1. 痛点问题 红球菌是具有高抗逆性（耐有机溶剂、耐高温、耐酸碱）的特殊放线菌，日本30年前首先使用红球菌高效催化丙烯腈水合生产丙烯酰胺——其聚合产物广泛用于石油开采、水处理、土壤改良剂等领域——迄今为止仍是工业生物技术领域最成功的案例之一。开发红球菌基因编辑方法，一方面可以实现红球菌细胞自身性能的按需调控（如敲除副产物基因），解决丙烯酰胺、丙烯酸铵等酰胺、羧酸类大宗/精细化学品生产中的高成本和高排放问题，另一方面有望以红球菌细胞为普适性宿主，高表达各种外源功能酶，从而实现重组红球菌全细胞催化技术的普遍应用，尤其是解决手性医药中间体现有制备工艺中路线长、工艺复杂、原子经济性差、环境污染严重等各种主要问题。但是，作为一种革兰氏阳性放线菌，红色红球菌存在基因组中GC含量高、基因转化率低、非法重组严重等问题，基因组改造困难。目前红色红球菌基因组改造主要依赖于自杀质粒介导的同源重组，但自杀质粒转化效率和单交换成功率很低，正确编辑率更低。因此，迫切需要开发高效的红球菌基因组编辑工具。 2. 解决方案 本技术核心成果是一种基于CRISPR（成簇规律间隔短回文序列）-Cas9（DNA剪切蛋白）技术的红色红球菌基因组高效编辑方法。该技术通过红色红球菌特有启动子及质粒元件，首先实现了Cas9蛋白在红色红球菌中的表达及切割功能；其次成功规避了红球菌的限制修饰系统，将红色红球菌基因转化效率提高了80多倍；接下来，又通过红球菌重组酶的引入，显著提高了外源基因在红色红球菌中的同源重组效率，最终率先成功建立红色红球菌的CRISPR/Cas9基因编辑系统，不仅可以实现基因组上目标基因的敲除、替换和改造，也可实现多个基因的同时敲除以及无痕叠加敲除，为红球菌全细胞催化平台技术开发及其在化学品绿色先进制造中的应用奠定了坚实基础。 合作需求 开展合作开发、技术许可等，寻求有志于生物制药、生物合成、石油开采、日化洗涤等不同应用领域进行红球菌全细胞催化法生产目标产品的企业合作，尤其是在上述不同领域具有生产和销售优势或经验的企业。

该成果于 2012 年获江苏省科技进步一等奖。本研究成果已在国家南水北调东线工程 48座大型泵站得到应用，经第三方机构检测，南水北调东线一期工程 15 座新建泵站设计扬程工况泵装置效率的平均值达到 77.4％，较采用传统设计理论设计的泵装置效率的整体水平提高了 7 个百分点，彻底改变了 21 世纪初我国大型泵站的泵装置效率在 70％上下徘徊不前的局面。南水北调宝应站现场运行测试表明，泵机组运行稳定，泵装置效率达到 82.8％，创我国泵站建设史上的最高记录。

铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池 铜铟镓硒（CIGS）薄膜太阳电池是在玻璃衬底，或者是在不锈钢箔、塑料等柔性衬底上沉积5层薄膜的太阳电池。 1）转换效率是薄膜电池之首（η = 20.8%），超过多晶硅太阳电池； 2）性能稳定不衰退； 3）成本低廉：在廉价衬底上以低衬底温度下沉积厚度3～4 微米薄膜，全部生产可在一个车间内完成，低的材料成本与制造成本。 4）可制备成柔性太阳电池，不怕摔碰，功率

成果涉及自主创新研发了多种针对汽车变速器核心零部件的关键设计技术。攻克了变速器壳体、同步器和齿轮传动系统的设计难关，填补了多项我国汽车变速器开发技术空白，突破了汽车发达国家的技术封锁与垄断，取得了具有国际先206进水平的创新成果。 

国家十五科技攻关项目、国家产业化示范工程成果大型能源化工设备工程监测与故障诊断系统 Net-EASY，针对流程工业中的大型旋转机组如汽轮机组、压缩机组、发电机组等，进行状态监测、信号分析、故障诊断、信息积累和远程维护，捕捉机组的运行隐患，做到机组故障早发现、早诊断和早预防，以消除灾难故障，避免严重故障，减少一般故障，提高企业生产效益。系统以数据库和网络为核心，将状态监测技术、故障诊断技术以及专家知识等有机结合起来，既解决了设备状态信息在企业中共享的问题，又促进了专家的专业知识与企业生产实际之间的紧密结合，为设备的运行维护提供了一揽子解决方案。 

脑深部神经网络存在的微环境是人类尚未踏足的纳米尺度超微结构空间。课题组发明了新型检测技术，解密了该空间结构特征，发现脑内新分区引流系统，提出了脑分区稳态理论，新方法已在多个前沿领域得到实际应用。

