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盛夏启序,研思竞扬!山东师范大学六月学术大观

作者:科技处 时间:2026/07/13 浏览量:



《Nature Reviews Chemistry》:唐波院士团队联合美英两国院士系统阐述活性氧成像国际前沿进展


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山东师范大学唐波院士团队与美国科学院院士、美国艺术与科学院院士Christopher J. Chang、欧洲科学院院士Tony D. James共同在国际顶级期刊《Nature Reviews Chemistry》上发表了题为“Spatiotemporal analysis of reactive oxygen species using specific activity-based sensing fluorescent imaging probes”的论文,系统阐述了基于活性传感策略的荧光探针在活性氧(ROS)时空分析中的前沿进展。

该论文的发表,标志着唐波院士团队在活性氧荧光成像方向的系统性研究获得国际学术界高度认可,也意味着我国科研人员在ROS动态可视化分析领域实现了从跟跑、并跑到领跑的关键跨越,为全球氧化应激与ROS检测研究者提供了权威的理论指引与方法指南。

ROS是一把“双刃剑”。生理状态下,它们作为关键信号分子参与细胞增殖、免疫应答等正常生命活动;病理条件下,其过度累积则会引发蛋白质、脂质和核酸的氧化损伤,进而驱动心血管疾病、神经退行性疾病、癌症、糖尿病及炎症性疾病等多种重大疾病的发生与发展。然而,ROS半衰期极短、反应活性极高,且在细胞不同区域和不同时间点的浓度差异巨大。这种极强的时空异质性,使得传统生化检测方法难以实现ROS的实时、原位、动态、精准解析。

针对这一挑战,唐波院士团队深耕ROS荧光成像领域三十余年,原创性提出了“看得见、分得清、测得准”的系统性研究理念,即通过设计高选择性探针实现ROS的可视化(看得见),通过多通道分辨实现不同ROS组分的同时解析(分得清),通过动态可逆监测实现ROS的精准定量(测得准)。基于这一理念,文章围绕荧光探针设计,阐述了荧光调控与ROS响应的基本原理,并从靶向定位、动态监测、多分子互作分析三个层面,系统阐释了探针在时空分辨与功能整合上的前沿进展。

文章最后指出,未来研究需向高灵敏高通量、多靶向、近红外二区/多光子成像、动态可逆监测及多组分同时检测等方向持续突破,为理解氧化应激在健康和疾病中的双重作用提供更加精准的工具,并推动基础研究向临床应用的转化。

山东师范大学王昕副教授、普林斯顿大学Alexander K. Hurben博士和山东师范大学博士研究生毛元涛为文章共同第一作者,山东师范大学李平教授、欧洲科学院院士、英国巴斯大学Tony D. James教授、美国艺术与科学院院士、美国国家科学院院士、普林斯顿大学Christopher J. Chang教授及唐波院士为文章共同通讯作者。

该成果的取得,是山东师范大学化学学科“院士领航、青年托举”人才生态的生动注脚,由顶尖科学家把握学术方向,青年人才承担攻关重任,持续在学科前沿贡献“山师力量”。

《Nature Reviews Chemistry》作为Nature Reviews系列化学方面权威综述,依托严苛的同行评审体系,聚焦化学全领域及交叉学科,刊发高影响力综述与前瞻评述


