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《自然资源部第一海洋研究所揭示蛇尾断腕再生分子机制与细胞分化规律》

  • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
  • 编译者： 熊萍
  • 发布时间：2025-04-15

  • 近日，自然资源部第一海洋研究所海洋生物多样性与生态安全团队在海洋生物再生研究领域取得重要进展。研究团队构建了浅水萨氏真蛇尾Ophiura sarsii vadicola染色体水平基因组，并结合常规与单细胞转录组分析，系统揭示了蛇尾断腕再生的分子机制和细胞动态变化与分化规律。

    研究人员完成了浅水萨氏真蛇尾基因组测序与分析，揭示了其强大再生能力的分子基础，同时描述了断腕修复过程。通过单细胞转录组分析，识别出关键的结缔组织细胞群，它们在不同阶段分别负责伤口响应与组织重建等作用，同时研究筛选出多个再生相关的关键基因与信号通路。这些发现为理解蛇尾再生机制提供了新视角，同时可推动组织修复技术、再生医学等创新与海洋生物资源的开发利用。

    研究结果以“Chromosome-level genome assembly and single-cell analysis unveil molecular mechanisms of arm regeneration in the ophiuroid Ophiura sarsii vadicola”为题，发表于国际权威期刊《Genome Biology》（IF = 10.1）。徐勤增副研究员为通讯作者与第一作者，已毕业硕士研究生李一璇、史文阁为共同第一作者。其他重要参与人包括香港浸会大学邱建文教授、香港岭南大学叶志豪博士、美国大气与海洋局Matthew P. Galaska博士、齐鲁工业大学孙开明博士等，科研团队王宗灵研究员与张学雷研究员参与本工作。

    近年来，自然资源部第一海洋研究所海洋生物多样性与生态安全团队围绕蛇尾生物学与生态学这一研究方向开展了系列研究，涵盖蛇尾比较基因组、断腕再生分子机制、升温胁迫下冷水性蛇尾适应机制、潮间带蛇尾季节变化响应以及蛇尾种群遗传多样性等。这些研究不仅揭示了蛇尾断腕再生的关键调控网络，也为海洋生物多样性保护和生物医学应用提供了重要理论基础和科学依据。

