香港城市大学全奖博士项目(Lai Leo CHAN教授)

一、导师简介

香港城市大学全奖博士项目(Lai Leo CHAN教授)

Dr. Lai Leo CHAN(陈荔)现任香港城市大学海洋环境健康国家重点实验室(State Key Laboratory of Marine Environmental Health)副主任,同时担任深圳市海洋生物多样性可持续利用重点实验室主任、城大深圳研究院海洋与人类健康研究中心副主任。他在厦门大学海洋环境科学国家重点实验室担任首席技术顾问,并在香港城市大学生物医学科学系担任访问副教授。

Dr. Chan的学术身份包括深圳市政府政策专家咨询委员会专家成员、香港水下协会海洋科学委员会科学潜水顾问、中国太平洋学会珊瑚礁分会科学顾问、中国珊瑚保护联盟专家咨询委员会委员等。作为认证开放水域水肺潜水教练、公共安全潜水教练、科学安全潜水教练及技术潜水员,他在科学潜水系统开发与实施方面积累了丰富经验。

研究方向涵盖海洋生态系统生态学与生物多样性,聚焦雪卡毒素(Ciguatera Fish Poisoning, CFP)在热带珊瑚礁食用鱼类中的调查,以及CFP相关毒素对珊瑚礁鱼类、珊瑚生态系统和人类健康的不良影响评估。2018年,Dr. Chan与美国合作者共同获得美国国家科学基金会"国际研究与教育合作伙伴关系(PIRE)"奖项,项目主题为"推进全球战略与理解热带海洋雪卡毒素起源"。

二、近期文章和项目解析

(1)雪卡毒素快速筛查技术突破

2025年3月发表在Analytical Chemistry的研究"Automatic MS/MS Data Mining Strategy for Rapid Screening of Polyether Toxins Derived from Gambierdiscus Species"提出了一种毒素筛选程序。该程序通过分析检测离子的MS2碎片模式,利用特定离子识别技术鉴定太平洋雪卡毒素(P-CTXs)和gambierones。

研究团队从鱼和Gambierdiscus属物种中纯化的八种P-CTXs及两种商业gambierones标准品,成功从5027个MS2谱图中提取并注释。应用于三种Gambierdiscus caribaeus株系后,发现仅十种聚醚化合物为各株系共有,而株系特异性化合物占主导地位。所有G. caribaeus株系均产生gambierone,但水平差异显著。含一个或两个SO3基团的若干聚醚化合物提示存在潜在新毒素家族。

这项研究的价值在于突破了传统方法主要依赖已知毒素的局限。Dr. Chan团队开发的高通量筛选策略能够发现未知毒素结构,这对评估海洋食品安全风险具有实际意义。雪卡毒素的化学多样性远超此前认知,株系间差异表明仅用系统发育信息无法准确预测毒素生产能力,这对监测策略提出新要求。

(2)濒危物种基因组资源建设

2024-2025年,Dr. Chan作为香港生物多样性基因组联盟核心成员,参与完成多项染色体级别基因组组装工作。其中,GigaByte发表的"Chromosomal-level genome assembly and single-nucleotide polymorphism sites of black-faced spoonbill Platalea minor"采用PacBio SMRT和Omni-C scaffolding技术,构建了1.24 Gb的基因组组装。

该组装包含95.33%的序列锚定于31个假染色体,scaffold N50达53 Mb。研究者从13个黑脸琵鹭个体中鉴定出6,155,417个双等位基因单核苷酸多态性位点,约占基因组5%。杂合度分析显示近交系数(FIS)介于0.331至0.720之间,证实该濒危物种近期经历过遗传瓶颈。

这类研究看似基础,实则紧迫。黑脸琵鹭约四分之一种群栖息于香港,其基因组资源的建立为精准保护提供分子基础。高连续性基因组组装不仅服务于该物种,更为整个鹮科鸟类的进化研究提供参照。杂合度数据中的近交信号警示:即使种群数量有所恢复,遗传多样性丧失的威胁依然存在,这对保护策略制定具有指导价值。

(3)城市珊瑚生态系统健康评估

2025年12月Marine Pollution Bulletin将刊出"Condition of coral communities in Victoria Harbour, Hong Kong as determined by mapping seascape metrics"。该研究通过景观尺度指标绘制,评估了维多利亚港珊瑚群落状况。

