科研进展----中国科学院生态环境研究中心

汪海林研究组在5-羟甲基胞嘧啶分析研究中取得进展

　　中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室汪海林研究组在5-羟甲基胞嘧啶 (5hmC) 分析方面取得重要进展。他们利用硼酸与葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶之间的特异性反应，发展出新颖的5-羟甲基胞嘧啶分析方法，其有关“硼酸介导的聚合酶链反应检测基因和序列特异性的5-羟甲基胞嘧啶”的工作发表在国际著名生物学期刊Nucleic Acid Research (doi: 10.1093/nar/gku216) 上。
　　5-羟甲基胞嘧啶是继5-甲基胞嘧啶之后发现的第六种碱基，已在多种哺乳动物组织和细胞中检出。另外，多种肿瘤中5hmC水平偏低，有可能成为肿瘤早期诊断的生物标志物。目前，基因水平5hmC的分析具有依赖于限制性内切酶方法。由于限制性内切酶仅作用于特定的短序列，只能检测酶切位点处的5hmC，因此相关方法受到酶切位点限制，并且难以区分多5hmC位点的序列。
　　汪海林研究组，提出利用硼酸与可葡萄糖基化的5hmC结合，发展新的基因水平5hmC分析方法。首先，采用T4噬菌体β-葡萄糖转移酶，在葡萄糖供体底物尿核苷二磷酸葡萄糖存在下，将葡萄糖基团转移至5hmC的羟基位置，从而生成葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶。在此基础上，利用定量PCR分析。发现硼酸可与葡萄糖基化5-羟甲基胞嘧啶中的邻二醇发生的共价作用，有效抑制聚合酶扩增反应的特点，可特异性地识别特定基因/片段中的5-羟甲基胞嘧啶。Nucleic Acid Research编辑与4位审稿专家均指出这是原创性的工作。该方法不受酶切位点限制，可适用于各种细胞、各种序列中5-羟甲基胞嘧啶的分析鉴定，预期具有广阔的应用前景。现正在开发5-羟甲基胞嘧啶检测试剂盒（相关专利已经受理）。
　　该工作得到了国家杰出青年基金、国家973计划、重点实验室等的支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
2014年3月26日

2014-03-26

国家自然科学基金重大项目“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”启动会召开

　　3月21日，由傅伯杰院士主持的国家自然科学基金重大项目“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”项目启动及实施方案专家咨询会在中科院生态环境研究中心召开。国家自然科学基金委员会地球科学部领导莅临会议，项目专家组刘昌明院士、邵明安研究员、朴世龙教授应邀出席，中科院生态环境研究中心庄绪亮副主任、科技开发处宋茂勇处长、项目首席专家、课题负责人、项目骨干成员等40余人参加了会议。会议由傅伯杰院士主持。
　　庄绪亮代表生态环境中心致词，介绍了生态环境中心在生态系统过程与生态系统服务等领域取得的重要进展，感谢各位领导专家给予的热忱指导和帮助，表示生态环境中心将按照基金委重大项目管理办法的要求，为项目顺利实施提供大力支持。基金委地学部常务副主任柴育成致词，指出重大基金对于提升我国基础研究源头创新能力具有重要意义，将加强重大基金项目实施中的过程管理，勉励项目参与人员加强合作交流，力争取得突破性进展。
　　随后，项目负责人傅伯杰院士就项目的立项背景、研究内容、研究目标、关键科学问题、总体研究方案、预期研究成果等进行了系统阐述，课题负责人在此基础上详细介绍了各课题的具体实施方案。与会专家领导分别发言，就项目的研究思路、实施方案和成果产出等提出了具体的意见和建议，对项目组已有工作给予了积极评价，期待项目取得重大进展和创新成果。
　　“黄土高原生态系统与水文相互作用机理研究”是针对黄土高原生态系统恢复与保护所提出的重大项目，旨在通过开展多学科多手段多时空尺度的综合研究，揭示黄土高原生态系统-水文相互作用机制、黄土高原植被恢复的水文水资源效应，阐明黄土高原生态系统承载力及其空间格局，为黄土高原生态建设提供科学依据。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2014年3月24日

