中国学者今日发6篇Nature，中科院收揽5篇( 二 )

文章图片
中国科技大学潘建伟、赵博等与中国科学院化学所白春礼小组合作，在超冷原子分子混合气中首次合成三原子分子，向基于超冷原子分子的量子模拟和超冷量子化学的研究迈出重要一步。该成果2月10日发表于《自然》。
研究团队首次成功实现了利用射频场相干合成三原子分子。在实验中，他们从接近绝对零度的超冷原子混合气出发，制备了处于单一超精细态的钠钾基态分子，并成功地在钠钾分子的射频损失谱上观测到射频合成三原子分子的信号，并测量了Feshbach共振附近三原子分子的束缚能。这一成果为量子模拟和超冷化学的研究开辟了一条新的道路。
中国科学技术大学教授赵博告诉《中国科学报》，量子计算的短期目标是发展专用型量子计算机（即专用量子模拟机），它能够在某些特定的问题上解决现有经典计算机无法解决的问题。例如，超冷原子分子量子模拟，利用高度可控的超冷量子气体来模拟复杂的、难于计算的物理系统，可以对复杂系统进行精确的、全方位的研究，因而在化学反应和新型材料设计中具有广泛的应用前景。而超冷三原子分子就是模拟量子力学下“三体问题”的理想研究平台。
此外，超冷三原子分子可以用来实现超高精度的光谱测量，这为刻画复杂的三体相互作用势能面提供了重要的基准。由于计算势能面需要高精度地求解多电子薛定谔方程，超冷三原子分子的势能面也为量子化学中的电子结构问题提供了重要的信息。
4.中科院遗传所高彩霞、肖军与中科院微生物所邱金龙合作团队
用双重“基因剪刀”实现突破性抗病高产育种

文章图片
中科院遗传所研究员高彩霞、肖军与中科院微生物所研究员邱金龙合作团队在《自然》发表题为“Genome-editedpowderymildewresistanceinwheatwithoutgrowthpenalties”的研究长文，阐明了小麦新型mlo突变体既抗白粉病又高产的分子机制；并通过基因组编辑在主栽小麦品种中对感病基因MLO相关遗传等位实现精准操控，快速获得广谱抗白粉病又高产优质的新种质。该研究为感病基因在抗病育种中的实际应用提供了一条新路径。
该工作证明了叠加的遗传改变可以克服感病基因突变带来的生长缺陷，为作物抗病育种研究提供了新的理论视角。相比于传统育种方法，基因组编辑育种极大地缩短了育种进程。这项研究是小麦抗白粉病育种的重要进展，充分展现了基因组编辑在现代农业生产中巨大的应用前景，也为培育抗病高产作物品种提供了新的策略和技术路线。
据介绍，研究团队一直不断探索如何在抗病育种中进一步利用MLO基因，从而实现“鱼与熊掌可以兼得” 。幸运的是，他们在大量的基因组编辑小麦突变体中筛选获得了一个新型mlo突变体Tamlo-R32 。该突变体表现出对白粉菌完全的抗性，同时生长发育和产量正常。
经过8年的通力合作，研究人员最终解析了小麦Tamlo-R32突变体表型形成的分子机制，进而克服了感病基因MLO突变引起的负面表型，最终实现了抗病和产量的双赢。
5.中科院地化所李和平等与中科院外籍院士毛河光等合作团队
地球内核超离子态物质新发现

文章图片
中科院地球化学研究所高压室研究员李和平、何宇、孙士川团队与中科院外籍院士、北京高压科学中心主任毛河光， DuckYoungKim研究员和BoGyuJang博士团队合作，对多种铁合金的性质进行了计算模拟（在地球核心的温度和压力下），发现六方相（hcp）Fe-H、Fe-C和Fe-O合金在内核温压下转变成为了超离子态，该研究以“Superionichcp-FealloysandtheirseismicvelocitiesinEarth’sinnercore”为题于2022年2月10日发表在《自然》主刊。