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本發(fā)明提供了花生維生素E合成相關(guān)基因AhPK及其在提高植物維生素E含量和耐鹽性中的應(yīng)用，將該AhPK基因在花生中超量表達后，得到生育酚含量和活性最高的α生育酚含量顯著提高的轉(zhuǎn)基因植株。實驗證明，將本發(fā)明的AhPK基因超量表達可顯著提高花生葉片的維生素E含量，且可明顯增強轉(zhuǎn)基因花生種子的耐鹽性。本發(fā)明的蛋白及其編碼基因?qū)τ谥参锞S生素E合成機制的研究，以及提高植物的維生素E含量、活性和植株的抗逆性具有重要的理論及實際意義，應(yīng)用前景廣闊。

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯（graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn)了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復(fù)合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯（SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二維平面結(jié)構(gòu)。 獲得了可溶性石墨烯材料及柔性透明導(dǎo)電薄膜（圖 5）；制備了基于石墨烯的高穩(wěn)定性有機光伏電池及復(fù)合材料。 圖 5、基于石墨烯的透明電極材料 所研制的單壁碳納米管及石墨烯已用于數(shù)十家科研機構(gòu)的研究和相關(guān)產(chǎn)品/樣機的研制，包括應(yīng)用于國家 863 重大汽車電池項目（中科院物理所）和軍工衛(wèi)星電池項目（中國電子科技集團公司第十八研究所）等。已研制出晶體管、鋰離子電池、超級電容器（圖 6）以及高性能復(fù)合材料等多種產(chǎn)品，具有廣闊的應(yīng)用前景。

河海大學(xué)海洋學(xué)院王喜冬教授團隊在海盆-跨海盆尺度海氣相互作用對熱帶氣旋強度低頻變異的調(diào)制機理、鹽度障礙層變化機理及其對海氣相互作用的影響、衛(wèi)星海洋遙感數(shù)據(jù)重構(gòu)海洋三維溫鹽場等研究方面取得新進展。 熱帶氣旋強度尤其是迅速強化的預(yù)報是限制熱帶氣旋預(yù)報水平的一個瓶頸，是熱帶氣旋預(yù)報中面臨的最具挑戰(zhàn)的難題之一，課題組研究生開展了海盆-跨海盆尺度的海氣相互作用對熱帶氣旋強度低頻變異的調(diào)制機理研究。基于觀測和數(shù)值模擬試驗，發(fā)現(xiàn)冬季ENSO通過影響沃克環(huán)流和羅斯貝波列的傳播調(diào)制次年夏季北大西洋大氣海洋熱力和動力環(huán)境，進而影響北大西洋熱帶氣旋的數(shù)量和強度等。該研究成果強調(diào)了赤道東太平洋冬季海溫異常季節(jié)持續(xù)性效應(yīng)對北大西洋熱帶氣旋活動的重要性，為提高熱帶氣旋氣候預(yù)測能力提供了新的思路（Quan等，2019）；同時，也發(fā)現(xiàn)在夏季風(fēng)后的孟加拉灣，與ENSO相關(guān)的赤道東太平洋的海溫異常誘導(dǎo)了沃克環(huán)流和羅斯貝波列的變異，導(dǎo)致北印度洋熱帶和熱帶外的大氣和海洋狀態(tài)形成偶極子狀異常結(jié)構(gòu)，繼而誘導(dǎo)了熱帶氣旋生成位置的南北振蕩，伴隨熱帶氣旋生成位置的變化，熱帶氣旋的強度也隨之發(fā)生顯著的變化（Fan等，2019）。 印太暖池是引起全球氣候變化最為敏感的海域之一，大量的降雨在印太暖池近表層形成強的鹽度層結(jié)，誘導(dǎo)障礙層的發(fā)生，從而影響海氣相互作用，深入研究印太暖池鹽度障礙層變異規(guī)律及其控制機理對提高極端天氣和氣候事件的預(yù)測水平具有重要的科學(xué)意義。課題組成員提出了控制孟加拉灣障礙層年代際變化的機制，發(fā)現(xiàn)PDO通過影響沃克環(huán)流的年代際變化間接地調(diào)控孟加拉灣障礙層的年代際變化，而赤道印度洋羅斯貝波和孟加拉灣沿岸開爾文波在年代際尺度上對障礙層的變異影響較小；動力學(xué)分析顯示，淡水通量引起的卷挾和平流過程主導(dǎo)了孟加拉灣北部海域障礙層的年代際變化，而淡水通量和海表熱通量誘導(dǎo)的卷挾過程主導(dǎo)了孟加拉灣南部海域障礙層的年代際變化（Pang等，2019）。另外，還發(fā)現(xiàn)孟加拉灣北部深厚的障礙層對近二十年季風(fēng)后孟加拉灣熱帶強化率的變化有重要影響，顯著地促進了強化率的增加，這主要是因為近二十年熱帶氣旋軌跡向東北方向發(fā)生了偏移，孟加拉灣北部深厚的障礙層限制了熱帶氣旋誘導(dǎo)的海面冷卻，進而促進了熱帶氣旋的強化（Fan等，2020）。 衛(wèi)星遙感可以提供高時空分辨率的海表觀測數(shù)據(jù)，特別是微波遙感即使在熱帶氣旋期間也能獲得大量的觀測數(shù)據(jù)。然而，衛(wèi)星觀測資料只能提供海洋表層信息，如何有效地同化衛(wèi)星遙感資料從而獲得上層海洋熱鹽結(jié)構(gòu)是海洋數(shù)據(jù)同化領(lǐng)域中亟需解決的前沿難題。課題組根據(jù)不同海區(qū)的動力學(xué)特征，基于表面強迫準(zhǔn)地轉(zhuǎn)理論，從動力映射角度建立了海洋表層與次表層之間的關(guān)系模型，該技術(shù)可利用實時的衛(wèi)觀測海表溫度、海表鹽度和海面高度資料，快速地估計三維溫度、鹽度、密度和流速等海洋狀態(tài)（Chen等，2020）。

