2011年12月12日，由教育部科學(xué)技術(shù)委員會(huì)組織評(píng)選的2011年度“中國(guó)高等學(xué)校十大科技進(jìn)展”在京揭曉?，F(xiàn)將2011年度入選項(xiàng)目名單予以介紹。

一、正調(diào)控水稻種子大小、粒重和產(chǎn)量的GS5基因克隆與功能研究

　　主持單位：華中農(nóng)業(yè)大學(xué) 主持人：何予卿

　　經(jīng)過(guò)近10年的研究，由華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳改良國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室張啟發(fā)院士領(lǐng)銜的水稻國(guó)家創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)，成功的克隆了調(diào)控水稻粒重的數(shù)量性狀基因GS5，相關(guān)論文已于12月1日正式發(fā)表于《自然-遺傳學(xué)》雜志。

　　論文的第一作者李一博是該團(tuán)隊(duì)張啟發(fā)與何予卿教授共同指導(dǎo)的博士研究生。種子大小是水稻非常重要的產(chǎn)量和外觀品質(zhì)性狀，也是作物馴化和人工育種的重要性狀之一。多年來(lái)，科學(xué)家們一直致力于尋找控制種子大小的關(guān)鍵基因，已克隆的GS3、GW2和qSW5粒形基因均與粒形呈負(fù)相關(guān)，即較高的基因表達(dá)水平，種子粒型反而是變小的。此次華中農(nóng)業(yè)大學(xué)水稻團(tuán)隊(duì)克隆的GS5是一個(gè)種子大小的正調(diào)控因子，較高的GS5表達(dá)可能參與促進(jìn)細(xì)胞周期循環(huán)，加快細(xì)胞循環(huán)進(jìn)程，從而促進(jìn)水稻穎殼細(xì)胞的橫向分裂，進(jìn)而增大穎殼的寬度，加快谷粒的充實(shí)和胚乳的生長(zhǎng)速度，最終增大種子的大小并增加谷粒的重量和單株產(chǎn)量。研究表明，谷粒大的材料比谷粒小者含有較高GS5基因表達(dá)，大粒比小粒增寬8。7%、粒重增加7.0%、單株產(chǎn)量提高了7.4%。小粒到大粒的馴化是GS5啟動(dòng)子的自然變異的結(jié)果。因此，GS5在水稻人工馴化和育種過(guò)程中起到了重要作用，并對(duì)水稻種子大小的遺傳多樣性貢獻(xiàn)很大。

　　該研究為作物高產(chǎn)育種提供了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)和重要應(yīng)用前景的新基因，為闡明作物產(chǎn)量和種子發(fā)育的分子遺傳調(diào)控機(jī)理提出了新見(jiàn)解。

　　二、AAA+分子機(jī)器的結(jié)構(gòu)與功能

　　主持單位：清華大學(xué) 主持人：施一公

　　生物大分子機(jī)器是指生物體內(nèi)利用能量來(lái)完成納米水平上生命活動(dòng)的生物大分子復(fù)合物，在許多生命過(guò)程中發(fā)揮了重要的作用。它們的突變或調(diào)控異常往往和許多惡性疾病，如癌癥、老年癡呆癥等直接相關(guān)。隨著人們對(duì)這些分子機(jī)器認(rèn)識(shí)的加深，它們已經(jīng)逐漸成為治療相關(guān)疾病的潛在藥物靶點(diǎn)。生物大分子機(jī)器結(jié)構(gòu)組成復(fù)雜、分子量巨大，迄今為止，絕大多數(shù)生物大分子機(jī)器尚無(wú)原子分辨率的結(jié)構(gòu)報(bào)導(dǎo)，嚴(yán)重影響人類對(duì)生命過(guò)程的了解和疾病的控制。

