按国家科学技术奖励工作办公室关于2016年度国家科学技术奖励推荐工作的通知(国科奖字〔2015〕46号)精神，经组织单位申报并评审，省科学技术奖励工作办公室现推荐“脉冲切换系统的动态特性与控制机制”等21个项目申报2016年度国家科学技术奖。现将推荐项目予以公示，公示期为10天（至1月25日）。任何单位和个人若对推荐项目有异议，可按下述联系方式实名反映。

　　附件：MK体育app·平台（中国）官方下载推荐2016年度国家科学技术奖励项目

　　联 系 人：黄祥国 赵鋆冲 田志康

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一、2016年度国家自然科学奖推荐项目

1.氧化偶联反应及机理研究

推荐单位意见

武汉大学雷爱文教授带领的科研团队长期致力于氧化偶联的反应与机理研究，开创性地提出了以两个亲核试剂为原料构建有机分子的合成新模式，首次实现了两个金属试剂的氧化交叉偶联，系统地实现了以广泛易得的C-H化合物为原料的绿色氧化偶联，省去了底物的预官能团化步骤，大大提高了反应合成效率，并以此为契机对均相催化中的一些基本物理有机问题开展了系统、深入的研究，在国际上形成了鲜明的特色。该成果受到国际同行的广泛认可与高度关注，例如德法两国科学院院士Paul Knochel教授评价该新合成模式“为新型成键反应开创了美好前景”。自2006年以来，在国际重要刊物发表学术论文170余篇，并被权威刊物Chem. Rev., Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等广泛引用。由于在氧化偶联研究中取得了卓越科学成就，雷爱文教授在过去获得了很多国际、国内的重要荣誉和奖励，如：“英国皇家化学学会会士”，中国化学会英国皇家化学会“青年化学家奖”，中国化学会“物理有机化学青年奖”，“长江学者奖励计划”特聘教授等。该研究成果显示了明显创新性和高的学术水平，为推动物理有机化学、有机合成化学、金属有机化学等学科发展有重要意义，同时符合国家经济发展的重大需求和可持续发展战略，已获得MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学一等奖。推荐该项目为2016年度国家自然科学一等奖。

项目简介

物质构建为电子、医药、生物、材料、能源、农业等领域的发展提供了基础以及源动力，传统的合成化学证明了人类的合成能力，但是原子利用率低，衍生步骤多，工艺冗长，带来了环境污染和资源浪费。直接利用广泛易得的C-H化合物为原料，通过C-H/C-H直接偶联构建有机分子代表了最为绿色高效的合成途径之一。本项目的研究集中在有机合成领域，面对"有机合成中低原子经济性和低效率"的严峻挑战，创建了一种以两个亲核试剂为原料构建有机分子的新模式—氧化交叉偶联，系统地实现了以C-H化合物为原料的绿色氧化偶联，由此提出新概念和新理论、发现新规律、创造出新物质。其中主要科学发现点：(1) 首次实现了两个金属试剂的氧化交叉偶联——突破传统偶联通过亲核试剂（包括有机金属试剂、醇、胺、C-H化合物等）与亲电试剂（主要是卤代物及拟卤代物）构建有机分子的方法，创建了氧化交叉偶联（基于两个亲核试剂构建有机分子）的新模式，为人们构建有机分子提供了新的途径和方法；(2) 系统地实现了绿色的氧化偶联反应——使用广泛易得的C-H化合物为原料直接构建有机分子，省去了底物的预官能团化步骤，大大提高了反应合成效率；(3) 揭示了氧化偶联中基元反应的基本物理有机化学问题——A. 率先使用Operando技术（特别是在线红外）研究均相催化体系中的基本物理有机化学问题，获取了偶联反应中基元反应的定量动力学参数，揭示了部分均相催化反应中真实催化物种信息；B. 以氧化偶联成键模式为契机，首次阐明了两次金属交换的基元反应，揭示了两个金属试剂偶联中选择性控制的科学问题。综上所述，本项目提出了以两个亲核试剂为原料构建有机分子的氧化偶联新模式，发展了以广泛易得的C-H化合物为原料的绿色偶联新方法，并以此为契机对均相催化中的一些基本物理有机问题开展了系统、深入的研究。由此，本项目在过渡金属催化的有机合成化学领域形成了系统的原创性科研成果。

