研究团队利用能谷-赝自旋耦合原理，在绝缘层硅（SOI，silicon-on-insulator）上制备出能谷光子晶体平板。该拓扑光学结构具有~40nm的特征尺寸，其光子模式（因工作于光锥以下）能够较好地局域在平板内，抑制了平板外损耗。他们制备了直线形、Z形和Ω形等三种拓扑光学通道，测量出高透平顶透射光谱带，证实了近红外波段下拓扑保护的宽带抗散射传输。采用硅微盘技术产生相位涡旋源，无需低温和强磁等极端环境，实现了拓扑界面态的选择性激发，实现了亚微米量级耦合长度的宽带光子路由行为，验证了能谷-赝自旋耦合等拓扑光学原理。在硅基平台上证实拓扑光子学原理，是目前国际学术前沿的聚焦度较高的领域之一。研究团队过去在拓扑光子学原理方面的工作，多次引起国际同行关注，论文入选ESI高被引。该工作中，他们深入系统地发展出硅基拓扑光学等关键理论，攻克了数十纳米加工工艺等关键技术，率先在硅基光子平台与拓扑光子学之间建立了联系，突破了单一自由度调控的传统框架，提出了硅基中多自由度耦合的多维调控新机制，为微纳光学与光子学、光二极管等关键光子芯片器件、混合集成光子学、高保真光量子信息光学、非线性光学等领域，提供了新方法和新思路。

材料学

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我校生命科学学院钟伯坚教授研究组联合自然资源部第一海洋研究所等科研单位，对南极海冰生态系统特有的南极衣藻进行了基因组适应性进化研究，为理解南极植物适应极端环境的分子机制提供崭新的思路。 该研究利用三代PacBio测序、二代Illumina测序、10× Genomics和高通量染色体构象捕获技术（Hi-C）获得了南极衣藻高质量的全基因组序列，其基因组总长度为541.86Mb（Scaffold N50达到19.23Mb）。南极衣藻基因组是目前已知最大的绿藻基因组，其基因数目也是绿藻基因组中最多的，共编码19870个基因。基因组结构分析发现重复序列占其基因组序列的63.78%，重复序列含量为已发表绿藻基因组中最高。转座元件（TE）是基因组重复序列的主要组成部分，占整个基因组序列的40.67%。分析表明南极衣藻的反转录转座子发生了明显的扩张，是造成其基因组增大的主要原因。 本研究估算了南极衣藻的分化时间大约为34个百万年，与德雷克海峡开放导致南极极端低温形成的时期一致，推测南极衣藻的起源与南极极端低温的形成有关。研究发现南极衣藻通过水平基因转移的方式获得了冰结合蛋白，该蛋白可以与小的冰晶结合，具有抑制冰结晶和生长的功能。通过进一步的功能实验证实了南极衣藻中的冰结合蛋白具有提高生物抗冻能力的作用。因此，推测冰结合蛋白的获得对南极衣藻避免冰冻损伤和适应海冰中极端低温的环境十分重要。

植株高大，中大茎；节间园筒形，有短浅芽沟；蔗茎均匀，叶鞘黄绿，易脱叶，57号毛群不发达；叶片浓绿，叶片较长；内叶耳为三角形。萌芽快而整齐，出苗率较高，分蘖较早，分蘖力较强，主茎和分蘖差异小。前中期生长快、中后期生长稳健，宿根性能较好。抗黑穗病，中抗花叶病，抗旱性较强。属中熟、高糖、丰产品种。

丁醇是一种重要的化工有机溶剂，也是一种极具潜力的新型生物燃料。本项目从实验室保藏的丙酮丁醇梭菌中筛选出能较好利用糖质原料的菌种Clostridium saccharobutylicum 进行糖蜜、纤维素水解液等糖质原料的丙酮丁醇发酵。以糖蜜为原料，半连续发酵稳定持续 8 d (205 h，26 循环)，2 级罐的平均总溶剂为 15.27 g/L，生产强度为 1.05 g/L/h，发酵时间缩短为 21-25 h；在连续发酵中稳定持续160 h，平均总溶剂为12.41 g/L，生产强度为1.24 g/L/h。以玉米秸秆水解液为原料，在 3-L 发酵罐中发酵培养 40 h，总溶剂 16.1 g·L-1，其中丁醇 10.59 g·L-1，发酵强度为 0.40 g·L-1·h-1，生产率为 0.33 g·g-1；采用变温连续发酵持续稳定 269 h，平均总溶剂为 12.28 g·L-1（其中丁醇8.50 g·L-1），发酵强度为 0.429 g·L-1·h-1。

