《科技导报》发布2008年中国重大科学、技术与工程进展

在连续5年评选年度“中国重大科学、技术与工程进展”的基础上，《科技导报》2009年第1期继续发布2008年中国重大科学、技术和工程进展。

　　该编辑部评选出的2008年10项中国重大科学进展分别是：1）提出三维“伊辛模型”精确解猜想；2） 获得临界温度为43 K的铁基超导体；3） 成功分离出控制水稻广亲和性状的主效基因S5；4）精确定出银河系质量约为1千亿个太阳质量；5） 发现胡氏耀龙化石为揭开鸟类起源提供新证据；6）证实波恩-奥本海默近似在氯加氢高能反应中有效；7）首次探测到分子的自旋态构型和超交换作用；8）研究出不用氨基酸作原料的多肽合成方法；9）发现暗物质粒子湮灭可能证据；10）发现“半甲齿龟”化石有助揭开龟甲形成之谜。

　　评选出的10项2008年中国重大技术进展分别是：1）成功锻造出世界首件第三代核电蒸发器锥形筒体；2）发明控制转基因水稻“意外传播”技术；3）中国首艘自主设计、自行建造液化天然气运输船交付船东；4）“一步法纺丝”新工艺问世；5）黄磷燃烧热能利用难题被破解；6）中国大陆第一条OLED大规模生产线投产；7）研制成功首台低温超导除铁器；8）中国曙光5000A高性能计算机进入世界前十行列；9）中国第一片8英寸键合SOI晶片研制成功；10）研制成功2 210 kW特大功率采煤机。

　　1）首都国际机场T3航站楼正式启用；2）京沪高速铁路全面开工建设；3）大型客机研制项目正式启动；4）奥运场馆工程按期交工使用；5）北京正负电子对撞机重大改造工程完成；6）亚洲最大客运站——北京南站建成；7）载人航天工程取得重大技术突破：“神舟七号”完成太空出舱任务；8）“探月工程”新进展：“嫦娥一号”拍摄的月球全图正式发布；9）中国最大核电项目阳江核电站正式开工建设；10） 武汉长江公路隧道通车试运行等10项重大工程，被评选为2008年中国重大工程进展。



2008年中国重大科学进展

成功分离出控制水稻广亲和性状的主效基因S5

水稻栽培品种目前分为籼稻和粳稻两个亚种，亚种之间杂种具有很强的优势。长期以来，水稻育种专家一直试图通过亚种间杂种优势来提高水稻的产量，但进展有限，原因是籼、粳稻亚种间杂种育性下降，结实率很低。早在1984年，日本水稻育种家就发现了这个现象，并猜测有基因在控制，但却没有作深入研究；科学家还发现，水稻中存在一类被称之为广亲和品种的特殊种质资源，它与籼稻和粳稻杂交的后代都表现正常的可育性。华中农业大学张启发教授领导的科研团队，经过18年的奋斗，成功分离克隆出一个控制水稻籼稻、粳稻杂交不育和广亲和性状的主效基因，命名为S5。该研究成果8月13日发表在美国《国家科学院院刊》(PNAS)上。研究结果表明，S5基因编码的一个天冬氨酰蛋白酶，通过控制雌配子的育性而影响水稻的结实率；籼粳稻的S5等位基因间仅有两个碱基的差别，引起相应蛋白质两个氨基酸的替换，造成其杂种的不育；广亲和品种的S5基因(广亲和基因)则因其大片段缺失，导致功能丧失，无论与籼稻还是粳稻杂交，都不影响杂种的育性。研究人员通过对16个不同品种(包括籼稻、粳稻和广亲和品种)的测序，进一步证实了以上结果。



发现胡氏耀龙化石为揭开鸟类起源提供新证据

鸟类是如何起源、如何飞行的？它的羽毛是怎样进化而来的？越来越多的化石证据支持着“鸟是从恐龙进化而来的”这样的学说。中国科学院古脊椎动物与古人类研究所的张福成、周忠和、徐星、汪筱林和该所的美籍博士后Corwin Sullivan发现了一种与鸟类亲缘关系极为密切的侏罗纪恐龙化石——胡氏耀龙。胡氏耀龙长有4根长长的带状尾羽，尾羽占了大约40 cm的胡氏耀龙身体长度的一半，它是迄今为止世界范围内发现的第一件长着如此特殊尾羽的恐龙化石。研究人员据此推测远在一亿四五千万年前的侏罗纪，胡氏耀龙就已经具有了雌雄第二性征的分化；在骨骼形态上，胡氏耀龙与鸟类近似的一个明显特征是尾椎极度退化；胡氏耀龙的头短而高，类似于恐龙中的窃蛋龙类头骨的外形；但与多数窃蛋龙不同的是，胡氏耀龙的上、下颌均具有前倾的牙齿，这些牙齿的大小出现了分化，形成了一些类似于哺乳动物的犬齿或门齿的咬合结构。系统发育分析表明，胡氏耀龙属于鸟翼类（Avialae），代表了和鸟类关系最为接近的恐龙之一，它的形态特征为揭开鸟类起源、飞行的起源、羽毛的起源提供了新的证据。相关研究发表在10月23日出版的英国《自然》杂志上。