    相关成果链接：

    https://doi.org/10.1186/s13059-025-03542-5

    https://doi.org/10.1038/s41597-024-03412-y

    https://doi.org/10.1007/s00343-024-4003-2

    https://doi.org/10.1002/ece3.70284

    https://doi.org/10.1007/s00227-023-04329-7

    https://doi.org/10.1016/j.marenvres.2024.106639

    https://doi.org/10.1016/j.margen.2022.100957

    https://doi.org/10.1016/j.csr.2020.104085

    https://doi.org/10.3969/j.issn.1671-6647.2021.03.010

  • 原文来源：https://www.fio.org.cn/science/xshd-detail-13595.htm
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  • 《自然资源部第一海洋研究所海岸带中心科研进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：liguiju
    • 发布时间：2023-06-05
    • 海岸带科学与海洋发展战略研究中心（以下简称“海岸带中心”）是自然资源部第一海洋研究所（以下简称“海洋一所”）紧密围绕自然资源部职责，积极推动国家自然资源管理、海洋强国建设和生态文明建设布局的重点科室之一。2019年，海洋一所推进实施中长期规划，分步骤将海岸带科学、海洋空间管理与规划研究领域的多个团队进行整合，于2020年12月完成海岸带中心班子建设和人员配置。 2022年，海岸带中心按照自然资源部党组工作部署，在海洋一所党委的正确指导下，砥砺前行、努力奋进，积极推进党建与科研深度融合。坚持“四个面向”，加快科技创新，重点面向国家重大战略需求，不断推进自然资源调查监测体系现代化建设、海岸带碳汇时空模拟与精细化核算、国土空间规划顶层设计与各层级实践、海洋生态产品价值核算、海岛生态地理、自然资源创新评估与咨询政策等研究工作，以政治引领促进业务提升，以业务发展彰显政治担当，在海岸带科学与综合管理领域交出了一份靓丽的答卷，为自然资源部“两统一”职责和海洋强国建设提供了科技支撑和决策支持，取得了一系列重要研究成果。 一、   《海洋碳汇核算方法》行标正式发布实施 海岸带中心牵头编制的《海洋碳汇核算方法》（HY/T 0349-2022）行业标准于2022年9月经自然资源部批准发布，并于2023年1月1日起正式实施。该方法的发布实施标志着我国综合性海洋碳汇核算标准实现零的突破，成功入选“2022中国‘双碳’十大事件”及2023年全国科技周主场活动。针对海洋碳汇概念界定不明、核算方法不统一等问题，《海洋碳汇核算方法》立足我国实际，通过借鉴吸收IPCC和CDM碳汇计量方法中的先进思想，重点解决了海洋碳汇的定义和量化两大关键问题。此外，该方法还系统规范了海洋碳汇核算工作的流程、内容、方法及技术等要求，提供了一套的用于核算我国海洋碳汇能力的完整实施方案，为海洋碳汇能力核算与区域比较提供支持，确保海洋碳汇核算工作有标可依。该方法的制定，为未来海洋碳汇研究充分预留了空间，对于发展低碳经济，推进产业转型升级，以海洋碳汇赋能我国海洋经济高质量发展具有重要意义。 二、   《中国海岛志》《中国滨海沙滩志》编研项目进展顺利 海岸带中心牵头的科技基础资源调查专项“《中国海岛志》编研”进展顺利，各任务承担单位积极开展调查、研究和志书编纂等工作，专家组、总编纂组和编纂委员会强化指导、从严把关，形成了《中国海岛志》编纂技术标准、海岛数据资料集、13卷《中国海岛志》初稿等研究成果，完成了项目中期目标要求并顺利通过中期验收，为后续研究和结题工作奠定了坚实基础。 2022年10月，科技基础资源调查专项“《中国滨海沙滩志》编研”获科技部批准立项，旨在全面摸清我国沙滩资源家底。该专项由自然资源部第三海洋研究所牵头，联合海洋一所、中国海洋大学、国家海洋局南海信息中心、自然资源部海岛研究中心等12家单位共同承担，计划在四年执行期内，采用统一、规范的编纂技术标准，整编全国滨海沙滩数据资料，从区域整体角度阐述沙滩演变及其对人类活动与全球气候变化的响应。该专项最终将编纂《中国滨海沙滩志》8册，拟收录全国长度大于500米的沙滩1000余个，形成全国滨海沙滩基础数据资料集，并依托科技部平台开放共享，为我国自然资源管理、海岸带规划、滨海旅游发展、海岸带减灾防灾与保护修复等提供科学依据和基础支撑，实现以科技创新推动我国生态文明建设的目标。 