　　為了從分子水平上了解生物大分子機(jī)器參與生理過(guò)程的機(jī)制，清華大學(xué)結(jié)構(gòu)生物學(xué)團(tuán)隊(duì)在施一公教授的帶領(lǐng)下，從2007年起開(kāi)始對(duì)生物大分子機(jī)器的分子結(jié)構(gòu)進(jìn)行開(kāi)創(chuàng)性研究，首次于世界上獨(dú)家報(bào)導(dǎo)了原核細(xì)胞蛋白酶體調(diào)節(jié)單元MecA-ClpC復(fù)合物的晶體結(jié)構(gòu)，并利用生物化學(xué)、生物物理等手段對(duì)這個(gè)生物大分子機(jī)器的工作原理進(jìn)行了詳細(xì)的分析，初步揭示了蛋白質(zhì)降解機(jī)器的分子機(jī)制填補(bǔ)了該領(lǐng)域的重大空白。這一工作發(fā)表于2011年3月的《自然》雜志。

　　值得一提的是，2010年4月施一公領(lǐng)導(dǎo)的研究團(tuán)隊(duì)還解析了另一個(gè)生物大分子機(jī)器——細(xì)胞凋亡小體Ced4的晶體結(jié)構(gòu)，闡述了細(xì)胞凋亡小體Ced-4激活Ced-3的分子機(jī)理，該研究工作發(fā)表于2010年《細(xì)胞》雜志。

　　這些工作為我國(guó)及世界的生物大分子機(jī)器結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究做出了卓越貢獻(xiàn)，其成果在國(guó)際生命科學(xué)研究領(lǐng)域獲得了高度評(píng)價(jià)。

　　三、鐵硒基超導(dǎo)薄膜的研究

　　主持單位：清華大學(xué) 主持人：薛其坤

　　鐵基超導(dǎo)體是繼1986年發(fā)現(xiàn)的銅氧化合物高溫超導(dǎo)體之后于2008年被發(fā)現(xiàn)的又一類新型高溫超導(dǎo)材料，它的發(fā)現(xiàn)為高溫超導(dǎo)電性的研究開(kāi)辟了一個(gè)全新的研究方向，是目前物理學(xué)的一個(gè)研究熱點(diǎn)。我國(guó)科學(xué)家在這個(gè)領(lǐng)域表現(xiàn)出色，整體研究水平處于國(guó)際領(lǐng)先行列。

　　清華大學(xué)物理系薛其坤院士和陳曦教授的研究團(tuán)隊(duì)，近期在一類重要的鐵基超導(dǎo)體-鐵硒化合物的研究中取得了重要進(jìn)展。他們把半導(dǎo)體領(lǐng)域中的分子束外延技術(shù)拓展到鐵基超導(dǎo)材料的制備中，實(shí)現(xiàn)了對(duì)超導(dǎo)薄膜生長(zhǎng)過(guò)程和形貌在原子水平上的精確控制，制備出了化學(xué)成分嚴(yán)格可控的高質(zhì)量單晶FeSe薄膜。在此基礎(chǔ)上，他們利用同時(shí)具有空間原子分辨和高能量分辨本領(lǐng)的強(qiáng)磁場(chǎng)掃描隧道顯微技術(shù)研究了FeSe超導(dǎo)體中的電子配對(duì)機(jī)制。之后，該研究團(tuán)隊(duì)又解決了由三個(gè)不同族元素組成的化合物的分子束外延生長(zhǎng)的難題，得到了高質(zhì)量的KxFe2-ySe薄膜，這是薄膜材料制備方面的一個(gè)重要突破。他們進(jìn)而利用掃描隧道顯微鏡澄清了KxFe2-ySe2研究中存在的一系列困惑，證明了KxFe2-ySe材料存在超導(dǎo)與絕緣體的相分離，并發(fā)展出一套探測(cè)超導(dǎo)體自旋結(jié)構(gòu)的方法，證明了該材料在超導(dǎo)區(qū)域存在長(zhǎng)程反鐵磁序。這些工作為非常規(guī)超導(dǎo)體的研究帶來(lái)新的方法和思路，對(duì)理解鐵基高溫超導(dǎo)機(jī)理具有重要意義。這一系列些工作分別發(fā)表在2011年的《科學(xué)》、《自然—物理》等雜志上。

　　這項(xiàng)研究成果是和中科院物理所馬旭村研究員的研究組以及美國(guó)普渡大學(xué)胡江平教授和加州大學(xué)圣地亞哥分校吳從軍教授合作完成的。

