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光合作用碳反应核心-卡尔文循环及调控

生命科学 2024年

作者：李春荣张馨刘翠敏中国科学院大学中国科学院遗传与发育生物学研究所种子创新重点实验室

卡尔文循环是光合自养生物核心碳反应，每年固定约百亿吨的CO2，是无机碳转变为有机碳的主要途径。提高卡尔文循环固碳效率是提高作物产量的有效途径之一。卡尔文循环是由11个酶催化的13步反应代谢网络，循环每进行一次固定一分子CO2。... 详细信息

卡尔文循环是光合自养生物核心碳反应，每年固定约百亿吨的CO2，是无机碳转变为有机碳的主要途径。提高卡尔文循环固碳效率是提高作物产量的有效途径之一。卡尔文循环是由11个酶催化的13步反应代谢网络，循环每进行一次固定一分子CO2。在过去的几十年里，构建的反义与过表达转基因植株揭示了关键酶对循环的调控作用，卡尔文循环调控成为光合作用研究领域的前沿热点与重要改造靶点。本文系统综述了卡尔文循环途径以及循环中间代谢物与产物的利用，以及11个反应酶和非酶因素对循环的调控作用，重点阐述了1，5-二磷酸羧化加氧酶(Rubisco)对循环及自身活性的调控；最后，对卡尔文循环未来的研究进行了展望和讨论，为今后的相关研究提供参考。

关键词：光合作用卡尔文-本森-巴萨姆(CBB)循环 1,5-二磷酸核酮糖羧化酶/加氧酶碳固定环境因素

芽孢表面展示系统及其在水产疫苗研发中的应用

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水生生物学报 2024年第4期48卷 694-706页

作者：昝子叶柯飞赵威山邹红王桂堂吴山功中国科学院水生生物研究所农业农村部淡水养殖病害防控重点实验室水产品种创制与高效养殖重点实验室(中国科学院)武汉430072 中国科学院大学北京100049

水产养殖动物疾病的发生日益频繁,给整个行业造成了巨大的经济损失。口服疫苗可以有效预防疾病的发生,同时不会造成应激反应,更适用于水产动物疾病的预防。芽孢杆菌是水产中常用益生菌,能够形成抗逆性强的芽孢,芽孢能够被用来构建芽孢... 详细信息

水产养殖动物疾病的发生日益频繁,给整个行业造成了巨大的经济损失。口服疫苗可以有效预防疾病的发生,同时不会造成应激反应,更适用于水产动物疾病的预防。芽孢杆菌是水产中常用益生菌,能够形成抗逆性强的芽孢,芽孢能够被用来构建芽孢表面展示系统,进而成为抗原呈递的理想平台。因而,利用芽孢表面展示口服疫苗并将抗原稳定地呈递到肠道,发挥更加高效的免疫性能的研究受到了越来越多的关注。文章综述了芽孢杆菌芽孢和感受态,以及芽孢表面展示系统,此外,还特别概述了芽孢作为口服疫苗载体在预防水产动物细菌病、病毒病和寄生虫病方面的研究与应用,以期为水产养殖动物高效稳定口服疫苗的开发提供参考。

关键词：芽孢表面展示系统芽孢口服疫苗水产动物疾病

文蛤(Meretrix petechialis)多种游离氨基酸含量的综合评价

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海洋科学 2024年第7期48卷 90-98页

作者：田砚敏王鸿霞刘保忠中国科学院海洋研究所中国科学院实验海洋生物学重点实验室山东青岛266071 中国科学院大学北京100049

为了明确文蛤游离氨基酸的组成、含量及其风味特性,本研究以文蛤的11个全同胞家系为研究对象,利用氨基酸自动分析仪测定文蛤足组织中游离氨基酸的种类和含量,通过主成分分析、TOPSIS分析进行综合评价。结果显示,文蛤家系游离氨基酸总量... 详细信息

为了明确文蛤游离氨基酸的组成、含量及其风味特性,本研究以文蛤的11个全同胞家系为研究对象,利用氨基酸自动分析仪测定文蛤足组织中游离氨基酸的种类和含量,通过主成分分析、TOPSIS分析进行综合评价。结果显示,文蛤家系游离氨基酸总量均在473~816mg/100g,均值为638mg/100g。呈鲜味氨基酸含量为270~570 mg/100g,占总含量的56.0%~70.8%,是最主要的呈味氨基酸。15种游离氨基酸通过主成分分析提取到2个主成分,其累积方差贡献率为89.54%,可代表文蛤中游离氨基酸的综合信息。游离氨基酸T值较高的家系依次是22A8、22A5、22A1和22A6,与TOPSIS分析结果一致。结果表明上述4个文蛤家系可作为游离氨基酸含量综合性状突出的优良种质资源用于文蛤的选育工作。

关键词：文蛤(Meretrix petechialis) 游离氨基酸含量主成分分析 TOPSIS分析

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卡尔文-本森-巴萨姆循环的调节

生命科学 2024年第10期 1213-1225页

作者：李春荣张馨刘翠敏中国科学院遗传与发育生物学研究所种子创新重点实验室中国科学院大学

光合碳还原循环或卡尔文-本森-巴萨姆（CBB）循环是光合自养生物的核心碳反应，每年固定约百亿吨的CO2，是无机碳转变为有机碳的主要途径。提高这个循环的固碳效率是提高作物产量的有效途径之一。该循环是由11个酶催化的13步反应构成的... 详细信息

