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《科技導報》2025年第19期出版了“作物耐鹽堿等環境脅迫遺傳改良專題”,刊登了《 》《 》《 》等文章。
面對土壤鹽漬化對糧食安全的重大威脅,本期文章探討了小麥耐鹽性研究的現狀與未來。梳理了耐鹽生理與分子機制、基因挖掘策略等,介紹了通過分子設計育種培育出的多性狀協同改良品種,以及利用創新選擇方法在旱堿地成功選育的新品種。這些工作體現了從種質資源鑒定、基因挖掘到新品種培育的創新鏈條。這些研究不僅為鹽堿地小麥生產提供了切實的品種與技術方案,也展現了面對農業重大挑戰時,針對性育種策略的強大生命力。
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卷首語
01
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毛新平
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作者簡介:毛新平,北京科技大學碳中和研究院,中國工程院院士。金屬壓力加工專家,現任北京科技大學碳中和研究院院長。研究方向為先進鋼鐵材料及其低碳制備。
毛新平. 鍛造綠色鋼鐵新質生產力:可持續鋼鐵材料的技術攻堅與產業突圍[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 1-2.
鋼鐵材料作為工業根基,其可持續發展既是全球產業競爭的焦點,更是保障國家資源安全、踐行綠色發展的關鍵,對現代化建設至關重要。中國鋼鐵工業發展可持續鋼鐵材料具有戰略意義,并面臨技術挑戰,而破解瓶頸、應對壓力的根本出路在于鍛造綠色鋼鐵新質生產力,即聚焦可持續鋼鐵材料的技術攻堅。其核心在于解決殘余元素帶來的三大科學與技術挑戰(①殘余元素的去除②殘余元素的賦存狀態及構效關系③面向鋼鐵材料可持續發展的新材料新工藝設計),從而實現從“廢鋼循環”到“高品質綠色鋼鐵”的產業突圍,搶占未來競爭制高點。
科技評論
02
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程序,朱萬斌,王洪亮
作者簡介:程序,中國農業大學生物質工程中心,教授,研究方向為生物質工程,可持續農業與農村發展。
程序, 朱萬斌, 王洪亮. 現代農業“點金術”——生物質產業[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 16?22.
為解決中國農業長期存在的產品價值低、產業弱質化問題,必須通過發展“農業生物質制造”這一新興產業,將農林廢棄物轉化為高價值能源、材料和化學品,以此創造農業新質生產力,并推動一二三產業融合。
本文 闡述了“生物質制造”( 以農林生物質為原料, 通過生物化學/物理手段轉化的生物能源、材料和化學品的制造業 )概念,并通過國際對比,說明提升生物質價值(Valorization) 是前沿方向; 分析當前生物質“點金”的機遇( “綠色”價值可“變現”,碳關稅形成外部壓力 ),重點介紹了關鍵的熱化學轉化等技術突破(① 高價值成分提取② 生物質氣化-合成技術③三 素分離利用技術 ); 論證該產業能形成新質生產力的兩個關鍵條件(巨大市場和農民可廣泛參與);最后提出對生物質應用的重新定位( 傳統能源替代→生 產高價值的生物基化學品和材料 )。
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生物質化工與石油化工/煤化工的對比
本刊專稿
03
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宋學軍
作者簡介:宋學軍,南方科技大學醫學院醫學神經科學系,南方科技大學疼痛醫學中心,教授,研究方向為感覺和認知神經科學。
宋學軍. 意識消失和重啟的生物學原理及其應用前景[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 23?29.
