近日，生物学院高宏波教授团队与北京化工大学冯越教授团队合作在国际著名期刊PNAS上发表了题目为“Structural and functional insights into the chloroplast division site regulators PARC6 and PDV1 in the intermembrane space”的研究论文，对叶绿体分裂蛋白PARC6和PDV1互作以及相关的调控机制进行了深入研究。

叶绿体是植物特有的细胞器，是进行光合作用和许多代谢反应的主要场所。叶绿体的分裂增殖对于各种植物在自然界的生存和繁衍都具有重要的意义。叶绿体分裂是由位于叶绿体基质、叶绿体内外膜和细胞质中的多种分裂蛋白相互协作完成的（图1）。Min系统蛋白在叶绿体分裂过程中调控分裂位点的位置，使叶绿体从中部进行分裂，从而产生大小一致的子叶绿体。PARC6和PDV1是分别位于叶绿体的内膜和外膜的跨膜蛋白，二者的C末端在叶绿体膜间隙中相互作用，但它们之间的互作机制之前还不清楚。

图1 叶绿体分裂位点各蛋白质拓扑结构和互作示意图

此前研究报道，PDV1与PDV2共同招募胞质侧的ARC5至叶绿体外膜，而该研究发现，PDV1的主要作用在于维持PARC6的稳定。PARC6作为叶绿体Min系统的组分之一，其突变体parc6-6叶肉细胞的叶绿体表型与Min系统其它成员突变体表型类似，体积大小不一，而突变体pdv1-3也有相似表型。生化分析显示，pdv1突变体中PARC6的水平严重下降。蛋白质晶体结构显示，PARC6的C端呈带有“盖子”的口袋型结构（图2）。氧化条件下，PARC6两个半胱氨酸残基C657和C741会形成分子内二硫键，导致口袋被“盖子”封住，阻止PDV1与其互作。还原条件下，PDV1的C末端插入 PARC6的口袋中，通过两个结合位点与其相互作用，并促进PARC6二聚，这对叶绿体分裂至关重要。有意思的是，光照可以调节植物体内PARC6结构的氧化还原状态，从而促进叶绿体分裂。此外，Mg2+也能够促进PARC6二聚。光照后叶绿体内Mg2+的浓度增加。因此，Mg2+可能是光照促进叶绿体分裂的另一个调控因子。

综上所述，该研究不仅使我们对Min系统的认知从叶绿体内膜扩展到了外膜，还揭示了PARC6–PDV1互作对叶绿体分裂的多重调控机制。

图2 光照调节叶绿体分裂过程中PDV1与PARC6互作的模式图

我校高宏波教授和北京化工大学冯越教授为该研究论文的共同通讯作者，高宏波教授课题组的孙青青博士、安传敬博士，以及冯越教授课题组的曹雪莉、刘子赫为共同第一作者。该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金和国家自然科学基金的资助。

论文链接：

https://www.pnas.org/doi/10.1073/pnas.2215575120

近日，Journal of Experimental Botany（中科院一区Top，IF=7.378）在线发表了北京林业大学国家花卉工程技术研究中心张启翔教授团队题为Integration of chromatin accessibility and gene expression reveals new regulators of cold hardening to enhance freezing tolerance in Prunus mume的研究论文。

梅花（Prunus mume）是我国著名的早春木本观赏植物，在我国已有3000多年的栽培历史，深受国人喜爱，居中国十大名花之首。我国是世界上重要的梅花起源和栽培中心，其自然分布和栽培分布多位于长江及其以南地区。利用远缘杂交培育的杏梅、樱李梅等虽然增强了抗寒性但丢失了梅花特征花香，严重降低了它们的观赏价值和经济价值。低温是限制植物生长发育及地理分布的重要因素之一。越冬植物通过适应光周期和温度改变引起生理变化，逐步提高抗寒能力的适应过程称为冷锻炼（Cold hardening）或冷驯化（Cold acclimation）。通过冷锻炼来增强耐寒性是植物应对低温胁迫的重要调控策略。探究冷锻炼提高梅花耐冻性的分子机制，有助于选育耐寒芳香梅花新优品种。

图1 基因表达水平和基因活性分析

本研究通过综合评价不同梅花品种冷锻炼处理过程中生理响应的动态差异，确定了梅花关键的冷锻炼处理时间点。进一步利用染色质开放性测序（ATAC-seq）和转录组测序（RNA-seq）技术挖掘出梅花冷锻炼调控耐寒性相关基因。与常温对照处理（CG，24℃）相比，RNA-seq分析发现梅花响应冷处理（CE，4℃）、冻处理（NF，–4℃）以及冷锻炼后冻处理（CF，先4℃再–4℃）基因整体表达水平存在差异，部分基因同时响应冷、冻以及冷锻炼后冻处理，其中91个差异表达基因参与Ca2+信号转导途径、MAPK级联途径、ABA信号转导通路和ICE-CBF信号通路。ATAC-seq获得梅花全基因组范围的染色质开放区间，结合RNA-seq基因表达谱分析表明基因染色质开放性与表达水平成正相关关系。在CG、CE、NF和CF组中分别检测到了105、108、124和104个Motifs，4个样品中均包含2个bZIP68转录因子关联的Motifs。CF组中，发现冷激蛋白基因（PmCSL）TSS近端-177区域染色质开放程度显著变大，PmCSL基因表达水平显著提高。同时在PmCSL基因-215 ~ -236区域发现了bZIP结合位点，其开放区域还存在ERF、WRKY和TCP转录因子结合位点。此外，将PmCSL在拟南芥中过量表达后，显著增强了转基因株系的耐冻性。本研究明确了冷锻炼调控梅花耐冻性的转录调控网络，为梅花及李属植物抗寒性研究提供了新见解。