何洪彬教授团队在《Nature Communications》上发文为RNA病毒感染防治的理论研究提供新思路


2026年6月,山东师范大学生命科学学院何洪彬、王洪梅和侯佩莉教授团队在国际权威期刊《Nature Communications》上发表题为“PAWR augments anti-RNA viral innate immunity by promoting the PIM2-XBP1s-RIG-I signaling axis”的研究论文。该研究揭示了PAWR通过PIM2-XBP1s-RIG-I信号轴增强RNA病毒先天免疫应答的分子机制,发现PAWR是RLR信号通路的关键正向调控因子,为RNA病毒感染的防治提供了新的潜在靶点。       RNA病毒(如流感病毒、SARS-CoV-2等)因其高突变率和快速进化能力,持续对全球公共卫生构成严重威胁。先天免疫是宿主抵御病毒感染的第一道防线,其中RIG-I样受体(RLR)信号通路在识别病毒RNA并启动I型干扰素(IFN-I)应答中发挥核心作用。RIG-I作为关键模式识别受体,其蛋白水平受到翻译后修饰、泛素-蛋白酶体降解及自噬降解等多层调控,但转录水平的调控机制仍不完全清楚。PAWR(PRKC Apoptosis WT1 Regulator)作为一种广泛表达的肿瘤抑制因子,已知可通过诱导凋亡、调控自噬、衰老及铁死亡等途径参与肿瘤病理过程,但其在病毒感染和先天免疫中的功能尚未见报道。深入探究宿主因子如何转录调控RIG-I表达,对于理解抗病毒免疫应答和开发广谱抗病毒策略具有重要意义。

本研究发现,PAWR在RNA病毒(VSV、BEFV、IAV H3N2)感染下通过转录因子XBP1s促进RIG-I表达。机制上,PAWR激活ATF6/IRE1-XBP1未折叠蛋白反应通路以增加XBP1s蛋白水平;同时通过抑制蛋白酶体降解上调PIM2激酶,促进PIM2介导的XBP1s Ser68位点磷酸化,活化的XBP1s直接结合RIG-I启动子,驱动其转录表达,进而放大RIG-I-MAVS-TBK1-IRF3信号级联和IFN-I产生。功能实验表明,PAWR敲除显著削弱多种细胞及小鼠原代巨噬细胞的抗RNA病毒IFN-I应答;Pawr基因敲除小鼠对VSV更为易感,表现为肺部病理损伤加重、病毒载量升高及存活率下降。尤为重要的是,PAWR小分子激活剂Arylquin 1能够以PAWR依赖的方式增强RIG-I介导的IFN-I反应,有效抑制VSV复制。该研究不仅拓展了PAWR在抗病毒先天免疫中的功能认知,揭示了UPR通路与RLR信号交叉调控的新机制,也为开发靶向PAWR的广谱抗病毒药物提供了理论依据。

该论文共同第一作者为生命科学学院青年教师侯佩莉教授和博士研究生孙晓楠,何洪彬教授、王洪梅教授为共同通讯作者。研究工作获得国家自然科学基金、山东省“筑峰计划”领军人才、山东省自然科学基金、泰山学者青年专家项目等项目的资助。


姚丙建教授团队利用太阳光实现共价有机框架绿色合成新突破


近日,山东师范大学化学化工与材料科学学院姚丙建教授团队在化学领域国际顶级期刊《Journal of the American Chemical Society》上发表题为“Ambient Construction of Quinazoline-Linked Covalent Organic Frameworks via Solar-Driven Intrinsic Photochemical Aromatization”的研究论文。山东师范大学为唯一署名单位,在站博士后李飞博士为第一作者,姚丙建教授为唯一通讯作者。

共价有机框架(COFs)的传统合成依赖高温高压溶剂热法,能耗高且环境负荷大,亚胺连接COFs的稳定性不足也制约其实际应用。针对上述瓶颈,该团队首次提出“构建-活化”一体化策略:在常温常压下,以自然太阳光为唯一能源、无需外加光敏剂,通过本征光化学芳构化直接合成喹唑啉连接COFs(QZCOFs)。该方法实现了高结晶度、高比表面积(732.1 m²/g)材料的可控制备与克级规模合成(单批次28.5克),所得QZCOF-1在沸水、强酸、强碱及强氧化剂中均保持结构完整。该工作将COF合成从“高温高压”拓展至“常温常压自然光”条件,为绿色可持续材料化学提供了新路径。

研究发现,QZCOF-1具有本征给体-受体(D-A)结构,无需负载金属即可作为高效异相光催化剂,在可见光/太阳光驱动下成功实现三类重要有机转化:模拟芥子气CEES的选择性光氧化降解(>99%)、2-芳基苯并咪唑药物合成(91–98%),以及四氢喹啉C–H环化反应(91–99%)。催化剂循环使用五次后活性无明显衰减,经户外日晒和沸水浸泡后催化性能保持完好。该研究揭示了本征光敏化与D-A结构协同增强电荷分离与自由基生成的机制,为COFs作为无金属光催化平台的设计提供了新思路。

