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森林群落生物多样性维持机制
该研究依托我校“广东黑石顶地带与非地带性森林生态系统教育部野外科学观测研究站”，结合长达10年的森林固定监测样地和幼苗样方调查数据，并开展了大型幼苗移栽实验，通过在野外自然条件下精确控制菌根菌丝网络与幼苗的相互作用，揭示了森林林下土壤中菌根真菌组成的地下高速网络 (the “wood-wide web”) 通过连接母树和同种幼苗，进而实现母树对幼苗生长存活和抗病性的显著促进作用。同时，该研究通过比较外生菌根真菌ECM和丛枝菌根真菌AM所组成的地下菌根网络作用的差异性，阐明了亚热带森林中不同类型菌根树种相对多度和群落结构的成因。明确揭示了邻体母树通过地下菌根网络促进同种幼苗更新的关键作用，并阐明了不同类型菌根植物稳定共存和群落动态的形成机制。相关成果不仅完善了现有的生物多样性形成和维持的理论体系，还为生物多样性保护和亚热带森林的保育提供了重要的理论基础。 本研究发现外生菌根真菌与寄主植物的互利共生关系显著促进了幼苗的适合度，最终形成冠层优势种。
中山大学
2021-04-13
揭示特殊转录激活分子的机制
转录调控是细菌应对环境胁迫和病原菌缓解抗生素压力的重要手段，由细菌的转录核心机器 RNA 聚合酶和一系列转录起始 sigma 因子共同完成。在通常情况下，细菌的看家 sigma 因子（如大肠杆菌的 sigma 70 ）负责大多数的基因表达，而在环境胁迫下， sigma S 则快速占据主导，并通过开启特定基因的表达来帮助细菌适应不利环境。与细菌的看家 sigma 因子相比， sigma S 的活性通常较低，其功能的发挥通常需要转录激活因子的协助，而 Crl 正是一种 sigma S 特异的转录激活因子。
此前，对于 Crl 激活转录的分子机制不甚清楚。在该研究中，合作者首先解析了 E. coli Crl 转录激活复合物的 3.8 Å 的冷冻电镜结构，该复合物包括了 E. coli 的 RNA 聚合酶、转录起始因子 sigma S 、 Crl 、以及启动子 DNA 。在该结构中， Crl 主要与 sigmaS 的 domain 2 相互作用，同时也与 RNA 聚合酶的最大亚基 bet a’ 有少许相互作用。与绝大多数传统的转录激活因子不同，电镜结构显示 Crl 并不结合启动子 DNA ，因此单从结构本身较难完全解释 Crl 对于 sigma S -RNAP 的转录促进活性。在此基础上，上科大免化所团队进一步利用氢氘交换质谱（ HDX-MS ）对该系统进行了深入研究。氢氘交换质谱的结果揭示， Crl 不仅直接结合 sigmaS 的 alpha2-alpha3 螺旋（ Figure 1A ），还能够通过变构调节作用稳定 sigmaS 的 alpha4 、 alpha5 等多个结构单元（ Figure 1A-C ），而这些结构单元的稳定将能够促进 sigma S 与 DNA 以及 sigma S 与 RNA 聚合酶之间的相互作用（ Figure 1D ）。基于以上数据，研究人员提出 Crl 通过特异性结合转录起始因子 sigma S ，稳定 sigma S 的活性构象，从而促进 sigmaS 与 RNA 聚合酶以及启动子 DNA 的结合组装，进而激活 sigma S-RNAP 介导的转录。这一机制在后续的功能实验中得到了进一步验证。该工作呈现了一种新的转录因子与 RNA 聚合酶的结合方式，揭示了一种新的细菌转录激活分子机制。
上海科技大学
2021-04-11
新型微波超材料对空间波和表面等离激元波的自由调控或实时调控
