迄今最高分辨率“野生稻-栽培稻泛基因组图谱”问世

亚洲栽培稻驯化历史可追溯至一万年前的普通野生稻。 面对全球人口增长和气候变化加剧的双重压力，如何将野生稻历经万年锤炼的“生存智慧”注入现代品种，培育出兼具高产潜力与抗病抗逆特性的“超级水稻”已成为重要研究课题。然而，传统依赖单一参考基因组的研究模式譬如以管窥天，仅能捕捉水稻遗传多样性的冰山一角。因此，亟需构建高质量、大规模的野生稻泛基因组，剖析其广泛的多样性，挖掘其耐逆、抗病等优良性状的遗传变异宝库。 中国科学院院士、分子植物科学卓越创新中心研究员韩斌团队首次完成了145份亚洲栽培稻及普通野生稻的高精度基因组组装，绘制了迄今为止分辨率最高的野生稻-栽培稻泛基因组图谱，挖掘了普通野生稻广泛的遗传多样性，解析了亚洲栽培稻各类群的进化及驯化路线。该研究为水稻基因组辅助育种提供了关键的遗传资源，为培育抗病耐逆、适应气候变化的优质水稻品种奠定了科学基础。 该团队整合具有代表性的129份普通野生稻和16份亚洲栽培稻资源，进行高质量基因组测序和从头组装，构建出可覆盖野生稻和栽培稻全面遗传景观的泛基因组图谱。这是该团队继解析水稻驯化路线和构建首个栽培稻-野生稻泛基因组草图后，在水稻基因组研究和进化领域取得的又一突破。 这一参考基因组级别的栽培稻-野生稻泛基因组为原有公认的单个参考基因组新增了38.7亿个碱基对，包含69,531个基因，其中近20%为野生稻所特有。同时，这些基因被证实与抗病防御和环境适应性等性状相关。研究发现，野生稻中的抗病基因丰度和多样性均高于栽培稻，已精准定位到1,184个野生稻中拷贝数高于栽培稻的抗病基因位点，其中包括2个已验证的抗稻瘟病基因。这证实野生稻堪称作物改良的“战略资源库”，可为培育抗病耐逆的水稻品种提供直接的基因来源。 该研究基于高质量的基因组序列，对亚洲栽培稻各类群中的早期关键驯化基因进行单倍型分析，证明所有亚洲栽培稻的驯化位点均来源于粳稻祖先Or-IIIa，证实亚洲栽培稻单起源假说，为持续数十年的学术争议提供证据。同时，研究还发现，南亚各栽培稻类群之间存在广泛的基因交流，并由此定义了新的栽培稻亚群intro-indica，绘制出一幅更全面的水稻进化和驯化路线图。 上述研究构建了近饱和的野生稻泛基因组数据库，实现了野生稻遗传资源的系统性整合，弥合了野生稻和栽培稻基因组学研究的差距。科学家可据此精准挖掘野生稻优势等位基因，追溯重要基因的起源，解析水稻环境适应与表型可塑性机制。同时，这一研究为实现水稻快速从头驯化、精准培育抗逆性强、资源利用率高、产量突破的新品种提供了关键的基因资源。 4月16日，相关研究成果以《野生和栽培稻精细泛基因组图谱》（A pangenome reference of wildcultivated rice）为题，在线发表在《自然》（Nature）上。《自然》同期发布了题为Unlocking the diversity of wilddomesticated rice的研究简报。研究工作得到国家自然科学基金、农业农村部重点研发项目、中国科学院战略性先导科技专项的支持。 野生稻和栽培稻泛基因组图谱 亚洲栽培稻进化路线图

科学家通过嫦娥六号玄武岩揭示月球背面月幔更“干”

