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苹果等蔷薇科果树自花结实种质发掘、机制研究与应用
一、项目分类
重大科学前沿创新、关键核心技术突破
二、成果简介
蔷薇科果树如苹果、梨、樱桃等主栽品种多表现为自花授粉不结实（自交不亲和性），需配罝授粉树和人工授粉来保证生产。针对我国一些果园存在授粉品种配置不当、人工授粉成本高造成生产成本高、坐果少、偏斜果多，损失巨大的问趣，通过持续攻关，取得如下创新性成果：
1、探究了苹果等蔷薇科果树自花（不）结实内在分子基础。系统揭示了苹果花柱S-RNase 在 ABCF 蛋白辅助下非特异性跨膜转运进入花粉管、突破硫堇蛋白 D1 介导的防御反应、引起微丝骨架解聚、tRNA 氨酰化受阻导致花粉管生长停止的机制；此外，明确花粉膜蛋白基因 HT1 变异导致苹果 ‘中苹1号’ 自花结实的分子机制；发现梨‘闫庄’中 S21-RNase 基因的一个碱基突变导致其蛋白氨基酸变异是造成自花结实的原因；解析了‘拉宾斯’樱桃中 S-RNase 被 SLFL 识别并泛素化降解的分子机制，为打破自交不亲和性，育成自花结实品种奠定理论基础，理论创新国际领先。
2、研发苹果等蔷薇科果树自花结实育种技术。全基因组关联性分析（GWAS）获得苹果‘寒富’ 自花结实性 SNP 高精度分子标记 1个，‘惠’ 自花结实性 SSR 分子标记 1个，建立了自花结实苹果分子快速预选育种体系；研发了花柱 S-RNase 快速提取技术、花粉管微丝标记技术及花粉管核蛋白提取技术，为自花结实分子育种提供了有力的技术支撑。
3、选育、推广苹果蔷薇科果树自花结实性品种。利用自花结实性综合评价技术挖掘白化结实苹果种质 4份、梨2份、樱桃1份；配置杂交组合，选育出自花结实优质苹果‘中苹1号’、‘岳冠’等，在北京、河北、辽宁等地示范推广10万余亩，经济效益每亩增加1000余元，有效推动当地果树产业轻简化生产进程，节本增效成效显著。
中国农业大学
2022-08-15
揭示植物基因表达在染色质水平调控的新机制
利用模式植物拟南芥为研究对象，通过对染色质结合的RNA的纯化及测序分析（CB-RNA-seq），研究团队的工作显示共转录剪接在目前已检测的物种中是普遍模式。同时，植物的共转录剪接存在几个重要的特征：首先, 共转录剪接的效率与特定内含子到基因3’端的距离正相关，与一些激活型的组蛋白修饰（H3K4me3/H3K9ac）负相关，暗示快速的转录起始及延伸不
南方科技大学
2021-04-14
西安交大科研人员发现金属韧脆转变新机制
拟南芥在植物研究领域具有崇高的地位，被科学家誉为“植物中的果蝇”。拟南芥的研究为粮食增产、农作物抗逆、植物保护等领域做出了重要贡献。全世界有近万家实验室正在对拟南芥进行遗传分析、基因克隆和功能基因组等科学研究。
西安交通大学
2021-09-10
混合导通机制鳍型栅场效应晶体管器件
本发明提供了一种混合导通机制鳍型栅场效应晶体管器件，包括鳍型栅场效应晶体管、第二源区与第二漏区；鳍型栅场效应晶体管包括衬底、鳍型沟道区、第一源区及第一漏区；第二源区的高度不低于第一源区与第一漏区之间的衬底的高度；第一源区与第一漏区中掺杂有第一离子；第二源区形成于衬底与第一源区之间，第二漏区形成于衬底与第一漏区之间，第二漏区与第二源区中分别掺杂有第一离子与第二离子。该方案解决了鳍型栅场效应晶体管的底部电流泄漏的问题，且通过增设第二源区和第二漏区，相当于在鳍型栅场效应晶体管的底部并联隧穿场效应晶体管器件结构，可以实现鳍型沟道扩散漂移电流和底部沟道带带隧穿电流混合导通，从而获得更优的超陡开关特性。
复旦大学
2021-01-12
微机制冷量热仪-鹤壁盛华煤质分析仪器
产品详细介绍标准配置： LR-4A量热仪主机、冷却器、联想电脑、打印机、充氧仪、氧弹 适用范围及标准： LR-4A量热仪采用并符GB/T213-2003《煤的发热量测定方法》的要求，该量热仪适用于煤炭、焦炭、石油及水泥黑生料等可燃物质的热值 技术参数： 测温范围：0℃~65℃ 测温分辨率：0.001℃ 样品量：0.5g~1.5g 自动调节内外桶水温 发热量测试精度：优于0.2％（苯甲酸） 电源：AC220V±10％,50Hz 自动定量水，定量误差：≤±1g 功率：200W 主要特点：1.LR-4A量热仪系统运行于WindowsXP及以上系统，界面友好，易学易用。2.LR-4A量热仪采用先进的电子制冷工艺，完全不受环境温度变化的影响，确保仪器内外筒温差符合国标要求。可连续长时间工作。3.LR-4A量热仪自动注水、排水、自动调水温，自动完成测试全过程并打印测试结果 4.LR-4A量热仪可作为单筒量热仪使用，亦可对两套量热弹筒进行异步操作。在进行双筒测控时，两套量热弹筒互不干扰，可随时进行其中一台量热仪的操作
鹤壁市盛华实验仪器厂
2021-08-23