光合碳还原循环或卡尔文-本森-巴萨姆（CBB）循环是光合自养生物的核心碳反应，每年固定约百亿吨的CO2，是无机碳转变为有机碳的主要途径。提高这个循环的固碳效率是提高作物产量的有效途径之一。该循环是由11个酶催化的13步反应构成的代谢网络，循环每进行一次固定一分子CO2。在过去的几十年里，构建的反义与过表达转基因植株揭示了关键酶对循环的调控作用，成为光合作用研究领域的前沿热点与重要改造靶点。本文系统综述该循环途径以及中间代谢物与产物的利用，以及11个反应酶和非酶因素对循环的调控作用，重点阐述核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶（Rubisco）对循环及自身活性的调控，最后展望和讨论了CBB循环未来的研究。

关键词：光合作用卡尔文-本森-巴萨姆(CBB)循环核酮糖-1,5-二磷酸羧化酶/加氧酶碳固定环境因素

华北山前平原区厚包气带次降水入渗补给定量估算

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中国生态农业学报（中英文） 2024年第3期32卷 446-455页

作者：刘美英高雅张俊芝沈彦俊吴林李明良闵雷雷中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心/中国科学院农业水资源重点实验室/河北省节水农业重点实验室石家庄050022 中国科学院大学北京100049 河北省水文勘测研究中心石家庄050051

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估... 详细信息

降水入渗补给定量估算对于区域水资源评价具有重要作用。在干旱半干旱地区,年降水入渗补给量通常取决于年内几次集中的降水特性。因而,开展次降水入渗补给机理研究,建立次降水入渗补给量估算方法,有望提高干旱半干旱地区入渗补给量评估的科学性和准确性。本文以华北山前平原地下水深埋区为例,利用中国科学院栾城农业生态系统试验站和河北冉庄水资源实验站实测的土壤含水量、土壤水势、地下水补给量和降水量等长序列资料校准Hydrus-1D模型,模拟日降水入渗补给过程,构建具有物理意义的次降水入渗补给事件划分标准,深入研究华北山前平原地下水深埋条件下次降水入渗补给机理,定量估算次降水入渗补给量,建立次降水入渗补给量和次降水量间的定量关系。研究结果表明:次降水入渗补给量具有较大的变异性,次降水入渗补给量与次降水量或次总有效水量(次降水量+前期200 cm土壤储水量)呈显著相关关系(P<0.01),决定系数(R^(2))达0.801~0.962;但次降水入渗补给系数与次降水量无显著相关关系,这是由于次降水入渗补给系数不能反映降水前期土壤水分条件对补给的影响。因此,在地下水深埋区,不建议利用次降水入渗补给系数来估算次降水入渗补给量。本研究结果对区域地下水资源评价具有重要理论意义。

关键词：华北平原灌溉农田次降水入渗补给 Hydrus-1D模型

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地球宜居性的深部驱动机制

科学通报 2024年第2期69卷 169-183页

作者：徐义刚黄小龙王强王煜李高军刘耘毛河光倪怀玮朱茂炎中国科学院广州地球化学研究所同位素地球化学国家重点实验室广州510640 南京大学地球科学与工程学院南京210023 中国科学院地球化学研究所矿床地球化学国家重点实验室贵阳550081 北京高压科学研究中心北京100094 中国科学技术大学中国科学院壳幔物质与环境重点实验室合肥230026 中国科学院南京地质古生物研究所现代古生物和地层学国家重点实验室南京210080

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机... 详细信息

除与太阳之间的距离和行星的大小有关外,地球之所以宜居的一个重要因素是其拥有动力十足的地球内部.与地球宜居性是地球表生作用结果的传统认识不同,本文认为地球深部驱动着对宜居环境至关重要的外部层圈,并提出地球内外层圈间的联动机制是地球系统科学研究的突破口.在调研和评述的基础上,本文建议未来研究需要关注早期地球、地磁场、深地挥发分循环、超级火山、深地新化学反应和地质空调器等方向,围绕地球宜居性的深部驱动机制这一主题,开展地球固体层圈与流体层圈的整合研究,助力我国地球科学研究从单一学科研究向多学科交叉融合研究的转变,推动我国固体地球科学从跟踪前沿向开拓前沿的跨越式发展.

