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来源： 发布时间：2017-11-03
Nature
生物多样性
Nature封面：红嘴牛椋鸟和斑马。Nature杂志第7656期封面文章报道了生物多样性和生态保护专题。探讨了促使多样化生命得以出现的过程以及生物多样性被加速削弱的趋势；探索了可以缓解生物多样性下降、保护生态系统的方法，以及这类保护措施能带来的许多益处。有观点认为，考虑生态系统中的功能单位比简单地记录物种更为实用。此外，还探讨了土地使用权问题和分类混乱对生态保护的危害，多样性如何推动生态系统运作，以及如何通过相对少量地增加保护区面积就能获得超出比例的多样性收益。
最早的智人遗骸
Nature封面：摩洛哥杰贝尔依罗发现的新人类化石。Nature杂志第7657期封面文章报道了最早的智人遗骸。由于化石记录匮乏，而且许多关键样本的实际年龄仍不确定，智人出现的准确时间和地点仍不清楚。摩洛哥杰贝尔依罗发现的新人类化石的测年信息被测算出来。科学家报告了至少5具可追溯至30～35万年前的遗骸，并发现了大量与早期或近期现代人类一致的特征，包括面部、下颌和牙齿形状，以及较原始的脑颅和颅内形态。因此，研究者认为杰贝尔依罗人族遗骸可能代表了智人最早的演化阶段。
全新寨卡病毒基因组
Nature封面：寨卡病毒基因。Nature杂志第7658期封面文章报道了寨卡病毒基因组测序系列结果，深化了对其遗传流行病学的认识。研究推断寨卡病毒是在多次独立事件中被引入美国佛罗里达州的，且大多数病例都与前往加勒比地区旅行有关。佛罗里达州的寨卡病毒传播链不太可能持续存在，表明未来的疫情爆发将取决于病毒在美洲的传播动态。巴西东北部在疫情的确立、以及寨卡病毒在美洲的传播中扮演了重要角色。研究还报道了疫情在巴西的快速扩散，以及多次进入其它地区的情况。病毒在持续演化，变异积累可能对未来诊断检测产生影响。
最热系外行星KELT-9b的发现
Nature封面：围绕大质量恒星KELT-9运行的类木气态巨行星KELT-9b（图片底部）的艺术想象图。Nature杂志第7659期封面文章报道了KELT-9b的发现，它是人们迄今为止发现的最热的系外行星之一。KELT-9b的向阳面表面温度约为4,600K，比大部分恒星的温度都高，足以使其大气层蒸发、所有分子都分裂成原子。KELT-9b的质量约为木星的3倍，但密度仅有木星的一半。它围绕主星一周需约1.5天。由于长期受高强度紫外辐射炙烤，KELT-9b可能像彗星一样拖着一条尾巴。KELT-9b不首先被主星膨胀吞噬，那么它可能会在主星寿命终结前就完全蒸发殆尽。
Science
修复和再生
Science封面：再生的斑马鱼心脏。Science杂志第6342期封面文章报道了机体修复与再生机制研究专题，着眼于医疗应用。活性干细胞能够相对快速有效的更新脏器，然而，其它组织和器官像哺乳动物心脏和中枢神经系统，很难轻而易举的重建。干细胞重编程的方法有很多种，但是我们仍然需要合适的方法去刺激细胞再生能力、增强细胞的生存。免疫系统的调制能够启动/阻止修复和再生。当再生被限制，组织移植和生物工程假体提供了一个替代路线。甚至单细胞生物喇叭虫，也能阻止细胞质渗出，重建复杂的亚细胞结构。
量子卫星首次实现千公里量级的量子纠缠
Science封面：量子卫星。Science杂志第6343期封面文章报道了量子通信研究进展。中国“墨子号”（China’s Micius satellite）发射以来完成了各项空间站量子通信的实验，如建立天地链路测试、在轨测试实验。“墨子号”一个主要科学目的是通过卫星和地面站之间的量子密钥分发，实现星地量子保密通信。量子纠缠传送，又称为量子纠缠互换，利用联合测量即贝尔态测量，将光子纠缠在一起。中国科学技术大学潘建伟教授是该封面文章的通讯联系人。墨子号”此次实现千公里量级的量子纠缠证明中国在量子通信领域有迈入新阶段。
