科研进展--中国科学院广州分院

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（OMG）丘学林研究团队，联合中国科学院地质与地球物理研究所、中国科学院深海科学与工程研究所和德国GEOMAR-亥姆霍兹基尔海洋研究中心，利用万米级人工源地震剖面，成功获得了马里亚纳“挑战者深渊”俯冲板块上地幔顶部高度蛇纹石化层的横波速度和纵横波速比。该成果发表已发表在国际地学期刊《地球物理研究通讯》(GeophysicalResearchLetters)上，副研究员贺恩远为论文第一作者，研究员丘学林为通讯作者。马里亚纳“挑战者深渊”作为全球最深的海沟，位于伊豆-小笠原-马里亚纳俯冲带的最南段。该区域的俯冲板块具有古老年龄、陡峭俯冲角度以及强烈基底变形等特点，被视作端元型俯冲带。此前，研究团队曾搭乘“探索一号”TS03航次，在马里亚纳俯冲带南段横穿“挑战者深渊”布设了一条230km长的广角深地震测线TS2017-2，并获得了该测线的纵波速度结构。研究发现太平洋俯冲板块上地幔顶部存在4.0-6.5km厚的速度异常层，但由于纵波速度存在多解性，对该异常层的岩石物质属性一直未能明确。在此基础上，研究团队对该批次数据进行了深入分析。利用径向分量数据开展横波速度结构模拟和纵/横波速比分析，发现该上地幔层的纵/横波速比值超过1.80，最高可达1.95。经过与实验室岩石参数的对比分析，确定该速度异常层为高度蛇纹石化地幔层，其形成与蛇纹石化地幔橄榄岩的机械强度快速变化密切相关。此外，波速比剖面还显示，输入板块地壳和上地幔的纵/横波速比值向海沟方向呈增加趋势，但速度值却在减小，这表明了板块挠曲断裂和水化程度的增强。研究结果表明“挑战者深渊”区域的输入板块经历了强烈的挠曲断裂、水化和地幔蛇纹石化过程。这对于认识典型端元“马里亚纳”型俯冲系统的俯冲过程和水-物质循环机制具有重要意义。该研究得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划深海专项、中国科学院南海海洋研究所自主部署项目的资助。论文信息：He,E.,Qiu,X.,Li,Y.,Grevemeyer,I.,Xu,M.,Zhao,M.,etal.(2025).Strongserpentinizationandhydrationinthesubductingplateofthesouthernmarianatrench:InsightsfromVp/Vsratios.GeophysicalResearchLetters,52,e2024GL113792.相关论文链接：https://doi.org/10.1029/2024GL113792图1 马里亚纳俯冲带南段的地形特征及部分多道反射地震剖面图2 沿TS2017-2测线输入板块的纵、横波速度结构、波速比剖面（图a-c）以及OBS02台站的径向分量地震剖面（图d）图3 原位地震观测与实验室岩石测量值的对比

2025-03-26

南海海洋所 | 鹿角杯形珊瑚孵幼型繁殖模式的遗传演化及其气候变化响应特征取得进展

中国科学院南海海洋研究所李洁研究员团队和林强研究员团队在珊瑚繁殖策略的遗传演化规律与气候变化影响下的分布动态研究取得进展。相关研究成果以“Genomicinsightsintothebroodingreproductionandclimate-drivendynamicsofPocilloporadamicornisintheAnthropocene”为题，于2025年3月17日在线发表于国际权威学术期刊SCIENCE CHINALifeSciences。研究员李洁、副研究员刘雅莉和研究员张志新为共同第一作者，研究员李洁、院士张偲和研究员林强为共同通讯作者。全球气候变化影响下，造礁石珊瑚种群的恢复与维持是珊瑚礁可持续发展的核心问题，而珊瑚繁殖策略是种群恢复和长期存续的关键。据此，本研究聚焦了典型珊瑚物种繁殖模式及其对未来气候变化的适应性特征。研究团队率先对孵幼型鹿角杯形珊瑚基因组开展系统分析，并通过与其他八种石珊瑚的比较基因组解析，发现鹿角杯形珊瑚参与神经递质调节、内分泌和发育相关的基因存在显著扩张和快速进化现象，并受到强烈正选择信号，暗示这些基因可能在其孵幼型繁殖过程中发挥了关键作用。本研究通过开展了珊瑚的温度受控实验，基于转录组等分析发现高温胁迫可通过调控激素分泌和免疫反应，对鹿角杯形珊瑚的繁殖效能产生不利影响。此外，研究团队基于物种基因组PSMC分析，重构了分布在印-太海域的四种排卵型和两种孵幼型石珊瑚的有效种群历史演化规律；同时，利用物种分布模型（SDMs）分析，明确了六种排卵型和六种孵幼型石珊瑚在未来气候变化情景下的动态分布规律，其中，结果表明鹿角杯形珊瑚的分布范围将显著收缩。团队前期通过共生细菌分离培养、基因组和代谢物分析，证实鹿角杯形珊瑚宿主与共生细菌之间的营养互作（mSystems，2022）；并且，发现共生丙酸杆菌可减轻鹿角杯形珊瑚热白化（EnvironmentalMicrobiome，2023）。本研究通过学科交叉，为深度解析珊瑚繁殖策略演化模式与环境适应性提供了新的研究视角。该项工作得到了国家自然科学基金、国家重点研发计划项目的资助。论文信息：JieLi#*,YaliLiu#,ZhixinZhang#,YuChen,JianZhang,HaiyanYu,YingyiZhang,CongLiu,ZhuangShao,DavidG.Bourne,MengQu,SiZhang*,QiangLin*.Genomicinsightsintothebroodingreproductionandclimate-drivendynamicsofPocilloporadamicornisintheAnthropocene.2025文章链接：http://engine.scichina.com/doi/10.1007/s11427-024-2821-0图1鹿角杯形珊瑚繁殖模式演化的遗传调控特征及其气候变化下种群分布规律