三、   滨海湿地调查监测与碳汇时空模拟工作有序推进 依托全国滨海湿地类型调查项目，海岸带中心在沿海各省市滨海湿地类型调查数据的基础上，汇总并集成全国滨海湿地类型成果数据，完成了全国滨海湿地类型数量调查与统计分析，为自然资源部自然资源调查监测司提供了科技支撑。同时，申报的《滨海湿地调查技术规程》获国标立项批准。该标准实现了滨海湿地分类统一和调查标准规范，依据该规程开展滨海湿地调查，可为滨海湿地资源保护、管理和合理利用提供统一完整、及时准确的基础资料和决策依据，更好满足自然资源管理工作需要，并为我国履行《湿地公约》及其他有关国际公约或协定提供支撑服务。 在多年滨海湿地调查监测与碳汇研究基础上，海岸带中心开展了滨海湿地土壤有机碳（SOC）四维时空模拟研究，以近几十年来滨海湿地SOC时空变化为核心，以我国重要的滨海湿地分布区——长江口崇明岛为研究区，融合分区-递进模拟方法，依次开展二维（水平空间）、三维（水平-垂直空间）和四维（历史和现状时空）模拟。通过单次现场调查和长时序遥感影像，重建了滨海湿地SOC的四维时空演化特征，实现了“由点到面、由表及里、由今至昨”的SOC时空模拟。该研究提供了一套兼具准确性、可行性和经济性的滨海湿地SOC时空模拟方法，以健康、协调、可持续碳汇为目标对滨海湿地土壤增汇提出对策建议。相关研究成果已以第一完成单位发表于学术期刊《Catena》（SCI一区TOP期刊，IF=6.367）。 四、   海岸带空间规划和经济规划工作高质量推进 海岸带中心立足传统优势，加强科研攻关，以海岸带空间规划相关工作支撑自然资源部国土空间规划和用途管制核心职责。2022年，参与申报的科技部重点研发计划项目“国土空间优化与系统调控理论与方法”、中国工程科技发展战略研究项目“陆海统筹的山东省科技创新发展战略研究”、江苏省海洋科技创新专项“江苏海域立体分层确权关键技术研究与三维平台应用”等获批立项。海岸带中心深化海洋与海岸带空间规划关键技术研究及应用，系统构建“空间评价-分区管控-实施传导-管控规则”的规划技术体系，为建立国土空间规划体系提供了有力支撑。开展了全国、区域、省、市、县、片区多层级规划海洋实践探索，其中山东、青岛分别是全国首批省级和市级海岸带规划试点；《三亚崖州湾（科技城）海洋空间详细规划》是基于国土空间规划改革新框架下的首个海洋空间详细规划试点；牵头的烟台市海洋与海岸带专项规划、舟山市国土空间总体规划（海洋）、荣成市国土空间总体规划（海洋）、荣成市海洋与海岸带保护利用专项规划均有序推进，有力支撑了沿海地区国土空间规划的编制进程；牵头的全国首个“海岸带保护与利用规划”标准——《海岸带保护与利用规划编制规程》已完成专家论证。海岸带中心积极落实自然资源部“两统一”核心职责，聚焦全域全要素国土空间用途管制，系统开展了基于陆海统筹的海洋空间年度利用计划和海岸带空间用途管制研究。海岸带中心专家任烟台市市级海岸建筑退缩线专家组成员，在首批市级海岸建筑退缩线划定工作中负责全市海岸建筑退缩线划定技术保障工作，同时承担烟台市莱山区海岸建筑退缩线划定工作。此外，海岸带中心还开展了基于水依赖程度的海岸带空间用途研究，为海岸建筑退缩线配套政策提供技术支撑；牵头编制《江苏省海域使用权立体分层设权宗海界定技术规范》，以服务地方海域管理现实需求。 同时，海岸带中心也承担了诸多地方海洋经济规划工作，为地方海洋管理提供有力支撑。通过参与编撰《深圳海洋发展规划》，开展了深圳海洋科技、海洋经济发展特征与全球治理模式研究，为深圳建设“全球海洋中心城市”提供海洋科技与经济发展的科技支撑；完成《连云港市“十四五”海洋经济发展规划》编制并通过专题报告评审，《连云港市“十四五”海洋经济发展规划图册》交付印刷。 五、   海岸带国土空间规划“双评价”技术取得重要进展 海岸带中心聚焦我国海岸带资源环境承载力和国土空间开发适宜性评价（“双评价”）技术方法的研究空白，致力于解决海岸带地区国土空间规划的关键技术问题，主要包括：不同地域空间，海岸带自然和人文地理要素空间分异明显，其开发适宜性受哪些控制因子影响？性质和程度如何准确测度？人地-人海关系下，海岸带区域政策导向与开发适宜性如何耦合，如何将科学研究与评价结果应用于国土空间规划中？ 具体工作方面，海岸带中心在国土空间规划“双评价”技术框架下，根据海岸带区域实际特征，提出了一套兼具针对性和适用性且直接服务于空间规划的海岸带“双评价”技术方法，并选择我国海岸带不同区域的两个海岛群——山东庙岛群岛和浙江洞头群岛为研究区开展实践应用，为针对性进行海岸带地区“双评价”和国土空间规划具体实践提供了技术支撑和科学依据。相关研究成果以第一完成单位发表于《Science of the Total Environment》（SCI一区TOP期刊）、《Heliyon》（SCI，Cell旗下全学科期刊）。 六、   海岛生态系统研究不断取得新进展 海岛生态指数和发展指数相关研究工作始于2016年，在“方法研究-实例验证-常态化发布”的总体路线下，于2017年形成海岛生态指数和海岛发展指数评价指标体系和方法，并在当年开展了40个海岛的验证评估，相关成果在2017年中国-小岛屿国家海洋部长圆桌会议上发布。