　　四、硅的低場(chǎng)非均勻性巨磁電阻

　　主持單位：清華大學(xué) 主持人：章曉中

　　以硅為主的半導(dǎo)體工業(yè)和以磁性材料為主的磁傳感器和磁存儲(chǔ)工業(yè)是信息工業(yè)的兩大獨(dú)立支柱。磁傳感器廣泛應(yīng)用于磁頭、電子羅盤、GPS導(dǎo)航、車輛探測(cè)系統(tǒng)等，其核心技術(shù)就是巨磁阻效應(yīng)，該效應(yīng)的發(fā)明人獲2007年諾貝爾物理獎(jiǎng)。磁傳感器需用稀土材料制作，近年來(lái)稀土材料越來(lái)越難獲得，價(jià)格暴漲，迫使人們一直在尋找其替代材料。

　　清華大學(xué)材料系章曉中教授研究組創(chuàng)造性地發(fā)明了一種用硅(地球上第二多的元素)制備的非均勻巨磁阻器件，這是磁電阻領(lǐng)域的一項(xiàng)重大突破，論文發(fā)表在2011年9月15日出版的《自然》雜志上。用硅制備巨磁阻器件使得半導(dǎo)體硅材料進(jìn)入了磁性材料工作領(lǐng)域，該器件可方便地集成到成熟的半導(dǎo)體工業(yè)中，這將給磁傳感器工業(yè)帶來(lái)革命性變化;也將催生半導(dǎo)體工業(yè)和磁傳感器工業(yè)的聯(lián)姻，可能導(dǎo)致以前不存在的半導(dǎo)體“磁電”或“磁光電”器件的誕生。

　　國(guó)際學(xué)術(shù)界對(duì)章曉中研究小組的這項(xiàng)工作極其重視，《自然—亞太版》在焦點(diǎn)專欄推薦了這項(xiàng)工作;有一百多年歷史的《麻省理工科技創(chuàng)業(yè)》雜志的中文版采訪了章曉中，并刊登專題文章報(bào)導(dǎo)了這項(xiàng)工作以及在征求國(guó)際著名科學(xué)家對(duì)該工作的看法時(shí)得到的高度評(píng)價(jià);明年召開(kāi)的第19屆國(guó)際磁學(xué)和強(qiáng)關(guān)聯(lián)電子系統(tǒng)大會(huì)是磁學(xué)界最高級(jí)別的會(huì)議(三年開(kāi)一次)，也邀請(qǐng)章曉中做半大會(huì)報(bào)告(他是大會(huì)報(bào)告人和半大會(huì)報(bào)告人中唯一一位來(lái)自中國(guó)的學(xué)者)。

　　五、急性單核細(xì)胞白血病和甲狀腺功能亢進(jìn)醫(yī)學(xué)基因組學(xué)研究獲突破

　　主持單位：上海交通大學(xué) 主持人：陳賽娟

　　急性單核細(xì)胞白血病(AML-M5)是一種臨床進(jìn)程兇險(xiǎn)的白血病亞型，3年平均無(wú)病生存率僅為25%，且復(fù)發(fā)率高，目前亟需尋找特異性的生物學(xué)標(biāo)志和治療手段。由陳賽娟院士領(lǐng)銜的上海交通大學(xué)醫(yī)學(xué)基因組學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室對(duì)急性單核細(xì)胞白血病進(jìn)行了全外顯子組測(cè)序。該研究首次解讀了急性單核細(xì)胞白血病的全外顯子組序列;揭示了DNMT3A基因突變?cè)谠擃惏籽≈械臐撛谥虏∽饔?，為疾病的預(yù)后預(yù)測(cè)提供了新的分子標(biāo)志，同時(shí)也為個(gè)體化治療提供了新的分子靶標(biāo);在機(jī)理上將腫瘤發(fā)生中的兩種重要機(jī)制——基因突變和表觀遺傳學(xué)聯(lián)系在一起，提示腫瘤的發(fā)病機(jī)制在本質(zhì)上是“殊途同歸”的，為白血病分子機(jī)制的探索開(kāi)拓了又一新的道路。