中国科学院地质与地球物理研究所研究员胡森和林杨挺，联合南京大学教授惠鹤九团队，利用嫦娥六号采回的月球背面样品，首次揭示月球背面月幔的水含量小于2微克/克。这一成果为探讨月幔水的时空演化提供了关键约束。 月幔水含量在揭示月球起源、岩浆活动、资源环境效应等方面具有重要意义。学界普遍认为，约45亿年前，一颗火星大小的天体撞击原始地球，抛射出的物质经过重新吸积形成月球。这就是月球的起点——大碰撞起源假说。在这个极其高温的撞击事件中，月球预期极度贫水。近20年来，月幔水含量研究存在富水和贫水的争议，所有发表的数据都集中在月球正面。 中国嫦娥六号任务在月球南极艾特肯盆地内的阿波罗撞击坑采回人类第一份月背样品。已报道的嫦娥六号玄武岩主期次喷发年龄为28亿年。这些玄武岩为研究月幔水的时空演化提供了重要机遇。 该团队对获批的嫦娥六号玄武岩岩屑样品开展了源区水含量研究。结果显示，嫦娥六号玄武岩的月幔源区水含量仅为1至1.5微克/克，是已报道数据中的最低值，表明嫦娥六号玄武岩的月幔源区比月球正面月幔更“干”，其原因或是月球南极艾特肯盆地撞击事件改造了月幔源区的水。该研究为月球大碰撞起源假说及月球后续演化提供了关键制约。 4月9日，相关研究成果发表在《自然》（Nature）上。《自然》审稿人认为，这是一项具有高度原创性的研究，研究团队对人类首批月球背面玄武岩进行了月幔水含量的基础工作。另一位审稿人表示，这篇论文首次报告了月球背面月幔的水含量，将成为月球背面月幔水含量的里程碑式的研究。 科学家通过嫦娥六号玄武岩揭示月球背面月幔更“干”

科学家通过侏罗纪化石形态分析揭示棘头动物门起源

动物界包含30余个门级分类单元。迄今为止，人类对少数门级类群的起源知之甚少，棘头动物门便是其中之一。棘头动物门已建立200余年，但起源问题尚不清楚。 近期，中国科学院南京地质古生物研究所博士研究生罗慈航在研究员王博的指导下，联合国内外科研人员，探讨了约1.6亿年前产自内蒙古道虎沟的棘头虫化石——侏罗虫。这一研究填补了棘头虫的演化空白，为剖析棘头动物门的起源之谜提供了实证。 棘头虫是海洋和陆地生态系统中常见的体内寄生蠕虫，能够感染人、猪、犬、猫、鱼等动物。同时，棘头虫也是重要的医学寄生虫。棘头虫典型的特征是其蠕虫状的外形和可外翻的吻突，吻突上有成排的倒钩，用于附着在宿主的消化道内。 长期以来，棘头虫被认为是独立的门即棘头动物门。由于棘头虫的身体构型高度特化，其系统分类位置存在较大争议。加之，棘头虫是体内寄生虫，较难保存为化石。此前，唯一的化石记录是晚白垩世鳄形动物粪便中4枚疑似棘头虫卵。 蠕虫化石研究聚焦于古生代标本尤其是寒武纪化石。中生代蠕虫化石虽有不少标本，但年代较新而被认为缺乏门类起源等关键演化信息，进而长期以来被忽视。同时，中生代蠕虫往往个体微小、身体结构趋同、分类特征不清，多属于疑难化石。因此，中生代蠕虫鉴定要求高、研究难度大，是领域内颇具挑战性的难题。 此次新发现的棘头虫被命名为道虎沟侏罗棘头虫（简称侏罗虫）。研究人员借助扫描电镜、能谱分析等方法对侏罗虫进行解剖学研究发现，它的身体整体呈纺锤形并分成吻突、颈和躯干三部分。 侏罗虫的吻突具硬化的、略向下弯曲的刺。侏罗虫身体上约有32对仅延伸至身体一小部分的纵毛列，类似的结构亦常见于现生棘头虫。侏罗虫的吻突中央保存了消化道，但躯干整体未发现明显的消化道；侏罗虫身体末端有一个类似现生棘头虫雄性交合伞的结构。 侏罗虫最奇特的特征是其位于躯干最前方的颚器。颚器整体向前方汇聚，且前部的颚较小，向后逐渐变大，且齿的数量更多。颚器中的齿整体都朝向身体前方，且所有的颚都不超过棘头虫的身体边界。类似的颚器在棘头虫可能的祖先即包含轮虫动物的有颚动物类中广泛存在。 进一步，为确定侏罗虫的演化位置，研究构建出最新的、包含各类现生和化石蠕虫动物的形态数据矩阵，并开展系统发育分析。结果表明，侏罗虫的演化位置位于棘头虫的最根部，是棘头虫的基干类群。 该研究为探讨棘头动物门的起源和早期演化提供了重要线索。侏罗虫展示了棘头动物先前未知的形态多样性和生态特性。棘头虫具钩的吻突和较大的体型表明，棘头虫在侏罗纪可能已演化出内寄生的习性，表明棘头虫可能起源自陆地环境并在侏罗纪已与其他轮虫分化。 同时，虽然分子生物学能够解决一些传统形态学研究难以解决的系统发育关系，但过渡类型的化石在探究动物身体构型革命性演化中仍发挥了重要作用。研究表明，中生代蠕虫化石并不是“研究荒漠”，能够为探讨蠕虫类形态和生态的演化提供证据。 4月9日，相关研究成果在线发表在《自然》（Nature）上。研究工作得到国家自然科学基金和深时数字地球国际大科学计划的支持。 侏罗虫（a：化石照片，b：复原图）及与现生棘头虫（c）的比较。图中比例尺为2.0毫米（a、b）和0.5毫米（c）。 侏罗虫的扫描电镜（a）、多元素能谱（b）和碳元素能谱（c）照片。图中比例尺为2.0毫米。 侏罗虫在有颚动物中的系统发育位置。 利用最大简约法分析得出的部分蠕虫类系统发育结果。当形态数据矩阵包含侏罗虫时，侏罗虫是尾盘纲轮虫向棘头虫演化的过渡类群（a）；在不包含侏罗虫时，尾盘纲轮虫成为其他轮虫的姊妹群（b）。

