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考古科學發現

鳥類肩帶骨骼的發育可塑性

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所王敏、周忠和、托馬斯報道了在中國發現的一早白堊世原始鳥類：迷惑巾幗鳥（Jinguofortis perplexus）。巾幗鳥的發現為討論鳥類的早期演化、生態分異提供了大量關鍵信息，表明發育的可塑性在鳥類演化早期扮演著非常重要的角色。研究論文發表于PNAS。巾幗鳥發現于河北省早白堊世的大北溝組，通過追溯這兩塊骨骼在四足動物主要類群中的發育情況，研究團隊提出愈合的肩胛烏喙骨是在孔子鳥目和巾幗鳥科中獨立發生的，而愈合的發生有可能源自這兩個類群個體發育中相對較快的成骨作用，對原始鳥類骨組織結構的分析也支持這一假說。

疑惑巾幗鳥復原圖（張宗達繪制）（圖片來源于中國科學院古脊椎動物與古人類研究所）

疑惑巾幗鳥正型標本、頭骨LSF成像、骨組織結構、原始鳥類的翼載—展弦比分布圖（王敏供圖）（圖片來源于中國科學院古脊椎動物與古人類研究所）

三疊紀昆蟲大輻射事件

中國科學院南京地質古生物研究所研究員張海春牽頭研究團隊對位于陜西和新疆的兩個三疊紀昆蟲化石群開展了深入研究，不僅發現了一些現生昆蟲的最早化石記錄，也為同時期昆蟲群對比提供了時代參考，證實了全變態昆蟲和水生昆蟲在約2.37億年前的三疊紀中、晚期經歷了快速輻射和多樣化。研究論文發表于Science Advances。這些發現證實了全變態和水生昆蟲在中三疊世晚期經歷了一次大的輻射事件。與其他昆蟲相比，全變態昆蟲可能更能適應早三疊世環境變化。而中三疊世植物快速發展，可能進一步促進了全變態和水生昆蟲的輻射。

中生代火山弧重建揭示南海陸緣曾發生穿時空破裂

中國科學院南海海洋研究所構造與模擬研究團隊助理研究員李付成、研究員孫珍與香港中文大學教授楊宏峰合作，在南海全面追蹤到中生代古火山弧的位置，為揭示主動陸緣向被動陸緣轉換機制以及評估中生代盆地資源潛力提供了重要依據。相關研究成果發表于Journal of Geophysical Research:Solid Earth。研究重建了南海陸源中生代的山-弧-盆體系。發現現今火山弧在南海東北部較為完整，而在西南部則零散分布在西南次海盆兩側，揭示了新生代南海陸緣的破裂不僅具有穿時特征，還具有空間上的差異，南海東北部破裂作用發生在弧前，而西南部破裂則發生在火山弧上。

雙殼類化石見證印度板塊晚中生代由南至北漂移過程

中國科學院南京地質古生物研究所沙金庚研究員、饒馨博士等人根據研究發現的喜冷和喜暖軟體動物雙殼類的地質地理分布歷史，科學揭示了包括我國藏南在內的印度板塊由南向北漂移的主要過程，主要研究成果發表于Journal of Asian Earth Sciences。早白堊世末阿爾布期印度板塊主體依然位于南緯30°以南，但晚白堊世初塞諾曼期進入南緯30°以北，坎潘期漂移至赤道附近甚至更北地帶。白堊紀晚期馬斯特里赫特期的印度板塊已全部進入赤道和近赤道地區，馬斯特里赫特期末（白堊紀末），印度板塊與拉薩地塊/歐亞板塊已非常接近，甚至可能開始碰撞。

麗蛉化石揭示中生代傳粉昆蟲生態位分化

中國科學院南京地質古生物研究所王博研究員領導的現代陸地生態系統起源與早期演化研究團隊，與中國農業大學劉星月團隊、臨沂大學鄭曉廷團隊合作，報道了27個麗蛉標本，并對麗蛉的傳粉行為、化學通訊行為及偽裝行為進行了詳細研究。研究結果發表于Nature Communications。伴隨著傳粉形式的多樣化，麗蛉也演化出了獨特的化學通訊和防御機制。緬甸雄性麗蛉的觸角為中生代昆蟲中罕見的櫛狀結構，而雌性為念珠狀或絲狀結構。觸角的性二型和眼斑的存在表明麗蛉在中生代陸地生態系統中具有較強的適應性和競爭力。麗蛉與取食植物之間的傳粉生態位分區進一步促進了麗蛉的多樣性。