　　此外，該實(shí)驗(yàn)室的研究人員還利用先進(jìn)的全基因組關(guān)聯(lián)分析技術(shù)(GWAS)，鑒定了甲狀腺功能亢進(jìn)(甲亢，Graves病)的6個(gè)與Graves病相關(guān)聯(lián)的風(fēng)險(xiǎn)位點(diǎn)，兩個(gè)為該研究首先發(fā)現(xiàn)，其中一個(gè)由該實(shí)驗(yàn)室克隆并命名為GDRG6。他們還首次揭示了甲狀腺刺激激素受體基因的多態(tài)性是導(dǎo)致甲亢藥物治療效果差異的原因。該項(xiàng)研究初步解開(kāi)了甲亢發(fā)病機(jī)制的謎團(tuán)，并為甲亢治療方法的選擇和預(yù)后的評(píng)估提供了重要的生物標(biāo)志。上述兩項(xiàng)研究成果均于2011年分別發(fā)表在國(guó)際著名學(xué)術(shù)期刊《自然—遺傳學(xué)》上。

　　六、3500米深海觀測(cè)和取樣型ROV系統(tǒng)

　　主持單位：上海交通大學(xué) 主持人：朱繼懋

　　大深度無(wú)人遙控潛水器(ROV)是包含大量關(guān)鍵高技術(shù)的復(fù)雜系統(tǒng)，可以實(shí)現(xiàn)深海長(zhǎng)時(shí)間、大功率、精細(xì)作業(yè)，在我國(guó)海洋資源開(kāi)發(fā)、海洋權(quán)益維護(hù)等方面具有不可替代的重要作用。我國(guó)在該技術(shù)領(lǐng)域長(zhǎng)期受西方發(fā)達(dá)國(guó)家制約。

　　為提升我國(guó)深海勘查能力和突破技術(shù)限制，受中國(guó)大洋協(xié)會(huì)委托，上海交通大學(xué)于2001年開(kāi)始了3500米觀測(cè)和取樣型ROV系統(tǒng)“海龍”的研制。經(jīng)過(guò)不懈努力，攻克了大量技術(shù)難關(guān)，于2006年完成了全系統(tǒng)集成。經(jīng)過(guò)多次海上試驗(yàn)，于2009年通過(guò)國(guó)家驗(yàn)收，交付中國(guó)大洋協(xié)會(huì)使用。2011年8月21日通過(guò)教育部組織的專家鑒定，鑒定委員會(huì)認(rèn)為海龍?zhí)朢OV系統(tǒng)總體技術(shù)和作業(yè)能力達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，部分技術(shù)處于國(guó)際領(lǐng)先水平。海龍的使用標(biāo)志著我國(guó)成為國(guó)際上少數(shù)能使用ROV開(kāi)展洋中脊熱液調(diào)查和取樣研究的國(guó)家之一。

　　“海龍”系統(tǒng)由ROV本體、臍帶管理系統(tǒng)、水面監(jiān)控動(dòng)力站、升沉補(bǔ)償絞車等子系統(tǒng)組成，攜帶兩個(gè)大型機(jī)械手、完備的深海攝像和聲學(xué)探測(cè)系統(tǒng)、深海取樣工具包，具有豐富的設(shè)備搭載能力。采用了推力矢量、虛擬監(jiān)控、升沉補(bǔ)償、自動(dòng)控制等先進(jìn)技術(shù)，其總體性能達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平。

　　“海龍”曾創(chuàng)下我國(guó)ROV最大3278米的深潛紀(jì)錄。2009年首次應(yīng)用就在東太平洋2770米處發(fā)現(xiàn)了巨大深海黑煙囪并取回樣品，并在以后的大洋航次中發(fā)揮了重要作用?！昂｝垺钡膽?yīng)用標(biāo)志著我國(guó)成為國(guó)際上少數(shù)能使用ROV開(kāi)展洋中脊熱液調(diào)查和取樣研究的國(guó)家之一，實(shí)現(xiàn)了我國(guó)大洋科考從粗放式到精確觀察取樣階段的跨越，對(duì)我國(guó)走向深海具有極重要的意義。

