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項(xiàng)目簡(jiǎn)介： 本課題組在 2013 年與河北省農(nóng)科院糧油作物研究所合作，進(jìn)行了“新谷友 1 號(hào)”的田間小區(qū)試驗(yàn)。試驗(yàn)表明，“新谷友 1 號(hào)”（單嘧磺隆·除草劑 A 可濕性粉劑）土壤處理下，用量 683.7ga.i/hm2 時(shí)除草效果優(yōu)異，雜草株防效達(dá)到 86.9%，雜草鮮重防效高達(dá) 96%以上，對(duì)谷子安全。“新谷友 1 號(hào)”比谷有每公頃有效用量降低了近 260g，每公頃節(jié)省用藥成本約 5.8 元，降低了生產(chǎn)成本，也降低了對(duì)農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的污染。2014 年 4 月份我單位繼續(xù)與河北農(nóng)科院糧油作物研究所合作，第二次進(jìn)行了“新谷友 1 號(hào)”的田間小區(qū)試驗(yàn)。 項(xiàng)目特色： 單嘧磺隆防除闊葉雜草優(yōu)異，除草劑 A（由于涉及專利問(wèn)題，此除草劑暫時(shí)保密）對(duì)單子葉雜草防效好，對(duì)闊葉雜草防效差，因而除草劑 A 與單嘧磺隆的混用，不僅可以擴(kuò)大殺草譜，提高除草效果，而且可以延緩雜草抗藥性、降低除草成本。因此我們合成以單嘧磺隆為主體，除草劑 A 為輔助的谷田除草劑新配方“新谷友 1 號(hào)”。通過(guò)單嘧磺隆與除草劑 A 聯(lián)合毒力試驗(yàn)，最佳用藥量試驗(yàn)，確定了二者混用的最佳配比和最佳用藥量，其最佳用藥量為 626.5-756.8 ga.i/hm2。 市場(chǎng)應(yīng)用前景： 按照我國(guó) 3000 萬(wàn)畝的谷子種植面積計(jì)算，谷田人工除草的成本一年就需要 45 億元（谷田每畝的人工除草成本為 150-180 元）。根據(jù)目前市場(chǎng)價(jià)格平均谷子每畝的經(jīng)濟(jì)效果已經(jīng)玉米收益的三倍，谷子目前市場(chǎng)價(jià)格為 7.0 元/kg，玉米的價(jià)格為 2.2 元/公斤，并且谷子的畝產(chǎn)量已經(jīng)達(dá)到 1000 多斤。因此我們可以看出谷田除草劑在我國(guó)的市場(chǎng)前景很好，從經(jīng)濟(jì)效益角度考慮，谷田除草劑每畝的零售價(jià)格 8-10（農(nóng)民可以接受）。3000 萬(wàn)畝的谷田種植面積將會(huì)帶來(lái)每年近 3 億元的銷售額。其帶來(lái)的社會(huì)效益更是不可估量。 本產(chǎn)品在產(chǎn)業(yè)化過(guò)程中需要 2 年左右的時(shí)間辦理農(nóng)藥登記證。其存在的主要風(fēng)險(xiǎn)為“新谷友 1 號(hào)”上市后由于部分農(nóng)民的使用不當(dāng)或在特殊天氣，特殊土壤條件下使用時(shí)可能會(huì)產(chǎn)生小面積的藥害問(wèn)題。 本項(xiàng)目正處于中試階段，可提供樣品，采取合作方式，投資規(guī)模為 60萬(wàn)。

