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1 中国科学院南海海洋研究所揭示风生与潮致近惯性内波的相互增强机制 2022-11-29

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)蔡树群研究团队在风生与潮致近惯性内波的相互作用方面取得新进展。相关研究成果于2022年11月21日发表在《Journal of Physical Oceanography》上,陈植武博士为论文第一作者。 近惯性内波是一种主要的海洋内波,占据了内波谱中超过一半的能量,是海洋高频变化中一种重要的动力过程。近惯性内波主要是由风产生的(风生近惯性内波),而强潮流与陡峭地形相互作用也可以产生近惯性内波(潮致近惯性内波)。当地形为高耸海脊时,风生与潮致近惯性内波在空间上高度重叠。那么,这两种不同起源的近惯性内波之间能否发生相互作用呢? 利用锚系潜标观测,卫星跟踪漂流浮标观测和数值模拟,本研究发现潮致近惯性内波的存在导致近惯性风能输入增加7%;而风生近惯性内波的存在导致内潮传递给近惯性内波的能量增加51%。因此,风生与潮致近惯性内波能够相互增强,从而产生1+1>2的效果。在上混合层内,吕宋海峡附近存在着近惯性能量的高值区。研究表明,该高值区主要是由风产生的,而风生与潮致近惯性内波的相互作用显著增强了该高值区(比不考虑潮致近惯性内波时增加47%的能量)。因此,潮致近惯性内波对吕宋海峡近惯性能量的收支具有重要意义。 该研究首次阐明了风生与潮致近惯性内波之间的相互增强效应与机制。对于不同的风场强度、潮流振幅、相位等,这两种不同起源的近惯性内波总能相互增强,从而产生一种类似共振的效应。这丰富了内波之间相互作用与能量串级的研究,对吕宋海峡的近惯性能量收支具有重要影响。 该研究由国家自然科学基金重点项目、西太重大研究计划重点项目、中科院前沿科学重点研究计划项目、南方海洋科学与工程广东省实验室(广州)人才项目、中国科学院南海生态环境工程创新研究院自主部署项目、广州市科技计划、LTO自主项目等共同资助完成。 相关论文信息: Chen Z,Liu G,Liu Z,Chen S,Lu H,Xu J*,Gong Y,Xie J,He Y,Chen J,He Y,Cai S*,Mutual enhancement of wind-and tide-induced near-inertial internal waves in Luzon Strait,Journal of Physical Oceanography,52,3259-3272,2022. 文章链接: https://journals.ametsoc.org/view/journals/phoc/52/12/JPO-D-22-0055.1.xml 查看详细>>

来源:中科院南海海洋研究所 点击量:2

2 自然资源部第一海洋研究所在印度洋气候变化及预测研究领域取得重要进展 2022-11-29

近日,自然资源部第一海洋研究所科研团队在印度洋偶极子的形成机理及未来变化趋势方面取得重要进展,相关研究成果发表于国际知名学术期刊《Science Advances》。该项研究成果是关于印度洋气候模态特征及变化机理的一个全新科学认知,为显著提高印度洋偶极子预测水平提供了重要理论支撑,对印度洋周边地区应对气候变化、海洋防灾减灾和我国海上丝绸之路建设具有重要意义。 印度洋偶极子(Indian Ocean Dipole,IOD)是热带印度洋气候系统中最强的年际异常信号,可导致干旱、洪涝和山火等多种极端气候事件,对印度洋周边区域乃至全球气候变化、生态环境和社会发展均具有深远影响。在全球变暖条件下,IOD的发生频率显著升高,但原因并不清楚。 该项研究首次发现早发型IOD增多是导致IOD发生频率升高的根本原因。早发型IOD在夏季最为显著,比传统型IOD提前约一个季节。在上个世纪,早发型IOD数量很少,而由厄尔尼诺引发的传统型IOD则是IOD的主导类型。进入本世纪后,由于早发型IOD的迅速增多,使其逐渐成为与传统型IOD数量相当的IOD主要类型。 该项研究进一步发现,在全球变暖过程中夏季风爆发提前、海洋-大气正反馈增强是导致早发型IOD增多的根本原因。气候模式结果显示,在未来温室气体持续增多的情况下,早发型IOD发生频率还将继续升高。这将会增强印度洋周边地区夏季的气候变率,增大连续IOD的发生频率,从而增加极端气候事件的发生概率。 自然资源部第一海洋研究所海气中心孙双文研究员为该论文第一作者,方越研究员为通讯作者。该研究获得了海洋一所基本科研业务费专项资金、国家自然科学基金、山东省泰山学者攀登计划等项目资助。 论文链接:https://www.science.org/doi/10.1126/sciadv.add6025 查看详细>>

