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科研动态
08 JUN 2020

马里亚纳海沟深渊微生物研究取得最新进展

2020年6月2日,海洋试点国家实验室海洋生态与环境科学功能实验室张晓华教授团队在微生物学领域权威期刊Microbiome在线发表了题为“Novel insights into the Thaumarchaeota in the deepest oceans: their metabolism and potential adaptation mechanisms(对海洋最深处奇古菌的新见地:代谢及潜在适应机制)”的最新研究成果(doi: 10.1186/s40168-020-00849-2)。该项成果的通讯作者为张晓华教授,第一作者为张晓华教授的硕士研究生钟浩辉。该项工作同时得到了海洋试点国家实验室海洋动力过程与气候功能实验室田纪伟教授及东英吉利大学Laura Lehtovirta-Morley博士和Jonathan D. Todd教授的鼎力支持,彰显出学科交叉与国际合作的重要性。 奇古菌下属的氨氧化古菌(AOA)是一类化能无机自养微生物,可通过氧化氨获得能量实现不依赖阳光的无机碳固定,在碳和氮的生物地球循环过程中发挥关键作用。此前对海洋氨氧化古菌的研究大多基于表层海洋,而对于深海,特别是海洋最深处——马里亚纳海沟的氨氧化过程及其承担者的关系知之甚少。在本项工作中,项目团队对田纪伟教授团队自主研发的国际首套大体积声控深海采水器所采集的马里亚纳海沟全水柱海水样品进行了分析,得到了多个氨氧化古菌基因组,发现马里亚纳海沟深渊水体中的氨氧化古菌与“普通”深海以及表层水体类群均有差异,不仅能够参与氨氧化和碳固定,而且拥有较为特殊的代谢机制,如合成特殊的渗透保护剂二肌肉肌醇磷酸、潜在的钠离子通道相关能量代谢等。这些代谢特性可能是奇古菌适应深渊极端环境的重要生存机制。后续通过对海沟水体转录本的检测证实了氨氧化古菌参与氨氧化及碳固定,并发现一种此前仅在深海热泉嗜热菌中发现的渗透保护剂的转录证据。本研究结果是课题组前期发现“烃类降解菌在马里亚纳海沟底层水的勃发”(Liu et al. Microbiome, 2019, 7: 47)后所取得的又一项重要成果,揭示了世界最深处水体中关键的氮循环参与者及生产者的代谢及适应机制,为深入理解极端环境微生物如何与环境互动提供了启发。

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10 MAY 2020

海洋地质过程与环境功能实验室乔淑卿博士入选Marine Geology杂志2018-2019年高被引论文作者

青岛海洋科学与技术试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室、自然资源部第一海洋研究所乔淑卿博士2017年发表于海洋地质专业权威杂志《Marine Geology》(《海洋地质》)的论文“Sediment accumulation and budget in the Bohai Sea, Yellow Sea and East China Sea”(渤海、黄海、东海现代沉积速率和沉积物收支平衡)被该杂志评为2018-2019年高被引论文。 海洋沉积物是海底最主要的要素,其分布特征、搬运和沉积规律长期以来一直是海洋沉积学乃至整个海洋科学研究的重要内容。而沉积速率和沉积物收支平衡又是海洋沉积学研究的核心科学问题,不仅对认识全球变化和人类活动具有重要意义,而且还可为海洋工程建设、生态环境保护等提供科学依据。以乔淑卿博士为第一作者发表的这篇论文应用413站岩心沉积速率、18000多个沉积物粒度和104个干密度等第一手实测数据资料,首次全面阐述了渤海、黄海和东海陆架现代沉积速率的分布特征和变异规律,定量分析了中国东部海域沉积物来源和沉积物收支,大大深化了对中国东部海域沉积物源-汇过程的认识。研究证实中国东部陆架沉积物主要来自河流和海岸侵蚀及再悬浮物质,其中约75%以上物质来自河流。河流入海物质大约45%沉积在陆地形成陆上三角洲,40%~45%沉积在水下三角洲和陆架区域,仅有不超过5%的物质被搬运到陆架之外。论文发表后被同行广泛引用并得到了高度评价,认为该文“为大陆边缘沉积模式和生态环境等方面的深入研究提供了支撑”、“推动了东亚陆架沉积作用的研究”。

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27 APR 2020

“中渔科101”号起航执行山东半岛北部黄海近岸产卵场调查

2020年4月22日,海洋试点国家实验室船队成员“中渔科101”号调查船起航执行山东半岛北部黄海近岸产卵场调查,这是“中渔科101”号首次前往该海域开展科研调查任务。出航前,海洋试点国家实验室深蓝渔业工程联合实验室学术带头人、黄海水产研究所党委书记、副所长赵宪勇研究员,海洋试点国家实验室海洋渔业科学与食物产出过程功能实验室单秀娟研究员和船舶管理处相关人员前往码头送行。 出航会上,“中渔科101”号船长和航次首席分别汇报了备航和调查任务情况,单秀娟研究员重点强调了海上调查期间的学科配合和调查数据的安全等事项。赵宪勇书记在详细听取各方汇报后,对“中渔科101”号全体船员在疫情防控期间的表现给予充分肯定。赵书记指出,自新冠肺炎疫情发生以来,“中渔科101”号的船员们始终坚守岗位,以船为家,在做好疫情防控的同时,有序开展各项业务工作和出航准备,确保船舶和人员的安全,也为今天的顺利出航奠定了基础。他强调,正值新冠肺炎疫情的防控时期,出海期间的安全和疫情防控工作不能有丝毫松懈,要严格执行《黄海水产研究所渔业科学调查船执行调查任务期间新冠肺炎疫情防控管理办法》等各项规章制度,统筹做好疫情防控工作和科研调查任务,在确保人员和船舶安全的前提下顺利完成海上调查任务。

