南京大學數理領域

    銀河系英仙臂距離的高精度測定

    本項目解決了天文學領域英仙臂距離的長期爭論，所測得這個分子云核的三維運動速度有力地證明了銀河系密度波理論

    南京大學鄭興武教授、徐燁博士與美國、德國科學家合作，精確地測定了銀河系旋渦結構中離太陽最近的英仙臂中一個大質量分子云核的距離和運動速度，解決了天文學領域英仙臂距離的長期爭論，所測得這個分子云核的三維運動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》雜志上登載了這四位科學家的論文，他們的成果同時展現在這期雜志的封面上。《科學》雜志封面上的文章通常是該雜志內容文章中最有意思、意義最為重大的一篇。這是以中國天文學家為第一作者的研究成果第一次出現在該雜志的封面上。

    銀河系是我們人類居住的星系。人們雖然能夠很容易地用望遠鏡觀測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望遠鏡也不可能測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量較遠距離天體的距離，往往通過建立某種模型來構架銀河系的旋渦結構。現代天體物理學的發展顯示出這種模型的局限性。

    徐燁博士、鄭興武教授與美國哈佛－斯密松天體物理中心的MarkReid博士和德國馬普射電天文研究所的KarlMenten教授四位科學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基線干涉射電望遠鏡，在2003年7月至2004年7月一年之內5次觀測英仙臂中一個大質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性的觀測技術難題后，他們用日地距離為基線的三角視差方法精確測量了這個分子云離地球的距離（約6370光年）和運動速度。這是有史以來天文學中精度最高的距離測量，所得結果與銀河系旋渦結構的密度波理論預計的速度場基本一致。這意味著人類能夠直接測量銀河系的大小和它的運動狀態，對精確測量宇宙的大小和年齡具有重要的意義。另外該項觀測技術所顯露的精密射電天體測量的潛在意義也得到了天文學家的高度評價。

    上海交通大學生命科學領域

    井岡霉素的基因捕捉與組裝合成

    本項目利用組合生物合成和代謝工程技術來改變這類重要微生物藥物的傳統育種方式奠定基礎，提升了我國在該領域的研究 

 
    在我國及東南亞水稻主產區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，國外稱有效霉素。它高效無毒、環境友好、至今無真菌抗藥性發生，還兼有抗蟲活性，僅我國每年的使用面積就達2億畝，減少了巨大的農業損失。這種藥還是生產治療糖尿病的良藥——弗格列波糖和阿卡泊糖的前體物，具有很高的經濟價值。多年來，井岡霉素作為我國產業化最為成功的少數高效生物農藥之一，年產量已達6-7萬噸，居世界首位并大量出口，年產值超4億元。從分子水平上捕捉必需基因并闡明其生物合成機理對降低井岡霉素的生產成本、提高其活性水平和生產效率，最終提升其系列產業的技術水平意義重大。 

    為了充分利用現代生物學技術提升我國與井岡霉素相關的基礎研究及產業水平，上海交通大學鄧子新團隊聯合美國科學家，經過多年堅持不懈的努力，綜合使用分子遺傳學、生物化學、化學等多種手段，不僅從克隆的27個基因中捕捉到8個井岡霉素生物合成的必需基因，而且通過這8個基因的異源重組裝，成功實現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月發表在國際權威刊物《化學生物學》上。同年6月出版的國際權威刊物《自然——生物技術》也給予了特別報道，對這項研究成果在相關藥物及其衍生物的工程化產生及其植物轉基因抗真菌育種方面的重要生物技術潛力給予了高度評價。 

    本項研究獲得的能夠直接高產井岡胺的衍生菌株將可以簡化弗格列波糖等糖尿病良藥前體的生產工藝流程，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揭示氨基環醇類抗生素的生物合成機理，為嘗試利用組合生物合成和代謝工程技術來改變這類重要微生物藥物的傳統育種方式奠定基礎，使我國在該領域的研究處于國際前沿。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轉基因研究的嘗試。 

    西北工業大學工程技術領域 

    航空發動機整體葉盤高效精密數字化冷工藝制造技術 

    本項目在國內首次開發出與國際領先的MAX-SI軟件功能相當的整體葉盤數控加工專用系統，實現了復雜整體結構件加工技術的跨越 

    整體葉盤是新一代航空發動機實現結構創新與技術跨越的核心部件。與傳統裝配部件相比，整體葉盤將葉片和輪盤設計為一體，具有減重、減級、增效、提高可靠性等優點，英、美等國上世紀90年代初在新型發動機上開始應用，并嚴密封鎖其制造技術。由于整體葉盤結構復雜，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，其綜合制造技術屬國際性難題。 

    西北工業大學等單位經過7年攻關，圍繞整體葉盤研制突破了18項關鍵技術，系統地解決了研制全過程的主要工程技術難題，獲軟件著作權1項、申報發明專利8項，建立了具有自主知識產權的整體葉盤加工理論、工藝規范、專用軟件，形成了產學研結合、專業化協作的數字化制造技術體系，建成了國內唯一的整體葉盤快速試制基地。這項成果實現了復雜整體結構件加工技術的跨越，屬國內首創。其綜合技術達到了國際先進水平。其中大尺寸閉式整體葉盤加工、多約束復雜通道最佳刀軸方向自動識別、無干涉刀位計算、葉片-刀具耦合顫振抑制及殘余應力變形控制等技術達到國際領先水平。

這項成果在國內首次開發出與國際領先的MAX-SI軟件功能相當的整體葉盤數控加工專用系統，突破了代表國際最高水平的閉式整體葉盤多約束復雜通道的五坐標多面對接加工和大懸臂超寬弦結構特點的弱剛性薄壁葉片的變形控制等理論方法和關鍵技術。基于機床動力學特性，研制者提出了刀具五坐標運動過程穩定性優化增強方法，實現了整體葉盤的高效加工。他們還突破傳統工藝思路，提出了多維余量優化等新方法，有效抑制了加工變形和顫振，實現了整體葉盤的無余量精密加工。