科学家精准设计多样化菌落斑图

工程改造细胞切换红绿两种状态，并通过“基因-细胞-群体”跨层次调控，演化出斑图复杂性。科研团队供图 中国科学院深圳先进技术研究院定量合成生物学全国重点实验室研究员傅雄飞团队通过构建合成基因回路“拨动开关”，阐明了简单双稳态调控系统与微环境时空异质性的共同作用产生生物斑图的普适性机制，实现了多样化生物斑图的精准设计与合成。4月5日，相关研究成果发表于美国《国家科学院院刊》。 细菌菌落呈现的环状、条纹等复杂斑图，本质是基因网络与微环境动态耦合的结果。科研团队采用定量成像及空间分辨转录组学技术，深入分析菌落内部的微环境异质性，发现菌落内部双稳态基因回路“拨动开关”赋予细胞两种稳定状态，而外部营养梯度等时空异质性环境则像“编程指令”，通过局部调控基因表达阈值，驱动不同区域细胞群体切换状态。 研究团队在培养皿中模拟自然环境，使微生物能够在其中吸收生长所需营养。结果显示，菌落外围的细胞由于获得更多营养，倾向于保持绿色状态，而内部的细胞则通过代谢互养方式从外侧细胞获取较低品质的营养，生长速度较慢，并逐渐转变为红色状态。这种由微环境异质性驱动的细胞命运分化，最终形成了菌落的环状模式。 研究还发现，细菌基因表达的随机性在菌落模式的形成中起到了关键作用。在菌落扩展的早期阶段，哪怕只有几个边缘细胞的基因状态偶然切换，如从红色变为绿色状态，这种随机状态也会像滚雪球一样传递到后续分裂的细胞中，最终在菌落外围出现红绿相嵌合的扇区状斑图。更有趣的是，即便所有细菌都生长在营养完全均衡的环境中，这种由基因表达“噪声”引发的微小波动，也能打破菌群整体平衡，使细菌通过自组织行为产生复杂的空间斑图。 该发现为理解胚胎发育早期体轴形成、肿瘤微环境异质性等生物自组织现象提供了新视角。 相关论文信息：https://doi.org/10.1073/pnas.2424112122 （原载于《中国科学报》 2025-04-08 第1版 要闻）