以上研究获得国家自然科学基金(22072077、22371172)、山东省自然科学基金(ZR2023YQ019)及山东省基础科学研究中心项目(YDZX2024150)的资助。


张建教授课题组在抗生素绿色高效去除领域取得重要研究进展


近日,山东师范大学张建教授团队在水生植物水解炭衍生溶解性有机质(HDOM)耦合锰氧化物去除抗生素领域取得重要进展,揭示了HDOM增强锰氧化物去除抗生素的分子作用机制。相关研究成果在环境领域权威期刊《Water Research》发表题为“Molecular-level removal mechanism of manganese dioxide oxidation of sulfamethoxazole mediated by hydrochar-derived dissolved organic matter的研究论文。山东师范大学为第一完成单位,山东师范大学陆佳兴副教授、2024级硕士生韩亚浦为论文共同第一作者,张建教授为论文通讯作者。

抗生素的大量使用及其持续向环境排放,已成为全球水环境污染和公共卫生领域亟待解决的重要问题。研究表明,水生植物生物炭衍生的溶解有机质(BDOM)可通过增强胞外电子转移作用,提高锰氧化物对抗生素的去除效率。相比传统热解技术,水热炭技术能够直接利用高含水率生物质,具有能耗低、资源利用效率高等优势。然而,现有研究对于HDOM强化锰氧化物去除抗生素的作用仍缺乏系统认识,其促进锰氧化物氧化抗生素的分子机制尚不清晰。针对上述问题,论文系统考察了不同水生植物原料及不同水热温度条件下生成的HDOM介导锰氧化物去除抗生素的效能,并借助傅里叶回旋共振质谱、电子顺磁共振等技术,识别了HDOM与锰氧化物反应过程中的关键活性组分,阐明了其促进抗生素去除的潜在机制。研究成果有助于深化对HDOM在富锰环境中介导有机污染物氧化过程的分子机制及环境行为的认识,为水环境中抗生素等新污染物的绿色高效去除提供理论依据。

上述研究获得国家自然科学基金重点项目、泰山学者人才工程、山东省博士后创新人才支持计划、山东省自然科学基金等项目的资助。


蔡阳健教授团队利用光场相干性调控,赋能抗干扰、高鲁棒光学存储与加密技术


近日,山东师范大学物理与光电学院蔡阳健教授团队在国际光学期刊《Laser & Photonics Review》发表题为“Ultra-Robust Data Storage and Encryption via Spatial Coherence Encoded Laguerre-Gaussian Mode Multiplexing Holography”的研究论文。山东师范大学为第一完成单位,博士生侯文硕为论文第一作者,山东师范大学蔡阳健教授、刘磊鑫副教授、梁春豪教授、苏州大学王飞教授为论文共同通讯作者。

轨道角动量全息术在高密度数据存储、光信息复用/加密及光学显示等领域具有广阔的应用前景。传统基于轨道角动量的全息术在复用应用中存在固有的局限性,包括信道间串扰和信息劣化。本研究将光场内在的自由度——空间相干性引入轨道角动量复用全息术的设计中,在保持重建图像高分辨率和低复用串扰的同时,显著提升了全息存储的灰度保真度与存储密度。本研究利用具有径向指数p和角向指数l的拉盖尔-高斯模式作为多个用于全息复用的解码信道,从而进一步增强了信息存储容量。得益于部分空间相干光场的自修复能力,即使在环境扰动下而导致光束部分信息丢失,经过传输后得到的图像质量也不受影响。本研究为轨道角动量复用全息术的设计和全息图像重建提供了独特的视角,在高安全性光学加密和复杂环境下超鲁棒信息传输等方面具有多样化的应用前景。