同年4月iScience发表的"Proteomic insights into the environmental adaptation of the subtropical brain coral host Platygyra carnosa"从蛋白质组层面揭示亚热带脑珊瑚宿主的适应机制。研究发现环境胁迫下珊瑚宿主的蛋白质表达变化模式,为理解城市近岸珊瑚的生存策略提供分子证据。

维多利亚港作为高度城市化的海港,其珊瑚群落承受着污染、水体富营养化等多重压力。Dr. Chan团队采用景观生态学方法而非传统样方调查,更能捕捉空间异质性。蛋白质组学数据则揭示珊瑚在分子层面的应对策略,这种宏观与微观结合的研究设计,为其他港口城市海洋生态保护提供方法论范例。

(4)环境DNA技术在水质监测中的应用

2026年1月Marine Pollution Bulletin将发表"Environmental DNA metabarcoding links eutrophication to small-scale changes in biotic community structure: The importance of taxon mobility"。研究应用eDNA宏条形码技术,将富营养化与生物群落结构的小尺度变化关联起来,强调分类单元移动性的重要性。

2024年11月Environmental DNA刊出的"Bottom Trawling and Multi-Marker eDNA Metabarcoding Surveys Reveal Highly Diverse Vertebrate and Crustacean Communities"比较了底拖网与多标记eDNA宏条形码调查方法,在香港亚热带城市河口发现高度多样的脊椎动物和甲壳类群落。

传统水质监测依赖理化指标,而eDNA技术直接反映生物响应。Dr. Chan团队注意到不同生物类群对富营养化的响应存在移动性差异——固着生物与移动生物的群落重组模式不同,这一发现对解读监测数据有启发意义。底拖网与eDNA对比研究更显示,eDNA在探测隐蔽物种方面具有优势,这对资源评估的准确性有实际影响。

(5)有害藻华动力学研究

2025年5月Marine Pollution Bulletin将刊出"Long-term spatio-temporal analysis of red tides in Hong Kong and their environmental drivers and ecological implications",对香港红潮进行长期时空分析。同年11月Harmful Algae将发表"Seasonal and regional variability of lipophilic marine phycotoxins in eutrophic coastal waters of the South China Sea",揭示南海富营养化沿岸水域脂溶性海洋藻类毒素的季节性和区域性变异。

红潮研究的时间尺度是关键。短期调查难以捕捉周期性规律,Dr. Chan团队的长期分析能够识别驱动因素的时滞效应。脂溶性毒素的季节变异研究则填补了中国南方海域的数据空白。值得注意的是,这些毒素通过食物链传递影响人类健康,研究将环境动力学与公共卫生风险关联,体现其研究的现实意义。

三、未来研究预测

Dr. Chan的研究轨迹呈现三个清晰走向:

第一,技术整合深化。质谱数据挖掘策略与基因组学、蛋白质组学、宏条形码技术的融合将持续推进。未来可能出现针对其他毒素类别的自动化筛查平台,或基于多组学数据构建的海洋生态健康综合评估模型。

第二,研究空间拓展。当前研究集中于香港及南海沿岸,PIRE项目框架下的国际合作网络可能将研究区域扩展至其他热带海洋区域。中光层珊瑚生态系统(Mesophotic Coral Ecosystems)的科学潜水调查可能揭示新的毒素来源或生物多样性热点。

第三,应用导向强化。从基础研究向转化研究倾斜的趋势明显。Gambierdiscus毒素的生物医学应用开发、珊瑚修复的分子标记筛选、基于eDNA的早期预警系统构建,均具备向政府或产业转化的潜力。

Dr. Chan的研究布局具有前瞻性,将香港本地环境问题置于全球变化背景中考察。其团队同时掌握分子技术、野外调查能力和政策咨询渠道这种"三位一体"的优势在学术界较为罕见。未来博士生可能获得跨学科训练,参与从实验室到政策建议的全链条研究,这对培养独立科研能力颇具价值。

申请建议:申请者应具备海洋生物学、环境科学或相关领域背景,熟悉分子生物学技术者更佳。Dr. Chan的团队需要既能进行精密仪器操作,又能承受潜水野外工作的复合型人才。强调对海洋保护的实际承诺,而非仅对技术感兴趣,可能更符合导师期望。

【竞赛报名/项目咨询+微信:mollywei007】

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