• 快讯 LTO研究团队基于三大洋相互作用揭示印度洋新的气候效应

    来源专题:中科院文献情报系统—海洋科技情报网
    编译者:liguiju
    发布时间:2021-04-09
    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋环境国家重点实验室(LTO)研究员王春在团队揭示了印度洋新的气候效应,首次提出了热带西印度洋(WIO)海温异常对大西洋尼诺事件的触发作用。该研究以博士研究生廖华夏为第一作者,王春在研究员为通讯作者发表在Geophysical Research Letters(《地球物理研究》)(SCI一区Top)上。 ENSO(厄尔尼诺与南方涛动)是地球系统中最强的年际尺度气候事件,对全球天气气候有重要的影响。热带大西洋地区也存在类似ENSO的现象,人们将这种现象称为“大西洋尼诺”。大西洋尼诺极大地影响了周边大陆的气候,对热带印度洋和太平洋以至于欧洲地区的气候也有重要贡献。因此,探求大西洋尼诺的生成与发展机制有助于提升对大西洋尼诺的预报能力,对周边国家甚至全球社会生活及生产活动有着重要的意义。 本研究首次提出了热带印度洋对大西洋尼诺的影响,其结果不仅揭示了WIO海域海温异常对大西洋尼诺的触发作用,还强调了WIO海域海温异常能够调制ENSO与大西洋尼诺的关系,从而决定ENSO事件下一年夏季热带大西洋出现的是大西洋尼诺还是大西洋尼娜事件。 冬季WIO海域暖海温异常可以引发Walker环流异常,在当地出现异常上升,在大西洋上空引起异常下沉。热带大西洋受Walker环流下沉的影响,在海表面出现辐散现象,抑制了海表面东南信风进而产生了西风异常。该西风异常加深了热带东大西洋的温跃层,阻断了深层海洋冷水通过冷水上涌对海表面海温的冷却作用,进而引发大西洋尼诺。 WIO海域海温异常对太平洋ENSO与大西洋尼诺之间的关系也有重要的影响。ENSO与大西洋尼诺同为显著的热带气候事件,ENSO对热带大西洋有重要的影响。众多研究表明ENSO可以通过多种不同的物理机制影响热带大西洋。然而在ENSO事件的下一年,热带大西洋并不能稳定的出现大西洋尼诺或者大西洋尼娜现象。本研究表明在ENSO期间,当WIO海域暖海温异常较强时能够抵消ENSO对热带大西洋的降温作用时,使热带大西洋总体呈现增温,出现大西洋尼诺现象;而当WIO海域暖海温异常较弱时,ENSO对热带大西洋的降温作用更强,热带大西洋总体呈现降温,出现大西洋尼娜现象。因此,在此机制中,WIO海域海温异常能够决定厄尔尼诺事件下一年夏季热带大西洋出现的是大西洋尼诺还是大西洋尼娜事件。 上述耦合和反馈过程揭示了大西洋尼诺事件是热带三大洋相互作用的产物。研究表明,在大西洋尼诺与ENSO的相互作用过程中,考虑了印度洋海温演变的作用,可以有效提高大西洋尼诺的预测水平。 该研究由国家重点研发计划专项、国家自然科学基金重点项目、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才团队引进重大专项、广东省领军人才项目共同资助完成。 相关论文信息: Liao, H., and Wang, C. (2021). Sea surface temperature anomalies in the western Indian Ocean as a trigger for Atlantic Ni?o events. Geophysical Research Letters, 48, e2021GL092489. https://doi.org/10.1029/2021GL092489
  • 快讯 Science Advances刊发海洋试点国家实验室深海细菌耐压机制研究新进展