鸟蛋形态、功能与进化
Science封面：形形色色的鸟蛋。Science杂志第6344期封面文章探讨了鸟蛋形状多样性的原因。Stoddard课题组为1000种鸟制作了家族树。“卵形”跟鸟巢形状、鸟巢所处地理环境、鸟巢容纳幼鸟数量都没关系。鸟蛋形状与飞行能力有关。非常擅长飞行的鸟类（比如矶鹞，性孤僻、擅滑翔）的蛋更细长，更不对称，好像飞艇。几乎不飞或者很少飞的鸟（比如咬鹃，擅爬不善跳，飞行能力不行）的蛋更趋于球形。圆形卵比细长卵需要更大的骨盆，长时间在空中飞行的鸟类身体极富流线型，体重更轻、骨骼更小，它们的蛋也随之进化为流线型以适应骨盆。
花的讯息
Science封面：矮牵牛花。Science杂志第6345期封面文章报道了导致花香的这些挥发性化学物如何从产生它们的细胞中释放出来。科学家分离出一种协助开花植物中的挥发性化学物释放的蛋白的编码基因，并描述了如何分离这种基因和证实它负责产生这种载体蛋白。在PhABCG1基因中发现了这样的一种序列。在猜测它负责产生能够携带挥发性化学物通过细胞膜的蛋白之后，在矮牵牛的一些花朵中让这种基因失活，结果发现挥发性化学物的释放下降了大约50%。针对这项研究，同行专家进一步概述了这项研究发现可能对植物研究领域的影响。
植物研究
高等植物花粉管控制自身运输方向
北京大学生命科学学院瞿礼嘉教授课题组证明了高等植物的花粉管运输方向完全是由花粉管自身控制，为“花粉管是陆生植物适应缺水生活环境演化出的新生殖结构”提供了生物学证据，研究论文发表于《自然—植物》。实验挑选出一种水滴状花粉粒，对它们进行花粉管萌发、花粉管生长、花粉管导向、受精过程等生殖生物学过程的研究。发现没有精细胞的花粉粒可以正常地萌发出花粉管；没有精细胞的花粉管可以正常生长，可以正常响应雌方（胚珠）分泌的吸引信号，可以正常抵达胚囊，也可以正常爆裂释放出花粉管的内容物。在没有精细胞存在的情况下，花粉管仍然可以正常地完成生长、导向、识别、爆裂等生殖生物学过程。
蓝细菌光受体的光保护机制研究
华中农业大学生科院赵开弘课题组与国内外科学家合作，发现了蓝细菌光受体“橙色胡萝卜素蛋白”实施光合作用光保护的原初分子机制，相关研究成果发表于PNAS。蓝细菌是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧大气环境变为有氧大气环境发挥了巨大作用。在适当强度的光照条件下，蓝细菌能够通过光合作用将光能转换成化学能，生成有机化合物和分子氧以供生命所需，而过强的光照则会对蓝细菌造成严重的损伤。为了应对高光胁迫，蓝细菌进化出了一系列的光合作用光保护机制，而橙色胡萝卜素蛋白是蓝细菌光合作用光保护的关键元件。
花的水分生理研究
中国科学院昆明植物研究所张石宝研究组与国内外科学家合作的最新研究成果发表于英国皇家学会会刊B辑和《植物科学前沿》。采用一种视觉化新技术显示了花的木质部栓塞的时空变化，结果表明，在干旱胁迫下，木本植物的花瓣栓塞化早于叶片，而在草本植物中，花瓣死亡时间和叶片相似。另外，对11种兜兰进行了花的水分关系研究，发现花寿命与比花重，膨压丧失点，和细胞壁弹性模数成显著正相关，但与花的大小没有相关性。并且发现花和叶片的经济性状独立进化。因此，研究结果显示花寿命和花的水分维持能力之间存在一个明确的权衡关系，这些经济上的限制也表明延长兜兰花寿命存在一个高的生理成本。