緬甸琥珀中的麗蛉（圖片來源于中國科學院南京地質古生物研究所）

侏羅紀和白堊紀麗蛉的生態重建圖（楊定華繪圖）（圖片來源于中國科學院南京地質古生物研究所）

邁立開高鯪

中國科學院昆明動物研究所東南亞野生動物多樣性研究組作為中國科學院東南亞生物多樣性研究中心的核心團隊之一，在陳小勇研究員的帶領下，于2014年至2017年間對采自邁立開江（Mali Kha River）上游和葡萄市場的中大型魚類標本進行研究，經過系統的形態學對比，證實這批標本是一個尚未被發現的新物種，命名為邁立開高鯪（Altigena malihkaia）。相關成果發表于Zootaxa。邁立開高鯪隸屬鯉形目、鯉科、高鯪屬，截至目前共記錄為9種，是分布于邁立開江干流的底棲性大中型魚類。該物種的發現將為高鯪屬家族新增一成員，并進一步證實了葡萄地區物種多樣性的豐富性與獨特性。

影響水稻谷蛋白在內質網聚集的保守基序

中國科學院植物研究所曲樂慶課題組與日本九州大學教授熊丸合作，從水稻突變體庫中篩選獲得了一個谷蛋白前體異常累積的突變體，發現了影響水稻谷蛋白在內質網聚集的保守基序。研究論文發表于Journal of Experimental Botany。由于LVYIIQGRG基序在所有的谷蛋白中高度保守，任何一個氨基酸缺失均導致谷蛋白前體滯留在內質網中，其溶解特性發生顯著改變。進一步研究表明，該保守基序決定谷蛋白前體在內質網的折疊和三聚體的正確形成，繼而調控其由內質網運出。此外，分子內二硫鍵雖然影響谷蛋白前體在內質網中的折疊，但不影響其三聚體的形成。

云南祿豐基干蜥腳型類研究進展

中國科學院古脊椎動物與古人類研究所尤海魯研究員課題組與云南省祿豐縣國土資源局地質遺跡保護管理所王濤所長等合作，報道了云南祿豐基干蜥腳型類另一新屬種——孫氏彝州龍（Yizhousaurus sunae），其種名獻給中國古脊椎動物學家孫艾玲先生，紀念她為祿豐及中國古脊椎動物研究所做的杰出貢獻。研究成果發表于Scientific Reports。孫氏彝州龍的頭骨形態尤為特殊，如上頜開始出現唇側齒板，眶前孔和外下頜孔縮小，淚骨垂直等特征都與蜥腳類（Sauropoda）更為接近。新屬種的報道不僅提供了難得的較為完整而立體的頭骨形態學信息，也豐富了祿豐及中國基干蜥腳型類的多樣性。

地球數據

測量萬有引力常數G

華中科技大學物理學院黎卿、中山大學天琴中心薛超等在羅俊院士領導下，測定了目前國際最高精度的萬有引力常數測量值，研究論文發表于Nature。萬有引力常數（G）是一個與理論物理、天體物理、地球物理、計量學等均密切相關的基本物理學常數。它的精確測量對于檢驗牛頓萬有引力定律和研究引力相互作用性質等基本問題具有重要意義。研究團隊開始同時采用兩種完全不同的實驗方法——扭秤周期法和扭秤角加速度反饋法進行G值的精確測量。在此過程中研發了一批高精端的儀器設備，且其中很多儀器已在地球重力場的測量、地質勘探等方面發揮重要作用。

