2006年中国高校十大科技进展情况(下)

    南京大学数理领域

    银河系英仙臂距离的高精度测定

    本项目解决了天文学领域英仙臂距离的长期争论，所测得这个分子云核的三维运动速度有力地证明了银河系密度波理论

    南京大学郑兴武教授、徐烨博士与美国、德国科学家合作，精确地测定了银河系旋涡结构中离太阳最近的英仙臂中一个大质量分子云核的距离和运动速度，解决了天文学领域英仙臂距离的长期争论，所测得这个分子云核的三维运动速度有力地证明了银河系密度波理论。在2006年1月6日出版的《科学》杂志上登载了这四位科学家的论文，他们的成果同时展现在这期杂志的封面上。《科学》杂志封面上的文章通常是该杂志内容文章中最有意思、意义最为重大的一篇。这是以中国天文学家为第一作者的研究成果第一次出现在该杂志的封面上。

    银河系是我们人类居住的星系。人们虽然能够很容易地用望远镜观测到非常壮观的河外旋涡星系，却很难看清银河系的真面貌。这是由于银道面上有大量尘埃的遮挡，即使是世界上最大的光学望远镜也不可能测量银道面上几千光年以外天体的距离。过去由于不能直接测量较远距离天体的距离，往往通过建立某种模型来构架银河系的旋涡结构。现代天体物理学的发展显示出这种模型的局限性。

    徐烨博士、郑兴武教授与美国哈佛－斯密松天体物理中心的MarkReid博士和德国马普射电天文研究所的KarlMenten教授四位科学家利用等效口径约为8000多公里、目前世界上分辨最高的甚长基线干涉射电望远镜，在2003年7月至2004年7月一年之内5次观测英仙臂中一个大质量分子云核中的甲醇分子宇宙微波激射。在解决了一系列具有挑战性的观测技术难题后，他们用日地距离为基线的三角视差方法精确测量了这个分子云离地球的距离（约6370光年）和运动速度。这是有史以来天文学中精度最高的距离测量，所得结果与银河系旋涡结构的密度波理论预计的速度场基本一致。这意味着人类能够直接测量银河系的大小和它的运动状态，对精确测量宇宙的大小和年龄具有重要的意义。另外该项观测技术所显露的精密射电天体测量的潜在意义也得到了天文学家的高度评价。

    上海交通大学生命科学领域

    井冈霉素的基因捕捉与组装合成

    本项目利用组合生物合成和代谢工程技术来改变这类重要微生物药物的传统育种方式奠定基础，提升了我国在该领域的研究 

 
    在我国及东南亚水稻主产区水稻真菌病害的防治方面，有一种水稻纹枯病菌的“克星”——井冈霉素，国外称有效霉素。它高效无毒、环境友好、至今无真菌抗药性发生，还兼有抗虫活性，仅我国每年的使用面积就达2亿亩，减少了巨大的农业损失。这种药还是生产治疗糖尿病的良药——弗格列波糖和阿卡泊糖的前体物，具有很高的经济价值。多年来，井冈霉素作为我国产业化最为成功的少数高效生物农药之一，年产量已达6-7万吨，居世界首位并大量出口，年产值超4亿元。从分子水平上捕捉必需基因并阐明其生物合成机理对降低井冈霉素的生产成本、提高其活性水平和生产效率，最终提升其系列产业的技术水平意义重大。 

    为了充分利用现代生物学技术提升我国与井冈霉素相关的基础研究及产业水平，上海交通大学邓子新团队联合美国科学家，经过多年坚持不懈的努力，综合使用分子遗传学、生物化学、化学等多种手段，不仅从克隆的27个基因中捕捉到8个井冈霉素生物合成的必需基因，而且通过这8个基因的异源重组装，成功实现了井冈霉素及其直接前体井冈胺的异源生物合成。其成果于2006年4月发表在国际权威刊物《化学生物学》上。同年6月出版的国际权威刊物《自然——生物技术》也给予了特别报道，对这项研究成果在相关药物及其衍生物的工程化产生及其植物转基因抗真菌育种方面的重要生物技术潜力给予了高度评价。 

    本项研究获得的能够直接高产井冈胺的衍生菌株将可以简化弗格列波糖等糖尿病良药前体的生产工艺流程，完整生物合成基因簇的获得将提供以井冈霉素为新材料模式来揭示氨基环醇类抗生素的生物合成机理，为尝试利用组合生物合成和代谢工程技术来改变这类重要微生物药物的传统育种方式奠定基础，使我国在该领域的研究处于国际前沿。此外，己捕捉并定位的井冈霉素基因簇已引起众多植物学家的浓厚兴趣，在水稻、棉花、烟草、拟南芥、番茄、草坪等多种植物上开始了相关转基因研究的尝试。 

    西北工业大学工程技术领域 

    航空发动机整体叶盘高效精密数字化冷工艺制造技术 

    本项目在国内首次开发出与国际领先的MAX-SI软件功能相当的整体叶盘数控加工专用系统，实现了复杂整体结构件加工技术的跨越 

    整体叶盘是新一代航空发动机实现结构创新与技术跨越的核心部件。与传统装配部件相比，整体叶盘将叶片和轮盘设计为一体，具有减重、减级、增效、提高可靠性等优点，英、美等国上世纪90年代初在新型发动机上开始应用，并严密封锁其制造技术。由于整体叶盘结构复杂，通道窄、叶片薄、弯扭大、易变形，材料多为钛合金等难加工材料，其综合制造技术属国际性难题。 

    西北工业大学等单位经过7年攻关，围绕整体叶盘研制突破了18项关键技术，系统地解决了研制全过程的主要工程技术难题，获软件著作权1项、申报发明专利8项，建立了具有自主知识产权的整体叶盘加工理论、工艺规范、专用软件，形成了产学研结合、专业化协作的数字化制造技术体系，建成了国内唯一的整体叶盘快速试制基地。这项成果实现了复杂整体结构件加工技术的跨越，属国内首创。其综合技术达到了国际先进水平。其中大尺寸闭式整体叶盘加工、多约束复杂通道最佳刀轴方向自动识别、无干涉刀位计算、叶片-刀具耦合颤振抑制及残余应力变形控制等技术达到国际领先水平。

这项成果在国内首次开发出与国际领先的MAX-SI软件功能相当的整体叶盘数控加工专用系统，突破了代表国际最高水平的闭式整体叶盘多约束复杂通道的五坐标多面对接加工和大悬臂超宽弦结构特点的弱刚性薄壁叶片的变形控制等理论方法和关键技术。基于机床动力学特性，研制者提出了刀具五坐标运动过程稳定性优化增强方法，实现了整体叶盘的高效加工。他们还突破传统工艺思路，提出了多维余量优化等新方法，有效抑制了加工变形和颤振，实现了整体叶盘的无余量精密加工。