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-9-CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024中国科技信息 2024 年第 8 期科技新闻中国科学家构建涵盖五大植物类群的 150+物种参考代谢组及数据库中国科研团队合作在光学元件表面防污处理方面获进展近 期，中 国 科 学 院 分 子 植 物 科 学 卓越 创 新 中 心 李 轩 团 队 在 核 酸 研 究（Nucleic Acids Research）上，在 线发 表 了 题 为 RefMetaPlant:reference metabolome database for plants across five major phyla 的研究成果。该研究阐述了植物“参考代谢组”概念，发展了参考代谢组图谱的组装方法，完成构建了五大植物类群苔藓植物、石松植物、蕨类植物、裸子植物和被子植物等类群的 150 多个植物物种的参考代谢组图谱。同时，该研究开发了一系列与基因组分析工具（如 BLAST）相似的代谢组分析工具（如 RefMetaBlast），为探讨植物代谢组多样性和代谢物功能，提供了数据共享和分析平台。植物“参考代谢组”是指一个植物物种所有代谢物的总和。一个植物物种“参考代谢组”与代谢物之间的关系，类似于植物物种“参考基因组”与基因之间的关系。在亿万年进化过程中，植物发展出惊人的化学多样性和代谢复杂性。植物对复杂多变的环境适应，形成种类繁多、结构高度复杂的代谢产物。这些代谢产物在植物生长、近期，中国科学院上海光学精密机械研究所高功率激光元件技术与工程部吴卫平团队与复旦大学合作，在超薄纳米光学元件表面防污处理方面取得进展。该团队提出了通过将柔性瓶刷形有机硅聚合物单分子层原位接枝于光学基底表面，得到具有耐污效果的新型“类液体”超滑薄膜。该透明超滑抗污薄膜在可见光区域透过率无显著下降，在红外区域透过率仅下降 3%，是疏水表面领域全光谱内少有的高透过率方案。相关研究成果以 A fluffy all-siloxane bottlebrush architecture for liquid-like slippery surfaces 为题，发表在材料化学杂志 A（Journal of Materials Chemistry A）上。光学元件（光学镜头、窗口、光伏面板等）应用在光学仪器、微电子、航空航天、能源和生物医学设备等领域。光学元件在实际服役环境中极易遭受外界污染，降低窗口光学透过率，影响光学信号灵敏度、成像质量和可靠性。通过形成抗环境污染物且具有优良耐久性的防护层，对光发育、生理调节和环境适应方面起到重要作用。据估计，绿色植物的代谢产物数量（包括初级代谢物和次级代谢物），达到百万以上。针对植物代谢组学研究的关键问题，该团队通过采集五大植物类群的多物种/多器官组织样本，基于高性能液质代谢组实验检测技术和人工智能深度代谢组分析算法，首次完成构建了涵盖绿色植物五大类群的 150+植物物种的参考代谢组及数据库RefMetaPlant。主要成果如下：涵盖植物五大类群 150+植物物种的参考代谢组，且每个物种的参考代谢组(.msr 或.mgf 文件格式)可在平台分析或下载；对每个植物物种的参考代谢组，提供基于人工智能分析的代谢物注释；用于代谢物注释的标准化合物谱图库及开发的一系列用于植物代谢组分析的工具，如 LC-MS/MS Query、RefMetaBlast、CompoundLibBlast 等。作 为 植 物 代 谢 组 的 综 合 数 据 库 平 台，RefMetaPlant 将成为植物代谢组学研究的核心资源，将促进代谢组学领域的数据交流共享与合作。RefMetaPlant 可在 https:/www.biosino.org/RefMetaDB 免费使用。学元件表面作防护处理，可使光学元件表面长期耐受外界污染。然而，不同的光学窗口需要在不同波段均保持高透过率。因此，表面防护层在达到防护效果的同时，需要保证光学元件本身的光学性能不受损失。该工作设计了一种全新的类液体超滑薄膜。研究通过简单的两步法，即在基材表面的原位水解缩聚和随后进行的硅氢化反应，于基材表面逐步构筑了“以有机硅为主链和侧链”的柔性瓶刷型分子结构。不同于传统的特殊润湿性表面（超疏水、超疏油等），超滑薄膜无需制备表面微纳结构且厚度在 5 nm 以内，因此对基材本身的光学性能几乎没有影响。此外，类液体超滑薄膜具有优异的动态滑液性能，如液体在表面的接触角迟滞极低、分子接枝面密度更高、接触角迟滞低至 9.4、超高宽光谱透明度。该工作通过油滴、结冰、灰尘、耐磨等测试，验证了该表面在光学元件实际应用场景中的有效性和耐久性，颇具应用前景。