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我校生命科學(xué)學(xué)院鐘伯堅(jiān)教授研究組聯(lián)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(tài)系統(tǒng)特有的南極衣藻進(jìn)行了基因組適應(yīng)性進(jìn)化研究，為理解南極植物適應(yīng)極端環(huán)境的分子機(jī)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(gòu)象捕獲技術(shù)（Hi-C）獲得了南極衣藻高質(zhì)量的全基因組序列，其基因組總長度為541.86Mb（Scaffold N50達(dá)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(shù)目也是綠藻基因組中最多的，共編碼19870個(gè)基因。基因組結(jié)構(gòu)分析發(fā)現(xiàn)重復(fù)序列占其基因組序列的63.78%，重復(fù)序列含量為已發(fā)表綠藻基因組中最高。轉(zhuǎn)座元件（TE）是基因組重復(fù)序列的主要組成部分，占整個(gè)基因組序列的40.67%。分析表明南極衣藻的反轉(zhuǎn)錄轉(zhuǎn)座子發(fā)生了明顯的擴(kuò)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(shí)間大約為34個(gè)百萬年，與德雷克海峽開放導(dǎo)致南極極端低溫形成的時(shí)期一致，推測南極衣藻的起源與南極極端低溫的形成有關(guān)。研究發(fā)現(xiàn)南極衣藻通過水平基因轉(zhuǎn)移的方式獲得了冰結(jié)合蛋白，該蛋白可以與小的冰晶結(jié)合，具有抑制冰結(jié)晶和生長的功能。通過進(jìn)一步的功能實(shí)驗(yàn)證實(shí)了南極衣藻中的冰結(jié)合蛋白具有提高生物抗凍能力的作用。因此，推測冰結(jié)合蛋白的獲得對南極衣藻避免冰凍損傷和適應(yīng)海冰中極端低溫的環(huán)境十分重要。

利用周期性共振光脈沖序列導(dǎo)致的自旋依賴布居數(shù)耗散、射頻場耦合下的自旋拉比振蕩、以及Feshbach共振調(diào)制下的相互作用控制，在一個(gè)量子系統(tǒng)中同時(shí)實(shí)現(xiàn)了精密調(diào)控耗散、相干和相互作用三大要素，為實(shí)現(xiàn)宇稱-時(shí)間對稱的非厄米哈密頓量的量子模擬奠定了技術(shù)基礎(chǔ)。       實(shí)驗(yàn)結(jié)果不僅精確地復(fù)現(xiàn)了在經(jīng)典系統(tǒng)中已經(jīng)觀測到的靜態(tài)哈密頓量的宇稱-時(shí)間對稱性破缺，還利用周期性耗散機(jī)制發(fā)現(xiàn)了在任意小耗散下的宇稱-時(shí)間對稱性破缺，觀察到系統(tǒng)的能量可以在極其微小的耗散下發(fā)生不可逆的發(fā)散。不同于以往靜態(tài)哈密頓量的單參數(shù)相變，周期性耗散驅(qū)動(dòng)的宇稱-時(shí)間對稱性的相圖在頻率的參數(shù)空間實(shí)現(xiàn)延拓，在特定的頻率區(qū)間，宇稱-時(shí)間對稱性對于耗散有極其敏感的響應(yīng)。這個(gè)現(xiàn)象之前只有理論預(yù)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(fèi)米氣體中首次觀測到。同時(shí)這項(xiàng)工作還發(fā)現(xiàn)了對稱性破缺點(diǎn)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(xiàn)象。       目前，羅樂教授研究團(tuán)隊(duì)正基于非厄米量子體系研究宇稱-時(shí)間對稱哈密頓量的拓?fù)淞孔討B(tài)轉(zhuǎn)換、耗散下的量子相干態(tài)保持、以及高階奇異點(diǎn)附件的超靈敏能譜響應(yīng)。這些研究將為基于開放量子系統(tǒng)的量子計(jì)算和量子精密測量開拓新的前沿。

技術(shù)分析（創(chuàng)新性、先進(jìn)性、獨(dú)占性） 目前的海洋食品保鮮商用冷鏈主要是3條：①傳統(tǒng)4℃冷藏鏈，貯藏期最短，7天左右,不能滿足商業(yè)流通要求；②冰鮮（冰藏）冷鏈，貯藏期短,15天左右,商業(yè)流通半徑受限；③傳統(tǒng)-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(zhì)變性、脂肪氧化和解凍汁液（營養(yǎng)與風(fēng)味）流失等品質(zhì)大幅下降的問題,商業(yè)價(jià)值銳降。 冰溫是繼冷藏和凍藏后的一種新興食品保鮮技術(shù)。包括冰溫貯藏、熟成、發(fā)酵、濃縮、干燥和流通6個(gè)方面，冰溫溫度帶指的是零度到食品凍結(jié)點(diǎn)之間的溫區(qū)，該溫區(qū)加工的食品新鮮味美。在國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目的資助下，本研究團(tuán)隊(duì)研發(fā)了食品冰溫真空干燥（脫水）實(shí)驗(yàn)機(jī)和中試機(jī)，物料脫水過程中溫度波動(dòng)控制在±0.5℃以內(nèi)。海洋食品的冰點(diǎn)多在-1℃～-2℃，冰溫帶狹小是其商業(yè)應(yīng)用難點(diǎn)，本成果提出“冰溫真空脫水+冰點(diǎn)調(diào)節(jié)劑”方法（實(shí)審中發(fā)明專利：一種拓寬生鮮食品冰溫帶的方法，申請?zhí)?01810870251.3），將食品冰點(diǎn)降至-4℃以下，實(shí)現(xiàn)0℃至-4℃海洋食品非凍結(jié)商業(yè)流通，突破了冰溫技術(shù)應(yīng)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(jié)貯藏期70天以上，為傳統(tǒng)4℃冷藏的10倍，鮮味成分倍增。 另外，海洋食品0℃至-4℃非凍結(jié)保鮮冷鏈，涉及到“冰溫真空脫水機(jī)”的冷阱制冷系統(tǒng)，0℃至-4℃貯運(yùn)裝置（冷庫和冷藏車）的制冷系統(tǒng)，本團(tuán)隊(duì)“制冷系統(tǒng)中兩相射流泵代替膨脹閥”專利技術(shù)解決了制冷劑節(jié)流損失回收的難題，中試實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，最大節(jié)能幅度達(dá)9%。 冰溫真空脫水（干燥）機(jī) 射流泵供液制冷系統(tǒng)實(shí)驗(yàn)臺(tái) 創(chuàng)新性： ① 海洋食品0℃至-4℃非凍結(jié)保鮮冷鏈的創(chuàng)建，創(chuàng)新裝置：冰溫真空脫水機(jī)-精密溫控技術(shù)； ② 射流泵代替膨脹閥冷鏈制冷系統(tǒng)節(jié)能技術(shù)，創(chuàng)新設(shè)備：冷鏈用兩相射流泵供液系統(tǒng)-制冷劑節(jié)流損失回收利用技術(shù)。 先進(jìn)性：本成果海洋食品非凍結(jié)保鮮貯藏期國際領(lǐng)先，射流泵代替膨脹閥冷鏈制冷系統(tǒng)的節(jié)能幅度國際領(lǐng)先。 獨(dú)占性：本成果的核心技術(shù)涉及3項(xiàng)授權(quán)發(fā)明專利，為上海海洋大學(xué)獨(dú)有。