該項(xiàng)目應(yīng)用于現(xiàn)代農(nóng)業(yè)的母豬養(yǎng)殖及飼料領(lǐng)域。1.建立了評(píng)價(jià)影響母豬繁殖性能因素的大數(shù)據(jù)分析技術(shù)，利用該技術(shù)評(píng)價(jià)了營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)的效果。2.建立了利用日糧纖維調(diào)控母豬全繁殖周期采食量的營(yíng)養(yǎng)調(diào)控技術(shù)。闡明了可溶性纖維通過(guò)高水合特性和快速發(fā)酵特性，增加母豬飽感，控制妊娠期母豬采食量的機(jī)制；以及通過(guò)快速發(fā)酵產(chǎn)酸和對(duì)腸道微生物菌群的調(diào)控，降低了機(jī)體的氧化應(yīng)激狀態(tài)，增加了胰島素敏感性，從而提高泌乳期采食量的機(jī)制。3.利用協(xié)同增效原理，研發(fā)了新型母豬日糧專用纖維原料。該原料能替代魔芋粉發(fā)揮調(diào)控母豬全繁殖周期采食量的作用，并具有資源充足、價(jià)格低廉的優(yōu)點(diǎn)。 實(shí)現(xiàn)母豬泌乳期采食量平均提高13%，達(dá)到7kg以上；仔豬25日齡斷奶窩重平均提高10kg以上，達(dá)到75kg以上；仔豬25日齡斷奶個(gè)體重提高了0.6kg，達(dá)到7.5kg以上；PSY達(dá)到24頭以上；母豬年淘汰率下降到33.96%。 該項(xiàng)目可在各相關(guān)企業(yè)推廣應(yīng)用，并能惠及養(yǎng)殖戶。該技術(shù)能顯著提高母豬繁殖性能，提高養(yǎng)殖效益，相關(guān)技術(shù)和產(chǎn)品市場(chǎng)推廣和應(yīng)用前景廣闊。目前已在揚(yáng)翔集團(tuán)、中糧肉食品（武漢）有限公司、九鼎集團(tuán)、天普陽(yáng)光集團(tuán)等國(guó)內(nèi)大型農(nóng)牧和飼料企業(yè)推廣應(yīng)用。極大地促進(jìn)了農(nóng)牧企業(yè)的養(yǎng)殖水平提高和飼料企業(yè)產(chǎn)品的競(jìng)爭(zhēng)力，并通過(guò)公司+農(nóng)戶和飼料銷售等模式，帶動(dòng)養(yǎng)殖戶養(yǎng)殖水平的提高，取得了顯著經(jīng)濟(jì)和社會(huì)效益。 轉(zhuǎn)化條件： 1.規(guī)模化種豬飼養(yǎng)企業(yè) 2.大型飼料企業(yè) 成果完成時(shí)間：2016年

中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心、生命科學(xué)學(xué)院陶余勇教授、李旭副教授團(tuán)隊(duì)在美國(guó)科學(xué)院院刊《PNAS》在線發(fā)表題為“Interface switch mediates signal transmission in a two-component system”的研究論文，綜合運(yùn)用生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究手段，揭示了胞外G6P信號(hào)通過(guò)金黃色葡萄球菌HptRSA傳感器復(fù)合物實(shí)現(xiàn)胞內(nèi)-胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)機(jī)制。 為了適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，細(xì)菌必須迅速地將細(xì)胞外信息轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)募?xì)胞內(nèi)部反應(yīng)。雙組分系統(tǒng)（TCS）是原核細(xì)胞將環(huán)境刺激轉(zhuǎn)化為細(xì)胞反應(yīng)的主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，它通常由膜包埋組氨酸激酶和胞質(zhì)反應(yīng)調(diào)節(jié)器組成。HptRSA是一種新近發(fā)現(xiàn)的TCS，由G6P相關(guān)傳感器蛋白（HptA）、跨膜組氨酸激酶（HptS）和細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)器（HptR）組成。HptRSA介導(dǎo)葡萄糖-6-磷酸（G6P）攝取，支持金黃色葡萄球菌在不同宿主細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)和增殖，但HptRSA傳感器復(fù)合物感知G6P信號(hào)并觸發(fā)下游反應(yīng)的分子機(jī)制一直以來(lái)都還是個(gè)謎。

微生物燃料電池（MFCs）是利用微生物的新陳代謝氧化化學(xué)物質(zhì)并釋放電子，把化學(xué)能轉(zhuǎn)化為電能的一種電化學(xué)裝置。MFCs由于具有去污和產(chǎn)電雙重功能，是一種“綠色”能源。其最具潛能的應(yīng)用是污水處理，即利用微生物分解污水中的有機(jī)物，并將轉(zhuǎn)化為可用的電能。且整處理過(guò)程不用曝氣，可節(jié)省大量的耗能。目前，微生物燃料電池的發(fā)展和應(yīng)用中最大的障礙是材料的成本和性能。 本研究利用低成本的天然木質(zhì)纖維素為原料，采用直接碳化的方法來(lái)制備三維大孔碳材料作為微生物燃料電池的陽(yáng)極材料，并取得突破性進(jìn)展，。 相關(guān)系列研究結(jié)果2012年分別發(fā)表在Journal Material Chemistry, ChemSusChem 以及Energy & Environmental Science等國(guó)際權(quán)威雜志上。特別地，基于天然纖維制備的波紋層狀三維碳陽(yáng)極，陽(yáng)極電流密度提高了10倍，達(dá)到了200 A m-2，該結(jié)果2012年已發(fā)表在能源環(huán)境領(lǐng)域頂級(jí)雜志Energy & Environmental Science上，影響因子9.61. 該研究成果制備的材料成本低，性能優(yōu)異。該研究成果結(jié)合我們的陰極氧氣還原催化劑的研究成果，以及后續(xù)的隔膜研究成果，將可微生物燃料電池的在污水處理中的規(guī)模化應(yīng)用。

