科研动态 | 学校近期科研情况速览
我校科研团队发现杨树维管形成层活性调控的新机制我校团队在Nature子刊Nature Structural & Molecular Biology发表重要论文
1月18日2月14日
我校科研团队识别多足纲动物新型热敏受体BRTNaC1我校科研团队在树木生理生态和全球变化领域取得重要研究进展
2月24日3月03日
我校团队在国际合成生物学领域权威刊物Metabolic Engineering发表研究论文我校科研团队揭示气候暖化与干旱对植物碳代谢的交互作用机制
3月03日3月13日
我校科研团队发现R2R3 MYB转录因子调控蓖麻蒴果果刺的形成发育机制我校科研团队与北德克萨斯大学成功解析细胞壁信号转导双受体模型
3月14日3月14日
我校冻土科研团队在国际知名期刊发表学术论文我校科研团队在定量评估植被生态系统固碳能力方面取得重要进展
3月17日3月21日
我校科研团队提出一种精准解离酯键的林木天然木质素分离新机制我校项目获国家艺术基金传播交流推广重点项目资助
3月23日
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我校科研团队发现杨树维管形成层活性调控的新机制
2023年1月9日，林木遗传育种国家重点实验室（东北林业大学）李伟研究组在国际知名学术期刊Nature Plants（TOP期刊，IF=17.352）上在线发表了题为“Cell-type-specific PtrWOX4a and PtrVCS2 form regulatorynexuswith a histone modification system for stem cambium development inPopulus trichocarpa”的研究论文。该研究发现了转录因子和组蛋白修饰协同调控杨树维管形成层发育的“tetramer-PtrWOX4a”途径，拓展了人们对木材形成调控机制的科学认知，为利用分子育种技术培育速生、优质林木新品种提供了新线索。
木材是世界上最丰富的可再生资源之一，是天然环保和低能耗材料。树木茎维管分生组织中的形成层干细胞，具有自我更新的能力，通过不断分裂分化产生次生木质部细胞，形成木材。植物学家Sanio早在1873年提出了著名的假说，维管分生组织中的干细胞形成圆柱形单一细胞层，经细胞分裂、细胞扩张产生由大约八层维管形成层细胞组成的增殖区，进一步分化为木质部细胞。虽然该假说已经提出了近150年，在欧洲云杉、红橡树等多个林木树种中得到了证实，但与顶端分生组织相比，人们对维管形成层干细胞分裂分化活动背后的分子调控机制的研究仍处在初期阶段，阻碍了现代分子育种技术在培育速生、优质林木新品种中的应用。
研究人员利用激光显微切割技术分离并收集了杨树维管形成层细胞及其衍生细胞，鉴定出95个杨树维管形成层特异表达的转录因子（VCS TF），将其命名为PtrVCS1~PtrVCS95。PtrVCS2编码一个杨树中功能未知的ZF-HD家族成员蛋白，且在维管形成层中的表达丰度仅次于核心基因PtrWOX4a（即PtrVCS1）。通过在杨树中过量表达PtrVCS2基因和创制CRISPR/Cas9介导的敲除杨树PtrVCS2及其同源基因PtrVCS2-h的双突变体，证明了PtrVCS2负调控维管形成层增殖和杨树径向生长。
研究人员鉴定出PtrVCS2结合并调控的下游靶基因，并证明了PtrVCS2负调控PtrWOX4a在维管形成层中的表达。过量表达PtrWOX4a的转基因杨树与ptrvcs2ptrvcs2-h突变体中形成层增殖区细胞层数增多的表型相似，共同敲除PtrWOX4a及其同源基因PtrWOX4b的杨树突变体（ptrwox4aptrwox4b）与过量表达PtrVCS2杨树中形成层增殖区细胞层数减少的表型相似。并且进一步证明了PtrVCS2和PtrWOX13a（即PtrVCS12）与组蛋白乙酰转移酶复合体PtrGCN5-1–PtrADA2b-3形成蛋白四聚体PtrWOX13a–PtrVCS2–PtrGCN5-1–PtrADA2b-3。