科研动态｜东林九月科研情况速览！
九月八日九月十四日
东北林业大学主建的林业智能装备创新高地即将启动建设
东北林业大学本科生科研团队在国际权威学术期刊上发表论文
九月十六日
九月十七日
东北林业大学青年学者在林木生物质精炼研究方面取得新进展东北林业大学团队在三萜多样性形成机制及合成生物学方面发表重要综述
九月二十二日九月二十三日
东北林业大学王传宽教授团队在森林碳汇与全球变化研究中取得新进展东北林业大学获批2021年度国家社科基金高校思政课研究专项
九月二十七日九月二十八日
助力实现“双碳”目标 | 东北林业大学林学院王英伟团队将参与贵州省内发电行业碳核查碳足迹追踪
东北林业大学多项科技成果荣获第十二届梁希林业科学技术奖九月二十九日九月二十九日
东北林业大学成果将助力我国碳金融市场与国际接轨东北林业大学教师在国际权威学术期刊JIPB上发表论文
九月二十九日
东北林业大学喜获黑龙江省首批“揭榜挂帅”重大科技攻关项目
7月12日，黑龙江省面向全国首批“揭榜挂帅”重大科技攻关项目榜单公示，我校林学院食品学科张智老师团队成功揭榜“玉米秸秆高效厌氧发酵菌种选育”项目，项目经费500万。“揭榜挂帅”项目是为了贯彻落实党的十九届五中全会和黑龙江省委十二届八次全会精神，认真落实黑龙江省委经济工作会议部署，围绕“六个强省”建设，根据黑龙江省委、省政府年度重点工作安排，黑龙江省科技厅积极探索改革省级科技计划项目组织管理方式，推进实施重大科技攻关的全新举措。第一批“揭榜挂帅”发布3个总榜单，下设25个项目，按项目进行揭榜。此次“揭榜挂帅”项目的遴选与传统科技项目相比有较大不同，首先面向全国发布了榜单，吸纳全国相关领域人才助力我省产业发展；其次改变过去由政府主导遴选项目实施主体的做法，项目最终应用方的意见占主导作用，通过市场机制自主遴选项目实施主体；鼓励产学研合作，组建高校、科研院所和企业的创新联合体进行揭榜；每个榜单核验邀请了7名技术专家、3名财务专家及行业部门专家。技术专家包括中国科学院院士、中国工程院院士候选人在内的全国知名专家共21人，其中省外专家15人。共有40个团队申报，经过激烈角逐，最后24个团队成功揭榜。我校揭榜项目将围绕玉米秸秆高效厌氧发酵菌种的选育，开展菌种构建、多种发酵活性促进剂的创制、发酵功能菌群指纹图谱分析、5000立方米发酵罐生产工艺参数等关键技术进行深入研究。此次项目的获得彰显了我校的科研实力和自主研发能力，必将在秸秆微生物降解等关键核心技术方面取得突破性进展，这也是“十四五”开局之年我校林学院推进深化改革的良好体现。
东北林业大学主建的林业智能装备创新高地项目即将启动建设
为了全面贯彻和落实习近平总书记的“绿水青山就是金山银山”的重要理念，加快林业装备现代化建设，为实现“碳达峰、碳中和”目标作出贡献，国家林业与草原局、黑龙江省人民政府决定共同成立林业智能装备创新高地。9月13日下午，林业智能装备创新高地建设工作座谈会在我校综合楼808会议室举行，我校作为主建单位即将启动高地的相关建设工作。
东北林业大学本科生科研团队在国际权威学术期刊上发表论文
近日，我校土木工程学院青年教师李双欣带领由土木工程学院本科生组成的研究团队，以东北林业大学为第一单位在国际权威学术期刊《Construction and Building Materials》（中科院1区，影响因子6.141）上发表了题为“Effects of isothermal microwave curing on steel fibre-reinforced reactive powder concrete: Strength, microstructure and hydration products”的论文，揭示了恒温微波养护对超高性能混凝土力学性能、微观结构、水化产物等方面的影响，为缩短超高性能混凝土养护时间，提高养护效率提供了重要依据。李双欣为论文通讯作者，本科生潘云石和张耀文分别为论文第一作者和第二作者。