檀香冷响应机制研究
中国科学院华南植物园张新华博士等对低温（4摄氏度）处理条件下檀香冷响应和适应机制进行了较全面的研究，相关论文发表于《科学报告》。结果显示：在低温胁迫条件下，檀香具有积极的冷响应保护机制，依赖CBF的冷信号转导途径很可能在檀香冷忍耐中扮演关键的角色。檀香堪称世界上最贵的木本植物之一，素有“绿色黄金”之称。目前，主要栽培于中国、斯里兰卡、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和澳大利亚北部等东南亚国家。我国檀香主要在广东、海南和福建等热带亚热带地区种植。低温是影响檀香生长与分布的主要环境因子之一。该研究结果为檀香栽培与育种，以及檀香油生物合成机制研究提供了重要的理论基础。
植物—微生物相互作用研究
中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王二涛研究组与国内科学家合作，揭示了在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中，脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式，并发现脂肪酸作为碳源营养在植物-白粉病互作中起重要作用；研究论文发表于《科学》。菌根共生是植物与菌根真菌建立的互惠互利的同盟，也是自然界最为广泛的共生形式。植物可通过与菌根真菌共生高效率的从土壤中获得磷和氮等营养；同时植物把20%左右的光合作用产物传递给菌根真菌供其生长。每年大约有50亿吨的光合作用产物通过菌根真菌被固定在土壤中，对整个生态系统的碳氮平衡具有重要的作用。
伴矿景天超富集重金属镉的高抗性分子机制
中国科学院植物研究所王亮生研究组揭示了镉超富集植物对镉高抗性的分子机制，为植物超富集重金属镉/锌的基因功能验证及阐明其分子机制建立了新的模式系统，相关研究成果发表于《新植物学家》。伴矿景天是在我国南方矿区发现的一种镉/锌超富集植物。因其对重金属镉和锌具有超强的抗性和富集能力，是目前镉污染土壤修复试验的一种主要的修复植物。科研人员从伴矿景天中克隆到一个重金属转运蛋白基因SpHMA3，经过系统研究发现SpHMA3是伴矿景天进行镉解毒的关键基因，对植株在含镉土壤环境中维持幼叶正常生长发育发挥重要的作用。
植物根可塑性生长发育
山东大学生命科学学院丁兆军教授课题组发现与正常条件下生长素和细胞分裂素以拮抗的方式调控根的生长发育不同，细胞分裂素还能够以协同的方式参与生长素介导的铝抑制的根伸长，研究论文发表于EMBO报告。植物根系的可塑性生长发育是指同一基因型的植物在不同的环境条件下表现型会发生巨大的变化，可塑性有利于植物在各种逆境下获取更多的水分和养分，是植物适应各种不同的生长环境的重要手段。铝胁迫能够诱导细胞分裂素合成的关键基因IPTs在根尖转化区上调表达并最终导致该部位细胞分裂素水平的大量积累及根伸长的抑制。生长素介导乙烯信号，参了铝胁迫诱导的IPTs基因在根尖转化区的诱导。
侧芽中干细胞建立的分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组与国内科学家合作，发现拟南芥中维持顶端分生组织的同源异型转录因子WUSCHEL（WUS）基因也参与侧芽的形成，相关成果发表于《植物细胞》。植物在胚后发育中不断产生新的生长点，形成分枝。叶腋处形成的侧生分生组织作为生长点具有干细胞。研究发现，细胞分裂素通路的下游转录因子Type-B ARR能够直接激活WUS表达。WUS的激活具有高度时空特异性，只发生在成熟叶片的叶腋处。WUS的激活与组蛋白修饰的状态相关，特别是受到组蛋白甲基化和乙酰化调控。该研究解答了新的生长点建立过程中，干细胞组织中心如何建立的分子机制。