本项目研究期间已发表J. Am. Chem. Soc. 18篇， Angew. Chem. Int. Ed. 33篇。8篇代表作平均影响因子为11.166，SCI他引总次数987次。20篇核心论文被权威刊物Chem. Rev.，Chem. Soc. Rev., J. Am. Chem. Soc., Angew. Chem. Int. Ed.等SCI他引2646次。该成果受到国际同行的广泛认可与高度关注，例如德法两国科学院院士Paul Knochel教授评价该新合成模式“为新型成键反应开创了美好前景”。由此，雷爱文教授于2010年获国家杰出青年基金资助，2012年获MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学一等奖，2014年当选长江学者奖励计划特聘教授，2015年入选英国皇家化学会会士。

客观评价

I 学术刊物引用评价

本项目发表学术论文170余篇（SCI 收录）。其中8篇代表SCI他引总数987次。20 篇核心论文被权威刊物Chem. Rev.、Chem. Soc. Rev.、J. Am. Chem. Soc.、Angew. Chem. Int. Ed.等SCI 他引2347次，他引总数2347次。

一、首次实现了两个金属试剂的交叉氧化偶联  目前国内外许多科研组都在开展通过两个亲核试剂构建物质的研究，我们的工作得到公认和广泛引用。

1、2006年，我们以通讯形式发表于美国化学会会志(J. Am. Chem. Soc. 2006, 128, 15048) 报道了这一研究成果 (核心论文12)。Synthesis编辑、德法两国科学院院士Paul Knochel教授高度评价，称许我们“为交叉偶联反应开启了一条新路。因为省去了通常会造成困难的氧化加成步，其机理和常见的交叉偶联所不同”， 并在synfacts上撰文评价：“为新型成键反应开创了美好前景”。Paul Knochel教授还邀请我们就这一新型合成方法撰写一篇PSP论文(Practical Synthetic Procedures，实用合成步骤，介绍重要合成方法的专栏)。该PSP论文已发表于Synthesis (Synthesis, 2008, 649)。

2、巴黎十三大教授，法国科学院院士G. Cahiez在论文（Angew. Chem. Int. Ed. 2009, 48, 2969；Angew. Chem., Int. Ed. 2009, 48, 6731; Synlett. 2010, 299）中对完成人的工作(核心论文12)进行了连续的积极评价，“雷爱文课题组报道了两例钯催化的烷基锌试剂和烷基锡试剂的交叉氧化偶联”。赞扬该工作的原创性和重要性，并对这一新型的成键策略进一步的发展 (基于两个有机金属试剂的氧化交叉偶联)。

3、JACS副主编，美国犹他大学教授M. S. Matthew在论文（J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 18042）中评价：“这是目前所知的利用锌试剂做的唯一的氧化交叉偶联”。英国约克大学教授Ian J. S. Fairlamb在论文（Org. Biomol. Chem. 2008, 6, 3645）中评价我们的工作是“一个非常有意义的氧化偶联反应”。

二、系统的实现了绿色氧化偶联  利用广泛易得C-H化合物为原料的氧化偶联目前已经成为有机合成方法学的研究热点。

1、论文(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 16737，代表性论文2)报道后在国际上引起广泛关注，被英国皇家化学会Chemistry World网上杂志以“Non-metal-catalysed C-C coupling”为题进行评述，并分别陆续被Nat. Chem. 2010, 2, 1007-1009, Angew. Chem. Int. Ed. 2011, 50, 5018-5022 等重要学术期刊评述。同时被美国化学会志(J. Am. Chem. Soc.)评为其年度最受关注文章(Most Read articles，年度排名第四，并在有机合成方法学领域排名第一)，以及被Synfacts杂志选为亮点文章(Synfacts 2010, 10, 1190)。论文（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2004，代表性论文6）利用廉价金属铁盐作为催化剂，同样也高效地实现这一转化。

2、 Synfacts杂志主编、德国慕尼黑大学Paul Knochel 院士在评述(Synfacts, 2010, 6, 701)中进行了点评报道了我们的论文(J. Am. Chem. Soc. 2010, 132, 4101，核心论文14)。评价该工作是实现了首例钯催化的端炔和烷基锌试剂Csp-Csp3的新型成键反应。

3、论文(Org. Lett., 2009, 11, 709-712，代表作3)被Synfacts杂志(Synfacts, 2009, 4, 432)进行了点评报道。该新型氧化偶联生成联炔的方法，在合成不对称peptide dendrimer中得到了应用（New J. Chem., 2011, 35, 303）。

4、我们的论文(Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 3371，核心论文9)被评为该杂志评为VIP (Very Important Paper)文章。