本發(fā)明提供了一種AMF+DSE組合菌劑及其在制備促進黃瓜生長與抗根結(jié)線蟲的制劑中的應(yīng)用，本發(fā)明設(shè)置不同的AMF+DSE組合對黃瓜進行接種試驗，分析了不同AMF+DSE組合的侵染率、叢枝著生率、叢枝類型等對黃瓜生長發(fā)育及其根結(jié)線蟲病害的影響。通過試驗結(jié)果確定最佳的抗南方根結(jié)線蟲的AMF+DSE組合為G.m+S.a+A.l+Ph.l，此組合處理的株高、莖粗、地上部干重、根系干重和單株產(chǎn)量最高、而病情指數(shù)最低，該最佳組合菌劑具有促進黃瓜生長與提高黃瓜植株抗根結(jié)線蟲的功效，本發(fā)明為進一步探索AMF和DSE的相互作用與機制提供了依據(jù)、奠定了基礎(chǔ)。

鹽堿、干旱、高溫、凍害和洪澇等逆境脅迫嚴重影響作物的正常生長發(fā)育，是造成農(nóng)作物減產(chǎn)和品質(zhì)下降的主要原因之一，嚴重影響 農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對于糧食作物和多數(shù)經(jīng)濟作物來說， 其功能葉片中的同化產(chǎn)物和衰老葉片中的營養(yǎng)物質(zhì)不斷向產(chǎn)量器官 的轉(zhuǎn)運，對作物產(chǎn)量和品質(zhì)性狀的形成具有重要的作用，作物的過早 衰老不僅直接影響糧食作物的產(chǎn)量和品質(zhì)等要素，對于綠葉類作物和 觀賞花卉還會影響到其貨架壽命以及觀賞價值等。 克隆葉片衰老和逆境抗性相關(guān)基因，并利用生物工程技術(shù)調(diào)控其 在主要經(jīng)濟作物中的表達方式和表達水平，是提高和穩(wěn)定作物產(chǎn)量、 改善作物品質(zhì)性狀的有效手段，具有重大的經(jīng)濟效益和社會效益。然 而，很多衰老或逆境抗性相關(guān)基因在植物細胞中高表達后，在增強轉(zhuǎn) 基因植株對特定脅迫的抗性、延緩植株衰老的同時，往往伴隨著對植 株正常生長和發(fā)育的不利影響，如導(dǎo)致植株矮小、生長遲緩或產(chǎn)量下 降等，導(dǎo)致該基因無法直接應(yīng)用于抗逆作物的培育。如果可以特異性 地表達這些基因，讓它們在特定的發(fā)育階段或脅迫條件下高表達，而 在正常的生長過程中維持在較低的基礎(chǔ)水平，可以大大提高它們在基 因工程中的應(yīng)用性。 課題組前期克隆了一個植物葉片衰老的負調(diào)控因子。在轉(zhuǎn)基因植 物中過表達該基因可以顯著延緩植物的衰老，并賦予植物對高鹽、干 旱等脅迫的抗性，但是，轉(zhuǎn)基因植物的生長發(fā)育受到明顯抑制，導(dǎo)致 該基因無法被直接應(yīng)用于抗逆作物的育種工作。