生物多样性
Nature封面：红嘴牛椋鸟和斑马。Nature杂志第7656期封面文章报道了生物多样性和生态保护专题。探讨了促使多样化生命得以出现的过程以及生物多样性被加速削弱的趋势；探索了可以缓解生物多样性下降、保护生态系统的方法，以及这类保护措施能带来的许多益处。有观点认为，考虑生态系统中的功能单位比简单地记录物种更为实用。此外，还探讨了土地使用权问题和分类混乱对生态保护的危害，多样性如何推动生态系统运作，以及如何通过相对少量地增加保护区面积就能获得超出比例的多样性收益。
最早的智人遗骸
Nature封面：摩洛哥杰贝尔依罗发现的新人类化石。Nature杂志第7657期封面文章报道了最早的智人遗骸。由于化石记录匮乏，而且许多关键样本的实际年龄仍不确定，智人出现的准确时间和地点仍不清楚。摩洛哥杰贝尔依罗发现的新人类化石的测年信息被测算出来。科学家报告了至少5具可追溯至30～35万年前的遗骸，并发现了大量与早期或近期现代人类一致的特征，包括面部、下颌和牙齿形状，以及较原始的脑颅和颅内形态。因此，研究者认为杰贝尔依罗人族遗骸可能代表了智人最早的演化阶段。
全新寨卡病毒基因组
Nature封面：寨卡病毒基因。Nature杂志第7658期封面文章报道了寨卡病毒基因组测序系列结果，深化了对其遗传流行病学的认识。研究推断寨卡病毒是在多次独立事件中被引入美国佛罗里达州的，且大多数病例都与前往加勒比地区旅行有关。佛罗里达州的寨卡病毒传播链不太可能持续存在，表明未来的疫情爆发将取决于病毒在美洲的传播动态。巴西东北部在疫情的确立、以及寨卡病毒在美洲的传播中扮演了重要角色。研究还报道了疫情在巴西的快速扩散，以及多次进入其它地区的情况。病毒在持续演化，变异积累可能对未来诊断检测产生影响。
最热系外行星KELT-9b的发现
Nature封面：围绕大质量恒星KELT-9运行的类木气态巨行星KELT-9b（图片底部）的艺术想象图。Nature杂志第7659期封面文章报道了KELT-9b的发现，它是人们迄今为止发现的最热的系外行星之一。KELT-9b的向阳面表面温度约为4,600K，比大部分恒星的温度都高，足以使其大气层蒸发、所有分子都分裂成原子。KELT-9b的质量约为木星的3倍，但密度仅有木星的一半。它围绕主星一周需约1.5天。由于长期受高强度紫外辐射炙烤，KELT-9b可能像彗星一样拖着一条尾巴。KELT-9b不首先被主星膨胀吞噬，那么它可能会在主星寿命终结前就完全蒸发殆尽。
Science
修复和再生
Science封面：再生的斑马鱼心脏。Science杂志第6342期封面文章报道了机体修复与再生机制研究专题，着眼于医疗应用。活性干细胞能够相对快速有效的更新脏器，然而，其它组织和器官像哺乳动物心脏和中枢神经系统，很难轻而易举的重建。干细胞重编程的方法有很多种，但是我们仍然需要合适的方法去刺激细胞再生能力、增强细胞的生存。免疫系统的调制能够启动/阻止修复和再生。当再生被限制，组织移植和生物工程假体提供了一个替代路线。甚至单细胞生物喇叭虫，也能阻止细胞质渗出，重建复杂的亚细胞结构。
量子卫星首次实现千公里量级的量子纠缠
Science封面：量子卫星。Science杂志第6343期封面文章报道了量子通信研究进展。中国“墨子号”（China’s Micius satellite）发射以来完成了各项空间站量子通信的实验，如建立天地链路测试、在轨测试实验。“墨子号”一个主要科学目的是通过卫星和地面站之间的量子密钥分发，实现星地量子保密通信。量子纠缠传送，又称为量子纠缠互换，利用联合测量即贝尔态测量，将光子纠缠在一起。中国科学技术大学潘建伟教授是该封面文章的通讯联系人。墨子号”此次实现千公里量级的量子纠缠证明中国在量子通信领域有迈入新阶段。