超高性能混凝土（UHPC）因其优越的力学性能和耐久性被誉为最有应用前景的建筑材料之一，也是近年来土木工程材料领域的研究热点。养护制度对UHPC的各项性能有着至关重要的影响，通常UHPC的养护条件较为苛刻，且生产过程的能效性较低。李双欣的团队将微波养护应用于UHPC的制备过程中，力求升级优化UHPC生产工艺，提高生产效率。在研究中发现恒温微波养护可以加速活性粉末混凝土的强度发展，微波养护1天的抗折强度可达标准养护28天强度的127.6%，抗压强度亦有明显提升。通过对微波养护机理的进一步探究，发现微波辐射可以优于普通快速养护方法，更好地激发活性材料的火山灰反应，促进产生多样水化产物，改善UHPC整体微观结构。此外，该项目所研究的恒温微波养护与一般的微波养护方式相比，其可操作性更强且更节能，对于推动超高性能混凝土的应用有着实际意义。
该研究团队所有成员均为土木工程学院工程管理和工程管理（合作办学）专业的本科生，研究的顺利开展和论文的发表离不开土木工程学院对于本科生创新意识培养的重视。土木工程学院完善的双创工作制度和体系为本科生提供了参与科研工作的平台和机会，工程管理（合作办学）项目先进的培养方案使得学生兼顾专业知识和国际视野，为学生未来多元化的发展打下了坚实基础。
东北林业大学青年学者在林木生物质精炼研究方面取得新进展
近日，我校材料科学与工程学院青年学者刘永壮在国际著名学术期刊Nature Communications上发表了题为“Tunable and functional deep eutectic solvents for lignocellulose valorization”的最新研究成果。该论文以东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室为第一完成单位，并联合荷兰格罗宁根大学、奥地利格拉茨大学的专家学者共同完成。近日，我校材料科学与工程学院青年学者刘永壮在国际著名学术期刊Nature Communications上发表了题为“Tunable and functional deep eutectic solvents for lignocellulose valorization”的最新研究成果。该论文以东北林业大学生物质材料科学与技术教育部重点实验室为第一完成单位，并联合荷兰格罗宁根大学、奥地利格拉茨大学的专家学者共同完成。当前林木剩余物大量存在且附加值较低，对其进行高效精炼制备高附加值的能源、材料和化学品具有重要研究意义。我校于海鹏教授提出林木生物质精炼的研究主题，并在国家杰出青年科学基金的支持下开展相关研究，前期已探索出有效破解生物质“抗解聚屏障”的科学策略，实现对木质纤维的超快速炼制和组分高效解聚分离，突破了传统只能“纤维素优先”或“木质素优先”的选择桎梏，向全组分综合高效利用迈进了一大步。
此次，该团队的优秀青年学者刘永壮副教授，针对解聚转化过程中易出现的木质素缩合、在纤维素表面吸附性聚集等影响产物利用效率和价值链的问题，提出构建功能可调型双氢键供体低共熔溶剂的研究思路，通过氯化胆碱/草酸/乙二醇的科学配置以及计算分析它们与木质组分之间的构效关系，在不同的路径实现了对木质素的高效解聚、缩合抑制和有效分离，并同时保证了可分离纤维素组分的高纯度和后续转化活性。分离后的木质素经过催化氢解或酸解后能够选择性得到酚类芳香单体，产率提高约5倍，是迄今为止催化解聚低共熔溶剂分离木质素的最高得率；经分离得到98%的纤维素组分，未发现任何木质素的重吸附和沉积，通过酶解转化可实现96%~99%的高葡萄糖产率。文中所采用的新型低共熔溶剂具有成本低廉、绿色无毒的显著优势，且利用后具有较高的回收率和纯度，再次利用依然展现良好的解离效果。综上，该研究工作为林木生物质的可控精炼提供了一种新方法，更向实现林木生物质的理想化综合精炼又迈进一步，在未来的生物精炼产业发展方面具有较大的应用空间。该研究得到了国家自然科学基金等项目资助。
