成功入选。这个新物种,有个形象的中文名——“派大星”背板海星。  “派大星”背板海星通体呈粉橙色,有7只细长的腕,外观与动画角色“派大星”相差甚远。那它为什么会被叫作“派大星”?该物种的命名者、自然资源部第二海洋研究所与上海交通大学联合培养的博士研究生张睿妍介绍:“‘派大星’背板海星所属的项链海星目分布于深海,外表与大家印象中的海星区别较大。取名‘派大星’,命名灵感来自该物种特殊生活习性——与深海海绵动物生活在一起,从而获得更多食物,有点像动画片中的派大星和海绵宝宝。”  其实,“派大星”背板海星的发现过程颇为曲折。张睿妍说,早在2013年国内科研人员就曾经采集到过样本,“但不是所有标本采集后都能立刻得到鉴定。现在从事海洋生物分类学的人才有限,不管是国内还是国外,样品馆中总有大批样品等着人们来研究鉴定。”  “我们的研究团队通过提取‘派大星’背板海星基因片段,并在全球生物序列数据库中进行比对,确认其属于项链海星目。又通过体视显微镜分析其形态构造,加之文献、照片对比,发现它属于项链海星科背板海星属,再通过它与该属下目前发现的唯一物种‘巴拿马背板海星’存在明显差异推断,这可能是新物种。”张睿妍说。  延伸阅读  ●新物种是如何被鉴定的  新物种的鉴定需要严格而规范的研究过程。  首先根据标本的外部形态特征,依据成熟可靠的分类检索表,初步确定该标本所属的生物类群;其次, 以属或者亚属等为单元,进一步根据形态特征、生物学特性等信息,并与该单元已知物种进行对比分析;同时,可以基于分子数据对基于形态特征的鉴定结果进行验证。如果能找出标本与这些已知物种在形态、遗传信息方面的重要差别,则可最终确定该标本所属物种作为新种的分类地位。  ●新物种是怎样被命名的  新物种的命名要严格按照《国际动物命名法规》和《国际植物命名法规》来执行。  每个物种只能有一个合法的拉丁学名。新物种的名称,也就是物种的拉丁学名采取“双名法”(属名+种本名,同时加定名人和定名年代),属名和种本名可以根据它们的形态特征、标本采集地、标本采集人等来命名。  ●新物种主要分布于哪些地区,主要由哪些学者发表  我国新物种主要由从事生物分类学研究的学者发表。相关研究者需要在全面掌握生物学以及生物分类学相关知识,并对所研究类群有了深入研究后,才能科学地发现并发表新物种。  发表新物种所依据的模式标本的分布地区,一般多数在生物多样性热点地区、极端与特殊环境等。在我国,青藏高原、西南山地等热点地区,以及深海的热液或冷泉等都是新物种发现的重要地区。  (原载于《人民日报》2021-09-1413版)

发布者:发布时间:

  如果将细胞比喻为生产生物分子的工厂,那么外泌体就是携带这些分子的运载器,它们能够直接进入受体细胞内部,释放所携带的物质,进而影响受体细胞。近年来,外泌体被用于探索治疗人类疾病的药物分子递送载体,在药物研发领域表现出较大的应用潜力。  前不久,中国科学院深圳先进技术研究院研究员杨慧带领团队,研发了一种纳米流控芯片技术,实现了外泌体药物载体的高通量制备,并通过实验验证了新型外泌体药物载体的抗肿瘤效果。该成果已于9月2日以封面文章形式发表在国际学术期刊Small。  据杨慧介绍,外泌体的直径大约为30-200纳米,作为一种天然的细胞间物质载体,可以分泌到细胞外空间或体液,通过生物分子的转移和传递,来实现细胞间的通讯。  杨慧说,将外源物质装载到外泌体中,有一些传统方法,比如电穿孔法,但这种方法存在着装载效率过低、极易破坏外泌体完整性和功能性的缺点,这让外泌体在生物医药应用上面临重大挑战。  杨慧团队就此提出一种名为“外泌体纳米穿孔器”的高通量芯片,可将多种外源物质装载到外泌体中,并获得大量装有药物的无损伤外泌体样品。  此成果论文第一作者、中国科学院深圳先进技术研究院博士研究生郝锐说,“外泌体纳米穿孔器”借助纳米流体芯片技术,可以实现外泌体药物载体制备条件的高度可控。  据他介绍,研究团队制造了结构精密的纳米级通道,实现了3万个模块的并行工作,可极大提高工作效率。借助纳米通道,研究团队对外泌体进行机械挤压和流体剪切,在外泌体膜表面,产生短暂存在但不破坏生物膜结构的纳米孔,促进外源物质分子从周围溶液进入外泌体,从而实现了外泌体药物载体的无损伤制备。  研究团队为进一步验证“外泌体纳米穿孔器”的有效性,选取阿霉素作为验证对象。阿霉素作为一类抗生素类药物,常作为脑胶质瘤、恶性淋巴瘤、乳腺癌以及肺癌等各类癌症的治疗药物。  最终,研究团队证实了“外泌体纳米穿孔器”可以将其高效装载到外泌体中,载药外泌体可以将阿霉素,运输到肺癌细胞和肿瘤球中,并诱导癌细胞死亡和抑制肿瘤球生长。  “研究结果表明,我们开发的纳米流控芯片,确保了含药外泌体的活性,同时架起了对抗癌细胞、肿瘤细胞等的‘直击通道’,在不产生免疫反应的情况下释放内含药物,这是外泌体药物临床应用的重要前提。”杨慧说。  目前,研究团队正在努力将这一纳米流控系统进行标准化生产。杨慧介绍,未来,基于纳米流控芯片技术,实现外泌体载药的新策略,有望发展成为一个平台型工具,将具有生物学意义和临床治疗作用的不同外源物质装载到外泌体中,在生物学研究和无细胞治疗方法开发上得到更多应用。(原载于《中国青年报》20211-09-1412版)

最新资讯
【瞭望】保护“耕地中的大熊猫”,有这些硬核措施
【新华网】9月23日3时21分“秋分”:燕将明日去,秋向此时分
科技部办公厅 国家开发银行办公室关于开展重大科技成果产业化专题债有关工作的通知
云南省科技厅召开云南实验室建设推进会议
河南省发布2021年“揭榜挂帅”科技项目榜单
山东省菏泽市召开产业技术研究院2021年度理事会暨大项目签约仪式
草地生态系统与生态畜牧业科学考察在青开展
浙江省科技厅召开党组会 交流部署双月重点工作
紫金山天文台在日珥爆发研究中取得进展
福建物构所无机深紫外非线性倍频开关晶体材料取得进展