1 成果简介我国山区河流众多，许多河流的河床侵蚀下切，并以溯源冲刷方式传播到上游沟谷，引起沟坡增大，岸坡失稳和整个流域的土壤侵蚀，在汛期暴雨作用下，常常引发崩塌、滑坡和泥石流等自然灾害。阶梯深潭系统是山区河流中常见的一种河流地貌形态，由一段陡坡和一段缓坡相间组成，在纵剖面上呈阶梯状。天然阶梯深潭系统是在水流冲刷过程中自然形成的，是一种增加河床阻力、消减水流能量、抑制河床侵蚀下切的健康河床结构，这种结构在自然界具有较大的稳定性。然而，自然发育阶梯-深潭系统往往需要经过较长的时间，在具备一定条件的山区河流，模仿天然阶梯深潭系统建造人工阶梯深潭系统，也可以取得控制河流下切、避免或减少地质灾害的效果。自 2006 年开始，清华大学先后在云南、四川、甘肃等省，开展了人工阶梯深潭系统在山区河流治理方面的野外试验研究。研究成果显示，人工阶梯深潭系统不仅能够有效地控制河流（沟谷）下切、改善河流生态环境，对于泥石流灾害也具有明显的防治作用。目前，对于阶梯深潭系统发育程度（河床结构强度）的研究正在进一步量化；同时研制了一批专用的测量工具，如用于测量河床结构的“ 河床结构测量排” 、用于阶梯深潭系统流速场测量的“ 湍流脉动流速仪” 等；阶梯深潭系统的消能减灾机理研究正在不断深入。通过对阶梯深潭系统生物栖息地多样性的定量研究，采用大型无脊椎底栖动物对山区河流的生态多样性进行评价，为山区河流生态评价量化指标体系的建立奠定了基础。  治理前                                              治理后生态条件改善，河床稳定 图 1 吊嘎河人工阶梯深潭治理前后  修建前沟道内碎石散乱                            修建后沙石沉积水沙分离，控制了泥石流发生 图 2 建造人工阶梯-深潭系统前后的文家沟  汛期前                                                  汛期后阶梯深潭系统泥沙淤埋 图 3 拦山沟人工阶梯-深潭系统治理汛期前后2 应用说明实例 1：云南东川市吊嘎河（小江流域支流）人工阶梯深潭方法试验。近年来吊嘎河的河床下切迅速，同时带来了一系列的地质灾害与生态环境问题。 2006 年，课题组在吊嘎河设立了试验站，开展了人工阶梯深潭方法试验研究。试验结果表明，试验段水面面积有所增大，河床底质、水深和流速多样性也得到提升，河床侵蚀下切得到有效控制，维持了较为稳定的河床环境。人工阶梯和深潭段的河床底质、流速和水深环境交替出现，在空间层次上塑造了富于变化和多样性的水生动物栖息环境。对大型底栖无脊椎动物的采样及评价结果显示，人工阶梯深潭布置后，随着水生栖息地多样性增加，单位面积底栖动物密度、物种丰度及生物群落多样性指数均呈上升趋势，水生生态得到改善。吊嘎河的试验成果，还为 2009年以来采用人工阶梯深潭方法治理泥石流奠定了基础。 实例 2：四川省绵竹市清平乡文家沟滑坡堆积体泥石流治理方法试验。文家沟滑坡是汶川地震造成的第二大滑坡，滑坡堆积体总量达 8160 万方，文家沟内堆积体厚度达 20-180 米。2008 年暴雨在滑坡体上形成深达 50 米的 V 型冲沟，并引发了多次泥石流灾害。暴雨使沟床不断下切，两岸坡度变陡而坍塌，碎屑物进入水流就形成泥石流。 2009 年，课题组在文家沟滑坡体上的冲沟内建造了 33 级人工阶梯深潭对泥石流进行治理，取得了良好的效果。所建造的人工阶梯深潭试验工程虽然十分简易、单薄，但是工程造成的巨大阻力消减了水流能量，使沙石沉积、水沙分离，成功地控制了沟床下切，对于控制泥石流发挥了重要作用，避免了泥石流灾害的发生。 实例 3：甘肃省礼县拦山沟泥石流治理。长江上游白龙江、西汉水等流域是典型的干旱河谷，其特点是高原上深切宽阔河谷，河谷比周围高原明显干旱。区域内植被覆盖度低，由于长期干旱和风化，流域内积累了大量的土石碎屑，遭遇突发暴雨时可能发生滑坡和特大泥石流，对城镇和村庄造成极大威胁。甘肃武都地区礼县的拦山沟是西汉水的支流，由于沟谷深切，侵蚀极为强烈，泥石流常常发生，据调查沟口泥石流堆积泥沙约 170 万吨。 2009 年 6月课题组在拦山沟开展了泥石流治理试验，建造了 17 级人工阶梯深潭试验工程。试验结果表明，沟道在人工阶梯深潭系统的保护下不再下切，维持了沟岸的稳定，且阶梯深潭系统消散水流能量，使得泥石流不能起动，当年 6、 7、 8 月降雨 196.8 mm，其中最大日降雨量达31.9 mm， 拦山沟仅有不足 100 吨泥沙物质进入西汉水，达到了控制泥石流的目标。3 效益分析阶梯深潭系统发育较好的山溪常常伴随着良好的河流生态环境和优美的溪流景观，因此仿照天然的人工阶梯深潭系统常用于河流的生态修复与景观塑造，用于山溪森林公园建设可带来额外的休闲旅游经济收益。4 合作方式技术转让或合作开发，商谈。5 所属行业领域能源环境。