农业废弃物中富含木糖，木糖以大分子的木聚糖的形式广泛存在于植物半纤维素中，可通过水解等农林业副产物如玉米芯等获得。如何利用廉价农业废弃物中木糖发酵生产高附加值产物具有重要前景。本实验室通过多年研究，挖掘出具有自主知识产权的可高效利用木糖生产γ氨基丁酸（GABA)的乳酸菌,L. buchneri WPZ001 可利用木糖或玉米芯水解液为碳源生长并高产 GABA。GABA 是中枢神经系统中一种抑制性神经递质,在保健食品及饲料添加剂中用途广泛，而目前其生产方法均为利用葡萄糖发酵生产。 本研究室研究发现：L. buchneri WPZ001 在以木糖为碳源的培养基中的生长和 GABA 合成情况均优于葡萄糖，在分别以木糖和玉米芯稀硫酸水解液为碳源的 1 L 规模的静置发酵中，48 h 的 GABA 产量分别可达 70.1 g/L 和 61.2 g/L，优化后，GABA 产量进一步提升到 313.1 g/L。本技术以富含木糖的农业废弃物为原料生产 GABA 的，不仅有助于降低 GABA 生产成本，还对再生资源的利用具有重要意义。 

2020年2月4日上海复旦大学公共卫生学院张永振团队在《自然》杂志发表了与中国呼吸道疾病爆发相关的病毒的基因组序列，该病毒基因组从就职于出现首批患者的海鲜市场的一名病人身上获得。基因组分析显示，该病毒与此前在中国蝙蝠体内找到的一组SARS样冠状病毒密切相关。 张永振及同事研究了一名41岁的男性海鲜市场工人，其于2019年12月26日在武汉一家医院住院，表现出呼吸系统疾病症状，包括发烧、胸闷和咳嗽。联合使用抗生素、抗病毒药和糖皮质激素进行治疗，但患者表现出呼吸衰竭，治疗三天后病情无改善。团队对从患者收集的支气管肺泡灌洗液（肺分泌物）进行了基因组测序。他们鉴定出了一种新型病毒，并发现该病毒基因组与蝙蝠体内发现的SARS样冠状病毒有89.1%的核苷酸相似性。尽管从单个患者的分析中不可能得出该冠状病毒是当前疫情爆发原因的结论，不过团队的这些发现已被针对其他患者的独立调查研究证实。 

截止到2020年3月3日11时23分，我国累计已有新冠肺炎病例80302例，死亡2947人。我国的疫情防控已渐渐向好，但其它多个国家的疫情则呈快速上升和爆发趋势，引起了强烈关注，世界卫生组织总干事谭德赛28日在日内瓦宣布将新冠肺炎疫情全球风险级别由此前的高上调至非常高。基于流行病学数据，多名国内外专家预计新冠肺炎可能会长期流行。为了实现最终的有效防控，新冠肺炎的基础研究必须要迅速得到加强，其中尤为重要的两个方面是：1.对新冠肺炎康复人员血清中病毒特异性抗体的系统性分析；2.对病原-宿主相互作用的全局性研究。通过这些研究将可提供全面的免疫响应数据及提示病毒蛋白质的功能，为疫苗研发、中和抗体制备以及药物靶点的确定提供重要线索，进而加速新冠肺炎关键研究的进程。系统性的分析需要强力工具，包含新型冠状病毒（SARS-CoV-2）绝大多少甚至所有蛋白质的蛋白质组芯片是一个极佳的选项。据BioArt独家消息，上海交通大学系统生物医学研究院陶生策团队传来好消息。该团队对新型冠状病毒的全部27个预测的基因进行了密码子优化，并通过全基因合成得到了一套完整的表达克隆。经过多轮优化，到目前为止已成功表达纯化了其中的17个蛋白质，同时整合其他来源，该团队最终获得了20个新型冠状病毒的蛋白质。在此基础上于3月2日14时14分完成了首款新型冠状病毒蛋白质组芯片的构建（图1）。图1. 新型冠状病毒蛋白质组芯片。A. 芯片整体质控。一张芯片上有14个相同的点阵，可最多用于14个样本的同步分析；B. 点阵中蛋白质的排布；C. 实际样本的初步测试结果。新型冠状病毒蛋白质组芯片对于深入研究病毒-宿主相互作用、病人的病毒特异性血清反应、疫苗效果等具有重要价值。该团队将秉持开放的心态，积极地与相关科研团队和科技企业合作，争取在最短的时间内最大程度地发挥蛋白质组芯片的高通量全局性分析优势，以期对疫情防控有所帮助。该芯片的主要应用点包括但不限于：1. 血清学分析。采用该芯片分析病人和康复人员血清或血浆，可全面地研究新型冠状病毒引发的病毒特异性抗体响应及其动态变化，将帮助我们理解机体的免疫响应过程，发现病毒的优势蛋白抗原，对确定哪些康复人员的血浆有更好的保护效果可能也会有帮助。2. 疫苗评估。疫苗的作用是预先建立免疫防御能力。无论是动物实验或是临床试验，动态监控疫苗注射后血清中针对各种蛋白组分的抗体水平，并将其与防御能力进行关联分析，将助力疫苗的筛选和前期评估，加速疫苗的开发进程。3. 病毒-宿主相互作用研究。利用该芯片可在全局水平上进行宿主关键蛋白与病毒蛋白质相互作用研究、翻译后修饰调控研究，以助力对病毒侵染、复制合成等关键机制的揭示，并给出有潜力的靶蛋白用于药物开发研究。该团队积极响应国家号召，把研究成果第一时间公开，希望能有助于疫情防控，详细数据和进一步结果将会在近期发布。