深刻認識大腦意識消失和重新獲得的分子神經機制對意識障礙和有關腦疾病的防治至關重要,對超級人工智能的發展具有重大意義。
本文 梳理了以全身麻醉為模型研究意識問題的科學進展,在指出傳統理論( 脂質學說、特異性蛋白質靶點學說、神經網絡學說 )局限性的基礎上,重點介紹了一項里程碑式的新發現——“意識主動重啟理論”,該理論揭示了大腦通過丘腦特定核團的分子機制(KCC2降解)主動驅動意識恢復的內在過程。這一突破不僅挑戰了延續近180年的意識“被動恢復”觀點,為理解意識的生物學基礎開辟了新路徑,也對未來治療意識障礙相關腦疾病及發展人工智能具有重要的理論和應用價值。
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麻醉狀態下意識主動重啟理論示意
特色專題
04
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趙補全、要星宇、葉興國、唐華麗、張雙喜
作者簡介:趙補全,寧夏大學農學院、中國農業科學院作物科學研究所、寧夏農林科學院農作物研究所,碩士研究生,研究方向為小麥分子育種;唐華麗(通信作者),中國農業科學院作物科學研究所,助理研究員,研究方向為小麥分子育種;張雙喜(共同通信作者),寧夏農林科學院農作物研究所,研究員,研究方向為小麥遺傳育種。
趙補全, 要星宇, 葉興國, 等. 小麥耐鹽基因挖掘和種質鑒定及創制研究[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 30?43.
小麥生產受到土壤鹽漬化的嚴重威脅,耐鹽性與產量等農藝性狀協同優化和鹽脅迫響應復雜性是主要挑戰。
本文綜述小麥耐鹽性研究的生理(滲透調節、離子平衡、抗氧化防御)與分子(激素信號通路、基因調控網絡)機制,總結了耐鹽基因挖掘和遺傳改良的最新進展與育種實踐,并深入分析了當前研究面臨的挑戰(機制復雜性、基因驗證難、農藝性狀協同改良矛盾等)。文章旨在為通過多學科交叉與技術創新,定向培育耐鹽高產小麥新品種,以應對土壤鹽漬化、保障糧食安全提供全面的科學參考和戰略方向。
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植物中的鹽脅迫信號通路
05
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于立強、李輝利、張娟、趙軍濤、郭憲瑞、于廣軍、周陽、張宏軍
作者簡介:于立強,石家莊市農林科學研究院趙縣實驗基地,副研究員,研究方向為小麥育種;周陽(通信作者),中國農業科學院作物科學研究所,研究員,研究方向為小麥遺傳育種;張宏軍(共同通信作者),中國農業科學院作物科學研究所,研究員,研究方向為小麥分子育種。
于立強, 李輝利, 張娟, 等. 節水高產抗寒耐鹽堿小麥品種輪選103及其育種技術[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 63?68.
培育節水、高產、抗寒、抗倒伏、早熟小麥新品種是中國北方冬麥區重要育種目標。“ 輪選103” 抗寒、 耐鹽堿,本文總結其選育過程,通過展示如何從實際生產問題出發,通過精準的親本分析、關鍵基因的分子標記輔助選擇及多環境定向篩選,成功實現多個優異性狀的協同改良。該案例為針對特定生態區需求開展目標導向的現代小麥育種提供了可借鑒的成功范式與實踐經驗。
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輪選103苗期耐鹽性鑒定
06
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鄒景偉、王偉偉、張玉杰、于亮、朱玉、羅政輝、趙振杰、劉永偉、鈕力亞
作者簡介:鄒景偉,滄州市農林科學院河北省旱堿麥重點實驗室,助理研究員,研究方向為小麥耐鹽堿育種與分子解析;鈕力亞(通信作者),滄州市農林科學院河北省旱堿麥重點實驗室,副研究員,研究方向為小麥育種與遺傳改良。
鄒景偉, 王偉偉, 張玉杰, 等. 抗旱耐鹽堿小麥新品種滄麥17的選育及高效種植技術[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 69?75.
