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科研动态共计 1,235 条信息

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1 FISH-TAMB,一种无需固定细胞的mRNA 荧光标记技术 2022-01-24

近期中国科学院深海科学与工程研究所地外海洋系统研究室刘翠艳研究员作为共同通讯作者在微生物生态学期刊Microbial Ecology上在线发表论文一篇,题为FISH-TAMB,a Fixation-Free mRNA Fluorescent Labeling Technique to Target Transcriptionally Active Members in Microbial Communities。研究人员开发了一种适用于标记古菌和细菌的信使RNA(mRNA)的荧光原位杂交(FISH)技术。FISH-TAMB方法与现有FISH方法的不同之处在于缓冲液中不含固定剂或表面活性剂,在目标细胞的生长温度下杂交时间短至15分钟,并且省略了洗涤步骤。论文详细地介绍了FISH-TAMB的制备和应用例子。通过对(1)表达产甲烷菌Methanosarcina barkeri mcrA基因的大肠杆菌;(2)M.barkeri;和(3)来自深部大陆钻孔的厌氧甲烷营养(ANME)富集培养,证明了FISH-TAMB标记细胞内mRNA靶标、区分转录状态、检测活跃和稀有分类群以及保持细胞活力的能力。FISH-TAMB具有多复用和可应用于16S rRNA的潜力,在环境微生物学领域具有潜在的广泛应用。 原文链接: https://link.springer.com/article/10.1007/s00248-021-01809-5 查看详细>>

来源:中科院深海科学与工程研究所 点击量:7

2 基于ANN模型的海岛生态系统服务功能评估及灵敏度研究取得新进展 2022-01-24

海岛是典型的脆弱生态系统,兼具海陆双重属性,具有十分重要的生态系统服务功能。但由于海岛远离大陆,交通不便,调查研究非常有限,基础生态环境资料匮乏,一些生态系统服务功能难以评估,阻碍了基于生态系统的海岛管理政策的有效制定和实施。 近日,海洋试点国家实验室海洋地质过程与环境功能实验室、自然资源部第一海洋研究所石洪华研究员团队对基于ANN模型的海岛生态系统服务功能评估及灵敏度的研究取得新进展。该研究提供的方法通过使用相对简单的常规参数即可开展海岛生态系统服务功能的评估,辨识了不同参数对海岛生态系统服务功能的重要性,剖析了多种因素对生态系统服务功能的综合影响。研究结果有助于深入理解自然变化和人为干扰对海岛生态系统服务功能的影响。 该研究通过将人工神经网络模型与空间数据分析有效结合,提出了一种生态系统服务功能及其影响因素定量化评估方法,可以较为简便地评估碳储存、生境质量、养分保留、水土保持和水源涵养5类常规方法较难评估的海岛生态系统服务功能。独立样本检验表明,模型预测值与基于InVEST模型的评估值的相关系数为0.88(P<0.001),模拟平均绝对误差为10.33%。人工神经网络模型结合空间数据分析为海岛生态系统服务功能评估和灵敏度分析提供了重要手段。 该研究成果“Ecosystem services assessment and sensitivity analysis based on ANN model and spatial data:A case study in Miaodao Archipelago(基于人工神经网络模型和空间数据的海岛生态系统服务功能评价及灵敏度分析:以庙岛群岛为例)”于近期在线发表于国际期刊Ecological Indicators(生态因子),石洪华研究员为通讯作者,中国海洋大学博士研究生殷丽婷等合作完成。海岛是海洋可持续开发利用的战略依托和空间,也是生态学研究的理想实验场。当前,该团队正按照海陆统筹的理念,继续深化自然变化与人类活动干扰下海岛生态脆弱性及其适应机制研究,以不断夯实海岛可持续发展和保护的科学基础。 查看详细>>