鸟蛋形态、功能与进化
Science封面：形形色色的鸟蛋。Science杂志第6344期封面文章探讨了鸟蛋形状多样性的原因。Stoddard课题组为1000种鸟制作了家族树。“卵形”跟鸟巢形状、鸟巢所处地理环境、鸟巢容纳幼鸟数量都没关系。鸟蛋形状与飞行能力有关。非常擅长飞行的鸟类（比如矶鹞，性孤僻、擅滑翔）的蛋更细长，更不对称，好像飞艇。几乎不飞或者很少飞的鸟（比如咬鹃，擅爬不善跳，飞行能力不行）的蛋更趋于球形。圆形卵比细长卵需要更大的骨盆，长时间在空中飞行的鸟类身体极富流线型，体重更轻、骨骼更小，它们的蛋也随之进化为流线型以适应骨盆。
花的讯息
Science封面：矮牵牛花。Science杂志第6345期封面文章报道了导致花香的这些挥发性化学物如何从产生它们的细胞中释放出来。科学家分离出一种协助开花植物中的挥发性化学物释放的蛋白的编码基因，并描述了如何分离这种基因和证实它负责产生这种载体蛋白。在PhABCG1基因中发现了这样的一种序列。在猜测它负责产生能够携带挥发性化学物通过细胞膜的蛋白之后，在矮牵牛的一些花朵中让这种基因失活，结果发现挥发性化学物的释放下降了大约50%。针对这项研究，同行专家进一步概述了这项研究发现可能对植物研究领域的影响。
植物研究
高等植物花粉管控制自身运输方向
北京大学生命科学学院瞿礼嘉教授课题组证明了高等植物的花粉管运输方向完全是由花粉管自身控制，为“花粉管是陆生植物适应缺水生活环境演化出的新生殖结构”提供了生物学证据，研究论文发表于《自然—植物》。实验挑选出一种水滴状花粉粒，对它们进行花粉管萌发、花粉管生长、花粉管导向、受精过程等生殖生物学过程的研究。发现没有精细胞的花粉粒可以正常地萌发出花粉管；没有精细胞的花粉管可以正常生长，可以正常响应雌方（胚珠）分泌的吸引信号，可以正常抵达胚囊，也可以正常爆裂释放出花粉管的内容物。在没有精细胞存在的情况下，花粉管仍然可以正常地完成生长、导向、识别、爆裂等生殖生物学过程。
蓝细菌光受体的光保护机制研究
华中农业大学生科院赵开弘课题组与国内外科学家合作，发现了蓝细菌光受体“橙色胡萝卜素蛋白”实施光合作用光保护的原初分子机制，相关研究成果发表于PNAS。蓝细菌是最早的光合放氧生物，对地球表面从无氧大气环境变为有氧大气环境发挥了巨大作用。在适当强度的光照条件下，蓝细菌能够通过光合作用将光能转换成化学能，生成有机化合物和分子氧以供生命所需，而过强的光照则会对蓝细菌造成严重的损伤。为了应对高光胁迫，蓝细菌进化出了一系列的光合作用光保护机制，而橙色胡萝卜素蛋白是蓝细菌光合作用光保护的关键元件。
花的水分生理研究
中国科学院昆明植物研究所张石宝研究组与国内外科学家合作的最新研究成果发表于英国皇家学会会刊B辑和《植物科学前沿》。采用一种视觉化新技术显示了花的木质部栓塞的时空变化，结果表明，在干旱胁迫下，木本植物的花瓣栓塞化早于叶片，而在草本植物中，花瓣死亡时间和叶片相似。另外，对11种兜兰进行了花的水分关系研究，发现花寿命与比花重，膨压丧失点，和细胞壁弹性模数成显著正相关，但与花的大小没有相关性。并且发现花和叶片的经济性状独立进化。因此，研究结果显示花寿命和花的水分维持能力之间存在一个明确的权衡关系，这些经济上的限制也表明延长兜兰花寿命存在一个高的生理成本。
檀香冷响应机制研究
