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图为麻栗坡五层龙(Salaciamalipoensis)形态解剖。西双版纳热带植物园供图  记者25日从中国科学院西双版纳热带植物园获悉,该所科研人员发现一引种于云南省麻栗坡县的五层龙属植物存在错误鉴定。通过对该物种花果解剖,文献查阅以及相似种的模式标本核对后,最终确认为五层龙属一新种。  据悉,五层龙属是卫矛科里的一个大属,主要分布于世界热带地区,世界上约有200余种,中国产11种,云南产7种。  2019年4月,版纳植物园园林园艺部植物引种与信息管理组工作人员申健勇、马兴达,在对藤本园植物清查的过程中,发现一引种于云南省麻栗坡县的五层龙属植物存在错误鉴定。通过对该物种花果解剖,文献查阅以及相似种的模式标本核对后,最终确认为五层龙属一新种。最终根据其模式产地云南省麻栗坡县,将其命名为麻栗坡五层龙(SalaciamalipoensisX.D.Ma&J.Y.Shen)。  麻栗坡五层龙形态上与粉叶五层龙(S.glaucifolia)、多籽五层龙(S.polysperma)、勐腊五层龙(S.menglaensis)以及产泰国、越南、马来西亚和印度尼西亚的长圆叶五层龙(S.oblongifolia)近似,但该新种叶柄长4–8mm,叶边缘具细齿,总花梗仅长1–3mm,花瓣反折,子房每室含胚珠2枚,果实含1–2粒种子,这些特征可与其近似种明显区别。  目前该研究相关文章以Salaciamalipoensis,anewspeciesofCelastraceaefromYunnan,China为题,发表于国际学术期刊AnnalesBotaniciFennici上。

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  气候变化危机已成为大尺度格局中影响物种分布的关键因素。预测气候变化对物种和生态系统影响的一个关键标准是气候变化的局部速度,即一个物种必须以多快的速度在地区间移动,才能追上空间中其偏好的气候。然而,一些具有重要生态学意义的环境因素则移动得更慢(如一些土壤因素),或根本不移动(如一些地表下的地质因素)。  中国科学院西双版纳热带植物园综合保护中心科研人员的研究指出,对当地土壤因素的相对忽视可能削弱人们解释过去气候变化的响应和预测未来气候变化响应的能力。他们专注于一些固定的环境变量,特别是仅在部分地区的地质底层上形成的含有极端化学或物理性质的土壤类型,如石灰山喀斯特地貌、超镁铁质岩和花岗岩岛山(即孤立的山或从平原突然隆起的山脉,像海中岛屿)。通过查阅大量的文献发现,在更温暖的地区,尽管气候改变,特殊土壤生境物种(即特定地质底质上的动植物种类)通过局域移动、快速响应及遗传适应而生存,好似它们已在该地区存在了数百万年。然而,过去气候通常比现在更冷,且升温更慢,而特殊土壤生境物种现在面临着包括采矿在内的多重额外的威胁。进一步研究发现,过去用于预测气候变化响应的物种分布模型能够包括土壤因素,但这些因素的空间解析度往往很低。  “使用低解析度的土壤因素数据进行预测,可能会得出误导性的结果。”该综述的首席研究员RichardCorlett指出:“我们需要提高对物种土壤特殊性机制的研究,以预测气候变化和其他人为影响对这些特殊土壤生境物种的威胁性。同质园实验和养分添加实验应该对此有用。另外,我们还需要改进预测气候变化响应的物种分布模型。”  该综述以ClimateChangeandEdaphicSpecialists:IrresistibleForceMeetsImmovableObject? 为题在国际生态学期刊TrendsinEcology&Evolution上发表。  论文链接特殊土壤生境示例(图片来源于维基百科共享资源)