来源:青岛海洋科学与技术试点国家实验室 点击量:6

3 捕食者相互作用决定浮游植物随气候变化的迁移变化 2022-01-18

原绿球藻(Prochlorococcus)是地球上最小和最丰富的光合作用生物。单个原绿球藻细胞与人类红细胞相比相形见绌,但在全球范围内,这些微生物的数量达到了80亿,通过光合作用,产生了世界上大部分氧气。通常,原绿球藻广泛分布于海洋温暖的表层水中,随着两极气温的降低,数量急剧下降,因此,科学家认为,原绿球藻与很多海洋物种一样,温度是影响其分布的主控因素之一。但美国麻省理工学院(MIT)的科学家发现,原绿球藻的生存区域并非取决于温度,而是由与共同捕食者的关系决定。这项研究成果已发表在《美国国家科学院院刊》(PNAS)上。 该研究的合著者、麻省理工学院地球、大气和行星科学系(EAPS)的高级研究科学家Dutkiewicz说,普遍认为,随着海洋变暖,原绿球藻会向极地移动,温度决定了海洋中原绿藻和其他浮游植物的范围,但这一认识与实测数据存在差异。该研究团队检查了2003年、2016年和2017年在东北太平洋航线的观测结果,航次在不同的纬度,连续对水域进行采样,并测量各种细菌和浮游植物(包括原绿球藻)的浓度。研究团队绘制了原绿球藻明显减少或消失的位置图,并标注了每个位置的海洋温度。令人惊讶的是,原绿球藻的消失在13-18℃之间都有可能发生,而实验室研究表明,13-18℃是原绿球菌适合生长和繁衍温度。该研究的合著者Follett表示,这说明温度本身无法决定原绿球藻分布,因此,他们开始怀疑温度控制原绿球藻分布的科学性,转而着手研究原绿球藻与异养细菌的相互作用。研究人员采用海洋环流和海洋生态系统相互作用的模拟,通过MITgcm模型,模拟了世界各地的洋流和上升流区域,并采用生物地球化学模型模拟了营养物质在海洋中的重新分配方式。他们结合复杂的生态系统模型来模拟不同种类的细菌和浮游植物(包括原绿球藻)之间的相互作用。在细菌的情况下,模型显示原绿球菌分布范围广泛,包括温暖热带地区和寒冷的两极,这与理论和观察结果相反。当模型中加入其他微生物、细菌和共同捕食者时,原绿球藻的分布范围从两极转移,与原始研究巡航的观察结果相匹配。模型结果还显示,原绿球藻可以在营养水平非常低的水域中茁壮成长,并且是细菌的主要食物来源。这些水域也恰好是温暖的,适合原绿球菌和细菌以及它们共同的捕食者生活。但在营养更丰富的环境中(如极地地区),冷水和营养物质从深海涌出,更多种类的浮游植物可以生长,导致细菌快速繁殖,进而威胁到原绿球藻的生存,甚至消失殆尽。因此,结果表明,与细菌的共同捕食者的关系决定了原绿球藻的生长范围。将这种机制纳入模型对于预测其他海洋微生物对气候变化的响应机制至关重要。 研究人员认为原绿球藻可以有效指示全球海洋变化,如果它的生存范围扩大,表明海洋中的情况也发生了很大变化。Follett补充道,有理由相信它的范围会随着世界变暖而扩大,但必须厘清影响其生存范围的因素,仅仅基于温度的预测是不正确的。(傅圆圆编译) 查看详细>>

来源:美国麻省理工学院 点击量:89

4 美墨边境废水运输模型建议减少沿海污染的解决方案 2022-01-18

由美国斯克里普斯海洋研究所的物理海洋学家Falk Feddersen领导的研究团队,为包括两个污水源(墨西哥蒂华纳(Tijuana)排放口和圣安东尼奥德洛斯布宜诺斯(San Antonio de los Buenos,SAB)处理厂的排放口)在内的边境地区,开发了一个沿海海洋、病原体和人类疾病耦合模型,模拟了2017年多种污水处理基础设施背景下的病原体浓度和人类疾病风险。他们得出的结论是,提高SAB处理厂的能力可以最大程度地改善病原体浓度,减少生病的游泳者,减少海滩关闭,并且比遏制来自非常靠近边境的蒂华纳河河口的流量更有效。该研究发表在美国地球物理联盟(AGU)杂志《地球健康》(GeoHealth)上。 最近的美国、墨西哥和加拿大贸易协定(USMCA)为污水处理基础设施项目提供资金,以减少海滩关闭。该研究由环境保护署(EPA)通过北美开发银行和美国国家科学基金会(NSF)资助,试图解决由海洋污染问题带来的每年高达约20亿美元的医疗费用和海滩关闭经济损失。将通过构建模型指出哪种污水处理基础设施和策略可以最大程度地减少海洋污染避免海滩关闭,同时指导基础设施分配。 这项研究帮助更有效地解决美墨边境两侧污水对海滩水质的影响,将更好地解决美国和墨西哥的污水来源问题。在这项研究中,研究小组估计,在目前的条件下,帝国海滩每年有3.8%的海洋游泳者会因在污水污染的水域中游泳而生病。在夏季,这一估计值跃升至4.5%。解决SAB流量问题可将夏季生病游泳者的比例显着降低至0.5%。(王琳编译) 查看详细>>

来源:美国斯克里普斯海洋研究所 点击量:87

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