2025-03-27

南海海洋所 | 物种分布信息选择对准确评估海洋生物分布格局的潜在影响取得新进展

3月24日，中国科学院南海海洋研究所林强团队在海洋物种分布数据信息对其生物地理格局精确评价与应用效果方面取得新进展，相关成果以“Differencesinpredictionsofmarinespeciesdistributionmodelsbasedonexpertmapsandopportunisticoccurrences”为题发表于保护生物学旗舰期刊ConservationBiology。研究员张志新为本文第一作者，研究员林强和研究员秦耿为本文共同通讯作者。当前，全球范围内正面临严峻的生物多样性丧失危机，部分区域的生物多样性正以惊人的速度下降，因此，精确评估生物多样性现状与未来演变趋势，制定科学的保护策略，对于遏制生物多样性衰退现状极其重要。物种分布模型（SDM）是当前学界评估生物多样性变化的重要工具，其预测能力高度依赖于物种分布数据的质量，高质量的物种分布数据源信息是限制物种分布模型应用的关键。因此，探究不同来源的高质量物种分布数据对生物地理分布格局的精准预测是当前本领域学者最为关注的科学问题。在实际的物种分布模型构建过程中，物种分布点和分布范围是两类常用的数据源，两者的获取来源不同，数据特征各具优势，但两者在模型性能方面的差异，尤其是在海洋场景下生物地理格局研究领域，尚未充分研究和报道。据此，本研究以珍稀海洋鱼类海龙科和石斑鱼科233个物种为研究对象，基于其分布点和分布范围数据分别构建物种分布模型，系统评估了两种模型在预测能力方面的差异（图1），发现两种模型均表明水深和温度是制约海龙科和石斑鱼科鱼类地理分布的关键因素，但基于物种分布点而构建的模型具有更好的预测能力和可转移性。同时，基于物种分布点和分布范围的模型在纬度多样性梯度格局预测方面差异显著（图2），分布点模型呈现双峰纬度梯度（即物种多样性在赤道附近较低，在中纬度地区呈现峰值），而分布范围模型则呈现了单峰模式（即物种多样性在赤道附近最高）。由此，本研究提出在研究海洋生物多样性的纬度梯度格局中，应特别关注数据源对结果产出的潜在影响。进一步，本研究利用广义线性模型探讨了两种模型预测差异背后的驱动机制。研究结果表明，两种分布数据对应的环境信息差异是导致模型预测差异的主要因素；基于两种分布数据的模型预测结果在海龙科物种中差异更大，推测这可能与海龙科物种具有更强的栖息生境偏好性有关（图3）。本研究率先在海洋领域系统评估了物种分布数据类型选择在海洋物种分布模型研究中的重要性，指出未来相关研究应更加关注数据源的获取和选择；同时，建议开发新的数据整合方法，充分考虑不同类型数据及其应用场景的优势，提升物种分布模型的准确性。此外，本研究呼吁相关机构应进一步提高数据的开放度和透明度，以便更好地支撑和践行全球生物多样性保护战略。本研究得到了国家自然科学基金项目、中国科学院战略性先导专项等的联合资助。文章信息：Zhang,Z.,Kass,J.M.,Bede-Fazekas,Á.,Mammola,S.,Qu,J.,Molinos,J.G.,...&Lin,Q(2025).Differencesinpredictionsofmarinespeciesdistributionmodelsbasedonexpertmapsandopportunisticoccurrences. Conservationbiology:thejournaloftheSocietyforConservationBiology,e70015.文章链接：https://doi.org/10.1111/cobi.70015图1 研究流程图图2 基于分布点（a和b）和分布范围（c和d）构建的物种分布模型预测结果图3 两种物种分布模型预测差异驱动机制分析

