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              2016年度中国海洋與湖沼十大科技进展评选揭晓

              副標題:

              时间:2017-01-19  来源:中国海洋湖沼學會文本大小:【 |  | 】  【打印

                近日,中国海洋湖沼學會组织海洋與湖沼领域相关单位、专家学者引荐,经學會理事投票,评选出“2016年度中国海洋與湖沼十大科技成果”。评选结果如下: 

                一、 蟲黃藻全基因組測序完成 

                甲藻是海洋生態系統中最关键的初級生産者之一。其中蟲黃藻是珊瑚礁中必不可少的共生藻。許多甲藻在近海形成赤潮並産生毒素,對沿海環境,經濟和人類健康造成了深遠的影響。該研究在國際上首次系統完整地分析了甲藻基因組的結構特性,描繪了珊瑚蟲和蟲黃藻共生過程中相互作用的分子機制,爲今後甲藻基因組學和珊瑚-蟲黃藻共生生態系統的深入研究奠定了堅實的分子生物學基礎。 

                該研究成果于2016年發表在《Science》上。 

                主要完成人:林森傑等 

                 

                二、 中尺度海氣耦合對西邊界流的影響 

                西邊界流區是中緯度海氣相互作用最活躍的區域,是影響副熱帶海區乃至全球氣候變化的關鍵區域。現有的氣候模式對西邊界流的模擬存在很大的誤差,影響了對天氣系統和氣候變化預測的准確性。該項研究對控制西邊界流的動力機制給出了新的理論解釋。不同于經典的海洋環流理論認爲西邊界流是風生環流驅動的,該項目的研究首次提出海洋中尺度渦與大氣的耦合對維持西邊界流有关键作用,改變了對傳統西邊界流理論的認識,是對經典海洋環流理論的補充和發展,爲氣候模式中准確模擬西邊界流提供了理論依據,對進一步模擬和預報中緯度風暴軸及其對氣候變化的響應具有关键意義。同時該研究通過對海洋中尺度渦勢能的定量分析首次指出海洋中尺度渦與大氣的耦合是海洋渦勢能耗散的主要途徑(>70%)。  

                該研究成果于2016年發表在《Nature》上。 

                主要完成人:馬曉慧,吳德星,林霄沛,吳立新 

               

                三、 西太平洋科學觀測陣列穩定運行,規模和功能拓展再創新高 

                中國科學院海洋研究所对热带西太平洋科学观测阵列进行了扩展和升级,与印度尼西亚科学院海洋研究中心合作,于2016年建成印尼海潛標觀測陣列,在印尼貫穿流主通道布設的潛標達到10套。至此,中國科學院海洋研究所在热带西太平洋和印尼海域已拥有26套深海潛標組成的1個大規模潛標陣列、1個壓力逆式回聲儀(PIES)陣列和500余件觀測設備。已累計獲取連續2-4年的海洋數據,超過這一海域曆史上的任何觀測實驗。特別是,該陣列成功觀測了發生于2014-2016年期間的夭折厄爾尼諾和超強厄爾尼諾事件全過程,爲該氣候事件研究提供了寶貴的資料。此外,潛標數據實時化傳輸的世界級難題得到初步破解,應用無線水聲和有線傳輸兩種通訊方案,實現了潛標數據的實時采集並傳輸,將爲實時監控大洋運動狀況、海洋環境變化和海洋氣候預報等提供數據支撐。該陣列的規模擴展和實時化升級,是我國大洋觀測能力建設的新的裏程碑。 

                主要完成人:王凡、袁東亮、汪嘉甯、王铮、胡敦欣 

               