三、系统的研究了氧化偶联的反应机理

1. 首次定量得出Csp2-Ni-Csp2还原消除基元反应的速率常数(J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 9892)；有机锌试剂金属交换的动力学速度常数(J. Am. Chem. Soc., 2010, 132, 9607)以及Sonogashira 偶联反应的金属交换的定量动力学速度常数(Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 1527)。中国科学院院士清华大学李亚栋教授在论文中（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 11049）中正门点评了我们的工作：“雷课题组使用原位红外技术证明了在钯铜催化的Sonogashira偶联反应中，转金属化是反应的决速步骤。”

2. 真实催化物种的研究，锌试剂结构研究（J. Am. Chem. Soc., 2009, 131, 16656）被选为JACS β，并且上海大学特聘教授龚和贵在论文（J. Am. Chem. Soc. 2014, 136, 17645）中评价道：“MgCl2和有机锌试剂相互作用，会加速金属试剂苯基氯化锌的氧化偶联过程”。我们的论文（Angew. Chem. Int. Ed. 2012, 51, 9547）报道了纳米钯作为反应的真实催化物种实现炔烃的偶联反应。福建物构所苏伟平研究员在论文（Angew. Chem. Int. Ed. 2013, 52, 3630）中引用了我们的工作并评价道：“雷爱文课题组报道了降低钯催化剂的使用量便能高效的抑制炔烃的自偶联，促进交叉偶联反应”。

3. 加拿大约克大学M. G. Organ教授在他的论文中（Angew. Chem. Int. Ed. 2010, 49, 2014）正面引用了我们工作：“Negishi偶联中的二次转金属化步骤和还原消除的竞争关系是反应的决速步骤，最近雷及其团队成员也同样报道了这样的发现（J. Am. Chem. Soc. 2009, 131, 10201）”，并以此解释他们在Negishi偶联反应中发现的锌试剂自偶联的现象。西班牙教授Pablo Espinet教授在论文（J. Am. Chem. Soc. 2011, 133, 13519）中得到了相同的结论中评论道“雷报道了Negishi相关反应并揭示了相同的二次转金属化现象”。

代表性论文专著目录

 

主要完成人情况

完成人合作关系说明

本项目完全由武汉大学雷爱文教授团队完成。其中第一完成人雷爱文教授是本项目的负责人，其他完成人（刘伟，刘超，刘强和何川）均为雷爱文教授指导的博士生研究生。

序号	合作方式	合作者/ 项目排名	合作时间	合作成果	证明材料	备注
1	论文	刘伟/2	2005-2010	代表性论文2、6	附件（1）
2	论文	刘超/3	2007-2012	代表性论文7，核心论文11、17、18	附件（1）
3	论文	刘强/4	2007-2012	代表性论文1，核心论文9、16、20	附件（1）
4	论文	何川/5	2008-2013	代表性论文4、5，核心论文13	附件（1）

 

 

 

 

 

 

 

2. 被子植物受精和早期胚胎发生分子机制的研究

推荐单位意见

该项目围绕被子植物受精和早期胚胎发生分子机制的研究，取得了如下原创性成果：1）针对植物受精和早期胚胎发生研究的困难，创建了一系列独特的单细胞或少量配子细胞分离与研究技术，解决了单个植物性细胞分子生物学与细胞生物学研究的一些关键技术难题；2)揭示了植物雌配子间细胞-细胞相互作用在配子成熟过程中的重要作用,开辟了植物卵细胞特化分子机制研究的新领域；3)发现受精后植物受精卵基因组激活的时间进程的独特性，其受精卵de novo转录发生在受精卵分裂之前；证实受精卵de novo转录是胚胎发生启动必须的；提出了受精卵发育有合子发育和单细胞原胚发育两个阶段的新观点。4）创建了人工调控胚胎起始细胞分裂模式的方法并据此发现细胞极性的建立是决定顶、基细胞命运和胚柄形成的重要因素。该项目推动了对被子植物受精和早期胚胎发生中信号转导和精细分子调控机制的研究，为诠释植物配子发育、受精和早期胚胎发生的分子机制提供了重要的新技术与新知识。

本项目的20篇核心论文发表在Developmental cell， Cell Research等国际上有重要影响的SCI刊物上。这些论文分别被国际著名杂志Nature、Current Opinion in Plant Biology和Annual Review of Plant Biology等著名刊物文章引用，在植物生殖领域产生了重要影响。

推荐该项目为2016年度国家自然科学二等奖。

 