實驗裝置示意圖（圖片來源于華中科技大學物理學院）

相關儀器設備展示（圖片來源于華中科技大學物理學院）

峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯沖帶相互作用

中國科學院廣州地球化學研究所巖石學學科組研究員王強、副研究員但衛及其合作者對北羌塘地塊晚二疊系那益雄組的一套雙峰式火山巖進行了詳細的礦物學、年代學和地球化學研究；研究成果發表于Journal of Geophysical Research:Solid Earth。北羌塘弧巖漿時空變化顯示二疊紀中期俯沖的古特提斯洋板片開始后撤，其引起的地幔對流可能導致輕的峨眉山地幔柱發生變形而向西流動。一些深部地幔流過程，導致了遠離俯沖帶的松潘甘孜地塊和北羌塘地塊東北緣出現了同期的板內OIB型基性巖漿活動。北羌塘晚二疊世雙峰式火山巖可能是峨眉山地幔柱與古特提斯洋俯沖系統相互作用的產物。

中國自然保護區的海拔梯度格局

中國科學院成都生物研究所研究員胡軍華、動物研究所研究員蔣志剛和綿陽師范學院教授游章強等研究團隊針對當前國際上已有研究過度依賴WPDA數據庫（World Database on Protected Areas，目前全球保護地最權威的數據庫）而對中國保護區的空間分布與保護水平認識不足和偏差問題，解析了中國428個國家級自然保護區（CNNR）的海拔梯度格局，發現保護區覆蓋率沿海拔梯度遞增。研究論文發表于PNAS。通過比較各等級保護區（地）的數量和面積差異，發現WPDA數據庫在中國保護區（地）數據上存在嚴重遺漏。論文更新了國際上對中國保護區體系的認識，明確了大數據應用中存在的陷阱，提出了科學建議。

災害損失風險評估研究

中國科學院新疆生態與地理研究所特聘研究員蘇布達、副研究員陶輝團隊與國家氣候中心和南京信息工程大學等合作，以1984年—2015年縣域尺度上的致災氣旋（給中國大陸造成直接經濟損失的熱帶氣旋）災害損失記錄，構建致災氣旋主要致災因子（強風、強降水）與災害損失率之間的脆弱性模型，通過區域氣候模式CCLM模擬的氣象要素，在共享社會經濟路徑（SSPs）下中國未來社會經濟的預測基礎上，開展全球不同升溫目標下致災氣旋災害損失的風險評估，研究論文發表于International Journal of Climatology。熱帶氣旋災害的風險評估對于災害風險管理和防災減災政策的制定以及社會經濟的可持續發展具有重要意義。

利用鎂同位素示蹤深部地幔組成

南京大學地球科學與工程學院陳立輝教授課題組與日本海洋研究開發機構(JAMSTEC)、德國馬普化學所和中國科學院地質與地球物理研究所的研究人員合作，以鎂同位素示蹤技術為主要研究手段，在地幔地球化學領域取得重要進展，發現由起源于核幔邊界的地幔柱熔融產生的OIB中保留了古老地表碳酸鹽的化學“印記”。相關成果發表于PNAS。該團隊選擇來自南太平洋Pitcairn火山島的OIB樣品進行分析。發現曾經位于地球表層的沉積物可俯沖進入地球深部（核幔邊界）長期保存，并最終被地幔柱攜帶至淺部地幔熔融貢獻玄武巖漿的組成，實現地球深部與地球表層之間的物質循環。

地球深部與地球表層之間的物質循環（圖片來源于南京大學地球科學與工程學院）

青藏高原東緣—東北緣地殼結構與變形機制

中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室大陸巖石圈演化動力學學科組陳凌等人基于密集流動地震臺陣的遠震波形記錄，應用P波接收函數(P-RF)方法對青藏高原東緣—東北緣地殼結構與性質展開了研究，研究成果發表于Earth and Planetary Science Letters。研究團隊構建了沿研究剖面的二維地殼結構模型。相比于堅硬、穩定的四川盆地，高原地殼發生了明顯增厚與變形。松潘-甘孜塊體下方可能存在中下地殼流，但在空間上具有很強的橫向不均勻性且受大型斷裂（帶）控制。研究結論指出，在高原東緣與東北緣，塊體內部的垂向增厚及其邊界處塊體間強的相互作用共同主導了地殼的變形。

