南海是世界上最大的边缘海之一，面积约350万km²，贯通太平洋和印度洋，是联系东亚、非洲和欧洲最为繁忙的国际航路之一，超过200个无原住民居住的岛屿与岩礁散落于各处，拥有丰富的海洋矿产与生物资源。中沙群岛地处南海中部，包括黄岩岛、中沙大环礁两个环礁系统，以及30多个暗滩和暗沙，覆盖海域面积超过60万km²，其岛礁散布范围之广仅次于南沙群岛。但中沙群岛所有暗滩和暗沙均隐伏于海水中，仅黄岩岛礁坪有个别礁石露出海面。中沙大环礁是中沙群岛的主体部分，是世界上少有的大型环礁系统，其珊瑚礁生态系统结构复杂，渔业资源丰富。因此，开展对中沙群岛及其邻近海域系统、全面的综合科学考察工作，不仅有利于摸清家底、提高对南海的认知，还是服务于南海资源可持续开发与保护、支撑“经略南海”与“海洋强国”建设的必要保障。 新中国成立后，我国便开始部署南海诸岛及其邻近海域的科学考察工作，其中，针对中沙群岛及其邻近海域的科学考察工作始于20世纪70年代。1973～1977年开展的“南海中、西沙群岛及附近海域调查”共进行了11个航次，是规模较大、较系统的一次覆盖中沙群岛海域的科学考察任务，科考团队多次穿越中沙群岛，并登上黄岩岛，科学考察项目涵盖了地质地貌、水文环境、生物生态等不同学科。遗憾的是，限于当时航次或调查条件等诸多因素，许多资料虽然非常珍贵但并不完整。 21世纪以来，我国对中沙群岛及其邻近海域的科学考察力度明显加大。2014年和2015～2017年开展了中沙群岛及其邻近海域的渔业资源科学考察；2014～2016年连续三年开展了中沙群岛造礁石珊瑚多样性调查；2015年在国家科技基础性工作专项及国家重大科学研究计划等项目支持下，对中沙群岛的黄岩岛海域进行了生物生态和水环境调查。总的来说，上述中沙调查工作取得了很多宝贵的数据资料，支撑了对中沙群岛的科学认知。但是，上述科学考察和研究多是针对特定学科方向，新技术、新方法的应用不足，这在很大程度上限制了我们对中沙群岛的全面系统认知，不利于我国推进南海的权益维护与可持续发展。 在此背景下，由中国科学院南海海洋研究所牵头，汇集了在南海科学考察和研究方面具有优势的9家科研院所或高校的科研团队，依托于科技部立项的科技基础资源调查专项“中沙群岛综合科学考察”项目（2018FY100100），首次对中沙群岛及其邻近海域珊瑚礁地形地貌、水文动力、地质结构、环境化学、生物生态、渔业资源等进行了全面的综合科学考察。科考团队于2019～2022年间开展了7个航次调查任务，调查范围覆盖了中沙大环礁、黄岩岛、一统暗沙、神狐暗沙及其临近海域，并将调查数据与遥感数据、历史资料相结合，综合分析，汇编整理，形成《中沙群岛综合科学考察研究报告》（林强等著. 北京：科学出版社，2024.3）。 中沙群岛海域气候条件恶劣，风大浪急，面临突发恶劣天气时缺少庇护场所，科学考察过程中还面临着外方干扰等不确定性因素，尤其是珊瑚礁调查区域水深普遍超过15m，水情复杂多变，这对于执行调查任务的潜水队员来说难度大、危险性高。正是在此情况下，科考队员不惧艰险，最终获得了本书所记录的样本和数据。 本书的资料收集、编撰和出版得到了国家科技基础资源调查专项项目、国家自然科学基金项目等资助。 查看详细>>