项目简介

本研究内容属于植物发育生物学的研究领域。受精与早期胚胎发生是被子植物有性生殖的关键环节，是植物赖以传宗接代、作物赖以形成种子和粮食的重要发育过程。相关研究一直是植物发育生物学领域的热点，也是该领域的主要难点之一。几十年来，我们对这一发育过程开展了持之以恒的研究，取得了一系列开创性成果，并形成了鲜明的研究特色。该奖申报的所有科研成果是十三年（2001-2013）来所做的工作。其主要创新点包括：

1. 技术创新是本项目研究的重要内容。针对植物受精和早期胚胎发生研究的困难，创建了一系列独特的单细胞或少量配子细胞分离与研究技术，解决了单个植物性细胞分子生物学与细胞生物学研究的一些关键技术难题；创建了配子发育、受精与早期胚胎发生基因表达谱的完整数据库。发现了一批难得的雌、雄配子的标记基因；实现了生活雌配子的快速批量分离，为分子生物学的深入研究创造了有利条件；创建了两种离体胚胎发生研究系统，使得离体观察、操作胚胎发育中细胞发育命运成为可能。

2. 揭示了植物雌配子间细胞-细胞相互作用在配子成熟过程中的重要作用；发现了首个植物卵细胞的成熟因子，并通过其功能分析揭示雌配子发育后期成熟过程不是精卵融合必须的，但却是胚胎发生启动必须的。从而，开辟了植物卵细胞特化分子机制研究的新领域。

3. 发现受精后植物受精卵基因组激活的时间进程的独特性，其受精卵de novo转录发生在受精卵分裂之前；证实受精卵de novo转录是胚胎发生启动必须的；提出了受精卵发育有合子发育和单细胞原胚发育两个阶段的新观点。

4. 创建了人工调控胚胎起始细胞分离模式的方法并据此发现细胞极性的建立是决定顶基细胞命运和胚柄形成的重要因素。揭示了胚柄对胚胎极性建立的重要作用及胞外信号对胚胎细胞命运的调控作用。

本项目共发表论文63篇，其中SCI论文50篇，其中20片核心论文平均影响因子为5，分别发表在Developmental Cell，Cell Research等权威学术刊物上。所选用的8篇代表作分别被国际著名杂志 Nature、Current opinion in plant biology 和 Annual Review of Plant Biology等著名刊物文章引用。

 

客观评价

该项研究是申请者历时13年研究工作的总结。该课题组在一个非常困难的研究领域始终坚持刻苦攻关，取得了一系列突出的成果，产生了广泛的学术影响。

该项研究在烟草中建立的性细胞和早期胚胎分离及培养技术被业界广泛采用，成功应用于不同物种中。Ueda 和Laux于2012年在国际著名综述杂志Current opinion in Plant Biology发表评论，肯定了我们首次建立的离体合子胚胎发生系统，“The in vitro protocol of He et al. supports development from a dissected, elongated tobacco zygote to a fertile plant.” 先前在玉米、小麦等植物中建立的离体合子培养系统虽然也能得到完整植株，但必须经由愈伤组织阶段，故始终没有被国际上承认是一种离体胚胎发生系统。由于该文作者和该杂志的权威性，发表时间不长，所建立的系统首次得到了认可。本项目中，基于这一技术系统，发表时间不长，还深入研究了胚胎发生过程中的发育生物学问题，揭示了合子的细胞壁对胚胎模式的建立起着至关重要的作用。这一观点也得到德国著名植物胚胎学家，研究植物胚胎模式建成的国际权威Gerd Jürgens的认可，他在2010年Plant Journal上撰文写到“A research field that has largely been neglected is the presence of signals in the cell wall. For tobacco embryogenesis, it has been shown in vitro that the presence of the original zygote cell wall is required for the maintenance of cell polarity and the apical–basal axis, as well as for typical suspensor formation.” 认为该课题组揭示的现象是一个长期被忽视的植物胚胎学重要的科学问题。肯定了该课题组提出的合子细胞壁在极性建立、顶基轴向形成，胚柄细胞命运决定中有重要作用的结论。