东北林业大学团队在三萜多样性形成机制及合成生物学方面发表重要综述
我校生命科学学院引进人才薛哲勇教授团队关于植物三萜代谢物多样性形成的综述“Diverse triterpene skeletons are derived from the expansion and divergent evolution of 2,3-oxidosqualene cyclases in plants”，近日发表于该领域国际经典期刊《Critical Reviews in Biochemistry and Molecular Biology》(《生物化学和分子生物学评论》IF 8.3)。三萜类化合物是一大类植物次生代谢产物，通过2，3-氧化鲨烯的环化及后修饰产生，具有广泛的生物活性，被用于功能性食品、药物和工业原料。三萜类化合物在植物中的含量较低且结构复杂，导致来源受限，异源生物合成是最有效的策略。根据它们的构象和环数不同，团队将121个三萜骨架（skeleton）分为12种类型 (图1)，其中51个三萜骨架已被鉴定为氧化烯环化酶（OSC）的产物。有趣的是，有24个骨架为OSCs异源表达产生的产物，目前为止还未从天然产物中挖掘。该团队进一步对75个物种的152个OSC的进化作了分析，结果表明某些产生五环三萜的OSC酶具有多次起源。三萜骨架环化的过程包括一系列复杂化学反应，中间阳离子的稳定、空间位阻和活性中心氨基酸残基的构象是影响三萜骨架形成的主要因素。可以通过改变关键氨基酸残基的侧链方向来实现OSC的优化。途径设计、调节代谢流、细胞器工程等方法被引入到该类化合物生物合成的底盘优化中（图2）。团队期望对OSCs的自然变异体的挖掘和催化机制的研究，为应用合成生物学策略生产活性三萜类合物提供高效基因元件，实现高效生物合成。
图2 三萜化合物的合成生物学研究策略
东北林业大学王传宽教授团队在森林碳汇与全球变化研究中取得新进展
近日，我校生态研究中心王传宽教授带领博士研究生王兆国在森林碳循环与全球变化领域的研究取得新进展，成果以题为《树木叶片气体交换对CO2浓度升高及与温度和水分变化的联合响应》（Responses of tree leaf gas exchange to elevated CO2combined with changes in temperature and water availability: a global synthesis）和《树木生物量生产对CO2浓度升高的氮介导响应强度及机制》(Magnitude and mechanisms of nitrogen-mediated responses of tree biomass production to elevated CO2: a global synthesis)分别发表在生态学国际著名期刊《Global Ecology and Biogeography》和《Journal of Ecology》上。
大气中的CO2，既是一种重要的温室气体，会引发全球变暖，同时也是植物光合作用的原材料之一，会促进植物生长和固碳。自工业革命以来，主要由于化石燃料燃烧、土地利用变化等人为碳排放增加而导致大气CO2浓度从280 ppm持续升至目前的415 ppm，全球平均气温相应地升高了1.09oC，且引发降水格局变化、极端气候事件频发等全球气候变化。这一切给人类生存环境和生物圈可持续性带来重大风险，对全球生态安全和社会经济发展产生深远影响。而从另一方面看，大气CO2浓度升高也促进光合作用，刺激植物生长，增加生物量生产，产生所谓的“CO2施肥”效应，由此而增加的碳汇在一定程度上可以缓和气候变暖。然而，这种“碳中和”正效应的大小和持续性可能受全球变暖、干旱、氮沉降等全球变化因子的影响而产生不确定性，进而阻碍我们对大气CO2浓度升高情景下树木生长和森林固碳能力的评估和预测。