2017-2022年，基于问卷调查、遥感影像数据提取、统计数据、实地调查等方式获取评估数据，持续开展年度海岛生态指数和发展指数验证评估，累计开展523岛次的海岛生态指数评价、354岛次的海岛发展指数评价。2021年，海岛生态指数和海岛发展指数评估方法共形成海洋行业标准2部，先后出版专著3部。2022年，评估报告再次在中国-岛屿国家海洋合作高级别论坛暨2022国际海岛论坛发布。 具体研究方面，针对海岛植被、土壤和景观三类关键要素，开展了海岛关键生态要素空间布局及其相互关系和影响因子研究。基于现场调查和遥感影像，采用单项指标和综合指标全面测度了海岛植被-土壤-景观在海岛和岛内尺度的空间格局，揭示了海岛三个关键要素之间的内在关系以及现阶段景观要素在其中的主导作用，并从各类自然和人为潜在因子中辨识了海岛生态要素的关键影响因子。基于以上研究，进一步针对河口泥沙岛生态系统健康，构建了包含“状态值”和“恢复力”两个组分、静态-动态相结合的生态系统健康模型，其中状态值涵盖了河口泥沙岛关键生态要素在不同时间节点的静态特征，恢复力则反映了不同时间区间内海岛生态系统在外界干扰下的动态变化。以崇明岛为研究区、以四个时间节点和三个时间区间为尺度、以遥感影像为主要数据来源开展了实证研究，揭示了崇明岛生态系统的时空变化特征，提出了基于生态系统健康的海岛保护与管理对策。上述研究成果以第一完成单位发表于《Journal of Cleaner Production》（SCI一区TOP）、《Ocean and Coastal Management》（SCI二区）、《Global Ecology and Conservation》（SCI二区）等主流期刊。 七、 基于陆海统筹的生态价值核算方法不断完善 海岸带中心构建了陆海统筹的生态价值核算方法体系和海岸带生态产品总值核算技术方法体系。牵头编制的《生态产品总值核算技术导则》行业标准获自然资源部批准立项；建立的平原地区海岸带生态产品总值（GEP）核算技术方法已作为盐城地标发布；建立的海洋生态资产质量的评价方法体系纳入了牵头修订的国家标准《海洋生态资产评估技术导则》。 此外，海岸带中心致力于把生态价值的知识产品转化为管理方案，助力推动自然资源资产所有权和生态管理实践的制度性进步。提出的物质类、调节类和文化类生态产品的价值实现路径框架，被烟台市政府采用。参与编制的烟台山海特色生态产品价值实现机制实施方案，被批准为省级试点，并以此探索了从山顶到海洋的生态产品价值实现模式。 八、   国家社科基金重大专项进展顺利 海岸带中心承担的国家社科基金重大专项是自然资源部系统2020年度唯一获批的国家社科基金重大专项，也是海洋一所首次获得该专项。项目聚焦海洋强国建设路径，以加强新形势下涉海领域重大理论和现实问题研究为基础，以切实维护国家海洋权益、促进海洋经济发展、推动构建海洋命运共同体为准则，推动实现自然科学和社会科学的交叉融合，探索新时代海洋综合管理新理论与新技术。此项目针对国际海洋动态发展趋势，运用地理学、国际法和国际关系等研究方法开展态势分析与对策研究，开拓了建言献策新路径。依托项目阶段性成果，海岸带中心撰写并向全国哲学社会科学工作办公室提交国家社科重大专项成果专报5项、《工作简报》2份，发表学术论文10余篇。 九、   联合国海洋十年项目“加速海洋空间规划在西太地区的实施”成功获批 海洋一所联合中国海洋发展基金会、联合国教科文组织政府间海洋学委员会，联合泰国、韩国、印尼等国家相关机构申报的“海洋十年”项目“加速海洋空间规划在西太平洋及邻近地区实施”获联合国教科文组织批复设立并实施。 该项目针对西太及邻近地区海洋生态环境、空间资源禀赋、社会经济现状以及保护与开发利用需求等特点，构建了面向该地区的海洋空间规划编制技术，并开展了海洋空间规划试点和大海洋生态系统视角下的海洋空间规划探索，为相关国家海洋空间规划的编制实施起到示范性和引领性作用。此外，项目大力推动了地区海洋空间规划的能力建设，加强了产学研融合发展，提升了区域海洋空间规划编制水平，塑造了区域海洋空间规划与可持续海洋治理的新模式。 十、   《海洋空间规划与海岸带管理》等系列出版物获优秀图书奖 海岸带中心依托在海洋空间规划、海岸带综合管理和海洋科技创新领域的深厚积累，不断取得新成果，多部图书成功入选海洋优秀科技图书。出版了《海洋与自然资源科技创新评估》系列丛书、《国土空间规划陆海统筹理论与实践》、《中国海洋创新评价理论与实践》、《全球海洋科学报告》等一系列高质量著作。 其中，《海洋空间规划与海岸带管理》详细介绍了新时期国土空间规划体制改革进程中海洋与海岸带空间管理的新思路、新方法与新理念，获2022年度海洋优秀科技图书，长期位居海洋类图书热销榜第一名；《海洋与自然资源科技创新评估丛书》获得2021年度优秀科技图书，科学衡量了国家海洋和自然资源科技创新能力，对全社会客观认识和全面理解我国海洋与自然资源科技创新发展现状具有现实意义；《全球海洋科学报告》荣获“自然资源优秀图书”，并得到了第二届自然资源好书荐读活动的推荐。 万里海岸无穷奥秘，一心为国绘制蓝图。未来，海洋一所海岸带中心将深入贯彻落实党的二十大精神，聚焦国家重大战略和社会经济主战场需求，深耕科研一线，充分发挥海岸带系统科学与海洋综合管理新型交叉学科优势，矢志以自然资源科技创新赋能高质量发展，为建设海洋强国贡献更多智慧力量。
