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来源:  发布时间:2024-03-11

我国首个咖啡发酵专用微生物菌种资源库建成

 

  近日获悉,我国科研人员历经多年努力,依托云南省咖啡种质资源及科研平台优势,建成了我国首个咖啡发酵专用微生物菌种资源库(CFMRD),为咖啡产业绿色高质量发展提供了科技支撑。

  咖啡作为重要经济作物,产量与消费量位居世界三大饮料之首。其中,发酵是提高咖啡质量和决定感官特征的重要一环。利用微生物控制发酵,是稳定咖啡风味特征,增强香气、酸度,提高精品咖啡出产率的重要途径。在云南,咖啡是八大高原特色农业支柱产业之一,种植面积和产量占全国98%。为提高我国咖啡精准调控发酵水平和菌种保藏利用能力,增强产品国际竞争力,有效保护咖啡发酵微生物种质资源,建设专用菌种资源库十分必要。

  通过系统分离咖啡发酵菌种,开展分类学鉴定和功能评价,并采用微生物保藏、多相分类鉴定和现代微生物菌种管理等技术,我国科研人员首次建成拥有3030株咖啡发酵专用微生物菌种的资源库,夯实了我国咖啡发酵微生物种质资源基础。菌种库的建立,有效提高了我国咖啡自然发酵专用菌种的保藏和利用水平,实现了这类菌种的科学规范、长期安全保藏,对促进咖啡发酵技术现代化,保障咖啡产业高质量发展具有重要意义。

  同时,科研人员还开展了云南咖啡发酵过程中菌系结构及其消长规律研究,初步阐明了微生物发酵代谢规律及其调控机制,为咖啡发酵优良菌种的高通量筛选奠定了理论基础。

 

中国科学家发起成立国际巨型高原研究会

 

  由中国科学家牵头发起的国际巨型高原研究会(International PlateauPlus Association,英文简称PlateauPlus)111日在北京举行成立仪式。国际巨型高原研究会旨在联合拥有全球巨型高原的五大洲20多个国家的科研机构及科学团队,搭建巨型高原研究的国际平台,推动发展形成跨学科、跨地域的地球系统科学国际合作新模式。

  来自中国、美国、英国、德国、法国、伊朗、巴基斯坦、印度尼西亚8个国家的专家学者代表,聚焦“全球巨型高原形成演化、环境效应与人类适应研究”主题展开深入研讨,并共同见证国际巨型高原研究会正式成立。

  国际巨型高原研究会发起人之一、中国科学院青藏高原研究所研究员、中国科学院青藏高原地球系统与资源环境实验室主任丁林院士介绍说,国际巨型高原研究会在中国科学院青藏高原地球系统与资源环境国际合作开放创新试点项目、国家自然科学基金委特提斯地球动力系统重大研究计划的支持下成立,其总部设在北京,依托中国科学院青藏高原研究所运行管理,将围绕亚洲的青藏高原和伊朗高原、北美洲的科罗拉多和哥伦比亚高原、南美洲的阿尔蒂普拉诺高原、非洲的东非高原、欧洲的阿尔卑斯山,开展高原形成演化、环境效应及人类适应研究,破解高原隆升与地表环境变化的耦合机制,揭示高原宜居性变迁和高原人类社会演化。

  这次全球巨型高原国际研讨会设置“全球巨型高原隆升与构造过程”“全球巨型高原环境效应”“全球巨型高原生态系统和人类适应”3个分会场,邀请中外多位院士专家作大会特邀报告。中国科学院国际合作局副局长吴艳,国家自然科学基金委地球科学部副主任张朝林,中国科学院青藏高原研究所党委书记、副所长庄绪亮等出席并致辞。

 

我国在量子精密测量领域获重要进展

 

  我国科学家在量子精密测量领域获重要进展,有望为当前10纳米以下芯片中的缺陷检测提供一种强有力的技术手段。国际学术期刊《自然·光子学》(Nature Photonics15日在线发表了这一进展。