为阐明树木叶片气体交换对CO2浓度升高响应的种间和种内变异以及与温度和水分变化的相互作用，该研究团队整合分析全球270个CO2浓度升高控制试验发现：CO2浓度升高，促进叶片光合作用（β= 0.68），降低叶片气孔导度（β=-0.36），并导致其水分利用效率（β=1.01）的成比例升高；这证明叶片光合作用与气孔导度的耦合关系。CO2浓度升高对叶片光合作用的正效应呈现出针叶树种和成熟树木分别大于被子植物和幼树，而对叶片气孔导度的负效应呈现相反的规律。升温并不影响叶片气体交换对CO2浓度升高的响应，但干旱促进光合作用对CO2浓度升高的响应、抑制气孔导度的响应。叶片气体交换对CO2浓度升高响应的种间和种内变异及其随温度和水分变化的格局，均符合气孔最优行为理论。该研究还发现：在CO2浓度升高的背景下，光合作用主要因氮有效性降低、氮重新分配、碳利用限制等发生驯化，但气孔导度没有驯化现象。
为揭示树木“CO2施肥”的氮介导效应大小及其作用机理，该团队整合全世界283个CO2浓度升高控制试验发现：CO2浓度升高，增加树木生物量生产达32%，同时导致非结构性碳水化合物在叶片中积累，但在枝干和根中没有显著变化；这表明树木生长在一定程度上受碳限制，但受限程度与树木不同组织对碳需求的强弱有关。氮添加使树木生长的“CO2施肥效应”提升68%，表明CO2浓度升高可促进树木生长对氮的需求。而在没有氮添加的情况下，CO2浓度升高一方面可以通过增加细根生物量生产、降低比根长等，增加树木的氮吸收；另一方面通过提高树木组织的碳氮比，提升树木的氮利用效率，从而缓解树木的氮限制，进而维持树木生长的“CO2施肥”正效应。该研究还发现：树种种类及其共生菌根类型会影响树木生长的“CO2施肥”效应的大小，其中，CO2浓度升高对外生菌根树种和针叶树的“施肥效应”分别比对丛枝菌根树种和被子植物更加明显；产生的这些差异与外生菌根和针叶树种具有更高的氮吸收和氮利用效率有关。
上述研究成果，不但在树木生理生态、森林碳循环、气候变化等研究中有重要理论意义，而且在应对气候变化、推进碳中和等工作中有指导意义。
东北林业大学获批2021年度国家社科基金高校思政课研究专项
日前，2021年度国家社会科学基金高校思政课研究专项立项名单公布，我校马克思主义学院刘伟杰副教授申报的《生命教育融入高校思想政治理论课研究》获批，实现了我校在这一项目上零的突破。国家社科思政专项项目中标率极低，此次研究项目的成功取得，充分展现了学校马克思主义学院学科建设的实力和水平，为三年后的一级学科考核评估奠定了基础。近年来，学校党委高度重视马克思主义理论学科和思想政治理论课建设，校党委书记张志坤联系分管马克思主义学院，多次深入学院调研和座谈，了解学院、学科建设情况以及存在的困难、问题，及时作出指示予以解决。在学校党委的领导下，在研究生院和各职能部门的大力支持下，马克思主义理论学科在2021年的学科评估中顺利晋级，成功获批一级学科博士点，此次实现国社科思政专项项目的突破是学科成功晋级后取得的第一项重要成果。
助力实现“双碳”目标 | 东北林业大学林学院王英伟团队将参与贵州省内发电行业碳核查碳足迹追踪
近日，我校林学院王英伟团队代表学校和贵州众宏仁信科技咨询有限公司组成联合体，参加了贵州省2021至2023年碳排放核查机构资格入围招标项目，从全国近百家实力强劲的单位中脱颖而出，成功获得碳排放核查机构资格。此次共计20家单位获得贵州省碳排放核查机构资格，将共同开展对贵州省内发电行业碳核查碳足迹追踪工作。生态环境部发布的《碳排放权交易管理办法（试行）》已于2021年2月1日开始执行，其中对碳核查作出规定：省级生态环境主管部门应当组织开展对重点排放单位温室气体排放报告的核查，并将核查结果告知重点排放单位，核查结果应当作为重点排放单位碳排放配额清缴依据；省级生态环境主管部门可以通过政府购买服务的方式委托技术服务机构提供核查服务。