物理所实现空气耦合的MHz频段高灵敏度超声波探测
高灵敏度、小型化的超声探测器在诸多方面发挥着重要应用，例如医学诊断、光声成像、无损检测等。目前，商用的超声波探测器主要采用压电换能器，但为了实现较高的灵敏度，往往需要较大的尺寸，其传感器的典型尺寸一般为毫米到厘米。
物理研究所
2022-10-26
一种研磨制备具有交换耦合作用的复合铁氧体粉末的方法
（专利号：ZL 201510381605.4） 简介：本发明公开了一种研磨制备具有交换耦合作用的复合铁氧体粉末的方法，属于磁性铁氧体制备技术领域。该方法采用的硬磁相是水热法制备的SrFe12O19铁氧体粉末，软磁相是熔盐法制备的Fe‑B粉末，硬磁相和软磁相按照质量比1:1的比例混合后，研磨10到30分钟，即可形成具有交换耦合作用、呈单一相磁行为的复合铁氧体粉末。该方法无需高温烧结即可产生交换耦合作用，因而对制备复合铁氧体具有重要的意义。
安徽工业大学
2021-04-11
曲面光学结构的多电荷耦合器件组自适应成像仪
本实用新型的曲面光学结构的多电荷耦合器件组自适应成像仪，属于图像信息获取和处理领域。其结 构为：3个CCD构成仿复眼的曲面结构，再分别连接到3个可编程视频信号处理芯片的模拟信号输入端；可编 程视频信号处理芯片的状态信息输出到复杂可编程逻辑电路(CLPC)中作为控制信号，而数据信号则经过上 述3个电可擦存储芯片分别输入到3个第一类DSP数字信号处理芯中，3个第一类DSP数字信号处理芯片的控制 信号输入到1个第二类DSP数字信号处理芯片做为片选信号和使能信号。该成像仪具有随光照条件改变自动 调节融合模式的成像功能，它不仅可以在正常光照条件下获取高对比度的图像，还可以在较弱光照条件下 获取高亮度敏感性的图像。
南京工程学院
2021-04-11
一种具有气动减阻效果的耦合仿生非光滑柔性表面贴膜
本发明公开了一种具有气动减阻效果的耦合仿生非光滑柔性表面贴膜。它包括柔性表面层、粘性液体、贴膜基体。柔性表面层与贴膜基体上均具有凹坑、凸包或沟槽的非光滑结构或者柔性表面层与贴膜基体均呈波浪状，柔性表面层的边壁与贴膜基体的边缘粘结为一体，二者之间形成密闭腔体，粘性液体填充在柔性表面层与贴膜基体之间。该贴膜通过设置仿生非光滑柔性表面，将该贴膜粘贴在汽车、高速列车以及城市地铁车身表面可以有效降低其气动阻力。
浙江大学
2021-04-11
耦合分子振子同步化的能量代价及其最优设计原理的研究
北京大学物理学院/定量生物学中心欧阳颀课题组在Nature Physics发表题为“The energy cost and optimal design for synchronization of coupled molecular oscillators”（文章网址：https://www.nature.com/articles/s41567-019-0701-7）文章，揭示了互相耦合的分子振子达到同步化所需的热力学代价，表明分子振子的同步化需要额外能量耗散，并揭示了能量耗散与所能达到的最优同步化效果及耦合的最佳设计之间的关系。 振子之间的同步化现象在自然界是非常普遍的现象，许多非线性理论与实验很好地回答了很大一部分非线性振子中的同步化问题。然而，对于分子振子而言，他们的振荡节律由随机的、大噪声的生化反应所决定，与之前相对成熟的非线性理论所涉及的情况有所不同。这类分子振子的同步化规律，尤其是同步化所需的热力学代价尚不明确。 欧阳颀课题组与美国IBM T. J. Waston 研究中心/北京大学定量生物学中心杰出访问教授的涂豫海教授展开合作研究，首次在理论上阐明了实现分子振子同步化所需的热力学代价。该研究提出一个简单而普适的随机理论模型，假设不同的分子振子之间被一些额外的分子间化学反应耦合起来从而使彼此的相位相互靠近，用以描述一般的可产生同步化振荡的分子振子。在这个理论模型中，研究者们找到了单分子稳定振荡状态的概率密度的解析解，由此计算了不同条件下的能量耗散，并通过平均场近似得到了该振荡出现同步化现象的条件。通过比较不同条件下的能量耗散，研究者发现，若要实现分子振荡的同步化，除去驱动单个分子振荡的能量以外，还必须要有一部分不为零的额外的能量耗散。除此以外，当外界条件给定能量耗散的大小时，虽然可以通过调整模型中的参数达到各种不同的同步化效果，但是可以达到的最优的同步化效果由给定的能量耗散所限制。当能量耗散小于一个临界值时（这个临界值大于驱动单个分子振荡的能量）同步化是不可能的，给定的能量耗散越大，所能达到的最优同步化效果越好。该结论具有一定的普适性。随后研究者在蓝藻的生物钟系统中检验了该理论，验证了生物体内的分子振荡体系确实需要额外的能量来实现同步化。 北京大学物理学院博士生，欧阳颀课题组的张东良为该文章的第一作者，涂豫海教授为通讯作者，合作者包括欧阳颀教授和美国加州圣地亚哥分校的博士后曹远胜博士。
北京大学
2021-04-11