    来源专题:中科院文献情报系统—海洋科技情报网
    编译者:liguiju
    发布时间:2021-04-09
    近日,海洋试点国家实验室海洋生物学与生物技术功能实验室张玉忠教授团队在Science Advances(IF=13.116)在线发表题为“Oxidation of trimethylamine to trimethylamine N-oxide facilitates high hydrostatic pressure tolerance in a generalist bacterial lineage(将三甲胺氧化为氧化三甲胺协助海洋细菌适应高静水压)”的研究论文。文章发表后,Nature research highlights以“How deep-sea bacteria thrive under pressure(深海细菌如何在高压下生存)”为题进行了研究亮点报道。张玉忠教授为该研究的通讯作者。 深海具有高压、低温、黑暗等极端环境特性,曾被认为是生命的禁区,但近些年发现深海生存着大量的微生物资源,形成了独特的深海生态系统。高静水压会对微生物造成严重损伤,生活在深海的微生物类群必须能够耐受深海高静水压。到目前为止,虽然已经揭示了深海微生物适应高压环境的一些策略,例如增加细胞膜的流动性,调整细胞代谢途径等,但是至今没有发现和鉴定出深海微生物耐压相关的功能基因和代谢机制。 本研究以深海细菌Myroides profundi D25为研究对象,发现该菌株能够利用三甲胺(TMA)转运载体TmaT吸收深海环境中的TMA,然后在细菌胞内诱导表达三甲胺单加氧酶MpTmm,将TMA氧化为氧化三甲胺(TMAO),并在胞内累积。在深海高压下,TMAO能够保护蛋白质等生物大分子维持正常的构象,发挥生物学功能,从而使得D25菌株具有耐受深海高静水压的能力,维持生存和生长。将TmaT-MpTmm蛋白在Escherichia coli和Bacillus subtilis菌株中表达,可显著提高E. coli和B. subtilis菌株的耐压能力。生物信息学分析表明TmaT和MpTmm同源蛋白在海洋细菌,尤其是拟杆菌门细菌中广泛分布,表明这可能是深海细菌普遍采用一种耐压策略,具有重要理论意义。 该论文由青岛海洋科学与技术试点国家实验室、山东大学、中国海洋大学、上海海洋大学和英国University of Warwick等单位的相关学者合作完成。研究工作得到了国家自然科学基金项目、科技部重点研发计划、山东省重大科技创新工程和泰山学者攀登计划等项目的资助。 Science Advances文章链接:https://doi.org/10.1126/sciadv.abf9941。
  • 快讯 《Environmental Science & Technology》精准溯源我国南海大亚湾海域中麻痹性贝类毒素的生物来源

    来源专题:中科院文献情报系统—海洋科技情报网
    编译者:liguiju
    发布时间:2021-04-09
    近日,中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员张黎团队主导,联合深圳大学、厦门大学和暨南大学等团队,精准溯源了我国南海大亚湾海域中麻痹性贝类毒素的生物来源。相关研究成果“Identifying the source organisms producing paralytic shellfish toxins in a subtropical bay in the South China Sea”发表于环境科学期刊《环境科学与技术》(Environmental Science & Technology 2021, 55: 3124-3135)。 海洋藻毒素主要源于海洋鞭毛藻类,藻毒素可沿食物链传递并在海洋生物体内累积,人们消费含有藻毒素的海产品后会出现一系列的中毒症状。在国际上高度受关注的“海洋与人类健康(Oceans and Human Health, OHH)”研究计划中,藻毒素被列为重要的研究对象,其中麻痹性贝类毒素(Paralytic shellfish toxins, PSTs)是我国影响最为严重的一类藻毒素。近年来,沿岸海域富营养化加剧为有毒甲藻的爆发提供了便利的条件,这导致麻痹性贝类毒素中毒事件在我国时有发生,给海洋生态安全和人类带来严重危害,而精准溯源是防范藻毒素危害效应的重要手段。 目前,我国海洋环境中PSTs基本来源于亚历山大藻(Alexandrium spp.)和链状裸甲藻(Gymnodinium catenatum),其中Alexandrium spp.种类组成多样化,外观形态相似,但并不是所有种类均可产毒,传统方法难以将环境中的PSTs与对应的具体藻种相关联。由于生物累积与转化作用,产毒藻种在低密度也会带来潜在生物中毒素超标的状况,同时也给准确捕捉产毒藻种多样性分布和藻毒素溯源带来困难。 本研究以大亚湾为研究目标区域,在非赤潮期间(有毒藻种密度66?972 cells·L-1),通过结合高通量测序手段、藻细胞单克隆体系培养及传统形态学分析,筛选潜在的麻痹性产毒藻种,包括太平洋亚历山大藻(Alexandrium pacificum)、微小亚历山大藻(Alexandrium minutum)、Alexandrium hiranoi、Alexandrium leei和Alexandrium sp,对相关藻种进行分离培养构建单克隆培养体系,通过高效液相色谱-柱后衍生方法对浮游植物、贝类样品和单克隆体系的毒素含量和组成进行分析,尽管A. minutum和A. pacificum普遍存在于大亚湾海域,且均能够产生毒素,但A. pacificum产毒能力更强,且胞内毒素组成与浮游植物和贝类样品中相同,均以N-磺酰胺甲酰基类毒素(C1/2)为主,因此,通过藻种筛选和毒素组成分析,确定A. pacificum是大亚湾海域生物中PSTs最主要的贡献者。 综上所述,该研究基于多种分析手段明确PSTs产毒藻种在我国南海海域的多样性分布并准确溯源环境中PSTs的肇事藻种,这为准确溯源海洋环境中藻毒素的产毒藻种提供了可靠的研究思路与手段,对于揭示海洋生物沾染藻毒素特征和潜在途径,及进行藻毒素风险有效监测和预警都有极大的帮助。 南海海洋所副研究员柳阳和深圳大学陈振帆博士后为本文共同第一作者。南海海洋所研究员张黎为本文通讯作者。项目工作得到了国家自然科学基金(优秀青年项目、面上项目、青年项目)、科技基础资源调查专项和南方海洋科学与工程广东省实验室项目等项目的共同资助完成。 相关论文信息:https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acs.est.0c06991
  • 快讯 中国科学院海洋研究所在裙带菜遗传育种群体构建与性别决定机制研究方面获新进展