14.0特斯拉大口径高场通用超导磁体研制成功

大口径高场超导磁体测试现场。电工所供图 近日，中国科学院院士、中国科学院电工研究所研究员王秋良团队成功研制出大口径高场通用超导磁体，磁体内孔直径164毫米、最高磁场强度14.0T（特斯拉）。该成果标志着我国在大口径高场通用超导磁体设计与建造技术水平方面迈上新台阶。 大口径高场通用超导磁体是大科学装置、高性能科学仪器、高端医疗装备、工业与特种装备等应用领域的重要设备。磁体提供的大空间高磁场环境可用于定向凝固/磁拉单晶等大块新材料制备、生物医学和物理化学研究、磁分离/感应加热等工业装备。这类超导磁体的技术和产品长期被国外垄断，迫切需要解决核心设计与制造等关键科学与技术问题。 科研团队采用铌钛和铌三锡超导线圈组合结构，结合铌钛超导材料的中场高电流密度和脆性铌三锡超导材料的高场高电流密度特性，创新性优化了磁体的电磁结构和工程方案，提高了两种超导材料的磁场贡献率。 通过长期技术攻关，团队先后解决了大口径高场磁体高应力调控设计、密绕高场磁体高精度制造、低电阻超导接头等关键技术问题，掌握了此类通用超导磁体的设计和制造等成套技术。 团队研制的14.0T大口径高场通用超导磁体，具有完全自主知识产权。经测试，磁体达到预期技术目标，并且运行稳定。 （原载于《中国科学报》 2025-04-07 第1版 要闻）

迄今最古老层孔海绵化石发现

层孔海绵是奥陶纪-泥盆纪标志性的浅海造礁动物之一，在礁构建中的作用、生态地位和地理分布方面类似于现代珊瑚。在中奥陶世达瑞威尔晚期，层孔海绵几乎同时融入热带至亚热带气候区的全球礁生态系统。由于受到奥陶纪生物大辐射事件期间海洋生物多样化的影响，这一时期的着礁生态系统从微生物主导向层孔海绵和珊瑚主导转变。然而，层孔海绵突然融入礁生态系统引发了一系列科学问题：最早的层孔海绵何时出现？它们如何获得矿化骨骼？最早的层孔海绵在古生态中扮演什么角色？它们如何成为礁生态系统的重要组成部分？层孔海绵如何在全球范围内几乎同时分布并对礁生态系统做出贡献？这些因为缺少早期层孔海绵的化石记录而无从得知。 中国科学院南京地质古生物研究所早古生代研究团队与韩国古生物研究团队等，在湖北省宜昌市远安县发现了约4.8亿年前的层孔海绵化石，并命名为嫘祖冠毛层孔海绵（Lophiostroma leizunia sp. nov. Jeon）。这是全球发现的迄今为止最古老的层孔海绵化石。这一发现将造礁的层孔海绵的化石记录提前了约2000万年，揭示了早期礁生态系统和生物矿化演化的独特机制。 以往研究表明，海绵化石骨骼建造要么是碳酸钙，要么是硅。该研究发现，嫘祖冠毛层孔海绵通过氟磷灰石构建骨骼，这在整个海绵类中尚未见过。这一新发现确立了多孔动物门，这是第一个已知的利用硅、碳酸钙和磷酸钙三种主要生物矿物质的后生动物门。早期层孔海绵骨骼中磷酸盐的存在，拓展了人类对早期动物生物矿化能力的认知，表明早期海绵可能具备多样化生物矿化策略所需的遗传能力。 进一步，研究显示，嫘祖冠毛层孔海绵形成复杂的礁结构，在框架构建和结合其他造礁生物组分如钙微生物、石松海绵、瓶筐石、棘皮动物等方面发挥了关键作用。这些早期的层孔海绵建造的礁结构的复杂性，可以媲美后来的礁生态系统。 研究认为，嫘祖冠毛层孔海绵可能代表磷酸盐生物矿化的早期“实验品”，后来在海洋化学变化的背景下被基于碳酸盐的海绵所取代。这强调了环境因素在塑造生物演化过程中的重要性。 上述研究推进了科研人员对早期生命演化的理解，为未来研究早期地球环境与生物相互作用提供了新方向，并展示了生物多样性和生态系统复杂性在约4.8亿年前的地球历史早期阶段便已存在，为探讨现代海洋生态系统的起源和演化提供了线索。 4月1日，相关研究成果发表在《美国国家科学院院刊》（PNAS）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。 嫘祖冠毛层孔海绵构造：纵切面（A-D、F、G）和横切面（E、H-I）特征 嫘祖冠毛层孔海绵的元素分布 宜昌远安发现的早奥陶纪层孔海绵-棘皮动物生物礁