成果介绍超材料(Metamaterial),或其二维形式—超表面(Metasurface)由具有亚波长尺寸的人工原子周期或者非周期地排列而成,其描述方式可分为等效媒质和空间编码两种形式。由等效媒质描述的超材料(或超表面)我们称之为新型人工电磁媒质,由空间编码描述的超材料(超表面)我们称之为编码超材料(超表面)和数字超材料(超表面)。对于新型人工电磁媒质,人们通过自由设计单元结构、单元排列方式、以及单元各向异性,可以根据意愿控制等效媒质的媒质参数,实现自然界中不存在或者很难实现的介电常数和/或磁导率,进而控制电磁波。本成果对于新型人工电磁媒质对电磁波的调控作用,例如隐身衣、电磁黑洞、雷达幻觉器件、远场超分辨率成像透镜、新型透镜天线、隐身表面、极化转换器、人工表面等离激元器件及混合集成电路等。技术创新点及参数对于编码和数字超材料(超表面),我们提出基于空间编码调控电磁波的新思路。其中,一比特编码超材料选用相位差接近180度的两种基本单元(记为0单元和1单元),按照一定规律排列0和1单元构成超材料,以实现所需的设计功能。当电磁编码采用FPGA控制时,可实现现场可编程超材料,即单一的超材料在FPGA的实时控制下可实现多种功能(例如单波束、多波束、波束扫描、隐身功能等)。市场前景本成果获得国家自然科学二等奖。该项目突破传统模拟超材料的等效媒质表征方法，创造性地提出用 0 和 1 表征的数字超材料，建了数字编码和现场可编程超材料新体系；在国际上率先从微波传输线的角度研究人工 SPP 超材料，提出一种性能优越的超薄、可共形 SPP 传输线，开辟了基于 SPP 模式的微波领域新分支，实现了超材料研究从跟跑、并跑变成走在世界前列的跨越。
东南大学
2021-04-11
西北农林科技大学呼天明教授团队揭示了西藏不同海拔土壤微生物网络调控草地生态系统功能的机制
该研究揭示了共现网络复杂性在维持土壤微生物多样与生态系统多功能性关系方面的重要性，并对不同海拔草地生态系统功能的微生物共现网络调控机制提出了新见解。
西北农林科技大学
2022-10-13
一种基于物联网的房间调控系统
成果描述：本实用新型公开了一种基于物联网的房间调控系统,其包括依次连接的传感器模组、处理系统和受控端,以及与处理系统相连接的移动终端；处理系统包括依次连接的输入电路、处理电路和输出电路,以及与处理电路相连接的存储器、无线通信模块和电源模块,电源模块连接无线通信模块。本实用新型可以通过移动终端远程控制作为受控端的家用电器,也可以通过传感器模组自动控制受控端,提前改善房间内的环境,为用户提供更好的居住体验。市场前景分析：本实用新型可以通过移动终端远程控制作为受控端的家用电器,也可以通过传感器模组自动控制受控端,提前改善房间内的环境,为用户提供更好的居住体验。与同类成果相比的优势分析：国内领先
成都大学
2021-04-10
常温下对谷极化发光的高效调控
过渡金属硫化物（TMDCs）具有独特的谷自旋自由度可用于信息和传感等领域，是研发谷电子学微纳光电器件的重要材料。近年来，利用金属微纳结构（纳米线、纳米光栅、超表面等）调控TMDCs材料的谷偏振发射特性，实现了左旋/右旋光的空间方向选择性传播。然而，这些表面波导型微纳结构往往尺寸较大（＞1μm2），难以满足微型化和高度集成的器件设计需求。基于自上而下制备的纳米结构对比湿法生长的，通常其表面粗糙度大且品质因子低，因而要求在低温度环境下才能展现调制效果。获得常温下高效调控TMDCs谷偏振发射特性的微纳结构器件成为当前备受关注的研究热点之一。近期工作中，北京大学极端光学团队利用扫描探针操控组装纳米颗粒，形成复合杂化纳米结构体，先后实现了调控纳米颗粒散射光和荧光，达到单向性发射 [Laser & Photon. Rev. 9, 530(2015);10, 647 (2016)]。在最新的工作中，课题组将探针微纳操控方法引入到手性特征微纳结构体系研究中，实现超小型手性光学天线高效调制谷极化发光特性。 实验上，研究团队利用扫描探针显微镜的针尖操控金纳米棒，组装制备出一种具有手征特性的立体空间V型天线（~0.02μm2）【图1(A)】。其中，将单层二硫化钼夹在天线中间，在纳米棒交叠区形成局域表面等离激元热点区，可显著增强光与物质相互作用，荧光强度增强约3个量级。单层二硫化钼在天线近场耦合和远场干涉等作用下，其远场辐射方向从各向同性被调制成单向性发射【图1(B)】；同时，由于天线的手性耦合特性使得TMDCs的荧光谷偏振度从18%提高到47%【图1(C)】。模拟计算表明，天线对于谷荧光的偏振度调控，由Purcell效应、局域模式耦合以及远场干涉效应共同决定。研究人员还利用探针操控的灵活性，通过原位改变两个金纳米棒的夹角和相对位置，获得具有左旋、右旋手征特性强弱不同的系列V型天线。实验测量结果均与模拟计算的预期相一致，有力地支持了该手性天线调控性能的有效性和高效性，这为开发谷光电子微纳器件奠定了基础。此外，研究人员还发现手性光学天线的量子效率依赖于量子发射体的手性，该发现为手性结构调控辐射场的相关研究新方向提供了可能性。