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  偏振光电探测在军事、医疗、环境等领域具有非常广泛的应用。但是目前所报道的偏振光电探测大部分是二维无机化合物,它们的晶体尺寸小和稳定性差,制约了它们实际应用的发展。二维杂化双钙钛矿材料具有无毒、稳定性好、载流子寿命长、晶体易生长等特点,在光电探测、高能射线探测等都显示了优异的性能,而且由于它们的量子阱结构而具有独特的各向异性,使得它能够实现偏振光电的研究。此外,这种二维杂化双钙钛矿表现出独特的相容性和可调性,可通过调控有机和无机组分以调制材料的电子、光学和光电性能。然而,基于二维杂化双钙钛矿材料的偏振光电探测还未有报道。  中国科学院福建物质结构研究所结构化学国家重点实验室无机光电功能晶体材料研究员罗军华团队在国家自然科学基金重点项目、国家杰出青年基金、中科院战略性先导专项和研究员孙志华主持的国家自然科学基金委优秀青年基金项目等资助下,设计合成了一例具有独特二维量子肼结构的杂化双钙钛矿化合物(i-PA)2CsAgBiBr7(i-PA是异戊胺)。该化合物有着优异的光电性能,并且其偏振光电流与偏振角度有着类似正弦曲线的关系,二向色性比达到1.35,而且该化合物有优异的偏振光响应开关的重复性和稳定性,以及较快速的光响应时间,达到200μs。这一工作是首次报道二维杂化双钙钛矿化合物在偏振光电的研究,显示了二维杂化双钙钛矿在光电探测等领域有巨大的研究潜力。相关的结果以通讯形式发表在《德国应用化学》(Angew.Chem.Int.Ed.2019,DOI:10.1002/anie.201911551)。该论文第一作者为联合培养在读硕士生李耀斌。  论文链接福建物构所二维杂化双钙钛矿偏振光电研究获进展

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  电催化氧还原反应(ORR)是能源转换和存储中的重要环节,在催化的d-带中心理论的指引下,目前的电催化剂设计与制备正从贵金属向过渡金属基材料的方向发展以降低能源转换的成本。通常主族金属元素由于本身非局域化的外层电子导致其缺乏合适的半满轨道进行多电子催化而被认为活性较差,因而基于主族s区金属制备的材料作为ORR电催化剂的研究还未见报道。近日,中国科学技术大学合肥微尺度物质科学国家研究中心和材料科学与工程学院教授陈乾旺课题组在基于主族s区金属发展高效ORR反应催化剂上取得进展,他们在密度泛函理论的计算指导下,实验合成了含有镁(Mg)辅因子的碳基催化剂,将主族s区金属Mg发展成了活性可比贵金属的ORR电催化剂。该研究成果于2月18日发表于《自然-通讯》(NatureCommunications)。  催化的d-带中心理论认为过渡金属的d轨道中心与反应物种在金属表面的吸附自由能线性相关,一直被用来指导过渡金属催化剂的设计。而主族s区金属离域的s带与反应中间体的相互作用往往导致过强或者过弱的吸附,因而不是好的催化剂。但在自然界中以Mg为中心的辅酶因子(如DNA聚合酶和己糖激酶)在一些生化反应过程中表现出很高的活性。这种天然的通过金属和配位原子的反馈键来调节中心原子的能带的方法为实验设计主族金属催化剂提供了思路。通过理论计算,改变氮(N)原子的配位数调节中心金属原子的能带结构,进而筛选出Mg-N2的结构具有最合适的反应吸附能,性能接近贵金属铂。实验设计合成了新的Mg基MOF,经过高温热解处理,部分Mg原子被N铆钉在类石墨烯的碳基底上形成了Mg-N配位结构的催化剂。其碱性ORR活性超过商业铂碳,半波电位达到910mV,并且有着出色的稳定性,5000次循环无衰减。此外在酸性ORR中,这种材料同样有着半波电位790mV的高活性和较好的稳定性。通过合理的催化剂设计和电子结构调控,基于主族s区金属制备的催化剂同样可以媲美过渡金属催化剂,这为催化剂的设计提供了新思路。  合肥微尺度物质科学国家研究中心博士研究生刘帅为论文第一作者,陈乾旺为通讯作者。该研究得到国家自然科学基金委等的资助。图:金属辅因子结构模型的反应活性计算以及结果。(a)四种不同的N配位结构的金属(Mg,Al和Ca)辅因子模型。(b-c)ORR中反应中间物种之间的线性关系。(d)金属辅因子的反应活性火山图。(e)筛选出的部分高活性的金属辅因子与过渡金属辅因子的活性比较。