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  • 《自然资源部第一海洋研究所在北极气候变化研究中取得重要进展》
    • 来源专题：中国科学院文献情报系统—海洋科技情报网
    • 编译者：熊萍
    • 发布时间：2024-11-03
    • 近日，依托自然资源部第一海洋研究所的自然资源部海洋环境科学与数值模拟重点实验室在北极海洋热浪研究方面获得重要发现。 海洋热浪（Marine Heatwave, MHW）是指海洋温度超过一定阈值的持续性极端增暖事件，反映海温的极端增温变化，对海洋生态系统以及天气和气候演变都具有重要影响；总热暴露度（Total Heat Exposure, THE）包括海洋热浪与长期增暖趋势，是包含了气候变化趋势的极端增暖事件，这两类极端事件在全球海洋中普遍存在。在过去的几十年中，随着气候变暖MHW和THE极大地影响了海洋生态系统的健康。 以往的研究指出，北冰洋边缘海的海洋热浪强度与世界其它中低纬度大洋的强度相当。然而，北极大气和海洋均存在放大现象，即北极表层气温和整个北冰洋的海洋增温都远超过全球平均水平，且北冰洋存在着独特的海洋生态系统，但北极MHW和THE的未来变化尚不清楚。 研究团队利用最新的第6次国际耦合模式比较计划（CMIP6）多气候模式模拟结果，深入研究了北极MHW和THE的未来变化趋势，发现：在气候变暖背景下，北极的MHW和THE将会显著增强。尤其值得注意的是，在高二氧化碳排放情景下，到21世纪末北极MHW强度的增幅将达到全球平均增幅的七倍，该研究团队据此提出了“北极海洋热浪放大”的新概念。进一步研究发现，北极MHW强度增强主要是由于北极海冰退缩、开阔海域增加、北极海-冰-气相互作用增强导致的。“北极海洋热浪放大”现象说明北极海洋生态系统将受到远超全球平均水平的气候变化的影响，亟需制定实施相应的应对策略，共同采取针对性保护措施。 该研究成果以“Arctic Amplification of Marine Heatwaves under global warming”为题，发表在著名国际学术期刊《Nature Communications》上。该研究由自然资源部第一海洋研究所、中国科学院海洋研究所、德国极地与海洋研究所和南京大学合作完成。何琰助理研究员和舒启研究员为共同第一作者，乔方利研究员和王强研究员为共同通讯作者。论文链接：https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1 近年来，自然资源部第一海洋研究所舒启研究员带领科研团队基于数值模拟等方法，在北极气候变化研究领域取得了系列创新性研究成果：研究揭示了北冰洋大西洋化中海-冰-气相互作用的变化规律及其对大西洋化的作用（Shu et al., 2021, Nature Communications）；原创提出了“北冰洋放大”现象，发现了其驱动机制（Shu et al., 2022, Science Advances）；系统评估了气候模式对北极海冰和海洋的模拟能力、诊断出了模式的共性偏差，并提出了有效的改进方案（Shu et al., 2020, Geophysical Research Letters; Shu et al, 2023, Geoscientific Model Development; Pan et al., 2023, Geophysical Research Letters）；针对北极气候变化研究，发展了新版本的地球系统模式（Shu et al., 2024, Ocean Modelling）；在国际上首次提出了“北极海洋热浪放大” 新概念，并揭示了其形成机制（He et al., 2024, Nature Communications）。 相关论文链接： He et al., 2024, https://doi.org/10.1038/s41467-024-52760-1 Pan et al., 2023, https://doi.org/10.1029/2022gl102077 Shu et al., 2020, https://doi.org/10.1029/2020GL087965 Shu et al., 2021, https://doi.org/10.1038/s41467-021-23321-7 Shu et al., 2022, https://doi.org/10.1126/sciadv.abn9755 Shu et al., 2023, https://doi.org/10.5194/gmd-16-2539-2023 Shu et al., 2024, https://doi.org/10.1016/j.ocemod.2023.102308
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