　　七、新型手性催化劑和高效高選擇性的不對(duì)稱催化新反應(yīng)研究

　　主持單位：四川大學(xué) 主持人：馮小明

　　手性即不對(duì)稱性，是自然界的本質(zhì)屬性之一。如自然界存在的氨基酸為L(zhǎng)-構(gòu)型，組成多糖和核酸的天然單糖大都為D-構(gòu)型，生物體內(nèi)的生化反應(yīng)表現(xiàn)出高度的立體特異性。手性物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化是支撐手性醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料等領(lǐng)域發(fā)展的重要研究基礎(chǔ)。不對(duì)稱催化是用少量手性催化劑將大量潛手性底物轉(zhuǎn)化為具有特定構(gòu)型的光學(xué)活性產(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)手性增值，是最有效和重要的合成手性化合物的方法之一;其中高效高選擇性手性催化劑的設(shè)計(jì)合成及不對(duì)稱催化反應(yīng)研究是研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

　　手性即不對(duì)稱性，是自然界的本質(zhì)屬性之一。如自然界存在的氨基酸為L(zhǎng)-構(gòu)型，組成多糖和核酸的天然單糖大都為D-構(gòu)型，生物體內(nèi)的生化反應(yīng)表現(xiàn)出高度的立體特異性。手性物質(zhì)的合成和轉(zhuǎn)化是支撐手性醫(yī)藥、農(nóng)藥和材料等領(lǐng)域發(fā)展的重要研究基礎(chǔ)。不對(duì)稱催化是用少量手性催化劑將大量潛手性底物轉(zhuǎn)化為具有特定構(gòu)型的光學(xué)活性產(chǎn)物的反應(yīng)過(guò)程，能夠?qū)崿F(xiàn)手性增值，是最有效和重要的合成手性化合物的方法之一;其中高效高選擇性手性催化劑的設(shè)計(jì)合成及不對(duì)稱催化反應(yīng)研究是研究的關(guān)鍵和難點(diǎn)。

　　四川大學(xué)化學(xué)學(xué)院馮小明教授帶領(lǐng)的課題組，歷時(shí)十多年，在不對(duì)稱合成方面開(kāi)展了系統(tǒng)深入的研究，取得了一些突破性的進(jìn)展。他們?cè)O(shè)計(jì)合成的一類新型手性氮氧配體和催化劑，可在溫和條件下高效高選擇性的催化二十多種不對(duì)稱反應(yīng)(包括幾個(gè)不對(duì)稱催化新反應(yīng))，為一些重要手性分子的合成提供了有效方法，也為深入認(rèn)識(shí)手性誘導(dǎo)和傳遞規(guī)律提供了研究基礎(chǔ)。自然新聞刊物《自然—中國(guó)》評(píng)價(jià)相關(guān)不對(duì)稱催化研究工作是“令人鼓舞的手性”。實(shí)現(xiàn)的首例催化不對(duì)稱Roskamp反應(yīng)在Elsevier公司出版的“Organic Syntheses Basedon Name Reactions”(第三版)專著中冠以了以中國(guó)化學(xué)工作者命名的有機(jī)反應(yīng)——ROSKAMP-FENG反應(yīng)。研究工作在Accounts of Chemical Research、Journal of American Chemical Society和Angewandte Chemie International Edition等重要國(guó)際刊物發(fā)表。這些研究進(jìn)展在不對(duì)稱合成研究領(lǐng)域獲得了廣泛關(guān)注，為我國(guó)手性技術(shù)發(fā)展做出了貢獻(xiàn)。

　　八、高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)——XDL水泥熟料煅燒新工藝

　　主持單位：西安建筑科技大學(xué) 主持人：徐德龍

　　由中國(guó)工程院院士、西安建筑科技大學(xué)校長(zhǎng)徐德龍教授和他所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)28年艱苦努力和不斷探索，在系統(tǒng)理論創(chuàng)新的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的原創(chuàng)性節(jié)能減排技術(shù)“高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)—XDL水泥熟料煅燒新工藝”入選2011年“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”。