項(xiàng)目成果/簡(jiǎn)介:中國(guó)科學(xué)技術(shù)大學(xué)微尺度物質(zhì)科學(xué)國(guó)家研究中心、生命科學(xué)學(xué)院陶余勇教授、李旭副教授團(tuán)隊(duì)在美國(guó)科學(xué)院院刊《PNAS》在線發(fā)表題為“Interface switch mediates signal transmission in a two-component system”的研究論文，綜合運(yùn)用生物化學(xué)和結(jié)構(gòu)生物學(xué)研究手段，揭示了胞外G6P信號(hào)通過(guò)金黃色葡萄球菌HptRSA傳感器復(fù)合物實(shí)現(xiàn)胞內(nèi)-胞外信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)的結(jié)構(gòu)機(jī)制。 為了適應(yīng)不斷變化的環(huán)境，細(xì)菌必須迅速地將細(xì)胞外信息轉(zhuǎn)化為適當(dāng)?shù)募?xì)胞內(nèi)部反應(yīng)。雙組分系統(tǒng)（TCS）是原核細(xì)胞將環(huán)境刺激轉(zhuǎn)化為細(xì)胞反應(yīng)的主要信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)蛋白，它通常由膜包埋組氨酸激酶和胞質(zhì)反應(yīng)調(diào)節(jié)器組成。HptRSA是一種新近發(fā)現(xiàn)的TCS，由G6P相關(guān)傳感器蛋白（HptA）、跨膜組氨酸激酶（HptS）和細(xì)胞質(zhì)效應(yīng)器（HptR）組成。HptRSA介導(dǎo)葡萄糖-6-磷酸（G6P）攝取，支持金黃色葡萄球菌在不同宿主細(xì)胞內(nèi)的生長(zhǎng)和增殖，但HptRSA傳感器復(fù)合物感知G6P信號(hào)并觸發(fā)下游反應(yīng)的分子機(jī)制一直以來(lái)都還是個(gè)謎。

本項(xiàng)目所研制和應(yīng)用的凈水材料SPM是在消化吸收進(jìn)口凈水材料基礎(chǔ)上，利用國(guó)產(chǎn)原料研制成功和應(yīng)用的一種合金材料，經(jīng)初步試驗(yàn)與核算SPM的性能達(dá)到引進(jìn)產(chǎn)品的主要水質(zhì)指標(biāo)，但其售價(jià)僅為進(jìn)口產(chǎn)品的50%～60%，因此由上海市科委立項(xiàng)，由上海芬迪超硬材料科技有限公司與華東理工大學(xué)資源與環(huán)境工程學(xué)院實(shí)行產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，承擔(dān)該項(xiàng)目并于2008年通過(guò)市科委組織的專家驗(yàn)收，并申請(qǐng)了國(guó)家發(fā)明專利。該項(xiàng)技術(shù)的先進(jìn)性和技術(shù)特點(diǎn)： 1）去除自來(lái)水中的余氯效果良好，去除效率可高達(dá)90%以上； 2）去除水中有害金屬離子如Pb、Hg、Cr、Cd等；3）抑制水中細(xì)菌和藻類繁殖，殺菌率也>?0%； 4）與活性炭和分離膜聯(lián)用，可對(duì)活性炭和分離膜起到一定保護(hù)作用而延長(zhǎng)其使用壽命，降低成本。在實(shí)驗(yàn)工廠實(shí)行批量生產(chǎn)，并應(yīng)用于集團(tuán)用、家用和全屋型飲用水凈水機(jī)（器），以及居民社區(qū)分質(zhì)供水的飲用水站。

本項(xiàng)目以污水處理廠存在能源消耗高，二次污染等問(wèn)題，針對(duì)污水體量龐大，復(fù)雜多變量，多相體系的數(shù)據(jù)信息滯后，強(qiáng)耦合，非線性等問(wèn)題，采取學(xué)科交叉方式與物理學(xué)院、智能學(xué)院合作開(kāi)發(fā)新型水質(zhì)傳感器，開(kāi)發(fā)信息處理系統(tǒng)，多變量耦合神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)系統(tǒng)，深度學(xué)習(xí)和算法，構(gòu)建污水處理智能控制關(guān)鍵技術(shù)，儀器和設(shè)備。為污水廠的智能節(jié)能減排創(chuàng)造提供技術(shù)支持。