近期，我校生態(tài)環(huán)境學(xué)院在生態(tài)修復(fù)、生物多樣性資源挖掘及全球氣候變化等研究領(lǐng)域產(chǎn)出了一系列原創(chuàng)性成果，在國(guó)際高水平期刊連續(xù)發(fā)表多篇高水平研究論文，在基礎(chǔ)研究領(lǐng)域再創(chuàng)佳績(jī)，奮力實(shí)現(xiàn)高質(zhì)量發(fā)展。
2023年9月21日，Nature Water期刊以“Spontaneous electrochemical uranium extraction from wastewater with net electrical energy production”為題，發(fā)表了西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院王宇恒教授和陳帆副教授團(tuán)隊(duì)關(guān)于鈾礦廢水高效低碳處理技術(shù)的研究成果。
核能是清潔低碳、穩(wěn)定高效的基荷能源，是實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)不可或缺的能源形式，而確保核燃料的環(huán)保開(kāi)采和安全供給是核能可持續(xù)發(fā)展亟待解決的關(guān)鍵問(wèn)題。鈾作為重要的基礎(chǔ)核燃料，其開(kāi)采和提煉會(huì)產(chǎn)生大量的含鈾廢水，既造成鈾資源的損失，又威脅生態(tài)環(huán)境安全。該成果針對(duì)傳統(tǒng)吸附方法和零價(jià)鐵誘導(dǎo)的還原沉淀方法處理鈾礦廢水存在的瓶頸問(wèn)題，通過(guò)空間解耦鈾吸附還原和鐵氧化反應(yīng)，研發(fā)了一種自驅(qū)動(dòng)型廢水電化學(xué)提鈾及同步產(chǎn)電工藝（圖1），實(shí)現(xiàn)了穩(wěn)定、高效的鈾提取，同時(shí)輸出凈電能。結(jié)合同步輻射等先進(jìn)分析技術(shù)探明了鈾與電極之間的互作過(guò)程，厘清了鈾電化學(xué)還原沉積的關(guān)鍵環(huán)節(jié)和調(diào)控機(jī)制，為鈾礦廢水處理的碳減排與資源化開(kāi)辟了新途徑。該成果對(duì)于實(shí)現(xiàn)“雙碳”目標(biāo)、減少核能產(chǎn)業(yè)的負(fù)面環(huán)境影響以及緩解陸地鈾資源的枯竭均具有重要意義。
圖1 (a)自驅(qū)動(dòng)廢水電化學(xué)提鈾工藝;
(b)機(jī)械剝離法和(c)電極反轉(zhuǎn)制備鈾產(chǎn)品示意圖。
王宇恒老師團(tuán)隊(duì)合影
王宇恒老師指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)
2023年11月6日，Nature Genetics期刊以“Chromosome-level genomes of three key Allium crops and their trait evolution”為題，發(fā)表了西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院蔡晶和王文教授團(tuán)隊(duì)聯(lián)合生命學(xué)院楊慧教授、新西蘭奧塔哥大學(xué)生物化學(xué)系Richard Macknight教授和華大農(nóng)業(yè)基因組國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室徐訊教授關(guān)于蔥屬植物生物多樣性起源進(jìn)化機(jī)制的研究成果。