此四聚体通过转录因子PtrWOX13a直接结合PtrWOX4a基因的启动子，招募组蛋白乙酰化酶复合体PtrGCN5-1–PtrADA2b-3，其中PtrVCS2蛋白丰度能够影响组蛋白乙酰化酶复合体的互作强度，动态调控PtrWOX4a基因的乙酰化水平，从而控制此基因的表达，以调控杨树维管形成层的发育。这项研究工作发现了“tetramer-PtrWOX4a”系统协同调控木材形成过程中维管形成层发育的分子机制，为从表观遗传角度进行林木分子育种，提高木材产量和改良木材品质，提供了新的视角。东北林业大学林学院在读博士研究生代秀芳为该文第一作者，李伟教授为通讯作者，姜立泉教授参与指导该项工作。该研究得到国家重点研发计划、中央高校基本科研业务费专项资金项目和黑龙江省“头雁”行动计划等项目资助。
2023年1月17日，我校生命科学学院引进人才“成栋杰青”刘玉胜教授，联合中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆研究团队、山东大学生殖医学研究中心陈子江/吴克良研究团队、中国科学院动物研究所周兵研究团队以及东北农业大学王加强研究团队，在国际顶级期刊Nature Structural & Molecular Biology（影响因子18.361，生化与分子生物学一区top，生物物理一区top，细胞生物学一区top）发表了题为“Remodeling of maternal mRNA through poly(A) tail orchestrates human oocyte-to-embryo transition的长篇研究性论文。
Poly(A)尾巴是大部分mRNA的重要结构，对于mRNA的运输、定位、稳定性、翻译效率等方面都有重要作用。然而，现存技术对poly(A)尾巴的分析在早期胚胎或其他珍稀样本中很难实现，尤其是人类卵子和早期胚胎样本。研究团队开发了高灵敏度、高准确度的包含完整poly(A)尾巴序列的全长转录组测序技术——PAIso-seq [1][2]——从而实现单个人卵子或早期胚胎的全转录组的包含全长转录本变体及其完整poly(A)尾巴的序列测定。另外，为了检测母源mRNA重塑模型中生成的没有poly(A)尾巴的、具有很短的poly(A)尾巴的、或者末端加上U碱基修饰的转录本，研究团队开发了PAIso-seq2技术捕获这些转录本。
研究团队对5个时期人类卵子和胚胎进行了PAIso-seq2测序分析，结果表明，在MII期卵母细胞中检测到了大量没有poly(A)尾巴的、具有很短poly(A)尾巴的、或者末端加上U碱基修饰的mRNA转录本。研究获得的PAIso-seq数据和PAIso-seq2数据很好地验证了母源mRNA重塑模型（见图1，图形摘要）。研究团队还利用poly(A)尾巴加尾抑制剂虫草素(3′-dA)处理受精卵，来抑制母源mRNA重塑中的最后一步——全局性mRNA重新加尾。结果表明虫草素处理的人类受精卵无法完成第一次卵裂，证实母源mRNA重塑是人类卵子向胚胎转变过程所必需的。
刘玉胜教授2017年7月毕业于中国科学技术大学并获得博士学位，随后在中国科学院遗传与发育生物学研究所陆发隆研究组从事博士后研究工作，主要研究方向为“哺乳动物配子发生与早期胚胎发育过程中RNApoly(A)尾巴的动态变化和调控机制”。以第一或通讯作者在Nature Structural & Molecular Biology，Nature Protocols，Nature Communications，iScience等期刊上发表SCI 论文7篇；获得基金3项；授权并转化国家专利1项。2023年2月13日，美国科学院院刊《Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America》发表了我校野生动物与自然保护地学院杨仕隆教授研究团队的题为“A thermal receptor for nonvisual sunlight detection in myriapods”的研究论文，该研究发现了一种新型的热敏感离子通道，破译了一种依赖温度敏感受体的间接感光机制。