该项研究的一个重要成果是发现了雌配子通过胞间通讯得以协同发育，以确保双受精的成功，以及雌配子的后期成熟对胚胎发生的启动至关重要。这一成果刚刚发表即引起同行学者关注。著名学者Groß-Hardt于2013年在Journal of Experimental Botany 引用并评论了该项研究成果: ”…Mitochondrial integrity is required not only for central cell-antipodal communication but also for cross-talk between the egg cell and central cell, which appear to synchronize their development through monitoring their respective metabolic status”。认为该项研究首次证实了中央细胞和卵细胞之间存在信号交流。线粒体领域专家Martin等人于2014年在Mitochondrion上引用并评论了该项研究成果: “…Moreover, using an elegant experiment in which GCD1 was expressed either in the egg cell or in the central cell by using cell-specific promoters, Wu et al. (2012) were able to rescue the phenotype and function of the otherwise affected neighboring cell. These results suggest that mitochondrial function influences the reciprocal signaling between central cell and egg cell required to regulate the maturation of both types of cells”, 认为该课题组通过精巧的实验，用特异补偿和破坏线粒体等技术证实了中央细胞和卵细胞之间存在信号交流。并证实是线粒体功能影响了这种交互信号并进而调控雌配子的成熟。

该项研究中，该课题组建立了一种独特的油菜小孢子体外胚胎发生系统，通过诱导小包子外壁一定程度的破裂，使得裂外壁的小孢子可以像合子一样进行胚胎发生。这一成果也被同行学者们广泛认可和采纳。通过该系统进一步的研究发现，裂外壁可以诱导小孢子产生极性，使得一次分裂的产生的子细胞具有不同的细胞命运。这一发现被荷兰瓦格宁根大学油菜小孢子培养方面的著名专家Kim Boutilier教授用以引证外部位置信号对细胞命运决定的作用。在她发表于Plant Cell的文章中写到“The position of the remaining exine pieces highly correlated with the basal region of the embryo and is therefore a much earlier marker for polarity establishment than apical growth and axis elongation. The site of exine rupture plays an important role in polarity establishment in microspore-derived embryos. Cell elongation and apical-basal cell fates in microspore embryos can be induced by early, controlled exine rupture, supporting the role of external positional cues in cell fate establishment (Tang et al., 2013)”。强调了该课题组所发现的细胞壁信号对细胞极性建立和细胞命运决定的重要意义。这一结果同样得到美国华盛顿州立大学Andrei Smertenko教授的认可。在他撰写的综述“Somatic embryogenesis: life and death processes during apical-basal patterning”一文中以本发现为例来阐述位置信息对细胞命运的决定有着重要的影响。他在该综述写到“One scenario proposes that cells in the basal part of the embryonal mass undergo asymmetric division generating daughter cells of unequal structure, molecular composition and fate. Here, the cell fate is determined by both cell composition and positional signaling. This scenario has been shown to occur in other plant systems. For example, during the first division of microspore in B. napus, the cell with larger contact surface with exine has a dense cytoplasm and lacks vacuoles, while the cell with the least contact surface possesses distinct vacuoles (Tang et al. 2013).”

探讨早期胚胎发生过程中“母本控制到合子基因组控制的转换”是本项目的一个重要内容。父母亲本起源基因对早期胚胎发生的贡献长期以来一直是植物有性生殖领域的热点问题。早年的研究结果认为，与动物相似，植物的早期胚胎发生主要是由母本控制的。这一结论在过去近三十年中成为了国际上的权威观点。该课题组的两篇论文（Ning et. al , 2006; Zhao et. al , 2011）先后从不同角度证实，早在烟草合子中就有了合子新合成的转录本的出现，对权威观点提出了挑战。近年更多的研究表明，该课题组的观点是正确的。这两篇文章所提供的数据作为支持植物合子中就有新转录本出现的主要实验证据已开始被重视。Nodine和Bartel于2012年在著名权威刊物Nature上发表的一篇对这场争论有重要意义的论文中引用了Zhao et. al., (2011) 一文结果，用来证实植物合子时期就有新的转录本的出现。“Paternal gene expression has been detected for 24 endogenous genes and a transgene in maize zygotes, and de novo transcription has been demonstrated recently in tobacco zygotes.” 该课题组的结果作为仅有的两个证据之一支持了正确的观点。该篇文章于2014年再次被Toro-De Leo´n et. al. 在Nature上引用, 来证实烟草授粉3~4天后（即合子时期）发生大规模的合子基因组的激活。“Research in plants has focused almost exclusively on zygotic genome activation, and has led to differing conclusions on its timing. Studies in maize and in tobacco suggested that large-scale zygotic transcription does not begin until 3–4days after fertilization.” 同时，该成果被一些著名综述杂志引用评论，Uedaet al.和Lau et al.于2012年分别在两个著名综述期刊Current opinion in plant biology和Annual Review of Plant Biology引证了该课题组的结果。例如：“Zygotic genome activation already occurs in the zygote in flowering plants. For N. tabacum, evidence has been presented that deposited maternal transcripts are not sufficient for zygote elongation and division, but that this process requires zygotic de novo transcription. In Z. mays and N. tabacum, transcripts not present in egg and sperm cells accumulate in the zygote, which indicates that these transcripts are made de novo in the zygote.” 把这两篇文章的结果作为支持被子植物合子时期就会发生基因组激活的主要证据，表明该课题组的观点开始得到了广泛的认可。