橫斷山地土壤可蝕性研究

中國科學院成都山地災害與環境研究所副研究員蘇正安等在橫斷山地土壤可蝕性研究方面取得進展，相關論文發表于Earth Surface Processes and Landforms。K值（土壤可蝕性）大小表示土壤被侵蝕的難易程度，反映土壤對侵蝕外營力剝蝕和搬運的敏感性，是進行土壤侵蝕定量評價的重要參數，是一種土壤的內在屬性。不同近地表水文狀態下土壤細溝可蝕性會發生顯著變化，且均表現為：K滲流>K飽和>K排水。這表明，土壤在附加了垂直向上的水動力作用之后，細溝可蝕性會顯著增加。此外，土地利用類型變化和海拔變化也會顯著影響土壤細溝可蝕性。

北太平洋深海風塵沉積研究

中國科學院地質與地球物理研究所巖石圈演化國家重點實驗室古地磁與年代學課題組劉青松教授等，利用環境磁學、巖石磁學，透射電鏡和光譜學等技術對北太平洋晚上新世以來的深海鉆孔沉積物開展了綜合研究，對于北太平洋沉積物磁性變化機制、風塵顆粒微觀賦存形態以及風塵新替代指標方面取得了進展，研究論文發表于Journal of Geophysical Research:Solid Earth。研究發現，磁鐵礦等亞鐵磁性礦物以包體形式存在于宿主硅酸鹽礦物內。利用光譜學技術，提取了北太平洋沉積物中的反鐵磁性礦物的含量信息，評估了二者的相對含量變化，并提出新的風塵替代指標。

生命科學

鼻咽癌研究進展

中山大學腫瘤防治中心張力教授團隊與廣東省中醫藥大學附屬第一醫院林麗珠等合作，將鼻咽癌研究相關成果發表于《柳葉刀·腫瘤》。以PD-1/PD-L1免疫檢查點抑制劑為代表的免疫治療改變了目前腫瘤治療的局面，給患者帶來長期生存的希望?？ㄈ鹄閱慰故俏覈灾餮邪l的PD-1單抗。研究團隊開展了兩項臨床研究，分別探索了卡瑞利珠單抗及卡瑞利珠單抗聯合吉西他濱+順鉑方案治療晚期或復發鼻咽癌的安全性及療效，發現PD-1單抗（卡瑞利珠單抗）單藥及聯合吉西他濱+順鉑方案對鼻咽癌具有良好的安全性及非常顯著的療效。論文介紹了鼻咽癌一線免疫聯合化療方案，特別是國產免疫治療藥物研究結果。

免疫治療示意圖（圖片來源于中山大學腫瘤防治中心）

部分實驗數據（圖片來源于中山大學腫瘤防治中心）

視覺變換的基因分析研究進展

北京大學麥戈文腦研究所所長、生命科學學院教授饒毅實驗室、心理與認知科學學院教授方方實驗室合作，對近3400人的中國漢族大學生群體的知覺切換行為和大腦的主觀調控進行了系統研究，相關論文發表于Journal of Neuroscience。實驗室成員選取經典的Necker立方體和基于紅藍立體眼鏡的雙眼競爭兩種視知覺競爭的實驗范式，探究了Necker立方體的知覺切換速率受大腦自上而下主觀調控的影響。通過分析這些被試的行為和基因組數據，團隊發現個體的自發知覺切換速率具有約25%的遺傳力，為將知覺切換速率作為潛在的精神疾病生物標記奠定了遺傳基礎。

自噬調控植物根分生組織活性的新機制

中山大學生命科學學院肖仕教授課題組揭示自噬調控植物根分生組織活性的新機制，研究論文發表于Autophagy。植物根尖特異的組成型自噬通過ATG8蛋白與過氧化物酶體跨膜轉運蛋白ABCD1相互作用，調控過氧化物酶體的穩態及其介導的細胞內活性氧和生長素水平，參與應答高濃度葡萄糖信號及抑制根分生組織活性。研究發現擬南芥根中組成型自噬位于葡萄糖受體HXK1和能量信號受體KIN10下游響應葡萄糖信號，并通過與ABCD1互作調節過氧化物酶體的功能，同時影響根中活性氧平衡和生長素水平，進而維持葡萄糖對根分生組織活性的調控。