动物的温度敏感受体能够响应外界和动物体自身温度变化。2021年诺贝尔生理学或医学奖授予了温度敏感受体TRP离子通道的发现者DavidJulius教授。TRP是一类同源四聚体离子通道，该超家族中发挥温度感受器功能的成员被称为ThermoTRP，包括典型的热敏感受体TRPV1和冷敏感受体TRPM8。当温度发生改变时，神经元细胞膜上的ThermoTRP能够瞬时响应温度刺激，由关闭态变为开放态，介导阳离子内流并介导动作电位的产生。因此，ThermoTRP是动物体建立温度感知的初级受体。有趣的是，在动物从低等向高等进化的历程中，部分ThermoTRP出现时间非常晚（譬如在陆生脊椎动物中才进化出TRPM8），部分ThermoTRP的温度敏感性具有很强的物种特异性（譬如小鼠TRPA1为低温激活，爬行动物TRPA1为高温激活）。这些现象提示，除了ThermoTRP以外，一些动物可能还存在其他建立温度感知的初级受体，即新型温度敏感受体，而这些受体或许还能够参与响应外界和自身温度变化之外的其他生命过程。
近年来，东北林业大学杨仕隆教授团队在理解动物生存适应策略方面取得了一系列的进展 (PNAS2013/2019/2020a,b/2022;NatCommun2015/2019/2020;CurrBiol 2021;SciAdv2017/2020;PloSBiol 2018; Natl Sci Rev 2018等)，尤其对动物响应生物信号（动物毒素、植物化合物）和非生物信号（温度、光、声波）的物质基础及其适应性进化进行了深入探讨。
最近，该团队联合浙江大学杨帆教授课题组推进新型温度敏感受体的发现工作，试图在除ThermoTRP以外的蛋白质中发现能够直接被温度激活的受体。研究人员以少棘蜈蚣的触角作为研究对象，发现少棘蜈蚣触角对外界热刺激非常敏感，且能瞬即响应超过32°C的高温并做出回避的行为，但其触角的转录本中并未发现已知的温度敏感受体（包括ThermoTRP）。这些现象提示了该物种触角中可能存在新型的温度敏感受体。
研究人员进而对触角神经元进行了记录，发现只有在蜈蚣体液的生理pH下（pH6.1），超过32°C的高温则能使神经元产生钙荧光信号显著增强，而中性环境并未出现类似反应。这些结果表明,介导触角热敏感的初级受体是一种依赖氢离子的热激活离子通道。为了识别这种离子通道，研究人员应用AlphaFold2软件,对触角表达的蛋白编码基因进行了结构预测，从中筛选出可能形成跨膜结构域或多聚体基因序列并且构建真核表达质粒进行功能检验，发现一个与表皮钠通道ENaC超家族成员（与已知的一个ENaC成员具有22%的序列同源性基因序列）能够重现氢离子依赖的热激活功能。有趣的是，已知的ENaC成员无一能够被温度激活，说明在动物适应性进化过程中，该未知成员通过结构功能的调节获得了直接被温度激活的能力，可能参与了某种特殊的生命过程。在分子水平的功能方面，该离子通道处于蜈蚣生理pH条件时（pH6.1）能被高于32°C温度激活，并在48°C时达到最大激活程度。因其温度响应区间远超已知的所有温度敏感受体，研究人员将该通道命名为宽域温度敏感ENaC受体1（the broad-range thermal receptor 1,BRTNaC1）。荧光原位杂交的结果表明，BRTNaC1与神经元marker基因共定位于触角下层的初级神经元上，提示BRTNaC1能够直接介导神经元热敏感的动作电位产生，传递外界高温信号。