迄今最大宇宙三维“地图”发布

3月20日，由全球70多个科研机构共同组建的暗能量光谱巡天（DESI）合作组向全球发布了关于暗能量的最新研究成果，并同步公开了这一项目首年的光谱数据。 科研人员利用前3年的收集数据，结合其他巡天信息，发现暗能量对宇宙膨胀的影响或随时间的推移而减弱，这表明可能存在超出现行宇宙标准模型的新物理。其中，中国科学院国家天文台邹虎团队参与DESI项目的科学运行，在数据释放中贡献了重要的增值星表，推动了科学发现的进程。国家天文台赵公博团队牵头DESI合作组并开展暗能量动力学性质研究，相关研究成果将于近期向全球发布。 同时，DESI合作组向全球公开了首年观测数据，构建了迄今最大的宇宙三维“地图”。这一数据集包含近1,870万个星系、类星体和恒星的信息。其中，河外天体数量是此前所有光谱巡天项目总和的2倍以上。 宇宙学红移巡天通过测量河外天体的红移来构建宇宙物质的三维空间分布，为探讨暗能量提供了关键数据。暗能量作为驱动宇宙加速膨胀的未知成分，其性质可通过重子声波振荡这一宇宙早期声波遗留下的密度波纹来揭示。重子声波振荡在物质分布中形成的特征尺度（约5亿光年）可视作“标准尺”。通过测量不同红移处该尺度的实际角径，科学家可精确推算宇宙膨胀速率的历史变化，进而分析暗能量的演化规律。 DESI是由全球900余位科研人员共同参与的国际暗能量实验。在理想观测条件下，DESI每20分钟可收集5,000个天体的数据，单夜最多捕获超10万个星系。这使得研究人员能够测定光线因宇宙膨胀而“红移”的程度，从而以三维形式绘制宇宙并重建宇宙详细的成长历史。 DESI合作组利用目前最大规模的宇宙三维“地图”，追踪了过去110亿年间暗能量的影响。科研人员综合DESI数据、宇宙微波背景、超新星和弱引力透镜的成果发现，现行宇宙学标准模型难以解释所有观测结果，而暗能量随时间变化的模型与这些数据的吻合度更高。“宇宙学常数”暗能量可能以意想不到的方式随时间演化，这对现行标准宇宙学模型提出了挑战。 DESI观测的联合限制偏离了标准宇宙学模型，给出了暗能量演化的证据。 DESI观测的宇宙地图切片，展示了从地球到110亿光年的距离范围内的天体分布。该切片包含4类河外天体目标，即亮星系（黄色）、亮红星系（橙色）、发射线星系（蓝色）和类星体（绿色）。

研究提出胺法碳捕集溶剂的催化再生新路径

近日，中国科学院广州能源研究所研究员廖玉河联合比利时鲁汶大学与法国道达尔能源公司科研人员，报道了酸碱协同催化胺法碳捕集溶剂再生的新路径。该研究发现，固体ZrOxHy催化剂可提升胺溶液中二氧化碳的脱附速率，在固定床反应器中表现出2.5倍的二氧化碳脱附增强效果。 胺溶液吸收捕获二氧化碳是成熟的碳捕集技术之一。但是，这一技术脱附二氧化碳以再生胺溶剂需要较高温度，导致溶剂再生过程能耗高和溶剂降解，且高温胺溶液腐蚀设备。 基于前期成果，该研究通过调控溶胶-凝胶合成方法的pH值，获得了富含桥联羟基和端位羟基的ZrOxHy固体催化剂。原位表征和动力学研究发现，无需上述两种羟基在催化剂表面的空间邻近性，通过催化剂羟基之间的酸碱平衡和协同催化即可实现氨基甲酸盐解离与质子转移的双循环反应，从而提升二氧化碳的脱附速率。在固定床实验中，ZrOxHy催化剂表现出优异的催化性能。在95℃条件下，二氧化碳在胺溶液中的脱附速率提升了2.5倍，降低了溶剂再生能耗和再生温度。这一催化剂具有良好的循环稳定性和可回收性。 相关研究成果以Proximity-independent acid-base synergy in a solid ZrOxHy catalyst for amine regeneration in post-combustion CO2 capture process为题，发表在《自然-催化》（Nature Catalysis）上。研究工作得到国家自然科学基金等的支持。 ZrOxHy协同催化机理图

