科學大突破：積累一小步，向前一大步

接下來這個獎就是2023年度的“科學大突破”，這一年里我們向地下突破，去探索地球深處的秘密；也在微觀世界突破，破解農(nóng)作物豐收的密碼；還在向未來突破，比如研究太陽能電池的新形態(tài)，那這個獎到底會被誰奪得呢？

科探目標“大突破”：深地塔科1井，向地下萬米挖呀挖

突破小播報：如果要向地下挖掘一萬米，將會遇到什么呢？是未知的油氣寶藏？還是打開奇幻的地底世界的大門？這些都不確定。確定的是，正常情況下，越接近地球中心100 米，溫度升高1 ～ 3℃。作為我國首個萬米科探井的深地塔科1 井，它的井底溫度預計將超過200℃，鉆桿將像“煮熟的面條”一樣難以控制。對此我國自主研發(fā)了全球首臺12000 米特深井自動化鉆機，同時創(chuàng)新研發(fā)耐220℃超高溫工作液，為鉆探萬米特深井提供裝備保障。

農(nóng)作物耐堿“大突破”：敲除控堿基因AT1，提升鹽堿地農(nóng)作物產(chǎn)量

突破小播報：鹽堿地，常常和一片荒涼的景象畫等號。目前全球約有10 億公頃的鹽堿地，這個數(shù)字還會增長。預計到2050年，將有50% 的可用耕地受到鹽漬化的影響，對糧食供應造成巨大威脅。當前，我國已經(jīng)研制了能在鹽堿地生長的高粱等農(nóng)作物，更好的消息是，中國科學家研究發(fā)現(xiàn)，敲除農(nóng)作物的主效控堿基因AT1，能夠顯著提升高粱、水稻、玉米、小麥和谷子等作物在鹽堿地的產(chǎn)量。

單晶硅柔性“大突破”：它變“圓滑”了，也變強了

突破小播報：提到太陽能電池，你腦海中浮現(xiàn)的是不是那些方方正正排列的地面光伏電站呢？這些吸收太陽精華的電池像極了“薄脆餅干”，因為無法彎曲所以只能在空曠的地方一字排開。科學家研究發(fā)現(xiàn)，單晶硅太陽電池“脆弱”的原因是，一旦施加應力，單晶硅片邊緣處的“V”字形溝槽容易產(chǎn)生裂痕。將硅片邊緣的表面和側(cè)面尖銳的“V”字形進行圓滑處理之后，單晶硅太陽能電池就可以變得薄如紙，還能像紙一樣進行彎曲、折疊。這意味著，將來單晶硅太陽能電池可以被廣泛應用于帳篷、汽車、帆船甚至飛機上，清潔能源在我們?nèi)粘Ｉ钪袑絹碓狡毡椤?/p>

獲獎者：敲除控堿基因AT1

頒獎詞：改變不了環(huán)境，就適應環(huán)境，鹽堿地也會有豐收的景象。

喚醒沉睡的鹽堿地，充實人類的糧倉

我國鹽堿地的總面積約15 億畝，而其中具有開發(fā)利用潛力的約5 億畝，如何喚醒鹽堿地這一“沉睡”資源？從20 世紀60 年代起，科學家就開始了對鹽堿地的改良利用，主要采用“淡水泡田、壓鹽瀝堿”方式來降低土壤中的鹽堿度。實踐證明，這種方式造成淡水資源難以支撐，生態(tài)環(huán)境不可持續(xù)。

與其讓鹽堿地變得適應作物，不如讓作物變得適應鹽堿地。中國科學院遺傳發(fā)育所的科學家們長期扎根在黃河三角洲鹽堿地一線進行技術(shù)攻關(guān)，打響了一場“選育耐鹽堿植物”的持久戰(zhàn)。

小麥育種專家、遺傳發(fā)育所老所長李振聲院士帶領(lǐng)青年科學家們長期致力于鹽堿地糧食生產(chǎn)，成績斐然。團隊成員參與選育的耐鹽水稻鹽黃香粳，在6‰的鹽堿地上用3‰的微咸水灌溉，畝產(chǎn)515 千克，米質(zhì)優(yōu)一級，實現(xiàn)了耐鹽高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的統(tǒng)一；耐鹽大豆科豆35，在中度鹽堿地畝產(chǎn)超過270 千克，并創(chuàng)造了中度鹽堿地306 千克的高產(chǎn)紀錄，實現(xiàn)了耐鹽、高產(chǎn)和穩(wěn)產(chǎn)。

更好的消息在于，科學家通過基因敲除技術(shù)對高粱進行全基因組大數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析，發(fā)現(xiàn)了主效調(diào)控耐堿的基因AT1，并揭示了作物高抗鹽堿的分子機制。在寧夏平羅鹽堿地的實驗結(jié)果表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產(chǎn)20.1%， 谷子增產(chǎn)近19.5%，在吉林大安鹽堿地，水稻不同年份增產(chǎn)22.4%～27.8%。并且，敲除該基因也能顯著增強玉米在鹽堿地的存活率。研究人員預測，如果全球20% 的鹽堿地種植AT1 基因改良的作物，可每年為全球增產(chǎn)至少2.5 億噸糧食，從而提高鹽堿地產(chǎn)能。鹽堿地變糧倉的夢想有望實現(xiàn)了！