代表性论文专著目录

 

主要完成人情况

 

 

 

 

完成人合作关系说明

第二完成人彭雄波2001-2005年作为第一完成人孙蒙祥指导的博士生参与项目代表性成果1的研究。2006-2013年彭雄波与孙蒙祥继续合作进行项目代表性成果2,3,4的研究。合作成果见代表性论文1，2,3,4，主要论文11，13,14,15,20。

第三完成人张丽瑶于2003-2005年作为第一完成人孙蒙祥指导的博士后参与项目代表性成果4的研究。2005-2013年张丽瑶与孙蒙祥继续合作进行项目代表性成果2,3,4的研究。合作成果见代表性论文2，主要论文12，17。

第四完成人赵鹏2007-2012年作为第一完成人孙蒙祥指导的博士生参与项目代表性成果4的研究。2012-2013年赵鹏与孙蒙祥继续合作进行项目代表性成果4的研究。合作成果见代表性论文2。

第五完成人辛海平2003-2008年作为第一完成人孙蒙祥指导的博士生参与项目代表性成果3的研究。2008-2012年辛海平与孙蒙祥继续合作进行项目代表性成果2,3的研究。合作成果见代表性论文1， 3,4，主要论文16,18,20。

第一完成人孙蒙祥与第二完成人彭雄波、第三完成人张丽瑶、第四完成人赵鹏合作于2015年获得了教育部自然科学一等奖。

完成人合作关系情况汇总表

序号	合作方式	合作者/ 项目排名	合作时间	合作成果	证明材料	备注
1	论文	彭雄波/2	2001-2013		1
2	论文	张丽瑶/3	2001-2013		1
3	论文	赵鹏/4	2007-2013		1
4	论文	辛海平/5	2003-2011		1
5	共同获奖	彭雄波/2	2001-2013	教育部自然科学一等奖
6	共同获奖	张丽瑶/3	2001-2013	教育部自然科学一等奖
7	共同获奖	赵鹏/4	2007-2013	教育部自然科学一等奖

 

 

3.显生宙最大生物灭绝及其复苏的过程和环境致因

 

推荐单位意见

本项目在国家973计划项目、国家创新研究群体项目及多项国家自然科学基金项目等资助下，在对华南地区30余个剖面、8万余枚宏体和微体化石以及地质微生物进行系统研究基础上，取得了多方面突出的创新性成果，并在我国推动创建了地球生物学这一新学科。其中，建立的华南二叠纪末期-早三叠世海相生物地层是迄今最为精细的生物地层格架，成为国际同期地层划分和对比的参照标准；关于二叠纪-三叠纪之交两幕式生物大灭绝及其具体过程的研究，是项目提出的生物灭绝新理论；关于生态系统食物链底层的微体生物和地质微生物的研究成果，代表了本项目在微观实验研究方面已走向国际同类研究的领先水平；重建的生物危机期间的海水古温度，是国际上该时间段第一个最为系统的定量化研究。

本项目完成的20篇核心论文被SCI他引561次，8篇代表性论文被SCI他引375次。8篇第一作者论文分别发表在《Science》、《Nature Geoscience》、《Geology》（4篇）和《Earth and Planetary Science Letters》（2篇）上。研究成果入选2012年“中国科学十大进展”和“中国高校十大科技进展”。研究成果2次被《Science》期刊单独撰文进行正面的评述，被《Nature China》上升到理论高度进行亮点评述，并被列为“2008年度中国百篇最有影响的国际学术论文”。研究成果获得省部级自然科学一等奖2项，2次获得MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学优秀学术论文特等奖。

本项目为二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝的地内起因提供了直接的、定量的证据，使得我国二叠纪-三叠纪之交地球生物学研究在国际上处于领导地位。

推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。

 