除了能够直接被温度激活外，研究人员发现离子通透性是BRTNaC1与已知ENaC成员的另一个不同点。BRTNaC1是一个非选择性的阳离子通道，能够通透多种一价和二价阳离子。而已知ENaC成员通常仅透过钠和氢在内的少数阳离子。研究人员进一步通过点突变实验揭示了BRTNaC1热激活依赖氢离子的机理，即BRTNaC1上217位天冬氨酸和218位谷氨酸位点在低pH环境中发生质子化，而这种质子化是该通道能够直接被热激活的必要条件。研究人员还通过药物筛选获得了BRTNaC1的抑制剂—睾酮，应用药理学手段对BRTNaC1进行功能干预，使得触角对32-44°C范围的高温响应极大减弱。更为有趣的是，虽然BRTNaC1不能被光直接激活，睾酮的注射却使少棘蜈蚣丧失了对阳光的躲避行为。那么，光照是否在触角表面产生了足够的热量并激活BRTNaC1呢？通过定量光热分析，研究人员发现这种触角表面是一种高效的光热生物材料，可在极短的时间吸收光能并实现高速的热量转化。其温度的快速提升（10秒内上升8摄氏度）足以激活触角内的BRTNaC1，使动物能够对阳光照射产生回避行为。
综上所述，该研究识别了一种新型热敏受体BRTNaC1，并对其分子机制和生理学功能进行了探讨：1）BRTNaC1是一种具有较宽温度敏感范围的非选择性阳离子通道；2）BRTNaC1的热激活依赖氢离子对第217和218氨基酸位点的质子化；3）BRTNaC1是多足纲动物感受温度的初级受体；4）BRTNaC1可能参与了多足纲动物的非视觉感光过程。这些结果拓展了我们对ENaC超家族功能的理解，深化了对动物温度感知机理的认识，完善了动物响应非生物信号的理论。
东北林业大学杨仕隆教授、王云飞副教授和浙江大学杨帆教授为该论文的共同通讯作者，东北林业大学姚志豪博士研究生、袁立成硕士研究生和浙江大学陈晓莹博士研究生为该论文的共同第一作者。该研究得到了国家自然科学基金委、黑龙省科技厅、国家林业和草原局等项目的支持。
我校科研团队在树木生理生态和全球变化领域取得重要研究进展
近日，我校生态研究中心王传宽教授团队的青年教师金鹰在国际著名生态学期刊《Global Change Biology》（IF=13.2）发表了题为“Aridity‐dependent sequence of water potentials for stomatal closure and hydraulic dysfu-nctions in woody plants”的研究论文。文章指出了该团队在树木水分关系与全球变化领域的研究新进展。
近年来，随着全球气温升高、干旱频发等气候的加剧，全球范围内出现树木大面积死亡现象，对森林生态系统固碳能力等生态服务功能产生重大而深远的影响，进而引起了人们的高度关注。目前研究成果主要集中在探索树木死亡的机制。目前树木适应干旱的两个重要机制是：关闭叶片气孔，减少蒸腾失水；增加水力系统的抗栓塞能力，提高树木的抗旱性。叶片气孔的迅速关闭，可以有效地减少蒸腾作用的水分损失，延长树木因脱水而“渴死”的期限；但同时也降低了叶片光合作用的碳吸收，增加了树木因缺碳而“饿死”的风险。因此，面对持续干旱，树木如何协调气孔关闭和抗栓塞能力，是当前树木生理生态和全球变化生态学领域亟需解决的一个重要科学问题。为此，该研究整合分析了全球不同气候条件下木本植物的气孔和水力性状，揭示了树木对干旱气候条件的适应对策。
该研究发现：干旱地区的树木采取一种保守的水势序列，通过严格调控气孔的开关、增强水力系统的抗栓塞能力，以防止严重的组织损伤，从而提高树木在干旱胁迫条件下的生存能力。相反，湿润地区的树木采取一种冒险的水势序列，通过宽松的气孔调节并以水力安全为代价，使光合碳吸收最大化，进而使树木在有利的环境中能快速生长、提高竞争能力，但遇到极端气候事件时受危害的风险也较大。将这一研究成果融合到现有的植被动态过程模型中，可以有效提升全球气候变化背景下树木生存、生长和分布以及森林生态系统碳收支的预测精度。我校团队在国际合成生物学领域权威刊物Metabolic Engineering发表研究论文