碳核查，是指第三方服务机构对参与碳排放权交易的碳排放单位提交的温室气体排放报告进行核查，以确定提交的排放数据有效。碳交易是实现碳中和的重要一环，参与碳交易的企业主动申报碳排放量，然后根据国家给予的碳排放配额进行交易。为确保企业申报的碳排放量真实有效，必须由具有第三方资质的机构对其进行核查，因此碳核查是碳交易的必要前置工作。“核查机构”既是碳排放交易后续最重要的制度建设内容之一，也是碳排放交易市场成功运作的基本保证。碳核查人才是实施我国低碳发展战略的一个重要保证。我校该项目负责人王英伟副教授从事环境影响评价工作三十多年，是国家生态环保部、国家林草局专家，参与了《国家重点生态功能区产业负面清单》的编制与审核，《全国天然林资源状况评估》总撰稿与审核，今年还取得了中国人力资源和社会保障部认证碳核查员和碳资产管理员资格。气候变化是人类面临的全球性问题，随着各国二氧化碳排放，温室气体猛增，对生命系统形成威胁。为实现国家对世界的承诺，达到“双碳”目标，小到师生日常生活管理、科研专项设置、碳中和学科专业建设，大到学校中长远规划等，东林人一直在努力。此次，我校碳核查机构资格的获得正是东林积极落实“双碳”目标的具体体现，必将为国家实现“双碳”目标贡献东林力量。
东北林业大学多项科技成果荣获第十二届梁希林业科学技术奖
近日，第十二届梁希林业科学技术奖评选结果揭晓，我校16项科技成果获奖，其中自然科学一等奖1项，二等奖3项；科技进步二等奖11项。其中“木质纤维素气凝胶的构建、调控及功能化机制”荣获自然科学一等奖，这是我校获得的首个自然科学一等奖，也是我校继2018年以来，连续四届获得梁希林业科学技术奖一等奖。近年来，学校不断强化基础领域研究，突出林业科技服务，林业科技创新成果不断涌现，彰显了我校在林业科技创新领域做出的突出贡献以及在林业科技服务中发挥的重要作用。今后，学校将继续加强顶层设计，凝练整合重大科技创新研究成果，力争在科技奖励评选工作中取得更好成绩。获奖名单详见“中国林学会关于第十二届梁希林业科学技术奖评选结果的通报”http://www.csf.org.cn/News/NoticeDetail.aspx?aid=58605。
东北林业大学成果将助力我国碳金融市场与国际接轨
近日，第十二届梁希林业科学技术奖评选结果揭晓，我校项目《中国碳金融市场发展、机制设计及应用》获得二等奖。这项成果将为中国碳金融市场价格发现和风险度量提供理论支持，帮助中国碳金融市场健康稳定发展，尽早实现我国与国际碳金融市场接轨。梁希林业科学技术奖是我国林业科技领域最高奖，颁发给在林业科技领域作出突出贡献的学者和专家。值此习近平总书记在第七十五届联合国大会一般辩论中发表重要讲话，提出“中国提高国家自主贡献力度，争取2030年前实现碳达峰，力争2060年前实现碳中和”一周年之际，中国政府应对气候变化、实现“双碳”目标、发展绿色低碳循环经济体系已经成为未来发展战略方向。中国碳金融市场是实现绿色低碳发展战略目标的核心力量和助推器。《中国碳金融市场发展、机制设计及应用》是由东北林业大学副教授盛春光团队完成的，针对国内外在碳金融市场发展机制研究较少，进展缓慢；定性描述多、定量分析少；阶段性成果多，系统性成果少，缺少碳金融市场机制总体框架构建等定量分析难题，该团队经过10多年研究，揭示了碳金融市场的供求机制、价格机制、竞争机制、风险机制和监管机制的内在机理。研究首次提出将期货定价机制引入中国碳金融市场，建立了GARCH-VaR模型（该模型主要用于衡量碳市场风险），与国际通用的VaR模型（VaR模型被广泛应用于金融领域的风险管理，如商业银行）相比，该模型提高了中国碳金融市场风险估值的准确性，为中国碳金融市场风险度量提供理论支持，可帮助中国更好地开展碳金融市场。该研究运用定性分析法，对中国碳金融市场发展机制的法律监管体系、市场体系、金融体系和技术体系进行分析，提出从法律、社会、经济等角度建立中国碳金融市场发展机制的政策保障体系。