動(dòng)態(tài)

“悟空”號全海深A(yù)UV最大下潛深度達(dá)7709米

4月1日，哈爾濱工程大學(xué)科研團(tuán)隊(duì)順利完成第三階段深海海試試驗(yàn)，返回青島母港。該團(tuán)隊(duì)研發(fā)的“悟空”號全海深A(yù)UV最大下潛深度達(dá)到7709米，創(chuàng)造了中國無人無纜潛水器AUV下潛深度的新紀(jì)錄。

全海深A(yù)UV是無人、無纜潛水器，具有作業(yè)范圍廣、機(jī)動(dòng)性強(qiáng)、對母船依賴小的優(yōu)勢，具備在海洋最深處進(jìn)行自主作業(yè)的能力。

2017年，在科技部“深海關(guān)鍵技術(shù)與裝備”專項(xiàng)的支持下，哈爾濱工程大學(xué)獲準(zhǔn)牽頭開展全海深無人無纜潛水器AUV關(guān)鍵技術(shù)研究。項(xiàng)目開展適合于全海深A(yù)UV的水聲通信、單信標(biāo)導(dǎo)航定位、水樣／沉積物采樣、定點(diǎn)懸停作業(yè)、自主安全決策等重點(diǎn)方向的研究，研制全海深A(yù)UV集成驗(yàn)證系統(tǒng)。經(jīng)過潛心研發(fā)，2019年春秋，“悟空”號完成了兩次1500米級海試。2020年盡管在疫情之下，項(xiàng)目組也沒有停止向深海挑戰(zhàn)。2021年從2月24日到4月1日，在中國國家深?；毓芾碇行慕M織的西太平洋深海科考航次中，“悟空”號全海深A(yù)UV最大下潛深度達(dá)到7709米，打破原最大潛深紀(jì)錄5213米，創(chuàng)造了中國無人無纜潛水器AUV下潛深度的新紀(jì)錄。這也是繼俄羅斯“勇士-D”AUV后，AUV潛深的世界第二深度。

小麥?zhǔn)潜Ｕ衔覈Z食安全的重要主糧作物

科學(xué)家獲得一代聚合多個(gè)優(yōu)異基因的小麥新種質(zhì)

據(jù)中國農(nóng)科院最新消息，近日，該院作物科學(xué)研究所作物轉(zhuǎn)基因及基因編輯技術(shù)與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，利用多基因編輯技術(shù)，實(shí)現(xiàn)了冬小麥一代多個(gè)優(yōu)異等位基因聚合，并成功獲得了無轉(zhuǎn)基因、聚合多個(gè)優(yōu)異等位基因的小麥新種質(zhì)，為小麥和其他多倍體農(nóng)作物開展多基因聚合育種提供了重要的技術(shù)支撐。相關(guān)研究成果最新在線發(fā)表于《分子植物》。

小麥?zhǔn)潜Ｕ衔覈Z食安全的重要主糧作物。目前，利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)的基因編輯技術(shù)已廣泛應(yīng)用于農(nóng)作物功能基因組學(xué)研究和作物遺傳育種改良，但由于小麥為異源六倍體，基因組比較龐大且背景復(fù)雜，遺傳轉(zhuǎn)化效率相對較低，目前仍然缺乏高效的小麥多基因編輯體系。

團(tuán)隊(duì)利用CRISPR/Cas9系統(tǒng)和多順反子tRNA自剪切體系，開發(fā)了一種高效、通用的多基因編輯技術(shù)。以控制穗發(fā)芽抗性、氮吸收利用、株型、支鏈淀粉合成和磷轉(zhuǎn)運(yùn)的6個(gè)基因作為靶基因，分別構(gòu)建同時(shí)靶向2個(gè)、3個(gè)、4個(gè)和5個(gè)基因組合的多基因編輯載體，以黃淮麥區(qū)大面積種植的小麥品種鄭麥7698為受體材料，實(shí)現(xiàn)15個(gè)基因組位點(diǎn)同時(shí)編輯，獲得了2、3、4、5個(gè)基因編輯植株，最高編輯效率可達(dá)50%。團(tuán)隊(duì)進(jìn)一步通過胚拯救和后代分離，成功獲得了無轉(zhuǎn)基因、多個(gè)優(yōu)異等位基因聚合的小麥新種質(zhì)。

