近期，我校生態環境學院在生態修復、生物多樣性資源挖掘及全球氣候變化等研究領域產出了一系列原創性成果，在國際高水平期刊連續發表多篇高水平研究論文，在基礎研究領域再創佳績，奮力實現高質量發展。
2023年9月21日，Nature Water期刊以“Spontaneous electrochemical uranium extraction from wastewater with net electrical energy production”為題，發表了西北工業大學生態環境學院王宇恒教授和陳帆副教授團隊關于鈾礦廢水高效低碳處理技術的研究成果。
核能是清潔低碳、穩定高效的基荷能源，是實現“雙碳”目標不可或缺的能源形式，而確保核燃料的環保開采和安全供給是核能可持續發展亟待解決的關鍵問題。鈾作為重要的基礎核燃料，其開采和提煉會產生大量的含鈾廢水，既造成鈾資源的損失，又威脅生態環境安全。該成果針對傳統吸附方法和零價鐵誘導的還原沉淀方法處理鈾礦廢水存在的瓶頸問題，通過空間解耦鈾吸附還原和鐵氧化反應，研發了一種自驅動型廢水電化學提鈾及同步產電工藝（圖1），實現了穩定、高效的鈾提取，同時輸出凈電能。結合同步輻射等先進分析技術探明了鈾與電極之間的互作過程，厘清了鈾電化學還原沉積的關鍵環節和調控機制，為鈾礦廢水處理的碳減排與資源化開辟了新途徑。該成果對于實現“雙碳”目標、減少核能產業的負面環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)自驅動廢水電化學提鈾工藝;
(b)機械剝離法和(c)電極反轉制備鈾產品示意圖。
王宇恒老師團隊合影
王宇恒老師指導學生做實驗
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，發表了西北工業大學生態環境學院蔡晶和王文教授團隊聯合生命學院楊慧教授、新西蘭奧塔哥大學生物化學系Richard Macknight教授和華大農業基因組國家重點實驗室徐訊教授關于蔥屬植物生物多樣性起源進化機制的研究成果。
該研究圍繞具有重要食用和藥用價值的蔥屬植物，從蔥蒜獨特氣味和膨大球莖的角度系統解析了這些重要性狀形成和演化的分子機制。結合代謝組和大尺度的進化基因組學分析，構建了蔥屬植物特有的蒜氨酸合成代謝通路，發現該通路起源于基部植物類群中已存在的防御通路（圖2a）。通過高精度時空轉錄組數據分析，繪制了參與球莖膨大基因通路的全景圖（圖2b），提出包括細胞骨架重排、植物激素調控、液泡內糖代謝與轉運等多種基因通路共同作用導致球莖膨大。該成果對未來實現蔥屬作物的分子育種提供了重要基礎，也凸顯了基因組大數據在生物多樣性保護研究與利用中的重要價值。
圖2 (a)蔥屬植物蒜氨酸合成代謝通路;
(b)蔥屬植物球莖發育調控通路。
蔡晶老師團隊合影
蔡晶老師指導學生做實驗
2023年10月25日，Science Advances期刊以“Global distribution and evolutionary transitions of floral symmetry in angiosperms”為題，發表了西北工業大學生態環境學院王蕓蕓副教授與北京大學城市與環境學院王志恒教授團隊關于被子植物花對稱性的時空格局及其對氣候變化的響應的最新研究成果。
該成果針對以往關于被子植物花對稱性研究中多基于生物學角度和種群水平探討的不足，從宏觀尺度上收集超過279,877個被子植物物種的花對稱性數據，通過回歸分析及祖先狀態重建揭示了全球尺度被子植物花對稱性組成的生物地理格局和歷史動態趨勢及其對（過去）氣候的響應，證實了花對稱性對氣候變化的高度敏感性。該成果突破了傳統研究強調植物生長性狀而忽略有性繁殖性狀（即花部特征）對氣候變化的關鍵響應，并更新了兩側對稱花對促進被子植物分化的認知，對預測未來氣候變化情境下的全球植物多樣性及植被結構動態具有重要意義。
圖3 (a) 被子植物花對稱性多樣性的全球地理格局; (b) 被子植物花對稱性隨氣候變化的宏觀進化動態; (c) 花對稱性對被子植物物種形成率、滅絕率和凈多樣化的影響。
王蕓蕓老師團隊合影
王蕓蕓老師帶領學生在長白山開展實踐活動
一直以來，生態環境學院堅持“四個面向”，心懷“國之大者”，持續加強基礎科學研究，加快推進科技自立自強。未來，生態環境學院將面向人類可持續發展、生態文明建設和“一帶一路”倡議等國家重大戰略需求，迎難而上，聚力攻堅，著力提升原始創新能力，錨定學校“127”發展目標，勇攀科技創新新高峰！
(文字：王宇恒、蔡晶、王蕓蕓、薛楊；審核：邱強、段利兵、馬西平)