2023年2月26日，我校生命科学学院薛哲勇教授/华欣副教授课题组，在国际合成生物学领域权威刊物《Metabolic Engineering》在线发表了题为“Deciphering the network of cholesterol biosynthesis inParis polyphyllalaid a base for efficient diosgenin production in plant chassis”的研究论文。该文章利用根癌农杆菌介导的烟草瞬时表达技术和病毒诱导的基因沉默技术，采用逐步筛选的方法，从药用植物重楼中鉴定出九种酶：SSR1-3、SMO1-3、CPI-5、CYP51G、SMO2-2、C14-R-2、8,7SI-4、C5-SD1和7-DR1-1，成功破译了重楼中从环阿屯醇到胆固醇的详细生物合成代谢网络（图1），并进一步对甲羟戊酸途径的关键基因HMGR进行了优化，将其与PpOSC1基因在烟草叶片中共表达，使环阿屯醇的积累量达到28.79 mg/g干重，为胆固醇生物合成提供了充足的前体（图2）。随后，研究人员采用逐一去除的方式，发现其中六种酶：SSR1-3、SMO1-3、CPI-5、CYP51G、SMO2-2和C5-SD1对烟草中胆固醇的产率至关重要。以此，在烟草中建立了一个高效胆固醇合成系统，产率为5.63 mg/g干重，是野生型烟草产率的11.45倍。利用这一高效的胆固醇合成植物系统，进一步阐明了重楼中的薯蓣皂素形成的生物合成代谢网络，获得了2.12 mg/g干重的产量。这一研究为缺乏体内功能验证系统的药用植物代谢途径的表征提供了有效的策略，也为植物体内合成活性甾体皂苷奠定了基础。图1 单子叶植物——重楼胆固醇生物合成代谢网络的研究
图2 烟草中环阿屯醇合成产率的提升策略
我校生命科学学院薛哲勇教授、华欣副教授、李玉花教授和宋伟副教授为共同通讯作者，博士研究生尹雪、硕士研究生刘嘉和寇呈熹为文章的共同第一作者。我校分析测试中心谭胜男博士提供了技术支持。哈尔滨医科大学的李畅老师和沈阳农业大学的骆世洪老师提供了对PpSMO1-3产物的核磁共振图谱分析。
我校科研团队揭示气候暖化与干旱对植物碳代谢的交互作用机制
近日，我校生态研究中心王传宽教授团队的博士后王兆国在著名生态学期刊Global Change Biology（IF= 13.211)发表了题为“Interactive effects of elevated temperature and drought on plant carbon metabolism: A meta-analysis”的论文，揭示了气候暖化与干旱对植物碳代谢的交互作用机制。
温室气体排放导致气候暖化，增加干旱发生的频率和强度。在自然条件下，气候暖化和干旱往往同时发生，并对植物生理生态过程产生交互作用。然而，气候暖化和干旱对植物碳代谢交互作用的程度和机制仍不清楚，增加了预测未来气候变化对陆地生态系统影响的不确定性。为此，本研究团队基于世界范围内107个增温与干旱双因子控制试验，整合分析了气候暖化与干旱对植物碳代谢的交互作用。研究表明，气候暖化与干旱对植物叶片的光合作用、凌晨水势和气孔导度的影响是独立的，间接证明气候暖化增加植物水分散失，进而使由干旱引发的水分胁迫发生时间提前，从而促使植物因水力失衡而死亡。尽管气候暖化与干旱对叶片呼吸交互作用并不显著，但是干旱改变了叶片呼吸对气候暖化的响应，进而影响植物的净碳收支。气候暖化与干旱对非结构性碳水化合物（NSC）的交互作用取决于NSC的组分：对淀粉浓度有负效应，但是对可溶性糖浓度无显著交互作用，表明在高温干旱的环境中淀粉水解为可溶性糖用于植物的渗透调节。气候暖化与干旱对植物生物量存在负交互作用，即增温加剧干旱对植物生长的负效应，导致这一现象的原因包括有效性碳减少和碳分配优先级改变。这些发现有助于正确认知增温与干旱对植物碳代谢的交互作用的生理机制，揭示植物碳代谢对气候变化的响应和适应机制。
气候暖化(Te)与干旱(D)对植物碳代谢影响的概念模型
我校科研团队发现R2R3 MYB转录因子调控蓖麻蒴果果刺的形成发育机制
近日，林木遗传育种全国重点实验室（东北林业大学）郑志民教授团队在知名学术期刊Plant Physiology（TOP期刊，IF=9.115）上在线发表了题为“Regulation of capsule spine formation in castor”的研究论文，该研究揭示了RcMYB106-RcWIN1网络调控蓖麻蒴果果刺形成发育的遗传调控基础。