CRISPR/Cas9系統(tǒng)介導(dǎo)的小麥多基因編輯，獲得聚合多個(gè)優(yōu)良等位基因的小麥新種質(zhì)。這一小麥高效、通用多基因編輯體系的建立，將有助于促進(jìn)小麥分子生物學(xué)研究和復(fù)雜性狀形成的網(wǎng)絡(luò)解析，定向創(chuàng)制小麥新種質(zhì)，加速育種進(jìn)程。

中國專家自主研發(fā)完全可降解支架

如何更好地治療心血管疾病，成為當(dāng)下亟待解決的問題。近日，中國科學(xué)院院士葛均波領(lǐng)銜的團(tuán)隊(duì)研制的新一代完全可降解支架備受關(guān)注。

心臟支架手術(shù)是治療冠心病的常用方法，但金屬支架植入后要永遠(yuǎn)留在體內(nèi)，并且患者需要長期服藥，這也成了支架患者的某種“心病”。研究發(fā)現(xiàn)，冠脈支架并不須在身體里“放置”一輩子，它的“服役”周期為支架植入冠狀動(dòng)脈6個(gè)月，之后便可以“功成身退”，讓血管恢復(fù)其原來的面貌。

葛均波院士團(tuán)隊(duì)開發(fā)的生物完全可降解支架歷經(jīng)15年研發(fā)、科研攻關(guān)及臨床研究隨訪，擁有中國自主知識產(chǎn)權(quán)。這種XinSorb生物完全可降解，支架植入體內(nèi)一段時(shí)間后，可對狹窄的冠脈血管作機(jī)械性支撐，同時(shí)釋放藥物防止再狹窄，之后緩慢降解并完全被組織吸收，最后血管結(jié)構(gòu)功能完全恢復(fù)。

與傳統(tǒng)的永久性金屬支架相比，完全可降解支架由生物可降解或可吸收的材料制成，具有良好的組織相容性和生物降解性，在血管狹窄部位植入可降解支架后，既可以在前期有效地?cái)U(kuò)張血管，又可被逐漸降解。降解產(chǎn)物可通過代謝排除體外或被人體吸收利用，而不影響遠(yuǎn)期血管功能。生物可降解（吸收）支架推廣使用將為心臟介入治療帶來新的發(fā)展機(jī)遇，造福更多的心血管病患者。

二維石墨烯結(jié)構(gòu)效果圖

我國學(xué)者實(shí)現(xiàn)二維石墨烯的室溫鐵磁性

中國科學(xué)技術(shù)大學(xué)國家同步輻射實(shí)驗(yàn)室科研團(tuán)隊(duì)通過磁性金屬原子精確可控?fù)诫s的策略，實(shí)現(xiàn)了二維石墨烯的室溫鐵磁性。研究成果日前發(fā)表在《自然-通訊》上。

石墨烯由于高載流子遷移率、長自旋擴(kuò)散長度和弱自旋軌道耦合等優(yōu)良性質(zhì)，被認(rèn)為是下一代自旋電子學(xué)應(yīng)用中極具前景的材料。如何在本征抗磁的石墨烯中誘導(dǎo)出穩(wěn)定的室溫鐵磁性，是石墨烯基自旋電子學(xué)器件制備面臨的首要問題之一。

