中科院公布今年二季度亮點工作成果

據「中科院之聲」公眾號（zkyzswx）8月1日消息，經中國科學院有關職能部門和專家推薦，同時參考廣大網民在相關亮點工作篩選活動中的網絡投票意見，中科院2019年第2季度科技成果轉移轉化亮點工作、科技創新亮點成果已最終確定，現予以正式發布。

中科院2019年第2季度科技成果轉移轉化亮點工作共3項，分別為：

1. 百噸級無焊縫整體不鏽鋼環形鍛件研製成功

完成單位：中國科學院金屬研究所

利用中國科學院金屬研究所研發的金屬構築成形技術，直徑15.6米、重150噸的無焊縫整體不鏽鋼環形鍛件軋製成功，實現百噸級金屬坯分級構築成形。在中核集團的委託和支持下，金屬所組建產學研團隊，應用太鋼高純淨連鑄板坯，在山東伊萊特重工股份有限公司製成該環形鍛件，其特點是整體無焊縫、均質化程度高、組織均勻性好，將應用於我國第四代核電機組。

在該項目中，金屬所團隊研發出金屬構築成形技術，並揭示構築界面的癒合機制和組織演化機理，改變大鍛件「以大制大」思路，開發出表面活化、真空封裝、多向鍛造、分級構築、整體軋環等系列關鍵技術，消除了多層金屬間的界面，使核電機組支承環鍛件構築界面位置與基體金屬在成分、組織、性能上完全一致，實現了「以小制大」的新型加工製造，提升品質的同時降低了製造成本。

相關技術已應用於水電、風電、核電等領域。

百噸級無焊縫整體不鏽鋼環形鍛件，文內圖片均來自中科院公眾號

2. 新型多光譜相機助力智慧農業

完成單位：中國科學院長春光學精密機械與物理研究所

中國科學院長春光學精密機械與物理研究所張軍強團隊研發出的一款新型多光譜相機MS600實現量產。該相機可直接應用於農林行業，判斷作物長勢和病蟲害情況，助力智慧農業，未來將在智慧林業、環境監測、災害現場信息獲取等更多領域發揮作用。

該相機具有6個光譜通道，具有質量輕、成本低、個性化的特點。科研通常使用的光譜相機重量多在1公斤以上，不便於行業應用和產業化推廣，而MS600多光譜相機重量約為200克，便於安裝在無人機上進行大範圍遙感監測，且價格僅為進口設備的一半。

作為我國行業級多光譜相機，MS600被國際主流無人機影像處理軟體Pix4D多光譜載荷庫收錄。

搭載在無人機上的多光譜相機

3. 青蒿素實現綠色規模化生產

完成單位：中國科學院過程工程研究所

2019年5月，中國科學院過程工程研究所研發的青蒿素綠色規模化生產工藝成功實現轉化應用。青蒿素作為一種來源特殊的天然提取藥物，目前主要利用有機溶劑反覆浸提黃花蒿莖葉生產，技術存在選擇性低、溶劑損失嚴重等問題；將青蒿素與其他組分分離的過程處理時間過長、能耗高，導致處理量受限，一直很難像化學合成藥物那樣高效、大規模連續生產。

過程工程所通過萃取過程強化、低溫結晶純化等新方法，解決了制約青蒿素規模化、連續化生產的關鍵技術及系統集成等關鍵難題，為青蒿素生產工藝綠色升級開闢了新路徑。該工藝已成功在河南省禹州市天源生物科技有限公司轉化應用，生產運行結果表明，整套工藝運行穩定，溶劑回收率可達99.9%，能耗與傳統工藝相比降低43%，年產青蒿素可達60噸。