蓖麻(Ricinus communisL.)为大戟科蓖麻属，多年生木本、一年生草本双子叶植物。蓖麻具有良好的耐干旱、耐酸碱和耐重金属污染等优良特性。由于蓖麻种子含油量为60%左右，可榨油，且蓖麻油超低温不凝结，因此可被用作航空航天用油原料，也使其成为化妆品、涂料等众多产品的重要工业原料。
毛状体类似结构存在于多种植物的器官表面，该结构对于降低植物热负荷、增加植物抗寒能力和抗旱能力以及抵御外界环境的各种胁迫等起到了关键作用。自然界中不同蓖麻品系蒴果表型不同，分为多刺和无刺两种表型，蒴果果刺表型明显且差异易于分辨。尽管在拟南芥、棉花、黄瓜等多种物种中表皮毛类似结构的发育机制已经有所报道，但是蓖麻蒴果果刺形成发育的机理仍不清楚。
本研究用经典的图位克隆的方法通过两个独立的遗传群体LYY5XDL01 F2和LYY9XDL01 F2定位到了RcMYB106基因，在LYY5品系中该基因编码区发生C-T突变导致蛋白翻译提前终止，LYY9品系中该基因启动子存在4353 bp大片段缺失突变。且通过比对268个不同来源地的蓖麻资源品系重测序数据发现，无刺蓖麻品系只存在上述两种突变类型。鉴于此，将LYY5和LYY9两种无刺品系进行杂交，其F1代呈现为蒴果无刺表型。在蓖麻中验证该基因功能后，在异源模式植物拟南芥中也验证其功能。转录组分析挖掘到了其下游靶基因RcWIN1基因，通过双荧光素酶实验，凝胶迁移率实验（EMSA）和酵母单杂交实验（Y1H）结果得出，RcMYB106基因可以通过结合RcWIN1基因启动子进而正向调控其表达。
当RcMYB106基因可正常发挥功能时，其可通过结合RcWIN1基因的启动子进而激活其表达，蓖麻蒴果即呈现出有刺表型；当RcMYB106基因编码区发生SNP突变导致该蛋白翻译提前终止时，该蛋白功能发生了改变，进而不能结合RcWIN1基因的启动子，使得蒴果表型呈现为无刺表型；或当RcMYB106基因启动子发生4353 bp大片段缺失突变时，该基因表达水平明显降低，也进一步降低了其对RcWIN1基因的激活，也会使得蒴果呈现为无刺表型。
RcMYB106-RcWIN1作用模式图
我校科研团队与北德克萨斯大学成功解析细胞壁信号转导双受体模型
近日，我校刘畅教授团队与北德克萨斯大学Richard Dixon教授团队合作，在《科学》杂志子刊《Science Advances》（影响因子14.957）上发表了题为“FERONIA and wall-associated kinases coordinate defense induced by lignin modification in plant cell walls”的研究论文，成功解析了木质素降低而产生的细胞壁信号感受转导机制，鉴定出两类传递细胞壁信号的重要受体和一个可以激发抗病信号的细胞壁寡糖分子。
植物细胞壁是植物细胞抵御病原菌入侵的重要屏障。次生细胞壁结构坚固，因此传统观点认为次生细胞壁在防御反应中只起到防护作用。但是一些细胞壁木质素改造植株却具有抗病基因表达上调，抗病性提升的表型，其中植物细胞壁信号行使功能还不清楚。前期研究表明，细胞壁中木质素的改变也会造成细胞壁重塑、导致细胞壁信号分子的异位释放，激活植物抗病防御反应。木质素修饰是如何被植物感知的？其中释放的内源植物细胞壁抗病信号分子是什么？防御信号如何传递？这些问题对理解细胞壁信号转导通路及其重要，但仍十分缺乏了解。
刘畅教授团队以木质素合成通路ccr1-3突变体可以产生持续激活的细胞壁信号为突破口，通过ccr1-3与可能参与细胞壁信号转导的近百余个膜受体激酶突变体进行遗传杂交，在双突变中筛选细胞壁信号转导被减弱的突变体。通过该筛选体系发现膜受体激酶FERONIA可以参与到细胞壁感受与细胞壁信号的产生过程；膜受体激酶WAK参与其细胞壁信号的识别与放大过程；通过比较酶解后的细胞壁水提物，成功捕获一类可以激活植物抗病基因表达上调的细胞壁糖信号分子GalA3。