据了解，项目研究成果已经居于同类研究的国内领先水平，对碳金融市场价格机制和风险机制研究具有广泛的学术研究价值。该项目的研究成果已在《Journal of Computational and Applied Mathematics》、《Sustainability》等国际顶级期刊发表，并编入出版的专著《中国碳金融市场发展机制研究》、《全球碳市场进展热点与对策》中，得到同行专家的高度评价和一致认可。除此之外，项目成果已经在大型国有企业、事业单位、碳资产管理公司等机构得到广泛应用和推广，获得了良好效果，为公司和客户降低交易风险的同时带来显著经济效益。
东北林业大学教师在国际权威学术期刊JIPB上发表论文
近日，我校东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室教师管清杰课题组与中科院卜庆云研究员课题组合作，以东北盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室(东北林业大学)为第一单位在国际权威学术期刊《Journal of Integrative Plant Biology》（中科院1区，影响因子7.061）上发表了题为“OsMKKK70 regulates grain size and leaf angle in rice through the OsMKK4-OsMAPK6-OsWRKY53 signaling pathway”的研究论文。该研究发现水稻MKKK类激酶OsMKKK70及其同源基因OsMKKK55和OsMKKK62能够调控粒型和叶倾角，OsMKKK70可能通过OsMKK4-OsMAPK6-OsWRKY53级联模块来发挥功能，揭示了OsMKKK70调控水稻粒型和叶倾角的机制。经研究发现了一个MKKK类激酶OsMKKK70，过量表达OsMKKK70导致水稻粒长变长，叶倾角增大，而该基因的敲除突变体osmkkk70粒型和叶倾角没有明显的变化。OsMKKK70有两个同源基因OsMKKK55和OsMKKK62，osmkkk62/70双突变体和osmkkk55/62/70三突变体都呈现出粒型变小，叶倾角直立，BR敏感性减弱的表型，而且osmkkk55/62/70比osmkkk62/70粒型更小，表明OsMKKK70及其同源基因在正调控水稻的粒型和叶倾角发育等方面存在功能冗余。OsMKKK70具有激酶活性，OsMKKK70能够与OsMKK4互作。虽然没有检测到OsMKKK70直接磷酸化OsMKK4，但是体内实验证据表明OsMKKK70能够促进OsMAPK6的磷酸化。此外在osmkkk62/70双突变体背景下过量表达组成型的OsMKK4,OsMAPK6和OsWRKY53等都能够恢复osmkkk62/70粒型和叶倾角的表型。说明OsMKKK70-OsMKK4-OsMAPK6可能通过共同的MAPK信号途径发挥作用。因此该研究鉴定了一个水稻中调控粒型和叶倾角的MKKK类激酶OsMKKK70，同时也揭示了OsMKKK70可能是通过OsMKK4-OsMAPK6- OsWRKY53级联模块来发挥功能的。目前研究将MAPK途径视为水稻粒型调控途径之一，但是在水稻中仅有较少的MKKKs功能得到了阐述，因而需要在水稻MKKK类激酶中挖掘调控粒型基因的分子机制及调控网络。这篇论文进一步揭示了MAPK级联途径在调控水稻粒型和株型中的重要意义。
东北林业大学研究生刘智琦、中国科学院东北地理与农业生态研究所研究生梅恩阳和田晓杰助理研究员为论文第一作者，东北林业大学盐碱植被恢复与重建教育部重点实验室管清杰副教授和徐启江教授、中国科学院东北地理与农业生态研究所卜庆云研究员为通讯作者。该研究得到了国家自然科学基金、中国科学院青年创新促进会项目资助。
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内容来源
东北林业大学新闻网
编辑 | 夏 霦 郑赵毅