2014-03-24

“生态环境红线制度创新研究”项目启动会暨第一次工作会议召开

　　中国环境与发展国际合作委员会“生态环境红线制度创新研究”项目启动会暨第一次工作会议于3月12日至13日在生态环境研究中心召开。中国环境与发展国际合作委员会中方首席顾问沈国舫院士、外方首席顾问Art Hanson、环境保护部自然保护生态司侯代军副司长、中国环境与发展国际合作委员会徐庆华副秘书长以及项目顾问和中外方专家等50余人出席会议。
　　项目组组长欧阳志云研究员详细介绍了项目实施方案，环保部南京环境科学研究所高吉喜研究员、北京大学林坚教授、国家林业局调查规划设计院张阳武高级工程师、国家海洋局北海分局王斌副局长、环保部卫星环境应用中心王桥研究员、国土资源部信息中心张丽君研究员等分别就环境保护部生态红线划定进展、中国土地管理制度、湿地红线、海洋红线、生态调查与评估、国土空间规划作了专题报告。与会领导和专家围绕生态环境红线制度研究以及生态红线的内涵、划定方法、实践途径、管理制度开展了深入讨论，提出了完善实施方案的具体建议。
　　“生态环境红线制度创新研究”项目是中国环境与发展国际合作委员会为落实十八届三中全会“划定生态保护红线。建立国土空间开发保护制度”的要求而设立的，项目拟通过中外科学家的紧密合作，重点围绕生态环境红线内涵与体系构成、生态环境红线监测、评估与绩效考核制度以及生态环境红线区生态补偿制度开展深入研究，为加快生态文明制度建设提供科技支撑。
　　城市与区域生态国家重点实验室
　　2014年3月17日

2014-03-17

“大气灰霾追因与控制”专项在复合污染致霾效应研究方面取得进展

　　中国科学院生态环境研究中心等单位承担的中科院“大气灰霾追因与控制”专项和国家自然科学重点基金等项目在复合污染致霾效应的研究中取得重要进展，揭示了大气中矿尘和氮氧化物(NOx=NO+NO2)对PM2.5主要成分硫酸盐形成的促进作用，相关研究成果近日发表在Nature出版集团的Scientific Reports, 2014(4): 04172。
　　硫酸盐是大气细颗粒物的重要组分，具有很强的光散射效应，对全球气候变化和区域空气质量具有重要影响，特别是与灰霾成因密切相关。近年来，关于大气中二氧化硫（SO2）转化为硫酸盐的机制成为国际大气化学研究的热点和前沿问题。
　　贺泓研究组在前期研究工作中发现，空气气氛下SO2在常见的矿质氧化物表面发生非均相反应，其主要产物为亚硫酸盐，短时间内难以转化为硫酸盐（Fe2O3和MgO除外）；研究发现共存的NOx可以极大地促进SO2和亚硫酸盐向硫酸盐的转化；进一步分析发现，NO2和氧化物颗粒的关键作用是作为催化剂，活化了气氛中的分子氧，进而促进了硫酸盐的形成。相关机理研究已经在国际期刊(J. Phys. Chem. A, 2008 (112), 6630-6635; Phys. Chem. Chem. Phys., 2012 (14), 1668-1676.)上发表。
　　中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因和控制”启动以来，该团队在更接近实际大气环境的烟雾箱中对该反应机理进行了验证，确认了环境浓度的NOx和悬浮矿质氧化物颗粒对生成硫酸盐的促进作用和机理；另一方面，在2013年1月份北京地区强霾期间的监测数据表明，北京城区和北部远郊区的SO2浓度接近，但PM2.5浓度城区高、郊区低且与NOx浓度呈正相关；而重霾形成过程中PM2.5成份中百分比含量增长最大的为硫酸盐，且其增长趋势与矿尘组分密切相关，说明成霾期间共存矿质颗粒物和高浓度NOx是促进SO2转化为硫酸盐的关键因素。上述结果显示，复合污染条件下，SO2的环境容量下降，导致硫酸盐快速增长致霾。
　　该项工作得到中国科学院战略性先导科技专项“大气灰霾追因与控制”和国家自然科学重点基金（20937004）的支持，由生态环境中心、大气物理所、清华大学合作完成（http://www.nature.com/srep/2014/140225/srep04172/full/srep04172.html）。
　　大气污染控制中心
　　2014年3月12日