项目简介

该成果属于地球科学领域古生物学与地层学的基础研究。

在二叠纪-三叠纪之交，地球气候与海洋环境极度异常，使得90%以上的海洋无脊椎动物种灭绝，成为显生宙最大的生物灭绝事件。生物是如何灭绝的，生物为何出现如此严重的大灭绝，环境致因是什么，这些问题长期以来一直困扰着国际学术界。其主要研究瓶颈在于缺乏可供区域对比的高精度生物地层格架、缺乏定量化的气候环境指标、生态系统底层微生物难以用形态学方法突破等。基于此，本项目以高分辨率生物地层学为基础，将宏体化石与地质微生物相结合，定量评估生物演变型式和多种关键环境因子的极端表现形式和演变过程，这对正确认识当前全球变暖过程中生物多样性的变化、处理人与自然的协调发展、预警未来地球可能出现的重大危机，均具有极其重要的科学意义。

经过多年的艰苦努力，项目成员在对30余个剖面、8万余枚化石研究基础上，取得了四方面的创新性成果，并在我国推动创建了地球生物学这一新学科。主要创新性贡献包括：

1. 建立了华南二叠末期-早三叠世迄今最为精细的海相生物地层格架，成为国际同期地层划分和对比的参照标准，为探索生物与环境之间的关系提供了关键的时间框架和依据。

2. 提出了二叠纪-三叠纪之交两幕式生物大灭绝的具体过程，并发现了相对应的两幕式全球环境变化，将生物大灭绝的环境致因锁定在地球内部。

3. 发现了生态系统食物链底层的微体生物和地质微生物对动物危机期间的环境变化具有快速响应能力，并从地质微生物角度确证了火山活动是导致幕式环境与生物变化的主要原因。

4. 定量计算了生物危机期间海水古温度，提出了火山活动触发的极端高温和极度缺氧是生物危机的主要环境致因，精细而系统地刻画了生物与环境相互作用过程。

项目成果为二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝的地内起因提供了直接的、定量的证据，使得我国二叠纪-三叠纪之交地球生物学研究在国际上处于领导地位。发起并连续组织了三届地球生物学国际会议，组织编写了中国科学院学部的《中国学科发展战略：地球生物学》报告，推动并引领了我国地球生物学学科的发展。培养了一批地球生物学的青年人才，其中1人先后获得国家杰出青年科学基金、长江学者特聘教授、全国优秀科技工作者、万人计划科技创新领军人才。3人获得“李四光优秀博士生奖”。

项目完成的20篇核心论文被SCI他引561次，8篇代表性论文被SCI他引375次。8篇第一作者论文发表在《Science》、《Nature Geoscience》、《Geology》（4篇）和《Earth and Planetary Science Letters》（2篇）上。研究成果2次被《Science》期刊单独撰文正面评述，被《Nature China》上升到理论高度进行亮点评述，被列为“2008年度中国百篇最有影响的国际学术论文”。古海洋水化学成果修正了一些长期形成的传统认识。研究成果入选2012年“中国科学十大进展”和“中国高校十大科技进展”，获得省部级自然科学一等奖2项，两次获得MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学优秀论文特等奖。

 

客观评价

项目研究成果多次得到国际顶级期刊（如《Science》）专文正面评述，多次被国际著名学者（如国际一级学会主席）正面引用和评价。项目研究成果被上升到理论高度进行评述，定量修正了一些长期形成的传统认识。项目研究成果获得2012年中国科学十大进展、中国高校十大科技进展、省部级自然科学一等奖2项、省自然科学优秀学术论文特等奖2项。客观评价具体总结如下。

重要科学发现点一：我们建立的浙江煤山剖面二叠系-三叠系界线高精度的生物地层学研究成果被国内外学者广泛引用。在同一剖面所建立的hindeodid 和gondolellid两个不同属种的平行牙形石带具有重要的科学价值，它为不同相区的牙形石对比提供了关键依据。研究二叠系-三叠系的国际资深学者、《Journal of Asian Earth Sciences》副主编Ian Metcalfe教授等在对二叠系-三叠系界线与二叠纪末生物大灭绝的展望时指出，我们建立的平行的牙形石舟型分子(gondolelloid)带和齿片型分子（hindeodid）带为二叠系-三叠系过渡期的牙形石生物地层提供了信息“In addition to taxonomic differences, different zonal schemes for the P-T transition result from environmental/facies/depth influences leading, in particular, to zonations based on hindeodid-dominated or gondolellids-faunal successions (Jiang, et al., 2007), provides information on conodont biostratigraphy and zonation of the P-T transition……”（Journal of Asian Earth Sciences, 2007，P.407-408）.