以上研究得到了国家自然科学基金重大项目、国家重点研发计划项目课题等多项资助。


张鸿雁教授团队揭示纳米塑料对番茄的跨代毒性效应及恢复机制


2026年6月,生命科学学院张鸿雁教授团队在农业食品领域国际知名期刊《Journal of Agricultural and Food Chemistry》发表了题为“Nanoplastics induce transgenerational impacts on tomato growth, oxidative stress, and nutritional quality”的研究论文,揭示了聚苯乙烯纳米塑料(PS-NPs)在番茄中的跨代传递规律及其对生长、氧化应激和果实营养品质的影响。硕士研究生袁梦君和曹素菡为共同第一作者,张鸿雁教授和王恬副教授为共同通讯作者。

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纳米塑料污染已成为全球性环境危机,农业土壤是其重要汇聚区。塑料薄膜长期使用、废水灌溉及肥料施用导致纳米塑料在农田持续累积,可被作物吸收并经食物链传递,威胁食品安全与人类健康。现有研究多基于水培体系,纳米塑料对作物的跨代遗传效应仍缺乏深入认识。团队以番茄为模型,在土壤环境中研究PS-NPs的跨代毒性。亲代暴露于污染土壤,子代种植于清洁土壤。研究观察到PS-NPs被番茄根系吸收后转运至茎、叶及果实,并证实其可通过种子传递至子代植株。PS-NPs对番茄生长及果实品质产生显著剂量依赖性抑制:株高降低、开花与果实成熟延迟,单果重下降,番茄红素和类胡萝卜素含量显著降低。子代受损程度较亲代明显减轻,呈“跨代毒性衰减”现象。

     该研究在土壤环境中证实了纳米塑料对番茄的跨代植物毒性,阐明了其通过食物链传递的潜在风险,为评估农田纳米塑料污染的长期生态安全及代际影响提供了重要科学依据,对保障农业可持续发展和食品安全具有重要价值。张鸿雁教授长期深耕新污染物毒性机理和风险评价,多项成果发表于《Biosensors and Bioelectronic》、《Chemical Engineering Journal》、《Trends in Food Science & Technology》、《Science of the Total Environment》等高水平期刊。

该研究得到国家自然科学基金和山东省自然科学基金的资助。


J. Phys. Chem. Lett.:局域磁场突破:量子干涉与可控亚纳米尺度局域磁场的产生


近日,山东师范大学物理与光电学院王传奎教授团队在自然指数期刊《The Journal of Physical Chemistry Letters》上发表了题为“Ring Current and Local Magnetic Fields Influenced by Quantum Interference in Molecular Junctions”的学术论文,从理论上利用量子干涉实现了mT强度的亚纳米级局域磁场,从而为实验实现可控的单分子自旋过滤器和自旋逻辑门提供了理论依据与支撑。山东师范大学为唯一论文署名单位,硕士研究生葛云龙为第一作者,李宗良教授为通讯作者。

近年来,虽然从理论上提出了分子尺度自旋过滤器和自旋逻辑门的设计理念,但是由于无法实现控制自旋过滤器和自旋逻辑门工作的具有一定强度的可控亚纳米级局域磁场,因此从实验上控制亚纳米片段的自旋极化方向实现分子尺度自旋过滤器和自旋逻辑门具有极大的挑战性。基于密度泛函理论和非平衡格林函数方法,论文研究了含有交叉π共轭结构和线性π共轭结构的分子结的电输运性质,利用两种π共轭结构的量子干涉特性实现了电子的环流并产生亚纳米尺度局域磁场。

▲不同偏压下中心环形结构中的电流密度

计算发现若在分子结中存在由两种π共轭结构组成的环状结构,则在环状结构中可以产生环形电流,并在环状结构中心区域产生可利用偏压控制的亚纳米级局域磁场。这是因为电流容易通过线性π共轭支路,但由于量子干涉相消(DQI)效应很难进入交叉π共轭,从而在由两种π共轭结构组成的环状电路中产生环形电流和局域磁场。提高环状结构的平面性可以有效提高环形电流。控制前线分子轨道在环状结构与漏电极之间的连接区产生DQI效应可以进一步提高环形电流强度和局域磁场强度。计算显示,含有环庚三烯环的分子结在1V偏压下可以产生超过6 mT的纳米级局域磁场。这一强度的纳米级局域磁场可以使实验设计单分子自旋过滤器和自旋逻辑门变成现实。