2014-03-12

国家重大科学研究计划“典型人工纳米材料的水环境过程、生物效应及其调控研究”项目启动会召开

　　国家重大科学研究计划“典型人工纳米材料的水环境过程、生物效应及其调控研究”项目启动会于3月1日在生态环境研究中心召开。科技部基础研究管理中心张峰处长、中科院前沿科学与教育局地球科学处张鸿翔处长，项目跟踪专家江雷院士、顾宁教授、专家组成员赵进才院士、朱利中教授、曾永平研究员、王春霞研究员，生态环境中心主任江桂斌、副主任庄绪亮等出席了会议。
　　会上, 首席科学家刘思金汇报了总体研究思路和研究目标等；南开大学陈威、中科院合肥物质科学研究院吴李君、厦门大学王秋泉等分别介绍了4个课题的实施方案。与会专家从不同角度提出了建设性建议，进一步明确了科学目标和实施方案。
　　该项目将针对人工纳米材料环境安全性研究中的关键科学问题，以典型人工纳米材料的理化性质决定其环境过程与生物效应为主线，探索纳米材料进入水环境的行为、过程与效应，发展纳米材料改性/修饰手段以调控其环境生物效应。力争在多介质界面过程、生物效应与调控3个关键科学问题上取得创新成果。
　　科技开发处
环境化学与生态毒理学国家重点实验室
　　2014年3月3日

2014-03-03

杨敏研究组在焦化废水达标处理上取得突破

　　焦化废水成分复杂，依靠生物和常规的物化处理技术的组合无法满足2012年10月开始实行的《炼焦化学工业污染物排放标准》（GB16171-2012），焦化行业面临严峻的挑战。在北京市科委“高浓度、高盐度及难降解工业废水的处理新工艺和新设备研发”项目和中科院唐山中心支持下，生态环境中心杨敏研究组经过长期研究，开发出以生物强化-络合吸附为核心的处理工艺，并与北京国中科创环境科技有限责任公司合作在唐山市一焦化厂开展了处理规模为24吨/日的现场中试实验。4个月的现场实验结果表明，该工艺出水COD可达80mg/L以下，氨氮维持在2.0mg/L左右，其中深度处理新增运行成本低于2.0元/吨。
　　环境水质学实验室
　　2014年2月14日

2014-02-14

生态环境中心一项目获国家973计划立项资助

　　2013年12月31日，科学技术部网站发布了《科技部关于国家重点基础研究发展计划2014年项目立项的通知》，中国科学院生态环境研究中心刘思金研究员担任首席科学家的项目“典型人工纳米材料的水环境过程、生物效应及其调控研究”获得资助。
　　人工纳米材料的大量生产和使用将导致其进入环境并在环境中扩散。有关纳米材料对环境与健康的潜在危害已日益受到关注。该项目组织了南开大学、厦门大学和合肥物质科学研究院的优势队伍，选择应用范围广、产量和使用量大的高环境暴露风险的人工纳米材料为重点研究对象，包括碳纳米管等碳纳米材料，纳米银、纳米TiO2等金属和金属氧化物纳米材料，研究其在水环境中的环境过程（迁移、转化和多界面过程等）和生物效应（生物有效性和毒性等），并建立环境生物效应的调控方法。
　　此项目执行期为2014年至2018年。
　　科技开发处
　　2014年1月2日