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13 APR 2020

Cell子刊刊发海洋生物学与生物技术功能实验室鱼类异型染色体融合起源最新研究成果

2020年4月8日,Cell子刊iScience在线刊发了题为“Chromosome-level Genome Reveals the Origin of Neo-Y Chromosome in the Male Barred knifejaw Oplegnathus fasciatus”(基于染色体水平全基因组解析揭示条石鲷雄鱼异型染色体Y融合起源)的研究成果。此项成果由海洋试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室、中国科学院海洋研究所海洋大科学研究中心肖永双副研究员和肖志忠研究员为共同第一作者,李军研究员和刘静研究员为通讯作者等为合著者的科研团队共同完成。该研究首次从全基因组层面证实条石鲷雄鱼存在染色体融合现象,解决了雄鱼异型染色体Y融合起源问题,该研究为鱼类异型染色融合演化及性别决定机制解析奠定了重要基础。 条石鲷隶属于石鲷科,该科包含了7个种,其中条石鲷和斑石鲷主要分布在西太平洋海域,其它5种主要分布在印度洋海域。李军研究组于2008年率先构建了条石鲷和斑石鲷苗种全人工繁育技术工艺(获得授权国家发明专利),实现了条石鲷和斑石鲷苗种的规模化繁育,同时研发了条石鲷和斑石鲷工厂化和网箱相耦合的“陆海接力”养殖新模式,实现了条石鲷和斑石鲷的高效养殖(获得2015年海洋科学技术二等奖)。目前,条石鲷和斑石鲷已经成为我国网箱及工厂化养殖新对象,市场价格达到了200元/公斤,养殖规模正逐年扩大。研究团队通过前期染色体核型及带型分析发现条石鲷和斑石鲷染色体系统存在一个共同特点:雄鱼(2n=47)染色体较雌鱼(2n=48)少一条,并且雄鱼染色体中存在一条体型异常巨大的染色体,推测它们的性别决定类型可能为X1X1X2X2/X1X2Y。据已报道的文献资料显示,世界上具有复性性染色体系统的硬骨鱼类有60余种,其中具有X1X1X2X2/X1X2Y系统的硬骨鱼类有37种,绝大多数为具有养殖和渔业增殖价值的鱼种。复性性染色体系统中异型染色体的起源及遗传组成模式,是一个重要的演化生物学问题。

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25 MAR 2020

海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室发表地幔柱地球化学过程研究成果

2020年3月3日,国际地学权威学术期刊《地学前缘》(Geoscience Frontiers)在线发表了题为“Plume interaction and mantle heterogeneity: A geochemical perspective”(地幔柱过程与地幔不均一性:地球化学观点)的研究成果。此项成果由海洋试点国家实验室海洋矿产资源评价与探测技术功能实验室、中国海洋大学李三忠教授作为通讯作者和博士生张臻等共同完成。 地幔不均一的物质组成和地幔柱地球化学过程一直是地幔动力学关注的焦点问题,但多基于地球物理手段结合实验室模拟实验等间接手段进行研究,缺乏直接的证据支撑。与之相比,地幔柱物质来自于地幔,是研究地幔物质及地球化学过程的直接证据。为此,本文作者以全球三种类型的地幔柱在地球化学特征方面的差异为切入点,结合三类地幔柱在起源和结构方面的特征,解析地幔柱在上升过程中与不同地幔圈层发生的地球化学过程,得到以下三点认识:(1)D’’层、LLSVPs和Morganian地幔柱由进入下地幔的俯冲板片和后钙钛矿组成;(2)在下地幔中LLSVPs和Morganian地幔柱上涌伴随着布氏岩的结晶,地幔柱中残留的物质为玄武岩-粗面岩套,结构上的差异导致布氏岩的结晶过程在LLSVPs中并不完全,高密度的物质在地幔转换带之下堆积形成巨大的地幔柱头,在地幔柱头边缘处该结晶过程更加容易进行,残余低密度的物质上涌进入上地幔,致使LLSVPs相关的二次地幔柱多发生在地幔柱头边缘区域,同时钠、钾在长期结晶过程中富集,形成碧玄岩-响岩套,而Morganian地幔柱中布氏岩在下地幔基本完全结晶,Morganian地幔柱直接穿过了地幔转换带进入上地幔;(3)Andersonian地幔柱的地球化学特征表明上地幔的主要物质组成为玄武岩-流纹岩套,同时在LLSVPs的二级地幔柱和Morganian地幔柱经过上地幔并在莫霍面下方堆积形成地幔柱头时,上地幔的玄武岩-流纹岩套也混入其中。

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