60噸/年青蒿素生產線

中科院2019年第2季度科技創新亮點成果共6項，分別為：

1. 抗愛滋病新藥塞拉維諾獲批進入臨床研究

完成單位：中國科學院藥物創新研究院/上海藥物研究所、昆明動物研究所

2019年5月5日，由中國科學院藥物創新研究院/上海藥物研究所和昆明動物研究所合作開發的抗愛滋病化學1類新藥塞拉維諾(Thioraviroc)獲得國家藥品監督管理局頒發的臨床試驗通知書，同意開展臨床試驗。臨床前研究結果顯示，與現有唯一針對CCR5靶點的臨床藥物馬拉威諾相比，塞拉維諾對CCR5受體具有更好的拮抗活性，對多種愛滋病病毒株、臨床株以及耐藥株的抑制活性和治療指數優於上市藥物馬拉威諾或與其相當；塞拉維諾具有良好的大鼠和犬的藥代動力學特性，種屬差異小、對CYP450酶無抑制和誘導作用，無潛在的藥物-藥物相互作用；安全性良好。塞拉維諾及其系列化合物目前已獲得多國專利授權。該成果為我國抗愛滋病創新藥物研發提供了新思路。

抗愛滋病新藥塞拉維諾片

2. 青藏高原發現丹尼索瓦古老型智人活動證據

完成單位：中國科學院青藏高原研究所

中國科學院「泛第三極環境變化與綠色絲綢之路建設」專項研究取得新成果。中科院院士、中科院青藏高原研究所研究員陳發虎帶領團隊分析了甘肅夏河縣新發現的古人類下頜骨化石，可以確定其為青藏高原的丹尼索瓦人。

2016年起，研究團隊就針對該化石開展了年代學、體質形態學、分子考古學、生存環境、人類適應等多學科綜合分析。結果發現，該化石目前是除阿爾泰山地區丹尼索瓦洞以外發現的首例丹尼索瓦人化石，也是青藏高原發現的最早人類活動證據（距今16萬年前）。該研究為進一步探討丹尼索瓦人的體質形態特徵及其在東亞地區的分布、青藏高原早期人類活動歷史及其對高海拔環境適應等問題提供了關鍵證據。

該研究將史前人類在青藏高原活動的最早時間從距今4萬年推早至距今16萬年，為現代藏族和夏爾巴人等高原人群的高海拔環境適應基因找到了可能的本地來源，並首次從考古學上驗證了此前只發現於阿爾泰山地區丹尼索瓦洞的丹尼索瓦人曾在東亞廣泛分布的推測。相關成果於2019年5月2日在線發表於《自然》。

下頜骨化石

3. 系留浮空器「極目一號」駐空高度超過7000米

完成單位：中國科學院空天信息研究院、青藏高原研究所、長春光學精密機械與物理研究所

在西藏納木錯開展的第二次青藏高原綜合科學考察研究中，由中國科學院空天信息研究院等研製的系留浮空器「極目一號」於2019年5月23日凌晨到達海拔7003米的高度，這是迄今已知的同類型同量級浮空器駐空高度的世界紀錄。

空天信息院等自主研發的「極目一號」是高原試驗版，體積2300立方米，可攜帶科學探測儀器進行垂直剖面和駐空觀測。在浮空器升空過程中，多種儀器同步觀測納木錯流域的大氣物理與大氣化學等多種參數，可為研究青藏高原的氣候環境變化提供依據。此次「極目一號」浮空器綜合觀測地表至海拔7000米高空的大氣水汽穩定同位素、大氣黑碳和大氣甲烷含量等大氣組分，首次獲得了青藏高原海拔7000米高空的大氣組分變化科學數據。

在納木錯湖畔錨泊的「極目一號」浮空器

4. 植物根系微生物組的調控研究獲重要成果

完成單位：中國科學院種子創新研究院/遺傳與發育生物學研究所等

中國科學院種子創新研究院/遺傳與發育生物學研究所、中國科學院-英國約翰·英納斯中心植物和微生物科學聯合研究中心白洋研究組與英國約翰·英納斯中心Anne

Osbourn研究組合作，揭示了擬南芥三萜類化合物對根系微生物組的調控規律。該工作系統解析了擬南芥中形成基因簇的三萜合成遺傳網絡。該網絡的關鍵基因在植物根系特異表達，並具有潛力合成50多種未知的根系化合物。與不能合成三萜的水稻和小麥相比，52%擬南芥特異的根系微生物組被三萜合成基因顯著調控。通過分離培養的細菌資源庫與純化/合成的單種或混合化合物共培養，研究發現三萜化合物直接調控特異的根系細菌種類。同時，根系細菌可以特異性修飾和利用擬南芥三萜化合物。