图2 梅花PmCSL基因染色质开放性与基因功能分析

北京林业大学张启翔教授和郑唐春副教授为该论文通讯作者，李平博士（现为河北农业大学园林与旅游学院教师）为第一作者。本研究在国家重点研发计划（2019YFD1001500）、国家自然科学基金（32071816）和北京市共建专项等项目的资助下完成。

论文链接：

https://academic.oup.com/jxb/advance-article/doi/10.1093/jxb/erad027/6992860

水凝胶电解质基锌离子电容器具有可持续性、固有安全性、高能量/功率密度和出色的机械性能等诸多优势，被认为是一种非常有发展前景的柔性储能技术。回顾过去，锌阳极一直受到界面问题的干扰（锌枝晶生长、副反应和循环引发的界面裂纹）以及面临着难以将多个功能集成到单一水凝胶电解质中的困难，导致柔性锌离子电容器在各种复杂场景下的性能严重衰退。

针对上述不足，材料学院杨俊等人在前期研究的基础上（ACS Nano 2021, 15, 18469-18482），提出了一种全方位（all-round）超分子两性离子水凝胶电解质（SZHE）的分子工程策略，实现了多种功能集成，包括可靠的力学-界面-环境稳定性、优秀的离子电导率（48 mS cm?1）和Zn2+迁移数（0.86）以及出色的自愈合性能。相关工作以“All-Around Supramolecular Zwitterionic Hydrogel Electrolytes Enabling Environmentally Adaptive Dendrite-Free Aqueous Zinc Ion Capacitors”为题发表在能源领域顶刊《Energy & Environmental Science》（IF 39.714）。

该论文通过理论模拟和一系列实验测试系统探讨了超分子两性离子水凝胶电解质实现无枝晶锌阳极的机理：原位修复长循环诱导的裂纹、调节锌离子溶剂化结构、引导均匀锌离子沉积和构建界面处无水环境。得益于这些优势，组装的环境适应型锌离子电容器在一系列实际应用所需的安全测试中表现出色，并首次与可穿戴电生理传感器集成，实现复杂场景下生理信号的稳定监测。

全方位超分子两性离子水凝胶电解质实现环境适应型无枝晶锌离子电容器

材料学院博士研究生符庆金为论文第一作者，杨俊副教授为通讯作者，该研究得到了中央高校基本科研业务费专项资金（2022BLRD13）等项目的资助。

文章链接：

https://pubs.rsc.org/en/Content/ArticleLanding/2023/EE/D2EE03793A

近日，北京林业大学外语学院最新研究成果“Syntactic complexity features of science research article introductions: Rhetorical-functional and disciplinary variation perspectives”在语言学高水平国际期刊Journal of English for Academic Purposes（SSCI语言学类一区，Q1，影响因子2.811）上发表。论文第一作者是北京林业大学外语学院2019级外国语言学及应用语言学方向硕士研究生周文慧，通讯作者为北京林业大学外语学院院长李芝教授，北京林业大学为第一单位。美国宾夕法尼亚州立大学陆小飞教授参与指导。

该研究是李芝主持的教育部人文社科基金项目“基于语料库的中国英语学习者学术话语能力发展研究”的阶段性成果。学术英语研究是近期应用语言学研究领域关注的焦点，通过体裁分析的方式探究学术文本中语言特征与修辞功能之间的关系是当前研究的热点问题。该研究以句法复杂度为切入点，探究理工类学术研究文本引言中句法复杂句的修辞功能。通过自建包含六个理工学科共300篇研究论文引言的语料库，根据Swales提出的CARS模型来划分引言部分的修辞语步和语阶，利用五个指标分析句法复杂度的不同方面。研究结果显示，不同修辞语步和语阶之间的句法复杂度存在显著差异，理论型研究论文和应用型研究论文的句法复杂度较为相似。另外，研究还发现论文作者通过使用多种不同类型的句法复杂性特征来实现多种修辞功能，从而达到更好的语言交际目的。这一研究有助于加深对理工科学术英语写作语篇的句法复杂度和修辞表达的认知，并对学术英语写作教学和研究提供有益借鉴。

近年来，外语学院高度重视学生的科研创新能力和学术素养的培养，通过修订研究生人才培养方案，每学期固定时间召开研究生学术研讨会，积极鼓励学生参与导师项目研究，召开组会进行学术交流，取得了较为明显的成效。今后，外语学院将进一步推动本科生、研究生参与相关导师的科研课题研究，产出更多高水平科研成果，不断提高人才培养质量和学科建设水平。