北京大学
2021-04-11
Hippo信号通路对超级增强子的调控
研究发现，Hippo信号通路的效应因子YAP能协同多能干细胞的核心转录因子Nanog，Sox2 和Oct4及其他超级增强子结合蛋白共同作用超级增强子，参与调控多能干细胞的关键基因表达。当Hippo信号通路的核心因子Mst1和Mst2敲除后，YAP在核内富集增加，其在基因组上也形成大量新的富集位点。更重要的是，在YAP富集增加的位点上，Nanog，Sox2 和Oct4的富集也相应增高，从而导致一些传统增强子转变为超级增强子而使其调控的基因表达大增。数据显示一些典型的促进神经细胞分化基因和抑制中内胚层分化基因的表达水平出现了基于超级增强子调控机制的剧烈变化，这也解释了为什么Mst1和Mst2 敲除多能干细胞出现倾向性分化。同时，研究也发现Mst1和Mst2敲除的多能干细胞中新形成的YAP-Nono-Tbx3调控轴会导致多能干细胞向中内胚层细胞的早期分化受抑制。这项研究工作深入揭示了Hippo-YAP信号通路在多能干细胞分化过程中的关键作用机制，将有助于指导多能干细胞向不同胚层细胞的分化，对于多能干细胞的临床应用有重要意义。
中山大学
2021-04-13
配位聚合物构筑与结构性能调控
成果简介近年来，一类新型多孔材料---配位聚合物【也称金属有机骨架（MOFs）】的研究得到迅猛发展，已成为化学和材料科学领域的研究热点，正从基础研究过渡到实际应用。这类材料具有晶态网络结构，容易可控合成，比表面积大，孔隙率高，结构多样可调，性能独特，在吸附、分离、催化等领域具有极大应用前景。我们发展了这类材料的设计合成方法，对其性能进行了有效调控，获得了多例具有良好稳定性和特殊孔性质的新MOFs，这些材料在气体分离、氢气和甲烷储存、成膜及膜分离、绿色催
北京工业大学
2021-04-14
细胞寿命调控：从基础研究到临床探索
人端粒酶是决定细胞端粒长度的重要因素。端粒是真核生物染色体末端的一种保护性结构，正常体细胞由于末端复制问题，端粒随细胞分裂而进行性缩短。端粒酶是一种特殊的核糖核酸蛋白质聚合物，它能以自身RNA作为模板合成端粒，以弥补复制造成的端粒缩短，使细胞不会因端粒耗尽而出现凋亡。端粒酶的化学本质现已明了，它是一种核蛋白质复合体，主要由人端粒酶催化亚单位（hTERT）、人端粒酶RNA（hTR）和端粒酶相关蛋白三部份组成。其中，hTERT是是决定端粒酶活性的关键因素。hTERT基因已在1997年被克隆，它是一个单拷贝基因，定位于5P15.33，约有40kb，包含有7个保守序列区。 体外研究表明，绝大多数人体正常细胞不表达端粒酶；分裂旺盛的一些正常组织细胞如胚胎细胞、生殖细胞、造血干细胞等有低水平端粒酶表达；而大多数的肿瘤细胞和组织（85%）中端粒酶表达升高，通过端粒酶激活来维持端粒长度，使细胞获得无限增殖的能力。这些研究提示：hTERT与细胞寿命调节、增殖和凋亡具有密切相关性，但缺乏系统研究。 本研究组在国家自然基金、教育部博士点基金、四川省科学技术厅科研项目，四川省卫生厅科研项目的资助下，经过十余年的研究，通过分子、细胞和动物实验系统深入阐明了hTERT与细胞细胞寿命调节、增殖和凋亡的相关性，并对hTERT的临床应用特别是在肿瘤、组织工程和脑损伤中的应用进行了有效探索。
四川大学
2016-04-29
一种高陡坡植被恢复水分调控系统
本发明提供一种高陡坡植被恢复水分调控系统，其由下至上的结构为：水分入渗调控层，铺设于高陡坡本体的表面，土工格室和尺寸为10cm×10cm，高度为10cm；植物生长基质填充于所述土工格室中；微孔储水袋和毛细排水带，共同埋于植物生长基质并位于土工格室中，毛细排水带的高位端为自由端，低位端伸入微孔储水袋中，并与微孔储水袋焊接固定，该高陡坡植被恢复水分调控系统可充分利用自然降水，减少坡面径流，在干旱缺水的条件下，微孔储水袋能够自行为植物生长基质提供水分，满足植物生长的需要，同时还可以减少甚至取消保水剂的使用，降低施工成本，减少人工管养程序，实现植被恢复水分的自适应调控。
四川大学
2016-10-11