繪制人類腎臟發育單細胞轉錄組圖譜

北京大學未來基因診斷高精尖創新中心（ICG）、生命科學學院生物醫學前沿創新中心湯富酬教授研究組與北京大學第三醫院喬杰教授研究組合作，繪制人類腎臟發育單細胞轉錄組圖譜，研究論文發表于Cell Reports。該研究對來自人類胚胎期7周到25周腎臟的3000多個單細胞進行了高精度的單細胞轉錄組測序分析。圍繞腎臟發育過程中完整腎單位形成這一核心生物學事件，闡述了起始腎單位形成的前體細胞的異質性，分析了由腎單位前體細胞逐步分化產生不同類型的腎小管上皮細胞過程中對應的轉錄調控事件和信號通路調節機制。該研究還展現了目前已經鑒定的先天性腎病的候選致病基因在胚胎期腎臟中的表達特點。

重要人類病原真菌感染孢子形成的細胞命運決定機制

中國科學院微生物研究所真菌學國家重點實驗室王琳淇課題組揭示了隱球菌有性生殖的細胞調控機制，相關論文發表于eLife。在真菌有性生殖過程中，性結構分化需要與減數分裂過程精密協調，從而保證子裔的形成。論文報道了新生隱球菌（年死亡人數超過20萬，致死率20%～70%）性結構發育與減數分裂過程在時空上高度偶聯，而該偶聯作為一個核心命運決定機制激發了感染孢子的產生。論文從多個角度證實性結構分化和減數分裂過程的時空偶聯可作為一個關鍵細胞命運決定機制參與性孢子的形成。此外，負責偶聯的調控環路在真菌中十分保守，暗示該環路控制的偶聯可能廣泛負責真菌性孢子的產生。

揭示隱球菌有性生殖細胞調控機制的相關研究（圖片來源于中國科學院微生物研究所）

闡述入睡困難新機制

上海交通大學Bio-X中心平勇實驗室揭示了一種電壓門控鉀離子通道Kv4在睡眠調節中的作用，相關研究結果發表于the Journal of Neuroscience。實驗選擇果蠅這一在睡眠研究上經典的模式生物為研究對象，開始行為學研究。把果蠅神經系統的Kv4敲除以后，觀察到果蠅的入睡時間顯著性地推遲。當使用GAL4/UAS系統對此區域神經元內的Kv4進行功能性敲除后，果蠅的入睡時間同樣發生了顯著的延遲現象。更多的實驗證明，Kv4對神經元興奮性的調節過程，影響著PDF這一神經肽的分泌，并因此影響著入睡的過程。Kv4在睡眠調節中起到重要作用。

基因編輯加速野生番茄人工馴化

中國科學院遺傳與發育生物學研究所許操研究組和高彩霞研究組合作，選用天然耐鹽堿和抗細菌瘡痂病的野生醋栗番茄為基礎材料，運用基因編輯技術精準靶向多個產量和品質性狀控制基因的編碼區及調控區，在不犧牲其對鹽堿和瘡痂病天然抗性的前提下，將產量和品質性狀精準地導入了野生番茄，加速了野生植物的人工馴化，研究論文發表于Nature Biotechnology。基因編輯消除了野生番茄開花的光周期敏感性，突破了栽種的地理范圍限制，實現了野生植物馴化的第一步。鹽處理和瘡痂病菌接種實驗表明，這種農藝性狀的精準導入并沒有影響野生番茄的天然抗性。

通過DNA四面體攜帶反義肽核酸抑制耐甲氧西林金黃色葡萄球菌

四川大學華西口腔醫學院林云鋒教授團隊開發了一種具有可控構象的非細胞毒性四面體DNA納米結構作為反義寡核苷酸的遞送載體，研究論文發表于Nano Letters。在抗菌治療中，使用反義寡核苷酸作為抗菌治療劑的最大障礙之一是它們在沒有合適載體的情況下受到細菌細胞的有限攝取?，F有的載體也不盡理想。實驗將靶向特定基因的反義肽核酸通過TDNs有效轉運到耐甲氧西林金黃色葡萄球菌細胞中，并以反義肽核酸濃度依賴性方式抑制ftsZ的表達。遞送系統針對預期的基因具有靶向性。這種新型遞送系統為反義抗菌治療劑的開發以及用于多重耐藥性細菌感染的新型抗菌藥物的開發提供了基礎。