研究出不用氨基酸作原料的多肽合成方法

一个多世纪以来，几乎所有多肽合成的研究都是以氨基酸为原料来进行的。这种方法步骤繁琐、成本较高，使得多肽类材料的应用受到限制。近年来，化学家们开始探寻一种非常简单的多肽合成方法，希望不以氨基酸为原料，而是用方便易得的亚胺和一氧化碳为单体，在催化剂作用下发生交替共聚直接生成多肽。遗憾的是，由于缺少一种适当的催化剂，该方法一直未能实现。南开大学化学学院孙怀林教授领导的课题组成功研究出新的多肽合成方法，不用氨基酸而合成了多肽，相关研究发表在德国《应用化学》上。该杂志高度评价了这项工作的创新性和应用价值，指出“这个反应的优点是所用原料便宜，非常适合工业生产。”



发现“半甲齿龟”化石有助揭开龟甲形成之谜

中国科学院古脊椎动物与古人类研究所李淳等在贵州省关岭县距今2.2亿年前的晚三叠世早期地层中，发现了处于起源阶段的早期龟类化石，该化石具有细密的牙齿以及雏形状态的甲壳结构，故被命名为“半甲齿龟”[46]。三叠纪时期的龟类化石极为罕见，此前发现的龟化石种类已与现代龟类非常相似，无法为其起源提供充分的线索，科学界只能通过现代龟类的胚胎发育和少数体表具有甲片的古代爬行动物化石对此加以推测。与此前科学界的普遍推断不同，“半甲齿龟”的身体结构显示，龟类腹甲的形成远远早于其背甲，当腹部的甲壳已经演化到与今天的龟类相差无几时，背部的甲壳才刚刚开始出现，这一过程与现代龟类的胚胎发育十分相似。另外，背甲的形成始于脊椎位置，同时与肋骨的特化有显著关系，而与先前推测的单独存在的甲片无关。“半甲齿龟”化石进一步表明，龟类的起源远较以往的认识更为复杂，年代也更为久远，其骨骼结构及其化石发现地点的地质情况显示，这种原始龟类很可能生活于海滨或者河流三角洲地带，其适应于水生环境的程度与今天的甲鱼相似。“半甲齿龟”的发现，有助于揭示长期困扰学术界的龟甲形成之谜，其相关研究成果发表在11月27日出版的英国《自然》杂志上。



2008年中国重大技术进展

发明控制转基因水稻“意外传播”技术

转基因农业给人类展示了美好前景，但由于缺乏有效的安全控制措施，转基因作物的试验和推广均受到严格控制，尚无法快速造福人类。浙江大学农学院沈志成教授领衔的课题组，发明了一种简单可控的转基因技术：通过该技术获得的水稻就像被打上了一个“烙印”，如“逃逸”出试验田与常规水稻混合，这种转基因水稻就会轻易“显形”并被除草剂除去，以保证常规水稻的纯正性。这项技术的发明对提高转基因农作物的安全控制水平意义深远。该研究成果3月19日发表在在美国出版的《公共科学图书馆—综合》杂志上。



“一步法纺丝”新工艺问世

6月，一种采用聚合熔体直接纺丝(简称“一步法纺丝”)的新工艺，由江苏省常熟市长江化纤有限公司和中国科学院长春应用化学研究所联合研发成功，并通过了中国纺织工业协会组织的专家鉴定。 专家们认为，与美国、日本目前采用的“切片纺丝”工艺相比，我国首创的“一步法纺丝”新工艺，不仅缩短了工艺流程，减少了熔体降热解，降低了生产成本，还能保证纤维质量，增强我国在国际聚乳酸市场上的竞争力，对推动我国聚乳酸树脂及纤维的产业化，延长玉米产业链，推进纺织服装业的重大变革等具有重大意义。