　　由中國(guó)工程院院士、西安建筑科技大學(xué)校長(zhǎng)徐德龍教授和他所帶領(lǐng)的研究團(tuán)隊(duì)歷經(jīng)28年艱苦努力和不斷探索，在系統(tǒng)理論創(chuàng)新的基礎(chǔ)上開(kāi)發(fā)的原創(chuàng)性節(jié)能減排技術(shù)“高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論與技術(shù)—XDL水泥熟料煅燒新工藝”入選2011年“中國(guó)高校十大科技進(jìn)展”。

　　該技術(shù)通過(guò)增加物料換熱器和反應(yīng)器中的固氣比，強(qiáng)化氣、固兩相的換熱傳質(zhì)和反應(yīng)，使換熱器和反應(yīng)器的效率大大提高，產(chǎn)量大幅度增加，有害氣體排放大大減少，是一項(xiàng)可用于粉體物料熱處理的普適性系統(tǒng)技術(shù)，已先后在不同規(guī)模(從300t/d到3000t/d)的10余條水泥生產(chǎn)線上使用，累計(jì)為企業(yè)新增高質(zhì)量水泥3000萬(wàn)噸，新增產(chǎn)值72億元，新增利稅12億元，節(jié)約煤炭60多萬(wàn)噸，減排NOx7000多噸，減排SO29000多噸，取得顯著的社會(huì)和經(jīng)濟(jì)效益。

　　該項(xiàng)成果于2011年5月通過(guò)了科技成果鑒定。國(guó)內(nèi)外與會(huì)專家一致認(rèn)為“高固氣比懸浮預(yù)熱分解理論”是水泥煅燒領(lǐng)域的重大理論創(chuàng)新，高固氣比懸浮預(yù)熱分解技術(shù)各項(xiàng)指標(biāo)創(chuàng)新型干法技術(shù)國(guó)際領(lǐng)先水平。與同規(guī)格回轉(zhuǎn)窯的普通新型干法生產(chǎn)線相比，產(chǎn)量增加40%以上，熱耗減少20%以上，單位電耗減少15%以上，廢氣中的SO2排放降低70%以上，NOx排放降低50%以上。成果是具有我國(guó)自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的原創(chuàng)性工藝技術(shù)，對(duì)于改造現(xiàn)有的干法生產(chǎn)線，進(jìn)一步提高我國(guó)水泥工業(yè)的節(jié)能減排水平，具有重大現(xiàn)實(shí)意義。

　　九、中國(guó)澄江化石庫(kù)中發(fā)現(xiàn)節(jié)肢動(dòng)物遺失的遠(yuǎn)祖

　　主持單位：西北大學(xué) 主持人：劉建妮

　　節(jié)肢動(dòng)物門是動(dòng)物界中數(shù)目最多、分異度最高的一個(gè)門類(占全部現(xiàn)生動(dòng)物物種的80%以上)，其起源研究構(gòu)成了進(jìn)化生物學(xué)中備受關(guān)注的一個(gè)重大論題。這一龐大類群到底起源于哪一類生物?現(xiàn)生動(dòng)物學(xué)家曾提出過(guò)各種猜想，莫衷一是。古生物學(xué)家根據(jù)寒武紀(jì)時(shí)廣泛出現(xiàn)的葉足動(dòng)物化石推測(cè)，這些軀干和附肢皆不分節(jié)的蠕形動(dòng)物很可能是形體復(fù)雜多樣的節(jié)肢動(dòng)物的祖先。然而，一直未能發(fā)現(xiàn)這兩大類群之間關(guān)鍵的早期演化過(guò)渡類型的化石證據(jù)。節(jié)肢動(dòng)物之所以稱為節(jié)肢動(dòng)物，就在于它們的附肢和軀干皆明顯分節(jié)。那么，節(jié)肢動(dòng)物的祖先在起源初期到底是附肢先分節(jié)還是軀干先分節(jié)?長(zhǎng)期以來(lái)，這個(gè)問(wèn)題一直是節(jié)肢動(dòng)物起源謎團(tuán)的爭(zhēng)論焦點(diǎn)。

