2006年中國(guó)高校十大科技進(jìn)展情況(下)

    南京大學(xué)數(shù)理領(lǐng)域

    銀河系英仙臂距離的高精度測(cè)定

    本項(xiàng)目解決了天文學(xué)領(lǐng)域英仙臂距離的長(zhǎng)期爭(zhēng)論，所測(cè)得這個(gè)分子云核的三維運(yùn)動(dòng)速度有力地證明了銀河系密度波理論

    南京大學(xué)鄭興武教授、徐燁博士與美國(guó)、德國(guó)科學(xué)家合作，精確地測(cè)定了銀河系旋渦結(jié)構(gòu)中離太陽(yáng)最近的英仙臂中一個(gè)大質(zhì)量分子云核的距離和運(yùn)動(dòng)速度，解決了天文學(xué)領(lǐng)域英仙臂距離的長(zhǎng)期爭(zhēng)論，所測(cè)得這個(gè)分子云核的三維運(yùn)動(dòng)速度有力地證明了銀河系密度波理論。在2006年1月6日出版的《科學(xué)》雜志上登載了這四位科學(xué)家的論文，他們的成果同時(shí)展現(xiàn)在這期雜志的封面上?！犊茖W(xué)》雜志封面上的文章通常是該雜志內(nèi)容文章中最有意思、意義最為重大的一篇。這是以中國(guó)天文學(xué)家為第一作者的研究成果第一次出現(xiàn)在該雜志的封面上。

    銀河系是我們?nèi)祟惥幼〉男窍?。人們雖然能夠很容易地用望遠(yuǎn)鏡觀測(cè)到非常壯觀的河外旋渦星系，卻很難看清銀河系的真面貌。這是由于銀道面上有大量塵埃的遮擋，即使是世界上最大的光學(xué)望遠(yuǎn)鏡也不可能測(cè)量銀道面上幾千光年以外天體的距離。過去由于不能直接測(cè)量較遠(yuǎn)距離天體的距離，往往通過建立某種模型來(lái)構(gòu)架銀河系的旋渦結(jié)構(gòu)?，F(xiàn)代天體物理學(xué)的發(fā)展顯示出這種模型的局限性。

    徐燁博士、鄭興武教授與美國(guó)哈佛－斯密松天體物理中心的MarkReid博士和德國(guó)馬普射電天文研究所的KarlMenten教授四位科學(xué)家利用等效口徑約為8000多公里、目前世界上分辨最高的甚長(zhǎng)基線干涉射電望遠(yuǎn)鏡，在2003年7月至2004年7月一年之內(nèi)5次觀測(cè)英仙臂中一個(gè)大質(zhì)量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射。在解決了一系列具有挑戰(zhàn)性的觀測(cè)技術(shù)難題后，他們用日地距離為基線的三角視差方法精確測(cè)量了這個(gè)分子云離地球的距離（約6370光年）和運(yùn)動(dòng)速度。這是有史以來(lái)天文學(xué)中精度最高的距離測(cè)量，所得結(jié)果與銀河系旋渦結(jié)構(gòu)的密度波理論預(yù)計(jì)的速度場(chǎng)基本一致。這意味著人類能夠直接測(cè)量銀河系的大小和它的運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，對(duì)精確測(cè)量宇宙的大小和年齡具有重要的意義。另外該項(xiàng)觀測(cè)技術(shù)所顯露的精密射電天體測(cè)量的潛在意義也得到了天文學(xué)家的高度評(píng)價(jià)。

    上海交通大學(xué)生命科學(xué)領(lǐng)域

    井岡霉素的基因捕捉與組裝合成

    本項(xiàng)目利用組合生物合成和代謝工程技術(shù)來(lái)改變這類重要微生物藥物的傳統(tǒng)育種方式奠定基礎(chǔ)，提升了我國(guó)在該領(lǐng)域的研究 

 
    在我國(guó)及東南亞水稻主產(chǎn)區(qū)水稻真菌病害的防治方面，有一種水稻紋枯病菌的“克星”——井岡霉素，國(guó)外稱有效霉素。它高效無(wú)毒、環(huán)境友好、至今無(wú)真菌抗藥性發(fā)生，還兼有抗蟲活性，僅我國(guó)每年的使用面積就達(dá)2億畝，減少了巨大的農(nóng)業(yè)損失。這種藥還是生產(chǎn)治療糖尿病的良藥——弗格列波糖和阿卡泊糖的前體物，具有很高的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。多年來(lái)，井岡霉素作為我國(guó)產(chǎn)業(yè)化最為成功的少數(shù)高效生物農(nóng)藥之一，年產(chǎn)量已達(dá)6-7萬(wàn)噸，居世界首位并大量出口，年產(chǎn)值超4億元。從分子水平上捕捉必需基因并闡明其生物合成機(jī)理對(duì)降低井岡霉素的生產(chǎn)成本、提高其活性水平和生產(chǎn)效率，最終提升其系列產(chǎn)業(yè)的技術(shù)水平意義重大。 