近期，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（LMB）/广东省海洋药物重点实验室（LMM）闫岩研究员团队完成了对真菌来源的quadrane新骨架倍半萜terrecyclic acid的生物合成研究，成果发表在英国皇家化学会旗舰期刊《Chemical Science》上，文章被该刊评为每周亮点论文和2024热点论文。 倍半萜是萜类化合物中占比最多的一种，分子中含15个碳原子，由三个异戊二烯单元组成链状、环状等多种骨架结构，分布于植物、昆虫、微生物等生物中，具有广泛的生物活性，是医药、食品和化妆品研发的重要源泉。Terrecyclic acid是一类由环戊烷骈双环辛烷组合而成的quadrane倍半萜骨架，经过氧化后修饰而成的一类具有抗菌、抗肿瘤活性天然产物。该类化合物最早发现于土曲霉，后又相继从不同来源的真菌和柳珊瑚中发现。 由于quadrane骨架的特殊结构与良好的生物学活性，其制备方法的研究受到广泛关注，其中合成化学家先后开发出20余条合成路线。然而由于该类化合物特殊的结构和成环方式，使得其化学合成步骤多，产率较低，在一定程度阻碍了先导药物的开发。通过合成生物学方法大量制备quadrane类天然产物，是解决这一问题的有效策略。同位素示踪实验表明，quadrane骨架的生物合成可能经历了两种完全不同的途径，即Hirota途径和Coates途径。尽管计算化学研究表明后者的可能性更高，但quadrane骨架的生物合成基因与其形成的确切酶学机制仍有待证实。 闫岩研究员团队通过对真菌基因组的挖掘，发现了该类化合物的生物合成基因簇ter，包括一个萜类环化酶（terpene cyclase，TC）即terA、一个P450氧化基因（terB）、一个短链脱氢基因（terC）和一个主要协同转运因子超家族基因（terD），如图2A。通过异源表达、体内喂养、体外酶反应等研究，验证了基因簇中各基因的功能，证实了其生物合成途径：即在环化酶TerA的作用下催化FPP产生化合物25，进而产物25被P450酶TerB羟化和羧基化产生化合物32，最后32被脱氢酶TerC催化形成终产物2。 在发现新型倍半萜环化酶（β-terrecyclene合酶，TerA）可以催化法尼基焦磷酸（FPP）转化为β-terrecyclene（25）的基础上，通过对TerA的系列定点突变研究，结合动力学同位素效应分析，确证了环化过程为Coates途径，而非最早提出的Hirota途径。 通过以上研究，作者发现了抗菌、抗肿瘤quadrane骨架倍半萜terrecyclic acid的生物合成基因簇，以此为基础，解析了其通过β-terrecyclene环化酶TerA形成quadrane骨架，继而氧化、脱氢的后修饰的生物合成过程。Quadrane骨架的形成机制也通过对蛋白TerA的点突变和动力学同位素效应得以证实，从而解决了几十年来关于该类天然产物生物合成研究的谜团。该研究也为进一步以萜类环化酶TerA为探针，从真菌数据库中对quadrane类天然产物的发掘奠定了基础。 以上研究，副研究员宋永相为第一作者，研究员闫岩为通讯作者。由济南大学的王文贵博士，美国加州大学洛杉矶分校（UCLA）唐奕（Yi Tang）教授团队合作完成。 上述研究工作得到了国家重点研发计划、海南省科技计划三亚崖州湾科技城科技创新联合项目、国家自然科学基金、中国科学院王宽诚率先人才计划“卢嘉锡国际团队项目”和海南省自然科学基金、广东特支计划 “海洋药物研究开发创新团队”等的资助。 Chemical Science作为英国皇家化学会资助的旗舰期刊，对各国研究人员在化学领域取得的突破性成果，经评审接收后免费发表，并对全球读者开放获取。文章接收后，被Chemical Science评为每周亮点论文（2024 ChemSci Pick of the Week Collection）和2024热点论文（2024 Chemical Science HOT Article Collection）。 本文链接：https://pubs.rsc.org/en/content/articlelanding/2024/sc/d4sc01208a。 文章相关信息：Yongxiang Song,Wengui Wang,Jiafan Yang,De-Wei Gao,John MBillingsley,Songtao Wang,Yiguang Zhu,Junfeng Wang,Jianhua Ju,Yan Yan*and Yi Tang.Chem.Sci.,2024,doi.org/10.1039/D4SC01208A 查看详细>>

近日，中国科学院南海海洋研究所边缘海与大洋地质重点实验室赵明辉研究团队联合剑桥大学地球科学系、中国科学院地质与地球物理研究所、印尼万隆技术学院、西澳大利亚大学以及浙江海洋大学，使用布设在苏拉威西岛上的流动地震台数据，合作研究了多俯冲系统交互作用下上地幔变形模式，研究成果发表于国际地学期刊《地球物理研究-固体地球》（Journal of Geophysical Research-Solid Earth），中国科学院南海海洋研究所副研究员曹令敏（第一作者）、剑桥大学博士吕川川和浙江海洋大学博士何小波为共同通讯作者。 印尼苏拉威西岛北部的北苏拉地块具有独特地质特性，处于多板块俯冲交界地带，新生代构造活动频繁，是研究地幔流动和岩石圈变形的热点区域。 研究人员利用地震学方法—剪切波分裂技术，对近震S波和远震S波，以及SK(K)S波形数据进行了详尽分析。 研究结果显示，北苏拉地块周边的地震各向异性特征与多板片俯冲交互作用密切有关。首先，研究发现桑义赫板块和苏拉威西海板块的俯冲过程中，都显示出典型的地幔楔对流现象，然而苏拉威西海板块的地幔楔对流模式受其弧形板块形态的显著影响。在Tomini湾，研究人员观察到与北苏拉威西海沟走向斜交的快波方向，推测可能是两个板块俯冲相互作用的结果。另外，苏拉威西海板块俯冲形成的地幔楔在其最南端呈现出东西向的快波方向，这暗示了可能是由南部隐没的苏拉板块的阻挡产生。 以上发现为理解印尼北苏拉地块复杂多俯冲系统下的上地幔变形提供了宝贵的地震学依据。未来，这类基于地震学的深入研究有望为地壳稳定性预测和灾害防范提供更丰富的信息。 该研究受到国家自然科学基金西太重大项目（郝天珧-91858212）、中国科学院战略性先导科技专项（B类）、国家自然科学基金、英国艾萨克牛顿信托基金和英国全球挑战研究基金等共同资助。 相关论文信息：Cao,L.,Lü,C.,He,X.,Rawlinson,N.,Hao,T.,Widiyantoro,S.,Supendi,P.,Zhao,L., Yuan,H.,Zhao,M.,Qiu,X.,Rafie,M.,Alfian A.,Sahara,D.(2024).Mantle flow induced by the interplay of downgoing slabs revealed by seismic anisotropy beneath the Sula Block in eastern Indonesia.Journal of Geophysical Research:Solid Earth,129,e2023JB028110. 论文链接：https://doi.org/10.1029/2023JB028110 查看详细>>

联合国“海洋十年”将扩大全球海洋观测系统纳入为核心挑战内容，并专门成立海洋观测系统（挑战7）工作组。工作组成员金卡纳强调，计划旨在发展海洋观测系统，响应和快速满足用户需求，并沿着价值链进行整合，基本海洋变量是确定观测优先次序和推进观测系统的关键因素。此外，该工作组将扩大海洋观测的优先领域、建立包括私营企业在内的跨部门多样化伙伴关系、优化协调跨平台观测等确定为优先事项。 查看详细>>