关键词：地球宜居性深部引擎深地过程层圈相互作用地球系统科学

有机电化学晶体管分子材料与功能器件研究进展

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高分子学报 2024年第9期55卷 1111-1133页

作者：项兰义张凤娇狄重安中国科学院大学化学科学学院北京100049 中国科学院有机固体重点实验室中国科学院化学研究所北京100190

有机电化学晶体管通过离子-电子耦合调控共轭分子的电子结构和导电能力,被认为是下一代柔性智能电子的理想载体.本文结合电化学掺杂工作原理,总结了有机电化学晶体管分子材料在离子-电子耦合性能以及在可拉伸性、机械顺应性和生物黏性... 详细信息

有机电化学晶体管通过离子-电子耦合调控共轭分子的电子结构和导电能力,被认为是下一代柔性智能电子的理想载体.本文结合电化学掺杂工作原理,总结了有机电化学晶体管分子材料在离子-电子耦合性能以及在可拉伸性、机械顺应性和生物黏性等力学特征的研究进展,并介绍了器件在互补逻辑电路、生物传感和仿生神经突触等方面的功能应用.此外,从有机共轭分子设计、界面修饰、离子动力学调控和器件结构开发等方面入手,分析了提升器件性能和推动器件多功能化的研究策略,展示了有机电化学晶体管在智能电子方面的重要研究价值.最后,详细探讨了有机电化学晶体管在面向传感-适应-反馈-处理的一体化智能感知器件和低成本商业化制备等方面的关键挑战与机遇.

关键词：有机电化学晶体管共轭分子电学性能力学特征多功能应用

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希夏邦马六十年

岩石学报 2024年第5期40卷 1365-1381页

作者：吴福元中国科学院地质与地球物理研究所岩石圈演化国家重点实验室北京100029 中国科学院大学地球与行星科学学院北京100049

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的... 详细信息

60年前的1964年5月2日,中国登山队10名登山队员成功登顶海拔8027m的希夏邦马峰。作为全球8000m以高的最高峰之一,希夏邦马也是一座完全位于我国境内的山峰。在这次登山过程中,中国科学院组织了希夏邦马峰科学考察,其在地质学方面取得的主要学术成果包括:(1)将区域上变质的岩石归类为希夏邦马群,并将其划分为下部的片麻岩(包括下段粗粒的片麻岩和上段细粒的变粒岩)和上部的片岩两类,相当于现今划分的高喜马拉雅结晶岩系和肉切村群浅变质岩系。同时认为,希夏邦马峰顶的岩石为上述片麻岩;(2)建立了区内显生宙地层系统,分别为上古生界港门穹群、中生界土隆群和雪拉群及新生界野博康加勒群;(3)在5800m营地附近的野博康加勒群下部砂砾岩中发现了高山栎植物化石,并据此提出了喜马拉雅山3Ma以来隆升了约3000m的认识;(4)运用K-Ar法获得的区内淡色花岗岩-伟晶岩的年龄为13~15Ma,而眼球状片麻岩的年龄为19~35Ma,表明希夏邦马形成于非常年轻的中新世。希夏邦马考察及取得的成果对后来我国喜马拉雅山其他地区的考察起到了很好的示范作用。但是,1964年登顶以后,很少再有地质学家对此山峰展开进一步的科学考察与研究。近30年来,珠穆朗玛峰及喜马拉雅地区其他山峰的研究已经基本明确,喜马拉雅由下部的高喜马拉雅深变质岩系和上部未变质的特提斯喜马拉雅沉积岩系构成,两者之间为遭受韧性伸展变形的构造岩系,即藏南拆离系。未来,应着重检查希夏邦马地区变质岩岩石性质、显生宙地层层序及区域构造特征,确定峰顶究竟是变质岩还是淡色花岗岩,并进一步研究含高山栎化石地层的时代及沉积物形成机制等。

关键词： 60年前希夏邦马峰珠穆朗玛峰喜马拉雅山造山作用

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金属稳定同位素示踪关键金属的运移和超常富集

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地质学报 2024年第5期98卷 1550-1572页

作者：胡霞邓庚辛陈栩琦盛佳儒黄方中国科学技术大学地球和空间科学学院中国科学院壳幔物质与环境重点实验室安徽合肥230026 中国科学院比较行星学卓越创新中心安徽合肥230026

关键金属矿产对于国家经济和安全意义重大,然而其富集机制仍然存在争议,即受控于岩浆的结晶分异作用还是热液流体作用。传统的地球化学手段只能间接制约成矿物质的来源,难以区分分离结晶和岩浆热液作用对成矿的影响,而Rb、Ba、Sr、U等... 详细信息

关键金属矿产对于国家经济和安全意义重大,然而其富集机制仍然存在争议,即受控于岩浆的结晶分异作用还是热液流体作用。传统的地球化学手段只能间接制约成矿物质的来源,难以区分分离结晶和岩浆热液作用对成矿的影响,而Rb、Ba、Sr、U等流体活动金属的同位素体系则对这两种机制具有不同的响应。笔者分别对喜马拉雅和华南地区的富关键金属花岗岩进行了Rb和Ba同位素研究,结果表明,当矿物结晶时,残留熔体中Ba同位素变重,Rb同位素不变;而当岩浆热液作用时,花岗岩中Ba同位素变轻,Rb同位素变重。此外,深部岩浆出溶的热液流体对亲流体易迁移的关键金属元素的富集具有重要贡献。上述研究表明,金属稳定同位素(尤其是流体活动金属的同位素)对于示踪岩浆-热液作用和成矿流体来源具有非常好的效果。

关键词：金属稳定同位素关键金属超常富集岩浆-热液作用同位素示踪