    為了充分利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù)提升我國(guó)與井岡霉素相關(guān)的基礎(chǔ)研究及產(chǎn)業(yè)水平，上海交通大學(xué)鄧子新團(tuán)隊(duì)聯(lián)合美國(guó)科學(xué)家，經(jīng)過多年堅(jiān)持不懈的努力，綜合使用分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)、化學(xué)等多種手段，不僅從克隆的27個(gè)基因中捕捉到8個(gè)井岡霉素生物合成的必需基因，而且通過這8個(gè)基因的異源重組裝，成功實(shí)現(xiàn)了井岡霉素及其直接前體井岡胺的異源生物合成。其成果于2006年4月發(fā)表在國(guó)際權(quán)威刊物《化學(xué)生物學(xué)》上。同年6月出版的國(guó)際權(quán)威刊物《自然——生物技術(shù)》也給予了特別報(bào)道，對(duì)這項(xiàng)研究成果在相關(guān)藥物及其衍生物的工程化產(chǎn)生及其植物轉(zhuǎn)基因抗真菌育種方面的重要生物技術(shù)潛力給予了高度評(píng)價(jià)。 

    本項(xiàng)研究獲得的能夠直接高產(chǎn)井岡胺的衍生菌株將可以簡(jiǎn)化弗格列波糖等糖尿病良藥前體的生產(chǎn)工藝流程，完整生物合成基因簇的獲得將提供以井岡霉素為新材料模式來(lái)揭示氨基環(huán)醇類抗生素的生物合成機(jī)理，為嘗試?yán)媒M合生物合成和代謝工程技術(shù)來(lái)改變這類重要微生物藥物的傳統(tǒng)育種方式奠定基礎(chǔ)，使我國(guó)在該領(lǐng)域的研究處于國(guó)際前沿。此外，己捕捉并定位的井岡霉素基因簇已引起眾多植物學(xué)家的濃厚興趣，在水稻、棉花、煙草、擬南芥、番茄、草坪等多種植物上開始了相關(guān)轉(zhuǎn)基因研究的嘗試。 

    西北工業(yè)大學(xué)工程技術(shù)領(lǐng)域 

    航空發(fā)動(dòng)機(jī)整體葉盤高效精密數(shù)字化冷工藝制造技術(shù) 

    本項(xiàng)目在國(guó)內(nèi)首次開發(fā)出與國(guó)際領(lǐng)先的MAX-SI軟件功能相當(dāng)?shù)恼w葉盤數(shù)控加工專用系統(tǒng)，實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件加工技術(shù)的跨越 

    整體葉盤是新一代航空發(fā)動(dòng)機(jī)實(shí)現(xiàn)結(jié)構(gòu)創(chuàng)新與技術(shù)跨越的核心部件。與傳統(tǒng)裝配部件相比，整體葉盤將葉片和輪盤設(shè)計(jì)為一體，具有減重、減級(jí)、增效、提高可靠性等優(yōu)點(diǎn)，英、美等國(guó)上世紀(jì)90年代初在新型發(fā)動(dòng)機(jī)上開始應(yīng)用，并嚴(yán)密封鎖其制造技術(shù)。由于整體葉盤結(jié)構(gòu)復(fù)雜，通道窄、葉片薄、彎扭大、易變形，材料多為鈦合金等難加工材料，其綜合制造技術(shù)屬國(guó)際性難題。 

    西北工業(yè)大學(xué)等單位經(jīng)過7年攻關(guān)，圍繞整體葉盤研制突破了18項(xiàng)關(guān)鍵技術(shù)，系統(tǒng)地解決了研制全過程的主要工程技術(shù)難題，獲軟件著作權(quán)1項(xiàng)、申報(bào)發(fā)明專利8項(xiàng)，建立了具有自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的整體葉盤加工理論、工藝規(guī)范、專用軟件，形成了產(chǎn)學(xué)研結(jié)合、專業(yè)化協(xié)作的數(shù)字化制造技術(shù)體系，建成了國(guó)內(nèi)唯一的整體葉盤快速試制基地。這項(xiàng)成果實(shí)現(xiàn)了復(fù)雜整體結(jié)構(gòu)件加工技術(shù)的跨越，屬國(guó)內(nèi)首創(chuàng)。其綜合技術(shù)達(dá)到了國(guó)際先進(jìn)水平。其中大尺寸閉式整體葉盤加工、多約束復(fù)雜通道最佳刀軸方向自動(dòng)識(shí)別、無(wú)干涉刀位計(jì)算、葉片-刀具耦合顫振抑制及殘余應(yīng)力變形控制等技術(shù)達(dá)到國(guó)際領(lǐng)先水平。

這項(xiàng)成果在國(guó)內(nèi)首次開發(fā)出與國(guó)際領(lǐng)先的MAX-SI軟件功能相當(dāng)?shù)恼w葉盤數(shù)控加工專用系統(tǒng)，突破了代表國(guó)際最高水平的閉式整體葉盤多約束復(fù)雜通道的五坐標(biāo)多面對(duì)接加工和大懸臂超寬弦結(jié)構(gòu)特點(diǎn)的弱剛性薄壁葉片的變形控制等理論方法和關(guān)鍵技術(shù)?；跈C(jī)床動(dòng)力學(xué)特性，研制者提出了刀具五坐標(biāo)運(yùn)動(dòng)過程穩(wěn)定性優(yōu)化增強(qiáng)方法，實(shí)現(xiàn)了整體葉盤的高效加工。他們還突破傳統(tǒng)工藝思路，提出了多維余量?jī)?yōu)化等新方法，有效抑制了加工變形和顫振，實(shí)現(xiàn)了整體葉盤的無(wú)余量精密加工。