　　西北大學(xué)地質(zhì)系青年教師劉建妮博士課題組通過(guò)對(duì)澄江化石庫(kù)中葉足動(dòng)物的系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了一種叫做“仙掌滇蟲(chóng)”(因其外形酷似仙人掌而得名)的“進(jìn)步型”葉足動(dòng)物，其附肢首次呈現(xiàn)出與節(jié)肢動(dòng)物分節(jié)附肢極為相似的‘關(guān)節(jié)’構(gòu)造，然而卻保持著柔軟的未分節(jié)的蠕形軀干。無(wú)疑，這一事實(shí)表明，節(jié)肢動(dòng)物附肢的分節(jié)明顯早于軀干的分節(jié)。該突破性成果以封面文章的形式于2011年2月24日發(fā)表于國(guó)際頂尖學(xué)術(shù)雜志《自然》上，這一發(fā)現(xiàn)不僅首次初步破解了節(jié)肢動(dòng)物起源與早期演化這一長(zhǎng)期困擾學(xué)術(shù)界的科學(xué)難題，而且還對(duì)修正基因演化模型提供了非常有用的信息，得到國(guó)際學(xué)術(shù)界的廣泛關(guān)注和引用。

　　十、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)轉(zhuǎn)基因棉花取得重大突破

　　主持單位：西南大學(xué) 主持人：裴 炎

　　棉花是最重要的天然纖維作物，中國(guó)是世界上最大的紡織品出口國(guó)和消費(fèi)國(guó)。棉花生產(chǎn)在我國(guó)國(guó)民經(jīng)濟(jì)中占有十分重要的地位。但是，目前我國(guó)生產(chǎn)的棉花無(wú)論在產(chǎn)量上和纖維品質(zhì)上已經(jīng)不能滿足市場(chǎng)的需要。與此同時(shí)，利用傳統(tǒng)育種技術(shù)來(lái)大幅度提升棉花品種產(chǎn)量的空間已十分有限，而要實(shí)現(xiàn)產(chǎn)量與品質(zhì)的同步改良，其難度更大。

　　西南大學(xué)生物技術(shù)中心課題組在研究植物激素與棉花纖維發(fā)育分子機(jī)理時(shí)，發(fā)現(xiàn)植物激素“生長(zhǎng)素”在棉花纖維細(xì)胞突起中特異積累。根據(jù)這一觀察結(jié)果，結(jié)合棉花纖維發(fā)育的特點(diǎn)，他們提出了通過(guò)轉(zhuǎn)基因技術(shù)對(duì)生長(zhǎng)素在棉花的分布進(jìn)行精確的時(shí)空調(diào)控，進(jìn)而提高棉花產(chǎn)量、改進(jìn)纖維品質(zhì)的設(shè)想。經(jīng)過(guò)十余年的不懈努力，終于獲得了產(chǎn)量顯著提高、同時(shí)纖維細(xì)度得到明顯改進(jìn)的轉(zhuǎn)基因棉花新材料。該研究的部分結(jié)果，今年發(fā)表在國(guó)際生物技術(shù)領(lǐng)域頂級(jí)期刊《自然—生物技術(shù)》上。國(guó)際同行對(duì)此給予高度評(píng)價(jià)，認(rèn)為該研究首次實(shí)現(xiàn)了棉花產(chǎn)量與品質(zhì)的同步改良，“展現(xiàn)了新一代轉(zhuǎn)基因作物的光明前景”;是“模式植物基礎(chǔ)研究與作物改良相結(jié)合的范例”。

　　國(guó)內(nèi)多家育種單位的引種結(jié)果進(jìn)一步證實(shí)，該轉(zhuǎn)基因棉花增加產(chǎn)量、改進(jìn)品質(zhì)的效果顯著而且穩(wěn)定，其應(yīng)用有望產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟(jì)效益。業(yè)內(nèi)專家認(rèn)為，該研究是自抗蟲(chóng)棉誕生以來(lái)，我國(guó)在棉花生物技術(shù)育種領(lǐng)域取得的一項(xiàng)具有世界領(lǐng)先水平的標(biāo)志性重大成果。