来源:国家海洋局第一海洋所 点击量:0

3 中国科学院海洋研究所在海洋活性天然组合物减肥降脂研究中取得新进展 2022-11-29

近日,中国科学院海洋研究所在海洋活性天然组合物减肥降脂研究中取得新进展,相关研究成果“The Complex of Phycobiliproteins,Fucoxanthin,and Krill Oil Ameliorates Obesity through Modulation of Lipid Metabolism and Antioxidants in Obese Rats”在营养学TOP期刊《Nutrients》上发表。 随着生活水平的不断提高,肥胖症的发病率越来越高。据统计,我国居民超重和肥胖人群已经接近总人口的四分之一。过度肥胖可导致心血管、消化系统以及肿瘤等相关疾病。现有的减肥药物或者保健品要么减肥效果不显著,要么具有副作用。因此,研发安全有效的减肥产品已成为医药保健食品研究的重点和热点。 海洋生物资源丰富,生长环境独特,是相关产品研发的资源宝库。中科院海洋所藻类分子生理与发育调控研究团队基于前期研究筛选,将海洋来源的活性蛋白及类胡萝卜素等活性产物经科学组方复配成复合物(PFK),并利用高脂饲料诱导肥胖大鼠模型研究其减肥降脂效果及机理。研究结果表明,低剂量的PFK复合物能够降低肥胖大鼠的体重,减缓脂肪的积累,改善血脂参数,减少高脂饮食肥胖对器官损害。机制研究结果显示,低剂量PFK复合物能减少大鼠的脂肪酸合成酶和乙酰辅酶A羧化酶的含量。脂肪酸合成酶和乙酰辅酶A羧化酶是脂肪酸合成的限速酶,这两种酶含量减少可以限制脂肪合成,抑制脂肪细胞分化,达到减肥降脂效果。PFK复合物还具有强抗氧化活性,能够降低脂质过氧化产生的丙二醛含量并增加谷胱甘肽含量,促进三羧酸循环,改善血脂,降低动脉粥样硬化指数,以减少肥胖产生的并发症,对大鼠减肥降脂产生协调作用。研究发现由于PFK复合物减肥降脂主要是通过限制脂肪酸合成酶活性实现,因此过多摄入PFK复合物可能会有副作用。该研究为开发为具有降脂减肥功能的天然食品或药品奠定了理论基础,具有广阔的市场前景。 论文第一作者为海洋所硕士研究生羌玺,通讯作者为海洋所王立军副研究员等。研究得到了山东省重大创新工程和国家重点研发计划等项目的资助。  论文信息: Xi Qiang,Chuanlong Guo,Wenhui Gu,Yuling Song,Yuhong Zhang,Xiangzhong Gong,Lijun Wang*and Guangce Wang*,The Complex of Phycobiliproteins,Fucoxanthin,and Krill Oil Ameliorates Obesity through Modulation of Lipid Metabolism and Antioxidants in Obese Rats,Nutrients 2022,14(22),4815.https://doi.org/10.3390/nu14224815. 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:0

4 中国科学院海洋研究所在深海偏顶蛤与甲烷氧化内共生菌共生互作机制研究获新进展 2022-11-29

近日,中国科学院海洋研究所孙松课题组在深海偏顶蛤与甲烷氧化内共生菌共生互作机制研究取得新进展,相关成果“Insights into symbiotic interactions from metatranscriptome analysis of deep-sea mussel Gigantidas platifrons under long-term laboratory maintenance”在生态学和进化生物学TOP期刊Molecular Ecology(JCR 1区,IF 6.622)上发表。 与化能合成细菌建立共生互作关系是深海无脊椎生物适应深海寡营养生存环境的关键和基础。深海偏顶蛤具有较强的压力适应性,能够在实验室常压条件下长期培养,且其鳃丝中共生微生物的含量与培养环境中底物的浓度直接相关,因此是研究深海生物与共生微生物互作机制的理想生物模型。然而深海生物长期生活在高压环境下,难于在实验室常压条件下存活和培养,限制了其与化能合成细菌共生互作关系的研究。 本研究利用自研的深海大型生物实验室常压培养系统,对我国南海福尔摩沙冷泉区优势物种平端深海偏顶蛤Gigantidas platifrons开展了实验室长期培养,并通过宏转录组测序和基因共表达网络分析,解析了深海偏顶蛤及其甲烷氧化共生菌在短期(1天)和长期(25天、35天)实验室培养下的基因表达变化。结果表明,深海偏顶蛤宿主和共生菌对压力变化具有不同响应:短期常压培养引起共生菌基因表达整体的扰动,而宿主基因表达变化较小。深海偏顶蛤能够通过DNA断裂修复和免疫系统的激活应对短期培养中压力等环境条件的剧烈变化。在长期培养后,共生菌大量丢失,共生菌萜类化合物和必需氨基酸合成减少;深海偏顶蛤通过代谢方式的改变应对共生菌减少引起的营养匮乏,包括萜类骨架合成的上调、固醇合成的下调,及蛋白酶体的上调等。此外,深海偏顶蛤微管动力蛋白基因的表达与共生菌的数量显著相关,微管介导的胞内运输可能参与了共生菌和宿主的营养互作。本研究通过对深海偏顶蛤的实验室长期培养及基因表达分析,揭示了宿主和共生菌应对压力等环境变化的响应机制,鉴定了共生互作相关的重要调控基因和关键中间产物,对深海极端微生物与大型生物共生互作关系提出了新的认识。 中国科学院海洋研究所孙妍副研究员为论文第一作者,孙松研究员和王敏晓副研究员为共同通讯作者。研究得到青岛海洋科学与技术试点国家实验室“十四五”重大项目、国家自然科学基金、泰山学者攀登计划联合资助。 原文链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/full/10.1111/mec.16765 查看详细>>

来源:中科院海洋研究所 点击量:0

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