2025-03-27

区域创新发展联合基金项目“自航单浮体气动式波浪能高效转换机理研究及验证试验”结题验收

3月20日，由中国科学院广州能源研究所海洋能研究团队承担的2020年度国家自然科学基金区域创新发展联合基金项目-广东-“自航单浮体气动式波浪能高效转换机理研究及验证试验”在北京通过结题验收。

2025-03-28

深圳先进院 | 科研团队实现PET/MR双模态全脑区自动分割技术（IEEE JBHI 封面文章）

脑区分割是医学图像处理的主要任务，对神经科学研究和临床诊断都有着深远的影响。精确的脑区分割对于分析不同的脑区至关重要，因为它们的体积、表面积和形态与各种神经系统疾病有关，比如帕金森病和阿尔茨海默病等。PET/MR成像系统则是一种有效的脑部疾病诊断工具，它结合了PET代谢成像和MR结构成像的优点，可以在疾病早期观察到特定大脑区域的代谢异常和结构变化，从而将功能和代谢双模态信息相结合用于脑疾病诊断。

2025-03-25

深圳先进院 | 三维感知-复杂操作端到端机器人学习新方法（IEEE Transactions on Robotics）

近日，中国科学院深圳先进技术研究院集成所智能仿生研究中心徐升团队与澳门大学杨志新团队合作，在机器人学习领域取得突破，提出了一种基于三维视觉融合注意力机制的端到端多模态模型——Fusion-Perception-to-Action Transformer（FP2AT）。该算法通过融合全局与局部体素网格特征，结合本体感知信息，显著提升了机器人在复杂三维场景中的精细操作能力。研究成果以“Fusion-Perception-to-Action Transformer: Enhancing Robotic Manipulation With 3-D Visual Fusion Attention and Proprioception”为题，发表于机器人领域顶级期刊《IEEE Transactions on Robotics》，论文第一作者为澳门大学-中国科学院深圳先进技术研究院联合培养博士生刘杨骏，徐升副研究员和杨志新副教授为共同通讯作者，先进院和澳门大学为共同第一单位。

2025-03-26

深圳先进院丨科研团队提出单细胞谱系追踪的量化评分体系，为基于临床样品的细胞谱系研究提供理论指导（Genome Biology）

单细胞谱系追踪可记录细胞分裂历史，为解析发育生物学规律和疾病发生机制提供了关键性研究工具。当前主流方法依赖基因编辑，通过对外源人工条形码的定向编辑来标记细胞谱系，但该方法不适用于临床样品。线粒体DNA因其高突变率和易检测性，在人体谱系追踪中展现出巨大潜力。然而，受其多拷贝性和高度动态性影响，线粒体谱系追踪的准确性和适用性尚存不确定性，需系统评估与方法优化以提升其实用性。

2025-03-26

深圳先进院｜科研团队提出新型高精度动物行为学姿态估计工具（eLife）

研究团队提出了一种基于Transformer架构的抗漂移姿态追踪技术（ADPT），成功实现跨物种动物姿态追踪的高精度、高鲁棒性检测。

2025-03-26

深圳先进院 | 定量合成生物学揭秘自我牺牲行为的演化机制(ISME Journal)

在自然界中，有些生物的行为让人既震撼又困惑：它们会主动选择“自我牺牲”以换取整个群体的生存机会。比如，某些细菌会分泌大肠杆菌素杀死竞争者，却也因此难逃一死；蜜蜂在蜇刺敌人后会牺牲自身，以保护蜂群安全；甚至在人类疾病中，败血性休克可能通过个体的死亡来限制病原体在群体中的传播。这种无私奉献的行为在生物界广泛存在。然而，从演化角度来看，这种“自我牺牲”行为却是一个巨大的谜题：既然这些个体无法存活下来繁殖后代，相关的基因似乎应该逐渐消失。那么，这种行为是如何在自然选择过程中得以延续的呢？

2025-03-20

华南植物园“一种林下仿野生灵芝种植病虫害综合防治的方法”获发明专利

近日获悉，由中国科学院华南植物园林永标等科研人员完成的“一种林下仿野生灵芝种植病虫害综合防治的方法”获国家发明专利授权。于春季进行林下仿野生灵芝种植，种植后开展病虫害调查，监测虫口及危害情况，害虫虫口数达3-5只时，采用粘和/或诱捕防治措施；害虫虫口数量达6-7以上，制作安装带有筛网的套管，采用带有筛网的套管防护措施，或者直接在灵芝菌蕾刚萌芽，采用带有筛网的套管防护措施，通过筛网观测灵芝生长状况，1-2周后调整套管位置，直至灵芝收获，当第二批灵芝萌蕾后，重新采用带有筛网的套管防护，通过筛网观测灵芝生长状况，1-2周后调整套管位置，直至灵芝收获，采用带有筛网的套管防护措施可重复多年使用。该发明成功率高，简单实用可应用于人工林等林下仿野生灵芝种植中。

2025-03-26