課題組前期還分離鑒 定了一段含有 14 個氨基酸的多肽序列，命名為 WX01。我們對 WX01 的功能研究發(fā)現(xiàn)其包含獨特的蛋白降解信號，能夠響應(yīng)發(fā)育與環(huán)境信號，在轉(zhuǎn)錄后水平調(diào)控與它融合的目的蛋白的穩(wěn)定性，從而使目的蛋 白在光下正常旺盛生長的植株中降解、但在啟動衰老或者高鹽、高溫 和失水等多種逆境脅迫條件下特異積累。我們利用 WX01 與前述衰 老負調(diào)節(jié)因子構(gòu)建了融合基因 WX02，并轉(zhuǎn)入模式植物擬南芥中，發(fā) 現(xiàn)該融合基因可以恢復(fù)衰老負調(diào)節(jié)因子積累造成的植株矮小、生長抑 制的表型，但是保留了其延緩衰老、促進光合和提高轉(zhuǎn)基因植物對高 鹽、干旱等逆境脅迫的抗性的功能。課題組進一步將 WX02 融合基因 轉(zhuǎn)入經(jīng)濟作物大豆中進行功能驗證，獲得了可穩(wěn)定遺傳的多個株系單 拷貝純合轉(zhuǎn)基因大豆材料。對轉(zhuǎn)基因大豆的表型分析同樣證明， WX02 轉(zhuǎn)基因大豆對高鹽、干旱脅迫的抗性顯著提高。上述研究結(jié)果 表明 WX02 融合基因在抗逆轉(zhuǎn)基因作物新品種培育中具有重要的應(yīng) 用價值。圍繞該項目已經(jīng)申請了 2 項國家發(fā)明專利，1 項國際 PCT 專 利，其中 1 項國家發(fā)明專利已經(jīng)獲得授權(quán)。 

1991 年發(fā)現(xiàn)的碳納米管（CNT）以及 2004 年發(fā)現(xiàn)的石墨烯 （graphene），分別是一維和二維納米材料的典型代表，被認為是 21 世紀(jì)的戰(zhàn)略性材料。 本項目發(fā)明了一類新的催化劑和大量制備 SWNTs 的方法，實現(xiàn) 了高質(zhì)量單壁碳納米管的宏量制備（圖 1），純度達 70%以上，并達 到了產(chǎn)業(yè)化規(guī)模（達 200 公斤/年以上）。采用機械共混及"原位"聚合 等方法，使 SWNTs 有效地分散于高分子基質(zhì)中，獲得了以環(huán)氧樹脂、 ABS 及聚氨酯等為基質(zhì)材料，電導(dǎo)率達 0.2 S/cm、導(dǎo)電臨界含量僅為 0.06%、電磁屏蔽效果高達 49dB 的復(fù)合材料。 本項目首先發(fā)展了一種可大量制備的可溶性功能化石墨烯 （SPFGraphene）的方法，實現(xiàn)了石墨烯的百克級制備（圖 2）。通過 透射電子顯微鏡（圖 3）及原子力顯微鏡（圖 4）確定了石墨烯的二 維平面結(jié)構(gòu)。