該研究圍繞具有重要食用和藥用價(jià)值的蔥屬植物，從蔥蒜獨(dú)特氣味和膨大球莖的角度系統(tǒng)解析了這些重要性狀形成和演化的分子機(jī)制。結(jié)合代謝組和大尺度的進(jìn)化基因組學(xué)分析，構(gòu)建了蔥屬植物特有的蒜氨酸合成代謝通路，發(fā)現(xiàn)該通路起源于基部植物類(lèi)群中已存在的防御通路（圖2a）。通過(guò)高精度時(shí)空轉(zhuǎn)錄組數(shù)據(jù)分析，繪制了參與球莖膨大基因通路的全景圖（圖2b），提出包括細(xì)胞骨架重排、植物激素調(diào)控、液泡內(nèi)糖代謝與轉(zhuǎn)運(yùn)等多種基因通路共同作用導(dǎo)致球莖膨大。該成果對(duì)未來(lái)實(shí)現(xiàn)蔥屬作物的分子育種提供了重要基礎(chǔ)，也凸顯了基因組大數(shù)據(jù)在生物多樣性保護(hù)研究與利用中的重要價(jià)值。
圖2 (a)蔥屬植物蒜氨酸合成代謝通路;
(b)蔥屬植物球莖發(fā)育調(diào)控通路。
蔡晶老師團(tuán)隊(duì)合影
蔡晶老師指導(dǎo)學(xué)生做實(shí)驗(yàn)
2023年10月25日，Science Advances期刊以“Global distribution and evolutionary transitions of floral symmetry in angiosperms”為題，發(fā)表了西北工業(yè)大學(xué)生態(tài)環(huán)境學(xué)院王蕓蕓副教授與北京大學(xué)城市與環(huán)境學(xué)院王志恒教授團(tuán)隊(duì)關(guān)于被子植物花對(duì)稱(chēng)性的時(shí)空格局及其對(duì)氣候變化的響應(yīng)的最新研究成果。
該成果針對(duì)以往關(guān)于被子植物花對(duì)稱(chēng)性研究中多基于生物學(xué)角度和種群水平探討的不足，從宏觀(guān)尺度上收集超過(guò)279,877個(gè)被子植物物種的花對(duì)稱(chēng)性數(shù)據(jù)，通過(guò)回歸分析及祖先狀態(tài)重建揭示了全球尺度被子植物花對(duì)稱(chēng)性組成的生物地理格局和歷史動(dòng)態(tài)趨勢(shì)及其對(duì)（過(guò)去）氣候的響應(yīng)，證實(shí)了花對(duì)稱(chēng)性對(duì)氣候變化的高度敏感性。該成果突破了傳統(tǒng)研究強(qiáng)調(diào)植物生長(zhǎng)性狀而忽略有性繁殖性狀（即花部特征）對(duì)氣候變化的關(guān)鍵響應(yīng)，并更新了兩側(cè)對(duì)稱(chēng)花對(duì)促進(jìn)被子植物分化的認(rèn)知，對(duì)預(yù)測(cè)未來(lái)氣候變化情境下的全球植物多樣性及植被結(jié)構(gòu)動(dòng)態(tài)具有重要意義。
圖3 (a) 被子植物花對(duì)稱(chēng)性多樣性的全球地理格局; (b) 被子植物花對(duì)稱(chēng)性隨氣候變化的宏觀(guān)進(jìn)化動(dòng)態(tài); (c) 花對(duì)稱(chēng)性對(duì)被子植物物種形成率、滅絕率和凈多樣化的影響。
王蕓蕓老師團(tuán)隊(duì)合影
王蕓蕓老師帶領(lǐng)學(xué)生在長(zhǎng)白山開(kāi)展實(shí)踐活動(dòng)
一直以來(lái)，生態(tài)環(huán)境學(xué)院堅(jiān)持“四個(gè)面向”，心懷“國(guó)之大者”，持續(xù)加強(qiáng)基礎(chǔ)科學(xué)研究，加快推進(jìn)科技自立自強(qiáng)。未來(lái)，生態(tài)環(huán)境學(xué)院將面向人類(lèi)可持續(xù)發(fā)展、生態(tài)文明建設(shè)和“一帶一路”倡議等國(guó)家重大戰(zhàn)略需求，迎難而上，聚力攻堅(jiān)，著力提升原始創(chuàng)新能力，錨定學(xué)校“127”發(fā)展目標(biāo)，勇攀科技創(chuàng)新新高峰！
(文字：王宇恒、蔡晶、王蕓蕓、薛楊；審核：邱強(qiáng)、段利兵、馬西平)
