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初步揭示了全球高分辨率大氣物理-化學(xué)耦合模擬能顯著改善極端天氣事件預(yù)報(bào)的準(zhǔn)確性，展現(xiàn)出高空間分辨率和耦合化學(xué)反饋效應(yīng)對(duì)數(shù)值天氣和空氣質(zhì)量預(yù)報(bào)的重要意義，對(duì)預(yù)報(bào)極端和高影響天氣、以及大氣污染事件具有重大應(yīng)用前景。

近日，北京大學(xué)物理學(xué)院量子材料科學(xué)中心、電子顯微鏡實(shí)驗(yàn)室高鵬課題組，與凝聚態(tài)物理與材料物理研究所劉開輝課題組、中國科學(xué)院大學(xué)和中國科學(xué)院物理研究所張余洋課題組等合作，利用透射電子顯微鏡的電子能量損失譜測(cè)量并結(jié)合第一性原理計(jì)算，揭示了h-BN/石墨烯異質(zhì)結(jié)構(gòu)中的轉(zhuǎn)角關(guān)聯(lián)耦合效應(yīng)。研究發(fā)現(xiàn)，角度依賴的層間摩爾勢(shì)改變了石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)，導(dǎo)致石墨烯M點(diǎn)層內(nèi)帶間躍遷能量紅移，并且晶格相對(duì)扭轉(zhuǎn)誘發(fā)的h-BN的布里淵區(qū)相對(duì)于石墨烯M點(diǎn)的旋轉(zhuǎn)也貢獻(xiàn)了新的帶間躍遷途徑。結(jié)果表明，在堆垛的二維材料器件中需要仔細(xì)考慮扭轉(zhuǎn)耦合效應(yīng)帶來的影響避免意外干擾；同時(shí)，轉(zhuǎn)角連續(xù)可調(diào)的帶間躍遷也可以為新型光電器件設(shè)計(jì)提供新的自由度。該研究成果以《轉(zhuǎn)角h-BN/石墨烯中的可調(diào)帶間躍遷》（“Tunable Interband Transitions in Twisted h-BN/Graphene Heterostructures”）為題，于7月5日發(fā)表在《物理評(píng)論快報(bào)》（Physical Review Letters 2023, 131, 016201）。

固體氧化物電解池（SOEC）是固體氧化物燃料電池（SOFC）的逆過程，圖一所示，SOEC通過電解H2O產(chǎn)生氫氣，通過電解CO2減少CO2排放，并對(duì)H2O/CO2進(jìn)行共電解以產(chǎn)生用于化工生產(chǎn)的H2/CO合成氣。其產(chǎn)品可應(yīng)用于煉鋼、化工、農(nóng)業(yè)、航空航天和醫(yī)療等眾多領(lǐng)域。

鹽堿、干旱、高溫、凍害和洪澇等逆境脅迫嚴(yán)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(yán)重影響 農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。另一方面，對(duì)于糧食作物和多數(shù)經(jīng)濟(jì)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(yùn)，對(duì)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(duì)于綠葉類作物和 觀賞花卉還會(huì)影響到其貨架壽命以及觀賞價(jià)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(jì)作物中的表達(dá)方式和表達(dá)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(jì)效益和社會(huì)效益。然 而，很多衰老或逆境抗性相關(guān)基因在植物細(xì)胞中高表達(dá)后，在增強(qiáng)轉(zhuǎn) 基因植株對(duì)特定脅迫的抗性、延緩植株衰老的同時(shí)，往往伴隨著對(duì)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(dá)這些基因，讓它們?cè)谔囟ǖ陌l(fā)育階段或脅迫條件下高表達(dá)，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?cè)诨?因工程中的應(yīng)用性。 課題組前期克隆了一個(gè)植物葉片衰老的負(fù)調(diào)控因子。在轉(zhuǎn)基因植 物中過表達(dá)該基因可以顯著延緩植物的衰老，并賦予植物對(duì)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(gè)氨基酸的多肽序列，命名為 WX01。我們對(duì) WX01 的功能研究發(fā)現(xiàn)其包含獨(dú)特的蛋白降解信號(hào)，能夠響應(yīng)發(fā)育與環(huán)境信號(hào)，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(dòng)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(fù)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(fù)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(jìn)光合和提高轉(zhuǎn)基因植物對(duì)高 鹽、干旱等逆境脅迫的抗性的功能。課題組進(jìn)一步將 WX02 融合基因 轉(zhuǎn)入經(jīng)濟(jì)作物大豆中進(jìn)行功能驗(yàn)證，獲得了可穩(wěn)定遺傳的多個(gè)株系單 拷貝純合轉(zhuǎn)基因大豆材料。對(duì)轉(zhuǎn)基因大豆的表型分析同樣證明， WX02 轉(zhuǎn)基因大豆對(duì)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(jià)值。圍繞該項(xiàng)目已經(jīng)申請(qǐng)了 2 項(xiàng)國家發(fā)明專利，1 項(xiàng)國際 PCT 專 利，其中 1 項(xiàng)國家發(fā)明專利已經(jīng)獲得授權(quán)。 

“引企入校、引才科創(chuàng)、引果轉(zhuǎn)化”打造企校協(xié)同的全鏈條產(chǎn)學(xué)研用生態(tài)體系

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