中国科学院华南植物园张新华博士等对低温（4摄氏度）处理条件下檀香冷响应和适应机制进行了较全面的研究，相关论文发表于《科学报告》。结果显示：在低温胁迫条件下，檀香具有积极的冷响应保护机制，依赖CBF的冷信号转导途径很可能在檀香冷忍耐中扮演关键的角色。檀香堪称世界上最贵的木本植物之一，素有“绿色黄金”之称。目前，主要栽培于中国、斯里兰卡、印度尼西亚、马来西亚、菲律宾和澳大利亚北部等东南亚国家。我国檀香主要在广东、海南和福建等热带亚热带地区种植。低温是影响檀香生长与分布的主要环境因子之一。该研究结果为檀香栽培与育种，以及檀香油生物合成机制研究提供了重要的理论基础。
植物—微生物相互作用研究
中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所王二涛研究组与国内科学家合作，揭示了在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中，脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式，并发现脂肪酸作为碳源营养在植物-白粉病互作中起重要作用；研究论文发表于《科学》。菌根共生是植物与菌根真菌建立的互惠互利的同盟，也是自然界最为广泛的共生形式。植物可通过与菌根真菌共生高效率的从土壤中获得磷和氮等营养；同时植物把20%左右的光合作用产物传递给菌根真菌供其生长。每年大约有50亿吨的光合作用产物通过菌根真菌被固定在土壤中，对整个生态系统的碳氮平衡具有重要的作用。
伴矿景天超富集重金属镉的高抗性分子机制
中国科学院植物研究所王亮生研究组揭示了镉超富集植物对镉高抗性的分子机制，为植物超富集重金属镉/锌的基因功能验证及阐明其分子机制建立了新的模式系统，相关研究成果发表于《新植物学家》。伴矿景天是在我国南方矿区发现的一种镉/锌超富集植物。因其对重金属镉和锌具有超强的抗性和富集能力，是目前镉污染土壤修复试验的一种主要的修复植物。科研人员从伴矿景天中克隆到一个重金属转运蛋白基因SpHMA3，经过系统研究发现SpHMA3是伴矿景天进行镉解毒的关键基因，对植株在含镉土壤环境中维持幼叶正常生长发育发挥重要的作用。
植物根可塑性生长发育
山东大学生命科学学院丁兆军教授课题组发现与正常条件下生长素和细胞分裂素以拮抗的方式调控根的生长发育不同，细胞分裂素还能够以协同的方式参与生长素介导的铝抑制的根伸长，研究论文发表于EMBO报告。植物根系的可塑性生长发育是指同一基因型的植物在不同的环境条件下表现型会发生巨大的变化，可塑性有利于植物在各种逆境下获取更多的水分和养分，是植物适应各种不同的生长环境的重要手段。铝胁迫能够诱导细胞分裂素合成的关键基因IPTs在根尖转化区上调表达并最终导致该部位细胞分裂素水平的大量积累及根伸长的抑制。生长素介导乙烯信号，参了铝胁迫诱导的IPTs基因在根尖转化区的诱导。
侧芽中干细胞建立的分子机制
中国科学院遗传与发育生物学研究所焦雨铃研究组与国内科学家合作，发现拟南芥中维持顶端分生组织的同源异型转录因子WUSCHEL（WUS）基因也参与侧芽的形成，相关成果发表于《植物细胞》。植物在胚后发育中不断产生新的生长点，形成分枝。叶腋处形成的侧生分生组织作为生长点具有干细胞。研究发现，细胞分裂素通路的下游转录因子Type-B ARR能够直接激活WUS表达。WUS的激活具有高度时空特异性，只发生在成熟叶片的叶腋处。WUS的激活与组蛋白修饰的状态相关，特别是受到组蛋白甲基化和乙酰化调控。该研究解答了新的生长点建立过程中，干细胞组织中心如何建立的分子机制。
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