▲不同偏压下中心环形结构中虚线界面处的磁场

以上研究获得国家自然科学基金面上项目的资助。


隋娜教授团队系统综述了植物促生细菌在耐盐调控领域的重要进展——根际菌与内生菌的“保守机制+生态位分化”协同赋能植物耐盐的新规律


近日,山东师范大学生命科学学院隋娜教授团队在Plant, Cell & Environment期刊发表了题为《From Rhizosphere to Endosphere: Conserved and Specialised Mechanisms of Plant Growth-Promoting Bacteria in Mediating Salt Tolerance》的文章。该研究系统揭示了植物促生细菌(PGPB)中根际促生菌(PGPR)与内生促生菌(PGPE)在增强植物耐盐性方面的保守核心机制与生态位驱动的功能分化规律,为盐碱地农业的精准微生物治理提供了全新理论框架。

土壤盐渍化已成为威胁全球可持续农业发展的重大瓶颈。以微生物为核心的生物修复策略因其绿色、可持续的优势备受关注。PGPR定殖于根表及根际土壤,PGPE则定殖于植物组织内部。长期以来,学界对两类菌群的作用机制缺乏系统性比较。隋娜教授团队通过系统梳理大量研究,首次明确指出:PGPR与PGPE在调控离子稳态、渗透调节和抗氧化防御三大核心生理过程中共享高度保守的调控机制;然而,由于定殖生态位的根本差异,二者在作用效力、稳定性及生态功能上呈现显著分化——PGPR通过分泌胞外多糖(EPS)形成生物膜改善根际微环境,而PGPE则通过更紧密的植物-微生物共生关系实现直接调控。

更具突破意义的是,论文从“根际-内生连续体”的全新视角,系统阐明了根际微生物向内生菌转化的定殖路径与筛选机制——土壤微生物通过趋化运动、生物膜形成、细胞壁降解酶分泌等一系列竞争性过程,最终只有高度适应宿主内部缺氧、营养限制环境的菌株才能成功定殖。基于这一认识,团队前瞻性地提出构建“土壤-气候-作物-微生物组”四维数据库的战略构想,通过整合多源数据实现精准微生物接种,为盐碱地农业的智能化、精准化治理提供科学支撑。


冯杰副教授研究团队在手性共价有机框架调控肿瘤线粒体自噬领域取得重要进展


近日,山东师范大学化学化工与材料科学学院冯杰副教授团队在国际著名学术期刊《ACS Nano》发表题为“Chiral Covalent Organic Frameworks Trigger Tumor-Specific Mitophagy via Notch/Mitogen-Activated Protein Kinase Pathways and Enantiomer-Dependent Photodynamic Therapy”的研究论文。山东师范大学为唯一署名单位,博士生任文秀和冯杰副教授为论文共同第一作者,冯杰副教授为论文通讯作者。

手性因其独特的立体化学性质,在抗肿瘤策略开发中展现出重要潜力。然而,目前对手性相关的细胞代谢调控及死亡机制的理解仍相对有限,这在很大程度上制约了手性依赖性功能纳米平台的合理设计与优化。针对这一关键科学问题,研究团队精心设计并合成了手性炔丙胺连接的手性共价有机框架(COFs),系统探究了其与生物体的相互作用及细胞毒性效应。

研究取得了一系列创新性发现。与传统认知“细胞摄取量越高、抗肿瘤毒性越强”不同,(R)-DTzP-COF虽具有更高的细胞摄取率,但(S)-DTzP-COF能够有效逃避溶酶体捕获,精准靶向线粒体,并通过MAPK及Notch信号通路特异性诱导线粒体自噬。此外,该材料在520 nm激光照射下展现出显著的手性依赖性光动力活性,在三种皮下肿瘤模型中肿瘤抑制率高达98.8%,且生物相容性良好。该研究不仅从手性维度揭示了共价有机框架的抗肿瘤新机制,也为手性材料在生物医学领域的拓展应用提供了重要的理论和实验依据。