2014-01-02

栾兆坤研究组超导磁分离设备与技术研发取得重要突破

　　由中国科学院生态环境研究中心环境水质学国家重点实验室栾兆坤研究组牵头组织，江苏旌凯中科超导高技术有限公司，哈尔滨工业大学、中国舰船研究院、东华理工大学和武汉纺织大学等单位参加的低温超导磁分离设备研发团队，经过历时数年的研发，目前已成功建立我国第一台工业超导磁分离系统，并证实了该系统在废弃物二次资源利用、污水废水快速集约化处理、矿产资源高效除铁除杂等领域具技术可行性。
　　传统永磁或电磁分离设备由于磁场的磁感应强度低、可用磁场区域小，分离效率有限。超导磁体利用超导条件下磁体无电阻、强磁场范围大，因此在物质高效分离上具有良好的应用前景。栾兆坤研究组于2009年开始研发低温超导磁分离系统与超导磁分离技术，目前，建立的超导磁分离实验系统已稳定运行1.5年，并于2013年成功建立我国第一台工业超导磁分离系统，磁场磁感应强度达到5-6特斯拉，实验证明该设备在赤泥、粉煤灰、铜、铁尾矿渣等废弃物二次资源利用，含悬浮颗粒物、磷、重金属等污水废水处理，高岭土、伊利石、长石等矿产资源高效除铁除杂，弱磁性铁矿、锰矿、钛矿等高效分选等领域显示良好的分离效果
　　超导磁分离过程在超导条件下运行，分离效能高，能耗低；分离过程时间短，占地面积小，有望解决一批常规磁分离过程面临的技术难题并产生经济效益与环境效益。
　　　　环境水质学国家重点实验室
　　　　2013年12月23日

2013-12-23

刘思金研究组在环境肿瘤学研究领域取得重要进展

　　中国科学院生态环境研究中心环境化学与生态毒理学国家重点实验室刘思金课题组在环境肿瘤学研究领域取得重要进展，相关论文近日发表于Nature出版集团的Oncogene上(Oncogene advance online publication, 9 December 2013; doi:10.1038/onc.2013.505)。
　　该研究组前期的研究工作证实，多氯联苯（PCBs）的长期低剂量暴露蓄积可激活丝/苏氨酸蛋白激酶（ROCK）信号通路，从而促进乳腺肿瘤恶化和转移（Cancer Research, 2009; PLoS One, 2010）。在此基础上，本研究进一步证实ROCK可通过与癌蛋白c-Myc直接相互作用而增强c-Myc蛋白的稳定性及转录活性，从而增加与肿瘤生长和增殖相关基因的表达，最终促进肿瘤进程。
　　上述研究得到了国家自然科学基金项目和中国科学院知识创新工程重要方向项目等的支持。
　　环境化学与生态毒理学国家重点实验室
　　2013年12月9日

2013-12-09

中心县域村镇污水综合治理示范工作取得阶段性成果

　　为探索村镇分散型污水的有效治理模式，住房和城乡建设部于2010年批准常熟市为我国首个县域村镇污水治理综合示范区，住建部农村污水处理技术北方研究中心（农村中心）作为技术支持单位与常熟市住房和城乡建设局共同承担了示范研究工作。10月29日至30日，住房和城乡建设部在江苏省常熟市召开了现场交流会，总结和推广常熟市县域污水综合治理的经验。参加交流的主要是全国各省、直辖市、自治区及新疆建设兵团的村镇处长，住建部村镇司赵晖司长、卢英方副司长、常熟市孙健副市长等出席会议。生态环境研究中心副主任庄绪亮、农村中心主任刘俊新研究员和范彬研究员等参加了此次会议。
　　经过几年的研究与示范，常熟市建立了“统一管理、统一规划、统一建设、统一运行”的城乡一体化县域村镇污水综合治理模式，被誉为“常熟模式”、“常熟经验”。农村中心在相关管理体系与技术体系构建中发挥了十分重要的科技支撑作用，受到住建部及常熟市领导的充分肯定。目前常熟市已初步建立覆盖全县域的村镇污水治理的设施系统，农村污水处理率达到51%，与会代表参观了部分示范工程现场，对生态环境中心主持研发的多项村镇污水治理技术表现出浓厚兴趣。
　　会上，庄绪亮代表生态环境研究中心对住建部及常熟市等有关方面给予的大力支持表示感谢，并就中心进一步加强在村镇分散型污水处理领域对部门和地方的科技支撑提出热切期望。范彬代表农村中心就主持编制的《县域村镇污水综合治理技术指南（征求意见稿）》及《常熟市县域村镇污水综合治理案例》进行了说明。此次会议是住建部在常熟召开的第四次有关村镇污水治理的会议，也是对常熟县域村镇污水治理综合示范区工作的一次总结。
　　住建部农村污水处理技术北方研究中心
　　2013年11月3日

2013-11-04