林木遗传育种全国重点实验室（东北林业大学）刘畅教授为本文的第一作者与共同通讯作者。林木遗传育种全国重点实验室（东北林业大学）哈斯教授为本研究提供了多突变遗传材料。北德克萨斯大学Richard Dixon教授发起并资助了该项目，是本文的共同通讯作者。
我校冻土科研团队在国际知名期刊发表学术论文
近日，我校土木工程学院张泽教授团队在Elsevier旗下建筑与能源领域知名期刊《Energy》（中科院分区1区Top，影响因子8.857）发表了题为“Thermal effect of backfill material on the refreezing process of power transmission line cone-cylindrical foundation in permafrost regions”的研究文章，该文章聚焦多年冻土区输电线基础施工后地基土回冻问题，明确了回填土初始温度的重要性。该研究结果对多年冻土区开挖回填类基础的传热机理研究及施工工艺改进具有重要的参考意义。
在多年冻土区，工程结构基础承载力的形成与冻土的冻结状态紧密相连。工程施工过程中开挖回填对冻土的热稳定性影响极大，此外不同种类的回填土以及回填施工密实度的不确定性，都会造成地基回冻过程的差异。因此在多年冻土区对回填地基土的回冻过程进行准确的评估对改进施工工艺，提高工程稳定性具有重要的意义。因此，文章利用小比例尺模型试验和数值模拟的方法研究了多年冻土区输电线塔基基础开挖回填后回冻过程的发展，分析了回填土密实度和回填土种类对地基回填土回冻过程的影响，并结合数值模拟进行了比较。同时，考虑了回填土初始温度在地基回填土回冻过程中的影响，分析了回填土密实度和种类对地基回填土回冻过程的影响差异，明确了回填土初始温度的重要性。
张泽教授为论文通讯作者，2020级工程硕士研究生张军和2021级博士研究生谢春磊为论文共同第一作者。
我校科研团队在定量评估植被生态系统固碳能力方面取得重要进展
近日，我校工程技术学院邢艳秋教授团队在国际知名学术期刊《Science of the Total Environment》（中科院一区Top，影响因子10.754）上发表了题为“Evaluating gross primary productivity over 9 ChinaFlux sites based on random forest regression models, remote sensing, and eddy covariance data”的研究论文。
植被总初级生产力（GPP）是表征陆地生态系统“碳汇”能力的重要生态学指标，在全球碳收支估算中发挥着举足轻重的作用，GPP的准确评估为“双碳”目标提供科学支持。但是，现有的GPP计算方法存在着巨大的不确定性，如何准确模拟生态系统GPP动态变化对全球生态系统的优化计算至关重要。针对这一问题，本研究提出了基于光能利用率模型中的变量与随机森林模型相结合的方法，构建了RFR-LUE模型，应用到中国区域典型的森林、农田、草地、灌丛和湿地等生态系统。基于ChinaFLUX通量网的9个观测站点数据，该研究表明RFR-LUE模型在不同站点的表现差异较大，能够解释52%-97%的GPP变化。通过进一步比较变量的重要性，研究发现相较于森林生态系统，水分变量在非森林生态系统的重要性要高，且基于遥感数据的植被指数和温度是生产力估算的重要变量。研究指出，RFR-LUE模型在准确估算区域GPP变化方面具有很大的潜力。该研究成果为定量评估中国陆地生态系统的固碳能力提供新思路，为实现我国的“双碳”战略提供了有力的科学依据。
我校科研团队提出一种精准解离酯键的林木天然木质素分离新机制