中国科技信息 2024 年第 8 期CHINA SCIENCE AND TECHNOLOGY INFORMATION Apr.2024-10-科技新闻中国科学院植物研究所揭示养分添加后土壤磷形态的变化磷素是维持植物生长和陆地生态系统完整性的重要营养元素，是全球干旱生态系统中仅次于氮素的限制性营养元素。过度放牧引起的草原退化造成土壤侵蚀，致使表层土壤中磷的缺失。因此，人为添加磷素及其他养分元素被认为是加速退化草地恢复的重要技术途径。因此，有必要剖析添加的磷在经历过长期放牧和连续刈割的草原生态系统中的去向，以探寻人为和自然双重干扰下保持土壤肥力的适应性管理方案。中国科学院植物研究所韩兴国研究组依托在呼伦贝尔草甸草原设置的包含 17 种元素的多养分添加实验平台，探究添加的磷对表层土壤中各主要磷组分的影响。研究发现：添加多种营养物质可显著增加活性无机态磷（Lab-Pi）和中度活性无机态磷（Mod-Pi）组分的含量，但不增加稳定性无机态磷（Rec-Pi）组分的含量；只有在添加磷的同时添加氮，总无机态磷的含量才会增加。然而，添加其他营养元素没有改变土壤中无机态磷组分的含量；磷和氮的共同添加显著增加了地上植物对磷的吸收量，但对土壤中有机磷和微生物生物量磷的量没有影响。结果表明，草地生态系统中添加的磷除了被植物吸收外，大部分未被利用的磷以Lab-Pi 和 Mod-Pi 的形态在土壤中累积，而不是被固定在 Rec-Pi 和微生物生物量中。因此，上述工作所研究的草地生态系统对磷的吸附能力相对较低，在退化的草地上应用无机磷来弥补土壤中磷的缺乏，是维持土壤磷肥力的实用管理策略。相 关 研 究 成 果 发 表 在 环 境 管 理 杂志（Journal of Environmental Management）上。中国科技工作者在滇西北和西藏墨脱发现多个兰科植物新种兰科是被子植物的一个大科，约有 736 属28 000 余种，包括地生、附生和腐生等多种生活型。中国植物志Flora of China 显示，我国兰科植物有 190 属 1 600 余种。横断山区和喜马拉雅地区是全球生物多样性的热点地区，也是我国兰科植物的分布中心。多年来，有大量的兰科新种被发现以及地理分布新纪录被报道。例如西藏植物志（1987 年）记载的兰科植物为 64 属 191 种，而最近的西藏兰科植物名录包括 110 属 491 种。中国西南野生生物种质资源库科研人员对云南贡山、香格里拉、丽江和西藏墨脱多次的野外调查中，陆续发现了六种未记载的兰科植物。科研人员通过查阅相关文献和模式标本，并根据形态特征确认了这些植物分别隶属于兰科树兰亚科的对叶兰属（Neottia）、凤蝶兰属（Papilionanthe）、盆距兰属（Gastrochilus）和柱兰属（Cylindrolobus）。结合叶绿体全基因组或分子片段数据，研究人员构建了这些物种与其近缘种的系统发育树，并确定它们为新物种以及各自的系统位置。分布于香格里拉天宝雪山的对叶兰属新种，以及贡山其期河谷和独龙江流域的盆距兰属新种，被分别命名为李恒对叶兰（Neottia lihengiae）和 纤 细 盆 距 兰（Gastrochilus lihengiae），以纪念中国科学院昆明植物研究所已故的植物分类学家李恒对云南兰科植物研究和高黎贡山植物多样性研究做出的贡献。丽江玉龙雪山的盆距兰属新种被命名为丽江盆距兰（G.bernhardtianus），以纪念美国圣路易斯大学传粉生物学家 Peter Bernhardt 对中国兰科植物传粉生物学研究做出的贡献。其他三个物种则以其模式产地命名，分别为察瓦龙对叶兰（N.chawalongensis）、墨脱凤蝶兰（Papilionanthe motuoensis）和高黎贡柱兰（Cylindrolobus gaoligongensis）。此外，科研人员还对西藏墨脱产的藏南柱兰（C.arunachalensis）进行了详细的补充描述。近期，相关研究成果分别以 Five new and noteworthy species of Epidendroideae(Orchidaceae)from southwestern China based on morphological and phylogenetic evidence 和 Cylindrolobus gaoligongensis sp.nov.(Orchidaceae,Podochileae)from Yunnan,China,and improved description of C.arunachalensis 为 题，在 线 发 表 在PhytoKeys和Nordic Journal of Botany上。中国西南野生生物种质资源库在中国科学院、科学技术部和云南省的支持下，将继续加强该地区重要野生生物种质资源的调查工作与收集工作，以确保我国战略生物资源的安全和长期保存。