论文DOI信息为：

https://doi.org/10.1016/j.jeap.2022.101212

近期，信息学院青年教师卢昊团队在遥感领域TOP刊物《Remote Sensing》（2022年影响因子为5.349）发表了在利用深度神经网络实现大规模森林场景三维点云智能理解方面的进展，北京林业大学为第一完成单位。

森林场景三维结构对高精度森林资源监测、森林生态系统研究具有重要意义，高分辨率、高精度林区地形数据是森林三维结构推算的关键基础。近年来，使用无人机（Unmanned Aerial Vehicles, UAV）搭载激光雷达（Light Detection and Ranging, LiDAR）获取森林3D点云、开展三维结构的研究受到越来越多的关注。地面点云滤波算法是构建森林数字地面模型的必要技术过程，传统的滤波算法要求根据场景、数据和算法的特点选择合适的参数，性能高度依赖于经验和算法本身的适应性，在地形多变、植被结构复杂的森林场景往往受到制约。

图1 新的Terrain-net深度神经网络结构

针对上述问题，卢昊团队提出了使用深度神经网络解决森林点云理解的方法，设计了一个端到端的高效网络Terrain-net（图1），其结合了3D点云卷积和自注意力机制，可以很好地捕获和融合点云局部和全局特征。网络使用覆盖多种森林环境的70块森林样地超过1500万个人工标注点进行训练，并在17块样地进行评估。Terrain-net与多种经典的滤波算法和深度学习方法进行了比较，实验结果（图2）表明，Terrain-net在多项评价指标上表现最佳。同时，在机载激光雷达（Airborne Laser Scanning, ALS）公共数据集OpenGF上进行了网络泛化能力测试，结果表明Terrain-net在直接迁移到其他大规模场景、其他植被覆盖环境和由其他传感器点云数据时依然表现出良好性能。这一新的网络将为森林场景点云理解、森林垂直结构观测等研究提供很好的技术支撑。

图2 Terrain-net地面滤波结果展示

该工作以题为“Terrain-Net: A Highly-Efficient, Parameter-Free, and Easy-to-Use Deep Neural Network for Ground Filtering of UAV LiDAR Data in Forested Environments”的论文发表，信息学院2021级硕士研究生李博文和指导教师卢昊为共同第一作者，卢昊为通讯作者。该研究受到国家重点研发计划项目“森林资源激光雷达遥感动态监测与蓄积量估测技术联合研发” （2020YFE0200800）和国家自然科学基金项目“多源机载LiDAR数据融合的落叶松表型分析方法研究”（42001376）的资助，卢昊为北京林业大学承担课题/项目的负责人。

论文链接：

https://www.mdpi.com/2072-4292/14/22/5798

网络模型将开源在：

https://github.com/bjfu-lidar/terrain-net

近日，我校生态与自然保护学院野生动物与自然保护区管理专业2020级本科生郭畅，在International Journal of Molecular Sciences期刊上（IF=6.208，中科院分区2区Top期刊）发表了题为“Maternal Donor and Genetic Variation of Lagerstroemia indica Cultivars”的研究论文，该项目获得了北京林业大学大学生创新创业训练计划项目资助。刘康佳博士为并列第一作者，李恩泽博士研究生、陈逸峰硕士研究生和2020级经济林专业何佳瑶同学也参与了该项工作。大创项目指导教师董文攀和中国科学院植物研究所索志立博士为论文的通讯作者。

紫薇及其它近缘野生种的系统发生关系

紫薇（Lagerstroemia indica）隶属于千屈菜科的紫薇属。由于花序大、花期长、花色和品种多样等优点，紫薇常作为重要的园林绿化、观花植物出现。紫薇的栽培历史悠久，距今已有近1600年的种植培育历史。栽培紫薇品种的起源一直备受关注。基于形态特征和遗传数据，之前的研究结果表明紫薇栽培品种的供体来源于5个物种：紫薇L. indica、屋久岛紫薇L. fauriei、大花紫薇L. speciosa、南紫薇L. subcostata和福建紫薇L. limii。然而，对于品种的母本供体没有进行过系统的研究。

该研究对紫薇栽培品种进行系统取样，选取代表不同的变异类型和花形态特征的多个品种材料，利用质体基因组和细胞核核糖体DNA数据揭示栽培品种间的遗传变异，同时整合紫薇属其他野生物种的数据构建紫薇属的系统发生关系揭示栽培紫薇品种的母本起源。本研究对紫薇品种的栽培历史和品种选育的过程提供了新的认识。同时，结果表明质体基因组数据和细胞核核糖体DNA的数据表现出较高的遗传变异性，未来可应用于物种内/群体间水平尺度上的研究。

本研究得到北京林业大学大学生创新创业训练计划项目（郭畅：202210022242）和国家自然科学基金项目（31770744）的资助。

论文链接：https://www.mdpi.com/1422-0067/24/4/3606

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北京林业大学新媒体联盟

出品｜北京林业大学党委宣传部

来源｜绿色新闻网、各单位

校对｜董航   编辑｜高焕然

责编｜张薇

审核｜朱天磊

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