  最近20多年时间里,量子传感的发展已经使得很多物理量的测量技术取得了革命性的进展。以磁测量为例,当前实现结构解析的量子传感范式需要对标记的自旋探测目标进行量子操控,然而自然界中的很多物理现象无法直接操控。此外,当多个探测对象信号重叠相互干扰,单个量子传感器将无法对信号进行有效提取与分析。

  为此,研究人员提出了一种新的量子传感范式,并基于自主发展的制备技术,可控制备出相距约200纳米的3个氮-空位色心作为量子传感系统,通过对随机电场探测展示了这种新的量子传感范式。

  研究团队使用类似于卫星定位的量子定位技术,成功对微米范围内16个点缺陷进行了定位,定位精度最高达到1.7纳米。基于这种关联分辨和精确定位的能力,研究团队还实现了对每个点缺陷电荷动力学的原位实时探测。

  这一成果展示了基于量子技术的超高灵敏度缺陷探测,可对0.01ppb级别的缺陷浓度(1000亿个正常原子中出现一个缺陷)进行探测。这比目前最灵敏方法的探测极限提升两个量级以上。

 

我国研制首套完全自主知识产权智慧能量代谢舱

 

  近日,中国首套具有完全自主知识产权的智慧能量代谢舱研制成功。

  能量代谢舱是一种人体代谢指数测量系统。它利用间接测热法的原理,通过收集舱体内的氧气和二氧化碳,采用高精密气体浓度分析仪器测定人体氧气消耗、二氧化碳排出量,可无扰、连续、实时计算人体能量代谢消耗及三大供能营养物质(糖、脂肪、蛋白质)消耗速率。

  据科研人员介绍,新一代智慧能量代谢舱在能量代谢舱基础上,集成温度、湿度、声音、光强、氧分压等环境参数的监测与控制,可对舱内受试者运动、行为轨迹、表情心理、睡眠、饮食等进行时序化监测。在研制过程中,科研团队先后攻克了高精度差分氧浓度传感、代谢模型算法设计、呼吸代谢模拟验证平台等关键技术,并进一步拓展集成了人体代谢组学分析与肠道菌群宏基因组学分析,实现对人体代谢多维度、多层次动态监测与集成分析。

  智慧能量代谢舱能为受试者营造特定的活动及模拟各类生活情景,孪生出相应的多维度人体代谢数据。系统融合平行计算、人工智能等技术,可精准评估人体代谢状况,挖掘营养膳食、运动、情绪等与人体代谢之间的个性化调控关系,为慢性病患者提供个性化营养、运动等非药物治疗方案。国产化技术突破将大幅度降低智慧能量代谢舱建设成本,实现装置的普及应用。

 

首个草鱼肠道微生物基因目录构建

 

  我国科学家成功构建了首个草鱼肠道微生物基因目录。成果日前发表于国际期刊《微生物组》。

  肠道菌群在鱼类的新陈代谢过程和免疫系统运作中扮演着关键角色,但目前对于鱼类肠道微生物基因组的认知仍然相当有限。研究团队运用宏基因组学技术,成功构建了包含57.6万个基因的非冗余草鱼肠道微生物基因目录,并对这些基因进行了详尽分类与功能注解。这一成果为深入理解鱼类肠道微生物的复杂生态系统提供了工具。

  研究还进一步解析了草鱼肠道微生物组的主要互作模式和功能特征。发现草鱼肠道微生物存在两个功能群。这两个功能群在生态学上呈互斥模式,并且在碳水化合物利用、毒力因子和抗生素耐药性基因等方面均表现出显著的遗传能力差异。深入研究发现,两个功能群之间的比值能够有效地反映出草鱼在不同饮食条件下的肠道微生物群落的构成和功能特性。因此,这一比值可以作为一个指标,用于评估鱼类肠道菌群的稳定性状态。

  研究扩充了鱼类肠道微生物的基因目录资源,揭示了鱼类肠道菌群主要门类的功能特征,为肠道菌群的调控提供了潜在的靶点。


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2024年5月

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