本研究工作得到国家自然科学基金、泰山学者攀登计划、山东省自然科学基金等项目的资助。本成果是团队在董育斌教授生前搭建的科研体系基础上取得的阶段性进展,也是课题组长期深耕手性功能材料领域的学术延续。


张霞教授团队在图的χ-有界问题研究中取得重要进展


近日,山东师范大学张霞教授团队在国际知名期刊《Discrete Mathematics》在线发表了题为“Odd clique minors and chromatic bounds of {3K1, paraglider}-free graphs”的研究论文。山东师范大学博士研究生纪玉清为论文第一作者,山东师范大学张霞教授为论文通讯作者,山东师范大学王悦副教授、烟台大学杨玉军教授为论文共同作者。

研究图的色数与图结构之间的内在联系是图论研究的经典问题。完美图是色数等于团数的图,其结构已得到清晰的刻画。对非完美图,匈牙利数学家 András Gyárfás于1987 年提出图的χ-有界问题:是否存在函数f 使得对遗传图类𝒢中的每个图G,其色数χ(G)上界都可以被团数ω(G)的函数f(ω(G))界定?满足该条件的遗传图类 𝒢 被称为χ-有界图类。χ-有界问题着重研究给定遗传图类的χ-有界性,并对χ-有界图类确定其最优上界函数。匈牙利数学家Paul Erdős 1959年的一个经典结果表明:当H是含圈图时,H-free图不是χ-有界的。因而χ-有界问题的研究就集中在H为无圈图的H-free图类上。然而,即使对于3K1-free图类,确定其最优的χ-有界函数仍然是一个开放的问题。

2008年,印度图论学者Choudum, Karthick 和 Shalu在期刊《Graphs and Combinatorics》发表论文,给出了{3K1, paraglider}-free图类色数的一个线性上界χ(G)≤2ω(G),但他们不能确定该上界函数是否最优。纪玉清、王悦、杨玉军和张霞围绕该图类展开研究,首先给出该图类深入细致的结构分析;其次证明了该图类团数紧的下界为ω(G)≥(|VG|−1)/3,并刻画了唯一的极图;最后,基于上述研究结论给出该图类色数新的上界函数χ(G)≤max⁡{ωG+3, 2ωG},该结果不仅严格改进了Choudum, Karthick和Shalu 2008年发表的结果,还进一步证明该上界函数是最优的,并刻画了达到上界的情形。

该论文完整解决了{3K1, paraglider}-free图类的最优χ-有界函数问题,对于3K1-free图类最优χ-有界函数问题的全面解决具有积极的推动作用。该研究获得国家自然科学基金、山东省自然科学基金等项目的资助。


满宝元教授团队基于挠曲电效应开辟SERS调控新范式


近日,山东师范大学物理与光电学院满宝元教授团队在国际光学期刊《Laser & Photonics Review》发表题为“Flexoelectric-Effect-Enhanced SERS Substrate for Ultrasensitive and Selective In Situ Sensing Devices”的研究论文。山东师范大学为第一完成单位,博士生吴阳为论文第一作者,山东师范大学张超教授、李振副教授、浙江大学杨士宽教授为论文共同通讯作者。image.png

表面增强拉曼散射(SERS)已经发展成为一种强大的探测技术。然而,它的灵敏度和定量能力需要进一步提高,以适应原位检测的需要。论文首次引入挠曲电效应解决SERS过程中存在的调控手段有限、不可逆且普适性差的难题。研究表明,挠曲电场可有效调控局域电磁场强度以及基于电荷转移的化学增强活性,进而极大提高SERS原位检测灵敏度。更为关键的是,挠曲电场对不同类型分子的SERS信号提升具广泛适应性,正向弯曲能够增强窄带隙分子的SERS性能,负向弯曲则可增强宽带隙分子的SERS性能,实现选择性地检测目标分子。此外,在多场景下对糠秕孢子菌、硼砂和赤霉素开展了高灵敏、选择性原位监测,有力地证实了挠曲电效应与SERS相结合,有助于实现可靠原位SERS检测。