科研人員基于以往二維過渡金屬硫?qū)倩衔锏拇判哉{(diào)控研究經(jīng)驗(yàn)和DFT材料模擬設(shè)計(jì)，認(rèn)為精確可控的磁性過渡金屬（鐵、鈷、鎳等）摻雜是解決這一問題的有效方案。為了克服將過渡金屬原子嵌入石墨烯晶格的巨大勢壘，研究組利用氮原子構(gòu)造錨定位點(diǎn)，將鈷原子牢固的束縛在石墨烯晶格中，從而提供穩(wěn)定的局域磁矩，并通過鈷-氮-碳之間的軌道雜化形成鐵磁交換作用，最終實(shí)現(xiàn)石墨烯的室溫鐵磁性。

研究組利用兩步浸漬-熱解的方法，在氮原子輔助下，將鈷原子單分散摻雜在石墨烯晶格中，樣品在室溫下飽和磁化強(qiáng)度為0.11emu/g，居里溫度達(dá)到400K。通過同步輻射軟、硬X射線譜學(xué)技術(shù)和多種X射線譜學(xué)解析方法，研究人員證實(shí)了樣品中的鈷是以平面四邊形結(jié)構(gòu)單元原子級分散于石墨烯晶格中，排除了磁性起源于鈷相關(guān)第二相的可能。進(jìn)一步計(jì)算表明，該石墨烯體系具有金屬性的能帶構(gòu)造，存在Fermi面處態(tài)密度顯著增強(qiáng)，以及π電子自旋極化，表明該石墨烯體系中的室溫鐵磁性起源于傳導(dǎo)電子中介的鐵磁交換機(jī)制，平面四邊形結(jié)構(gòu)單元是室溫鐵磁性的主要來源。

科學(xué)家破解豆科植物幸存“密碼”

近日，中國科學(xué)院昆明植物研究所科研人員參與的豆科系統(tǒng)發(fā)育基因組學(xué)和根瘤菌固氮共生演化研究取得新進(jìn)展。相關(guān)研究破解了豆科植物在“恐龍大滅絕”時(shí)期得以幸存并繁衍成為被子植物最成功的類群之一的“密碼”。

研究顯示，豆科的祖先起源于大約距今6700萬年前，即“恐龍大滅絕”時(shí)期。這一時(shí)期，包括裸子和蕨類植物等在內(nèi)的大約五分之三的物種發(fā)生滅絕，豆科卻得以幸存。豆科植物與根瘤菌共生固氮體系，是自然界固氮效率最高、固氮量最大的生物固氮系統(tǒng)，每年可以固定17.2×107噸氮元素。

通過國際合作廣泛取樣、大規(guī)模RNA測序或淺層DNA測序，科研團(tuán)隊(duì)新獲得391個(gè)豆科物種的700多萬核基因轉(zhuǎn)錄本的序列數(shù)據(jù)，結(jié)合其他已發(fā)表的基因序列數(shù)據(jù)集，覆蓋豆科所有的6個(gè)亞科59個(gè)族或族級分支的共計(jì)463種。

基于這些數(shù)據(jù)，科研人員得到高解析和高支持的豆科系統(tǒng)樹，解決一些長期存在爭議的系統(tǒng)關(guān)系。同時(shí)，在豆科中鑒定到28次全基因組二倍化或者三倍化加倍事件；并針對豆科亞科之間多個(gè)異源多倍化的假說進(jìn)行65個(gè)豆科物種數(shù)據(jù)的比較分析，支持豆科祖先經(jīng)歷多倍化。

研究表明，豆科早期全基因組復(fù)制事件可能為穩(wěn)定有效的固氮根瘤提供豐富的遺傳物質(zhì)基礎(chǔ)，為一系列生理、生態(tài)性狀的演化提供內(nèi)在條件。同時(shí)，“恐龍大滅絕”時(shí)期物種大滅絕為豆科物種提供了更多的生態(tài)位，以及豆科穩(wěn)定高效的固氮能力協(xié)同促進(jìn)自身物種的多樣化進(jìn)程，使之最終演化成為一個(gè)成功的被子植物類群。這一研究為了解新生代物種多樣性提供了重要的視角。