研究确定月球最古老撞击遗迹形成于42.5亿年前

3月21日，中国科学院地质与地球物理研究所研究员陈意带领的研究团队，通过嫦娥六号采回的月球背面月壤样品研究，取得了一项重要突破，确定了月球最古老、最大的撞击遗迹——南极-艾特肯盆地（SPA盆地）形成于42.5亿年前，为太阳系早期大型撞击历史提供了初始锚点，对探索月球乃至太阳系早期演化具有重要的科学意义。 撞击作用是天体形成与演化过程中最重要的外部动力过程之一，内太阳系天体经历了相似的撞击历史。月球作为地球唯一的天然卫星，表面遍布大小不一的陨石撞击坑，是太阳系撞击的历史印记。其中，直径约为2500公里的巨型撞击坑SPA盆地是月球最古老的撞击“疤痕”，记录了月球幼年时期遭受的巨大“创伤”。SPA盆地的形成时间是月球演化历史的关键节点和撞击历史的起始锚点，可作为校准太阳系撞击史的黄金参照，亦可为火星、水星等行星撞击坑建立统一年龄标尺，是太阳系留给人类珍贵的“宇宙时钟”。因此，精确限定SPA盆地形成时间，是国际深空探测领域长期以来的首要科学目标之一，也是月球科学研究领域中的最大“悬案”之一。 当前，主要有两种方法对SPA盆地形成时间进行推测。一是通过撞击陨石坑统计法获得的年龄范围从42.6亿年至大于43.3亿年不等；二是通过月球陨石样品和采自月球正面的阿波罗样品的样品研究，发现43.5亿年至43.3亿年发生过一次全月球的热事件，推测为SPA大型撞击事件。但是，人类从未获得来自月球背面SPA盆地“第一现场”的样品实证。 此前，中国嫦娥六号任务返回采自月球背面SPA盆地内部的月壤样品。这是人类最可能确定该盆地形成时间的一次机遇。嫦娥六号着陆器位于SPA盆地内部阿波罗盆地的月海玄武岩区。这一区域在SPA大型撞击后，经历多次撞击和28亿年的玄武岩喷发覆盖，导致嫦娥六号月壤蕴含着不同时期的物质碎片。遥感光谱数据和撞击溅射模拟结果显示，SPA盆地和阿波罗盆地内部的非月海物质主体均为苏长质岩石，嫦娥六号月壤样品可能捕获来自阿波罗盆地、SPA盆地以及周边区域其他撞击坑的溅射物，这些非月海物质可能蕴含着月球早期的撞击密码。精准破译代表SPA盆地的撞击密码，成为限定该盆地形成时间的关键挑战。 该团队在5克月壤中分选出1600余颗大于200微米的岩屑，基于细致的岩石学分类，挑选出20颗具有代表性的苏长质岩屑颗粒，开展岩石学、地球化学和年代学研究工作。 研究发现，尽管这些苏长质岩屑在全岩成分和矿物组成上与月球正面阿波罗样品中的苏长岩一致，但在矿物的主、微量元素成分上存在明显区别。极低的挥发性元素含量、较高的Ni/Co比值和熔融残留矿物均指示，这些苏长质岩屑是撞击熔岩且是一类新型的月球苏长岩，被命名为南极-艾特肯苏长岩。进一步，研究通过岩屑中微小（1微米至5微米）含锆矿物开展铅同位素定年分析，识别出42.5亿年和38.7亿年两期撞击事件。其中，42.5亿年苏长岩呈现不同的矿物粒度和结构，同时矿物的主、微量元素从粗粒到细粒呈现明显演化趋势，表明它们来自同一撞击岩浆池不同层位分离结晶的产物。为追溯这一古老撞击成因苏长岩的源区，研究基于447GB的遥感数据，开展SPA盆地内部及周边地区大范围岩性填图和溯源，发现42.5亿年苏长岩来自SPA盆地内环的成分异常区。综合以上证据，研究最终限定SPA盆地形成于42.5亿年前。 这一成果证明，在太阳系形成后约3.2亿年，一次大型撞击事件形成了月球最大的撞击遗迹——SPA盆地，为月球撞击坑统计定年法提供了来自月背的初始锚点。基于月球正面样品校正的撞击曲线计算SPA盆地模式年龄与同位素定年结果基本一致，表明月球早期正面和背面的撞击通量大致相当。同时，该研究确认43.5亿年至43.3亿年的全月热事件与SPA大型撞击无关，为重塑月球早期一级演化序列提供了参考基点和科学依据。 相关研究成果发表在《国家科学评论》（National Science Review）上。 https://academic.oup.com/nsr/advance-article/doi/10.1093/nsr/nwaf103/8088430 嫦娥六号苏长岩记录42.5亿年前月球南极-艾特肯大型撞击事件