以上研究得到国家自然科学基金、山东省自然科学基金及山东省青创科技计划等资助。


孙维君、王磊“冰冻圈与气候变化研究团队”发表青藏高原降水相态变化及其影响的研究综述


近日,山东师范大学地理与环境学院、通信与电子工程学院联合研究团队在气候变化领域取得重要进展,系统梳理了青藏高原降水相态识别方法、变化规律及其影响。相关成果以《A review of the change patterns of precipitation phases and their multifaceted impacts in the Tibetan Plateau》为题发表在国际学术期刊《Earth-Science Reviews》。地理与环境学院王磊副教授为论文第一作者,通信与电子工程学院孙维君教授和中国气象科学研究院丁明虎研究员为共同通讯作者。

降水相态是水文研究中至关重要的输入参数,决定了水文模型的初始条件和边界条件。近年来,在全球变暖背景下,青藏高原降水相态正由降雪向降雨转变(SSR),其变化直接影响冰川质量平衡、积雪变化、冻土稳定性、水资源供给及区域气候变化。但当前降水相态数据精度有限,其变化规律以及对环境的影响尚缺乏系统性认识。针对这一问题,研究团队系统梳理了青藏高原降水相态识别方法,归纳了降水相态形成的影响因素,总结了青藏高原降水相态变化规律及其对冰冻圈、水文过程、生态系统和区域气候的多维影响,并进一步指出未来研究的挑战与展望。

论文指出,降水相态受近地表气温、水汽含量、地形、气压及大气静力稳定度等多种因素共同调控。全球变暖驱动青藏高原SSR,降雪占总降水的比例持续下降,降雨逐渐成为青藏高原的主导降水类型。SSR导致积雪面积减少,降低了地表反照率,进一步加剧海拔依赖性增温并加速冰川消融。SSR还增加了雪面雨事件的发生频率,提高湿雪崩和洪水等灾害风险。此外,SSR影响了冻土退化、植被物候、水文循环以及“青藏高原感热泵”效应,对区域大气环流及气候系统产生广泛而深远的级联影响。

论文还指出当前降水相态研究受限于高海拔地区观测资料不足、降水相态识别精度有限等问题。仅基于近地表气象数据进行降水相态识别存在精度上限,还应纳入更多高空气象参数。未来应加强综合观测网络建设,融合遥感、数值模拟和人工智能等先进技术,突破研究瓶颈,基于“空—天—地”观测数据,同化开发更高时空分辨率的降水相态数据集。

山东师范大学为论文第一完成单位。该研究得到了国家自然科学基金项目、山东省泰山学者计划项目和山东省自然科学基金项目的联合资助。


隋娜教授团队在植物盐胁迫调控领域取得重要进展——首次揭示了谷子中CAPE家族小肽PROSiCAPE14作为盐胁迫负调控因子的全新作用机制


近日,山东师范大学生命科学学院隋娜教授团队在Theor Appl Genet期刊发表了题为《PROSiCAPE14 regulates salt tolerance through ROS and ion homeostasis in foxtail millet》的文章。该研究系统鉴定了谷子CAPE基因家族的18个成员,并锁定PROSiCAPE14为盐胁迫响应的关键基因。研究发现,盐胁迫条件下PROSiCAPE14的表达被显著抑制。当研究人员通过基因过表达或外源施加其编码的小肽时,谷子在盐胁迫下的生长受到严重抑制——植株变矮、根系变短,钠离子大量积累,活性氧爆发式增加。这表明,PROSiCAPE14是谷子主动“踩刹车”以应对盐胁迫的负调控开关——植物主动抑制该基因的表达,正是其提升耐盐性的重要生存策略。

研究进一步解析了PROSiCAPE14的上游调控网络。通过酵母单杂交和双荧光素酶报告实验,团队证实转录因子SiMYBS1和SibHLH49能够直接结合到PROSiCAPE14基因的启动子区域并激活其表达。这一发现为理解植物小肽信号在逆境响应中的精细调控提供了全新视角。