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生科院鐘伯堅研究組揭示南極嗜冷綠藻基因組水平適應極端環境的分子機制
我校生命科學學院鐘伯堅教授研究組聯合自然資源部第一海洋研究所等科研單位，對南極海冰生態系統特有的南極衣藻進行了基因組適應性進化研究，為理解南極植物適應極端環境的分子機制提供嶄新的思路。 該研究利用三代PacBio測序、二代Illumina測序、10× Genomics和高通量染色體構象捕獲技術（Hi-C）獲得了南極衣藻高質量的全基因組序列，其基因組總長度為541.86Mb（Scaffold N50達到19.23Mb）。南極衣藻基因組是目前已知最大的綠藻基因組，其基因數目也是綠藻基因組中最多的，共編碼19870個基因。基因組結構分析發現重復序列占其基因組序列的63.78%，重復序列含量為已發表綠藻基因組中最高。轉座元件（TE）是基因組重復序列的主要組成部分，占整個基因組序列的40.67%。分析表明南極衣藻的反轉錄轉座子發生了明顯的擴張，是造成其基因組增大的主要原因。 本研究估算了南極衣藻的分化時間大約為34個百萬年，與德雷克海峽開放導致南極極端低溫形成的時期一致，推測南極衣藻的起源與南極極端低溫的形成有關。研究發現南極衣藻通過水平基因轉移的方式獲得了冰結合蛋白，該蛋白可以與小的冰晶結合，具有抑制冰結晶和生長的功能。通過進一步的功能實驗證實了南極衣藻中的冰結合蛋白具有提高生物抗凍能力的作用。因此，推測冰結合蛋白的獲得對南極衣藻避免冰凍損傷和適應海冰中極端低溫的環境十分重要。
南京師范大學
2021-02-01
基于太陽能光伏電源和直流變頻壓縮機蓄冷和蓄電功能的冰箱
北京工業大學
2021-04-14
在耗散弗洛凱系統的超冷原子中觀察到宇稱-時間對稱性破缺
利用周期性共振光脈沖序列導致的自旋依賴布居數耗散、射頻場耦合下的自旋拉比振蕩、以及Feshbach共振調制下的相互作用控制，在一個量子系統中同時實現了精密調控耗散、相干和相互作用三大要素，為實現宇稱-時間對稱的非厄米哈密頓量的量子模擬奠定了技術基礎。 實驗結果不僅精確地復現了在經典系統中已經觀測到的靜態哈密頓量的宇稱-時間對稱性破缺，還利用周期性耗散機制發現了在任意小耗散下的宇稱-時間對稱性破缺，觀察到系統的能量可以在極其微小的耗散下發生不可逆的發散。不同于以往靜態哈密頓量的單參數相變，周期性耗散驅動的宇稱-時間對稱性的相圖在頻率的參數空間實現延拓，在特定的頻率區間，宇稱-時間對稱性對于耗散有極其敏感的響應。這個現象之前只有理論預言，而羅樂教授小組首次在絕對零度之上500納開爾文的超冷費米氣體中首次觀測到。同時這項工作還發現了對稱性破缺點附近的慢衰變模式、類比于多光子躍遷的高階PT對稱性破缺等新穎有趣的物理現象。 目前，羅樂教授研究團隊正基于非厄米量子體系研究宇稱-時間對稱哈密頓量的拓撲量子態轉換、耗散下的量子相干態保持、以及高階奇異點附件的超靈敏能譜響應。這些研究將為基于開放量子系統的量子計算和量子精密測量開拓新的前沿。
中山大學
2021-04-13
海洋食品0攝氏度至負4攝氏度非凍結冷鏈保鮮與節能技術及其產業化
技術分析（創新性、先進性、獨占性）
目前的海洋食品保鮮商用冷鏈主要是3條：①傳統4℃冷藏鏈，貯藏期最短，7天左右,不能滿足商業流通要求；②冰鮮（冰藏）冷鏈，貯藏期短,15天左右,商業流通半徑受限；③傳統-18℃以下的凍藏冷鏈，貯藏期長，半年或一年以上，但是存在海洋食品蛋白質變性、脂肪氧化和解凍汁液（營養與風味）流失等品質大幅下降的問題,商業價值銳降。
冰溫是繼冷藏和凍藏后的一種新興食品保鮮技術。包括冰溫貯藏、熟成、發酵、濃縮、干燥和流通6個方面，冰溫溫度帶指的是零度到食品凍結點之間的溫區，該溫區加工的食品新鮮味美。在國家自然科學基金面上項目的資助下，本研究團隊研發了食品冰溫真空干燥（脫水）實驗機和中試機，物料脫水過程中溫度波動控制在±0.5℃以內。海洋食品的冰點多在-1℃～-2℃，冰溫帶狹小是其商業應用難點，本成果提出“冰溫真空脫水+冰點調節劑”方法（實審中發明專利：一種拓寬生鮮食品冰溫帶的方法，申請號201810870251.3），將食品冰點降至-4℃以下，實現0℃至-4℃海洋食品非凍結商業流通，突破了冰溫技術應用瓶頸。以草魚片為例，適口含鹽量2.5%和含水率60%魚片（冰溫真空脫水后），0℃至-4℃非凍結貯藏期70天以上，為傳統4℃冷藏的10倍，鮮味成分倍增。
另外，海洋食品0℃至-4℃非凍結保鮮冷鏈，涉及到“冰溫真空脫水機”的冷阱制冷系統，0℃至-4℃貯運裝置（冷庫和冷藏車）的制冷系統，本團隊“制冷系統中兩相射流泵代替膨脹閥”專利技術解決了制冷劑節流損失回收的難題，中試實驗結果表明，最大節能幅度達9%。
冰溫真空脫水（干燥）機
射流泵供液制冷系統實驗臺
創新性：
① 海洋食品0℃至-4℃非凍結保鮮冷鏈的創建，創新裝置：冰溫真空脫水機-精密溫控技術；
② 射流泵代替膨脹閥冷鏈制冷系統節能技術，創新設備：冷鏈用兩相射流泵供液系統-制冷劑節流損失回收利用技術。
先進性：本成果海洋食品非凍結保鮮貯藏期國際領先，射流泵代替膨脹閥冷鏈制冷系統的節能幅度國際領先。
獨占性：本成果的核心技術涉及3項授權發明專利，為上海海洋大學獨有。
上海海洋大學
2021-05-11