滄麥17是滄州市農林科學院利用設施鹽池,經過多年的抗旱耐鹽性鑒定,選育出的抗旱耐鹽堿小麥新品種。
本文展示了以抗旱耐鹽親本為基礎,通過獨特的“水旱兩圃平行交替選擇育種法” 定向選育,最終培育出這一在抗旱、耐鹽堿、抗寒、穩產等方面表現突出的新品種的全過程,為類似生態區的小麥抗逆育種及鹽堿地開發利用提供了具體的品種范例與實踐借鑒。
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滄麥17田間表現及籽粒
研究論文
07
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陸洲,朱嘉樂,周鑫,趙璐,張素銀,馮旭輝,蔡培慶,魏欽華,尹航,秦來順
作者簡介:陸洲,浙江工業大學材料科學與工程學院,碩士研究生,研究方向為鈣鈦礦發光材料;尹航(通信作者),中國計量大學材料與化學學院特聘副教授,CSC公派赴隆德大學訪問學者,研究方向為閃爍晶體的載流子動力學。
陸洲, 朱嘉樂, 周鑫, 等. 陽離子協同取代策略助力錫基鈣鈦礦發光調控[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 95?105.
216 型金屬鹵化物鈣鈦礦(即 A2BX6)因其優異的環境友好性和光電性質受到廣泛關注。然而,帶隙寬、成本高、發光性能差等因素限制了此類材料在光電領域的進一步應用。為實現 216 型錫基鈣鈦礦光學性能的優化調控,協同取代 A 位和 B 位陽離子成為了一種有效策略。本文研究團隊采用溶液結晶法,在不同溫度條件下成功合成了 Bi3+摻雜的 Cs2SnCl6 和(BTP)2SnCl6 (BTP+ =C25H22P+ )粉末晶體。研究發現,后者因更大的A位陽離子引發更強的晶格孤立效應,從而顯著改變了其自陷激子發光的Stokes位移、壽命等性質。該機制成功應用于雙色防偽印章,為材料設計提供了新思路。
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A2SnCl6: xBi3+的合成優化工藝與晶體形貌
08
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李曉燁、呂其英、王征、王琳
作者簡介:李曉燁,華中科技大學同濟醫學院協和醫院組織工程與再生醫學研究中心,碩士研究生,研究方向為生物醫學傳感系統;王琳(通信作者),華中科技大學同濟醫學院協和醫院組織工程與再生醫學研究中心、華中科技大學同濟醫學院協和醫院臨床檢驗科,教授,研究方向為再生醫學和腫瘤免疫。
李曉燁, 呂其英, 王征, 等. 自驅動納米發電機及其生物醫學應用研究[J]. 科技導報, 2025, 43(19): 106?124.
傳統電池為穿戴/植入式醫療設備供電存在硬度大、需更換、有泄漏風險等問題,而自供電技術可以作為解決方案。本文介紹了壓電納米發電機(基于壓電效應,利用壓電材料在機械應力作用下發生形變產生電勢差,從而將機械能轉化為電能)和摩擦納米發電機(利用兩種不同材料接觸分離時產生的電荷轉移效應發電)的工作原理、材料體系(無機、有機、復合)及其在穿戴式和植入式醫療設備中作為自供電電源的多樣化應用,旨在展示該技術如何解決傳統電池供電的瓶頸。同時,文章也客觀分析了該領域在器件集成、效率提升、生物安全性驗證及臨床轉化等方面面臨的挑戰,為其未來發展提供了清晰的路徑參考。
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納米發電機在生物醫學治療和健康管理中的應用
科技人文
09
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歐七斤
作者簡介:歐七斤,上海交通大學檔案文博管理中心,研究館員,研究方向為大學校史志鑒等。
歐七斤.追蹤“錢學森之問”:版本流變及各方解答[J].科技導報,2025,43(19):133-136.
“錢學森之問”是21世紀以來教育界一個令人矚目的“現象級”事件。本文通過對“錢學森之問”的原始提法、形成過程(“為什么我們的學校總是培養不出杰出人才?”)、版本流變進行細致的學術考辨,澄清了其本源與流傳中的差異,并系統梳理了各方對此的解答(去行政化、領軍人才培養、教學模式改革、選拔機制多元化、基礎教育改革、系統工程等不同角度)。文章旨在厘清這一重大教育命題的討論基點,展現其引發的多層次、多角度的深入思考與實踐探索,最終將其定位為一個推動中國創新型杰出人才培養模式持續反思與改革的、開放性的系統工程問題。
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圖片來源:央視新聞
本期科技新聞
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