該研究為利用植物天然化合物促進根系益生菌在綠色農業中的應用提供了理論依據。相關成果於2019年5月10在線發表於《科學》。

擬南芥根系化合物調控根系微生物組組成

5. 發現單鹼基基因編輯造成大量脫靶並開發出優化解決方法

完成單位：中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心/神經科學研究所

CRISPR/Cas9及其衍生工具是廣泛應用的新一代基因編輯工具。然而，其脫靶風險一直備受關注，也是阻礙該技術應用於臨床的主要瓶頸之一。中國科學院腦科學與智能技術卓越創新中心楊輝團隊與合作者率先建立了一種名為GOTI（Genome-wide Off-target analysis by Two-cell embryo Injection）的新型DNA脫靶檢測技術，並使用該技術發現：近年來興起的單鹼基編輯技術有可能導致大量無法預測的脫靶，因而存在嚴重的安全風險。

進一步研究將脫靶檢測範圍擴大至RNA水平，首次證明常用的三種單鹼基編輯技術均存在大量的RNA脫靶。對其進行突變優化後，研究人員最終獲得了能夠完全消除RNA脫靶的高精度單鹼基編輯工具。

相關研究成果分別於2019年2月28日和6月10日在線發表在《科學》和《自然》上。「GOTI」技術為基因編輯工具的安全性評估帶來了新工具，有望成為新的行業檢測標準。改造後的單鹼基編輯器或可在未來成為一種更加安全、更加精準的基因編輯工具。

單鹼基編輯器存在嚴重DNA和RNA脫靶

6. 首次完成強關聯糾纏體系的量子隨機行走實驗

完成單位：中國科學技術大學、中國科學院物理研究所

量子隨機行走是經典隨機行走在量子力學中的拓展，利用量子疊加態的特性，粒子在格點中行走特性需要用量子力學的波函數統計規律來詮釋。量子隨機行走本身可以模擬多體物理體系的量子行為，並且理論上最終可用於通用量子計算，因而引起高度關注。

中國科學院院士、中國科學技術大學教授潘建偉團隊基於此前實現的12個量子比特多體真糾纏態，聯合中科院物理研究所理論團隊，首次在固態量子計算系統中實驗演示了強關聯糾纏體系的量子隨機行走。團隊研究了單粒子及雙粒子激發下一維短程耦合的量子隨機行走，觀察到了高保真度的態、糾纏度及關聯函數在時空光錐中的含時演化。此外，實驗上首次觀察到了由於邊界反射及波函數幹涉形成的次級糾纏波陣面的傳播行為。在引入雙粒子激發的情況下，實驗上觀測到了由時間依賴的長程反相關的強關聯光子形成的費米子化行為，描繪出光子的反聚束行為。

該工作為未來利用量子隨機行走進行多體物理現象的模擬以及通用量子計算研究打下了基礎。相關成果於2019年5月2日在線發表在《科學》上。

單光子在11個一維鏈超導量子比特中的隨機遊走。

A/D、B/E、C/F分別為從中間位置、最左端及最右端開始激發量子比特並進行隨機遊走。

實驗上清晰地觀察到了激發在邊緣的反射形成的回波，與理論吻合。

近年來，中科院在社會各界的大力支持下，在全院科研人員的共同努力下，重大科技成果不斷產出，並持續通過成果轉移轉化服務國民經濟主戰場。為進一步增進公眾對中科院亮點工作的了解，同時促進院屬各單位進一步加強對重大成果的傳播推廣，中科院2017年開始啟動「中科院科技創新亮點成果」、「中科院科技成果轉移轉化亮點工作」亮點工作篩選活動，每季度舉行一次。