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  植物花性别分化是一个复杂的过程,由遗传和环境因素共同决定,并且花性别分化的调控机制在不同物种之间是不同的。木本油料能源植物小桐子(Jatrophacurcas)的大部分种质资源是典型的雌雄同株异花,但在其起源中心也有雌雄异株和两性花等类型的野生种质材料。由于植物染色质结构是调节不同细胞类型和发育阶段的基因转录的重要因素,对这些具有不同花性别分化特性的小桐子基因型材料的染色质结构进行比较分析,有助于揭示小桐子及其近缘的其它大戟科油料植物花性别调控的分子遗传机理。尽管从2011年至今,日本、中国、韩国和印度学者已先后发表了4个小桐子的全基因组序列,但这些小桐子基因组序列的组装质量还达不到染色质结构比较分析的要求。  中国科学院西双版纳热带植物园热带植物资源可持续利用重点实验室副研究员陈茂盛与南方科技大学生物系科研人员牛龙见等人合作,采用三代测序和全基因组染色体构象捕获(Hi-C)相结合的技术,对小桐子基因组进行了重新测序和组装,获得了国际上目前最精确和完整的小桐子基因组序列。组装获得的染色体水平的小桐子基因组大小为379.5Mb,包含11条染色体,每条染色体的序列长度大于 27.1Mb。基于此高质量的基因组序列,研究团队对纯雌花和雌雄同株异花两种不同花性别分化特性的小桐子花序芽染色质结构和转录组进行了比较分析。研究结果显示在两种不同小桐子花性别特性的花序芽中,差异表达基因富集于变化的染色质A/B区室(A/Bcompartments)和拓扑相关结构域(topologicallyassociateddomains,TADs)中,表明这些变化区域的染色质结构与花性别分化过程中的基因转录调控有关。该研究首次在多年生木本植物中揭示染色质空间结构参与花性别分化过程中的基因转录调控,将有助于阐明小桐子花性别决定的分子机理以及理解高等植物中染色质结构的生物学功能。  相关研究结果以Denovo genomeassemblyandHi-Canalysisrevealtheassociationbetweenchromatinarchitecturealterationsandsexdifferentiationinthewoodyplant Jatrophacurcas为题发表于国际学术期刊GigaScience。  论文链接新组装的染色体水平小桐子基因组的质量与前期发表的基因组比较

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  吲哚类天然产物数量大、种类多,结构新颖独特、复杂多变,并且拥有丰富多样的生物活性,因而一直是天然产物合成及新药发现等域被的研究热点。近日,中国科学院长春应用化学研究所韩福社课题组围绕leconoxine和后依波加(post-iboga)两类吲哚亚家族天然产物全合成研究,取得了系列进展。  Leconoxine系列天然产物含有独特的双氮杂窗烷(fenestrane)核心骨架(图1,A),为实现其快速高效构建,研究人员设计发展了一种钯催化氧化Heck偶联反应新方法(图1,B),用于[6.5.6]-吲哚内酰胺三环骨架的步骤和原子经济性构筑(iScience,2019,17,256),并以此为关键反应,从简单易得的吲哚为原料出发,经10步线性转化,完成了(±)-LeuconodineE的首次全合成(图1,C);经12步线性转化,更简捷地完成了(±)-LeuconodineD全合成(J.Org.Chem.2019,84,13890)。上述研究工作由博士生张靖完成。  后依波加系列天然产物含有强刚性[6.5.6.6.7]-稠并环骨架(图1,D),含此骨架类型的吲哚天然产物十分罕见,且因来源稀少,部分化合物的绝对构型尚未确定。过去30多年间,虽然有许多研究组开展了此类天然产物的合成研究,但均为实现其全合成。韩福社课题组在Leconoxine合成研究工作的基础上,发展建立了基于[6.5.6]-吲哚内酰胺底物的不对称Michael-aldol串联反应新方法,成功实现了氮杂[3.3.1]-桥环化合物关键骨架的不对称合成(图1,E)。研究人员以此为关键方法,经15步线性转化,完成了(+)-Tronocarpine的首次不对称全合成,并确定了其绝对构型(Angew.Chem.Int.Ed.,2020,59,3834;Frontispiececover)。上述研究工作由博士生谈东兴、周杰(共同一作)、刘朝友完成。  上述研究中所发展建立的一些新方法和新策略,有望在其它吲哚类天然产物的合成中得到广泛应用,从而为实现相关天然产物及类似物的多样性集成合成,并深入开展生物活性研究奠定了重要基础。  该研究工作得到国家自然科学基金委的资助。图1系列吲哚类天然产物的合成图2吲哚类天然产物全合成研究取得系列进展

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福建物构所二维杂化双钙钛矿偏振光电研究获进展
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版纳植物园等利用木本油料能源植物小桐子的高质量基因组揭示花性别分化的调控机理
吲哚类天然产物全合成研究取得系列进展
海洋所等在西太平洋暖池全球碳循环效应研究方面取得进展