                四、 海洋沈積物中古菌參與碳循環的過程和機制的解析 

                “深古菌”(Bathyarchaeota),是自然界分布非常廣泛的一大類未培養古菌,在海洋沈積物中含量最爲豐富,並且也是最活躍的類群之一。然而由于“深古菌”細胞生長異常緩慢,體積微小不可以檢測,尚未能實驗室培養等使得對其研究異常困難,進展非常緩慢,其地球化學和生態學功能幾乎未知。上海交通大學王風平教授領導研究團隊在發現並命名“深古菌”新門等研究成果的基礎上,近期成功解析了“深古菌”部分類群的獨特新穎的代謝方式,提出“深古菌”是海洋沈積物中碳循環和生態系統的核心驅動者。該研究成果更新和極大地拓展了對古菌代謝多樣性的認識,促使重新思考和理解古菌在深部生物圈的生態地位和功能,同時也爲認識早期生命的起源打開了一扇新的窗戶。 

                該研究成果于2016年發表于《Nature Microbiology》上。該論文被《Science》主編挑選進行介紹推薦(Editors summary; Faculty1000大力推薦(3 stars exceptional) 

                主要完成人:王風平,何瑩、李猛 

                 

                五、 發現海洋渦旋對北太平洋副熱帶模態水形成的影響機理 

                目前的海洋觀測因爲時空分辨率不夠精細,都無法刻畫海洋渦旋對模態水形成的影響過程。我國科學家在前期工作基礎上,提出了渦旋可能影響模態水形成的機制,並在黑潮延伸體南側的一個反氣旋渦(147.5°E, 29.5°N)內一次性投放了17Argo浮標,通過巧妙更改Argo浮標停留深度和上浮頻率,使得浮標可以跟蹤渦旋運動,實現了國際上首次用加密的浮標追蹤一個渦旋長達6個月的觀測,共獲得3000多個刻畫該渦旋的剖面數據。研究發現,反氣旋渦東側的南向流會將北部冬季深混合層中的低位渦水向南輸運進入溫躍層,並潛沈形成模態水。這種海洋渦旋對混合層低位渦水潛沈的貢獻可以占到其總潛沈的一半以上。該成果將爲改進全球氣候模式提供关键的觀測依據。該Argo陣列的創新性設計,爲未來針對渦旋的海上觀測提供了新思路,具有廣泛的應用價值,目前已在國際上得到認可與好評。 

                該研究成果已于2016年發表在《Nature Communications》上。 

                主要完成人:李培良、許麗曉、謝尚平、劉秦玉、劉聰 

                 

                六、 非模式生物基因組學關鍵技術取得突破 

                研發了串聯標簽測序技術,在一個測序片段(read)實現了對多達5個以上標簽同時分析,解決了2b-RAD技術無法應用于雙末端測序平台的局限,使得簡並基因組分析成本大大降低(單標簽測序成本僅爲技術改進前的十分之一)。同時,該技術也首次實現了全基因組SNP分型和DNA甲基化的同步聯合分析。研發的新技術爲低成本、大規模開展非模式生物特別是海洋生物基因組學及分子育種學研究提供了關鍵技術手段,也可應用于農作物、畜牧和模式動物等,具有廣闊的應用前景。 

                該研究成果于2016年發表在《Nature Protocols》上。 

                主要完成人:王師、包振民等 

                 

                七、 第一張貝類高密度單核苷酸多態SNP芯片構建完成 

                牡蛎是世界性的經濟貝類,具有顯著的經濟和生態價值。牡蛎基因組的高多態性爲高通量基因分型工作帶來了巨大挑戰。借鑒模式生物和農業生物中高通量分型技術的最新進展,借助Affymetrix Axiom技術,構建了牡蛎高密度單核苷酸多態(SNP)芯片。該芯片包含190KSNP位點,是貝類中第一張高密度,也是迄今爲止密度最高的SNP分型芯片,其分型效率達到國際上同類芯片的水平。該芯片中的SNP在牡蛎基因組中分布相對均勻,且覆蓋多數預測基因,同時包含了牡蛎全基因組關聯分析中與糖原、氨基酸、脂肪酸、重金屬等关键經濟性狀顯著相關的位點,可實現大樣本的高通量SNP基因分型,用于牡蛎的群體結構解析、遺傳作圖、性狀的連鎖和關聯等分析,推動牡蛎的群體進化研究,顯著降低分子遺傳育種技術的應用門檻。這是我國學者繼牡蛎全基因組圖譜工作之後,又一項具有关键意義的研究成果。 