    来源专题:中科院文献情报系统—海洋科技情报网
    编译者:liguiju
    发布时间:2021-04-09
    近日,国际藻类学期刊Journal of Phycology在线发表了中国科学院海洋研究所在大型经济褐藻遗传育种研究方面的最新成果。海藻种质库团队根据裙带菜生活史的特点,提出了构建双单倍体(DH)群体的方法,并研究了孤雌生殖与雌雄同体表型的遗传规律,为海带目褐藻遗传育种研究提供了重要的方法学支持,为揭示裙带菜性别决定的遗传学机制提供了重要依据。   裙带菜是我国重要的经济海藻之一和重要出口创汇水产品,年产量约50万吨(鲜重),在我国已经有近半个世纪的栽培历史,主产区为辽宁、山东两地。近年来,海洋所海藻种质库团队成功培育了我国第一、第二个裙带菜新品种“海宝1号”和“海宝2号”,结束了裙带菜依赖国外引种的历史。2020年,海藻种质库团队根据裙带菜生活史特点,提出并建立了构建永久F2群体的方法。 DH株系的所有基因位点均为纯合,因此是一种永久性的遗传育种群体,在陆地作物的遗传育种及数量性状位点(QTL)定位研究中被广泛应用,但是在海带目褐藻中尚没有DH群体构建的报道。 海藻种质库团队利用经典遗传学方法,发现经过减数分裂以后,裙带菜配子体的雌雄同体与孤雌生殖表型是可遗传的,揭示了雌雄同体表型的伴性遗传现象(即只出现于雄性配子体中),暗示决定雌雄同体现象的基因位点可能位于雄性V染色体的性别决定区(SDR)或与其紧密连锁。研究人员利用这种遗传特性,在裙带菜中提出并建立了利用孤雌生殖和雌雄同体现象构建DH群体的方法,并通过培养实验及分子标记与细胞流式技术检测,证实了该方法的准确性和可行性。 该研究得到了国家自然科学基金面上项目、国家藻类产业技术体系、中科院战略生物资源能力建设项目及中科院海洋所汇泉学者项目等支持。单体锋副研究员为论文第一作者,逄少军研究员与单体锋副研究员为论文共同通讯作者。    相关论文: Tifeng Shan*, Shaojun Pang*, Xuemei Wang, Jing Li (2021) The inheritable characteristics of monoecy and parthenogenesis provide a means for establishing a doubled haploid population in the economically important brown alga Undaria pinnatifida (Laminariales, Alariaceae). Journal of Phycology https://doi.org/10.1111/jpy.13153. 论文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/jpy.13153 Tifeng Shan, Shaojun Pang*, Xuemei Wang, Jing Li, Qianxi Li, Li Su, Xiaodong Li (2020) A method to establish an “immortalized F2” sporophyte population in the economic brown alga Undaria pinnatifida (Laminariales: Alariaceae). Journal of Phycology 56:1748–1753.
  • 监测快报 海洋科学快报

    来源专题:中科院文献情报系统—海洋科技情报网
    编译类型:快报,简报类产品
    发布时间:2021-04-10
    本快报由中科院海洋科技情报网成员单位,中科院海洋所文献信息中心提供。责任人:冯志纲