研究实现微纳卫星与可移动地面站间的星地实时量子密钥分发

中国科学技术大学潘建伟、彭承志、廖胜凯等，联合济南量子技术研究院、中国科学院上海技术物理研究所、微小卫星创新研究院等单位组成的研究团队，在国际上首次实现微纳量子卫星与小型化、可移动地面站之间的实时星地量子密钥分发，在单次卫星通过期间实现了多达1百万比特的安全密钥共享。在此基础上，该联合团队和南非斯坦陵布什大学科研团队合作，在中国和南非之间相隔12900多公里的距离上建立了量子密钥，完成对图像数据“一次一密”加密和传输。该工作为实用化卫星量子通信组网铺平了道路。 通信安全是国家信息安全和经济社会发展的重要基础。基于量子密钥分发的量子保密通信是迄今唯一可实现“信息论可证”安全的通信方式，将大幅提升现有信息系统的安全传输水平。目前，基于光纤链路的城域城际量子通信已发展成熟并初步得以应用。为实现远距离乃至全球化的量子保密通信，需要克服光纤存在的固有损耗以及难以覆盖全球的问题。利用卫星平台进行自由空间量子密钥分发，能够有效克服这些限制，实现全球范围的量子保密通信。 中国科大与多家科研机构协同攻关，在星地量子通信方面开展了一系列开创性研究。牵头研制的“墨子号”量子科学实验卫星在国际上首次实现了星地量子密钥分发，并与地面光纤量子保密通信骨干网“京沪干线”构成首个天地一体化广域量子保密通信网络，充分验证了基于卫星实现全球化量子通信的可行性。由于“墨子号”无法直接覆盖全球且成本较高，发射多颗低成本微纳量子卫星并实现组网运行，已成为构建高效率、实用化、全球化量子通信网络的迫切需求。 朝向这一目标，研究团队成功突破了低成本小型化诱骗态量子光源技术、复合激光通信的实时密钥提取技术、基于卫星姿控的高精度跟瞄等关键技术，完成星载量子密钥分发载荷、量子微纳卫星平台研制，载荷重量约23千克，相比“墨子号”降低约一个数量级，光源频率提升约6倍，密钥生成时效性由数天时间完成提高到单轨实时成码。在系列技术突破基础上，团队研制的国际首颗量子微纳卫星“济南一号”于2022年7月27日成功发射入轨。研究团队进一步发展了小型化地面站系统，相对第一代重约13吨的地面站，重量降低了约两个数量级达到低于100千克的水平，能够快速部署，可适应城市、山区、高原等各类环境，原理上已可支撑移动量子通信。 在本研究工作中，量子微纳卫星与济南、合肥、南山、武汉、北京、上海、南非斯泰伦博斯等地面光学站建立光链路，实现实时星地量子密钥分发实验。星载量子诱骗态光源平均每秒发送2.5亿个信号光子，结合上下行光通信实现密钥的实时提取，一次过轨对接实验可生成250 kbits-1Mbits的安全密钥，平均成码率可达3 kbps。以卫星作为可信中继，研究团队进一步实现了地面相距12900公里北京站和南非斯泰伦博斯站之间的密钥共享和数据中继。 该研究工作为未来发射多颗微纳卫星构建“量子星座”奠定了坚实基础，不仅为大规模实用化量子通信网络的建设提供了关键技术支撑，更为量子互联网的全球部署开辟了新的发展路径。 相关研究成果于3月20日在线发表在《自然》杂志上。审稿人称赞该成果是 “技术上令人钦佩的成就”，代表了“基于可信节点量子星座提供广域卫星量子密钥分发服务的长足进步”，并“展示了卫星量子密钥分发技术的成熟，代表了实现量子和经典通信卫星星座的里程碑”。 研究工作得到科学技术部、中国科学院、国家自然科学基金委员会、安徽省、山东省、上海市等的支持。 量子微纳卫星“济南一号”星地量子密钥分发实验示意图 中国-南非“一次一密”加密传输的长城图片和南非斯泰伦博斯大学（Stellenbosch University）实验现场