                SNP芯片已于2016年顺利构建完成并落实商品化,为全球相关研究人员开展牡蛎基因分型工作提供了一個高效的研究工具。 

                主要完成人:張國範、李莉、亓海剛、宋凱、許飛 

                 

                八、 深海多金屬硫化物資源與環境綜合調查研究取得关键進展 

                首次在冲绳海槽南部的唐印热液区发现有流体活动的黑烟囱体群和热液溢流喷口,证实該区蕴藏丰富的多金属硫化物资源;在第四与那国热液区,发现硫磺喷口和出露于沉积物覆盖区的新热液喷口;同时,在八重山地堑附近采集到具黑色枕状构造的玄武质熔岩。以上发现为评价冲绳海槽多金属硫化物资源潜力、揭示冲绳海槽地质演化过程和维护国家海洋权益奠定了关键工作基础。首次对冲绳海槽唐印热液区的贻贝(Bathymodiolusplatifrons)與蛤(Conchocelebisecta)以及龜山島熱液區的螺(Anachissp.)進行了化學組成研究,揭示了生物殼體及不同組織中元素富集、分配與熱液流體之間的關系,明確了生物殼體化學組成對熱液活動的響應,爲深入認識熱液區生物記錄的熱液活動信息提供了研究支撐。 

                該研究成果于2016年發表在《Ore Geology Reviews》和《Journal of Marine Systems》上。 

                主要完成人:曾志剛,陳帥,王曉媛,殷學博,齊海燕 

                 

                九、 海洋原生生物與藻類共生研究取得关键進展 

                該研究发现了红色中缢虫与隐藻共生新机制,改寫了紅色中溢蟲體內僅保留隱藻的葉綠體或細胞器進行內共生的傳統認知。實現了從野外水樣的宏轉錄組中甄別出赤潮種類的轉錄組數據;首次根據轉錄組數據描繪出共生隱藻的代謝通路圖;揭示了共生隱藻的光合作用、新陳代謝、物質輸送、細胞增殖等分子機制;明確隱藻以完整細胞的形式在紅色中缢蟲體內進行內共生;提出“紅色中缢蟲培育隱藻”的共生新模式:宿主幫助共生體從環境中吸收營養物質供共生細胞增殖所用,而宿主從共生體的光合産物中獲益。 

                該研究成果于2016年發表在《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》上。 

                主要完成人:邱大俊,林森傑,黃良民 

                 

                十、 海洋附著微生物的生態過程和生物地球化學作用研究取得新突破 

                海洋颗粒物及其它固体表面附着微生物(以下简称为附着微生物)频繁与海水中自由生计微生物具有不同的种类组成和生态功能,在海洋营养盐再生、生源要素循环、环境污染物降解、食物网物质、能量和遗传信息传递中发挥关键作用,并通过影响海洋生物泵储碳作用而对全球气候变化和海洋环境变化产生关键影响。海洋附着微生物群落的生态过程和生物地球化学作用是微生物海洋学研究前沿热点和难点。厦门大学党宏月教授通过自主创新及国际合作,取得了一系列有关早期海洋附着微生物群落种类组成和时间演替等关键发现。該成果综合了該领域国内外研究进展,理论分析了海洋附着微生物的遗传、生化、生理、生态、生物地球化学及组学等特征和规律,预测了海洋附着微生物对全球变化(如海水升温、酸化、缺氧和富营养化等)的响应和影响,为該领域发展和研究突破提供了系统理论基础。 

                該成果2016年在《Microbiology and Molecular Biology ReviewsSCI IF: 14.167)》發表,據Web of Science統計,當年被SCI收錄文章引用16次左右。 

                主要完成人:黨宏月 

                 

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