近日，我校生物质材料科学与技术教育部重点实验室于海鹏教授团队在深入解析木质素分子间和分子内构效的基础上，提出了一种精准解离化学键以分离天然木质素的新机制，该研究结果发表于高水平综合性期刊《Research》。天然木质素是一种广泛存在于植物体中主要由三种甲氧基化程度不同的4-羟基-肉桂醇经氧化聚合形成的无定形天然高分子。在生物炼制背景下，天然木质素的分离和结构解析对林木资源中木质素的形成路径、高效分离和下游产品的高值转化均具有重要的研究意义。但是由于植物细胞壁中木质素-碳水化合物复合体（LCC）及木质素自身复杂的分子构效关系，天然木质素的分离长久以来是一个令人困扰的难题，相关研究发展较为缓慢。1954年Björkman提出了通过机械研磨结合溶剂溶出的方法分离出磨木木质素（MWL）；1975年Hou-min Chang通过机械研磨和酶水解的手段提出了酶解木质素（CEL）的分离方法。尽管制备MWL和CEL需要大量的时间和能耗进行机械研磨，操作步骤繁琐，但这两种木质素至今仍旧被广泛用作天然木质素提取和结构研究的模板。因此亟需寻找操作更简单高效、溶剂更环保、分离得率也更高的天然木质素分离新方法。在LCC结构中，木质素与半纤维素主要由氢键和共价键连接，这些共价键含量最多的三种是苯基酯键、苄基醚键和苯基糖苷键。若要分离出天然木质素，就需要准确地解离木质素和半纤维素之间的分子连接键且不破坏木质素的天然结构。研究团队在分子水平对LCC结构进行了构效解析，发现三种主要分子连接键中，苯基酯键（LCE）具有独特的反应活性和键合位置，一般只存在于木质素和半纤维素的连接处，为精准剪切化学键以分离天然木质素提供了可能。以此为突破口，本研究设计了一种可以原位生成氨气的多相低共熔溶剂（IGNR）体系，原位生成的氨气作为亲核试剂精准作用于木质纤维素中的LCE结构，以亲核加成消除的解离机制断裂LCE键并溶解分离出IGNR-Protolignin，同时纤维素和半纤维素组分基本保留完整。IGNR既起到了提供亲核试剂的作用，也利用了丰富的氢键体系促进木质纤维解构以及溶出木质素的双效功能。相较于传统的MWL，这种方法提取的天然木质素具有相对更高的产率、分布更广泛的分子量，提取分离方法更简单高效、更环保低廉，为天然木质素的分离提供了全新的策略,为面向“双碳”的林木资源精炼提供了全新的视角。
LCC的分子构效关系以及天然木质素的分离策略
我校项目获国家艺术基金传播交流推广重点项目资助
3月22日，国家艺术基金2023年度资助项目最终名单正式公布，我校牛晓霆教授、李坚院士团队的《传承·创新·发展：中国传统家具演绎当代经典作品巡展》获国家艺术基金传播交流推广项目重点支持。
国家艺术基金是经国务院批准，于2013年成立的公益性基金，旨在繁荣艺术创作、打造和推广精品力作、培养艺术人才、推进国家艺术事业健康发展。2023年度，国家艺术基金共确定703个资助项目，其中大型舞台剧和作品创作项目122项，小型剧（节）目和作品创作项目102项，美术创作项目111项，传播交流推广项目119项，艺术人才培训项目101项，青年艺术创作人才项目148项。黑龙江省共有10个项目获得资助，其中传播交流推广项目只有两项。
我校获资助的项目以弘扬中华优秀传统文化为目标，以讲好中国故事和培养新时代创新型家具设计人才为己任，精选出自改革开放以来，尤其是近10年来能够彰显工匠精神和文化自信的100款中国传统家具演绎当代经典作品进行全国巡展，充分展现出中国传统家具演绎当代经典作品的艺术美、结构美、形态美、技术美，以实际行动贯彻落实党的二十大报告精神。
展览主题分为三个部分，分别为“传承经典”、“创新别裁”、“管窥未来”。其中40款为当代制作的中国传统家具经典作品，40款为体现中华优秀传统文化精神的当代创新经典作品，20款为展现未来设计发展趋势的名师指导的当代学生创新作品。
该项目的获批，可有效激励学校的艺术教育、创意设计、文化传承与设计人才培养工作，助力中华优秀传统木作文化的普及与推广，为推动中国传统家具艺术创造性转化和创新性发展作出贡献。
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图文来源
东北林业大学新闻网
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