重要科学发现点二：我们提出的二叠纪-三叠纪之交生物与环境的两幕耦合变化模式具有原创性。以第一作者身份发表在《Geology》上的两幕环境变化模式（Xie et al., 2007）被《Nature China》以“灭绝理论：两幕式(Extinction theory: a double episode)”为题上升到理论上进行亮点评述，并被中国科学院信息研究所列为“2008年度中国百篇最有影响的国际学术论文”。以第一作者发表在《Nature Geoscience》（Song et al., 2013）上的两幕式生物灭绝过程被前国际古生物学会主席、著名古生物学家Michael Benton教授在《Earth-Science Reviews》（2013, p.200）综述文章中采用，认为我们提出的两幕式灭绝型式使得以前使用的“二叠纪末大灭绝”这个概念应用“二叠纪-三叠纪之交大灭绝”代替（“Note that the mass extinction as the PTME, rather than end-Permian mass extinction (EPME) as the major extinction episodes straddled the Permo-Triassic boundary (Song et al., 2013)”）。两幕生物灭绝型式已经被他人在腕足、遗迹化石、植物等化石中得以证实，特别是传统认识没有发现的第二幕最近也得到了在《Science》（Clarkson et al., 2015）上发表的由硼同位素所揭示的海洋酸化现象的支持（“Indirect evidence for acidification comes from the interpretation of faunal turnover records (Song et al., 2003)...”，“This pH decrease coincides with the second pulse of the extinction, which preferentially affected the heavily calcifying, physiologically unbuffered, and sessile organisms (Song et al., 2013)”）。

重要科学发现点三：我们提出的生态系统食物链底层有孔虫对环境快速响应能力的成果被《Science》杂志在“Editors’ Choice”专栏进行撰文介绍，认为我们的发现是“有趣的”（Interestingly, rapid recovery seems to have begun in offshore areas first, and progressed to shallower and coastal environments, in contrast to the situation seen for open-ocean species. Science, 2011，vol. 333, p. 675）。以第一作者发表在《Geology》上的地质微生物与火山活动关系的论文（Xie et al., 2010）被列为该期刊的Most-cited论文。以第一作者发表在《Geology》上微生物岩氮同位素工作（Luo et al., 2011）被认为“是值得关注的”。以第一作者发表在《Earth and Planetary Science Letters》上的研究成果（Luo et al., 2010）修正了海水高硫酸盐浓度的传统认识，³⁴S_CAS记录被认为“显示了较精细的变化趋势(showing much finer trends)”，对剖面“对比尤其有用(particularly useful for correlation application)”。

重要科学发现点四：我们定量计算的长达8百万年的古温度成果具有重要的科学价值，在同期《Science》的“Perspectives”上配发了由国际著名古生物学家、Raymond C. Moore奖章获得者、美国南加州大学David Bottjer教授专门撰文的正面评述，文章以“Life in the Early Triassic Ocean”为题全面评述了我们的研究成果。他认为“孙等人提供了一个完美的视角来审视温度升高会如何会将鱼类、海生爬行类及钙藻等生物限制在高纬度地区”（“Sun et al. provide an elegant view on how increased ocean temperatures led to restriction of fish, marine reptiles (ichthyosaurs), and calcareous algae to high latitudes”，Science, 2012, p.336-337）。该论文是ESI 高被引论文，也是2012-2014年度ESI 热点论文（Hot paper）。早三叠世极热的高温的结论得到了瑞士苏黎世大学研究小组独立验证（Romano et al., 2013，Nature Geoscience）。从此，在全球范围内掀起了研究极端气候变化与环境、生物的关系研究热潮。2014年国际地科联批准了国际地质对比计划IGCP630项目“二叠纪-三叠纪之交极端气候、环境与生物响应”。该成果被评为2012年度“中国高校十大科技进展”，并与中国科学院南京地质与古生物所沈树忠研究小组完成的成果一起构成的“阐明二叠-三叠纪之交生物大灭绝模式及其原因”被评选为2012年度“中国科学十大进展”。该成果还被作为“2012中国科学家具有影响力的部分工作”被中国科学院编入“2013科学发展报告”中（科学出版社，2013, P. 170-172），文章简介被纳入McGraw-Hill科学技术发展年鉴 (Sun and Wignall, 2014)。

引领地球生物学的发展：以二叠纪-三叠纪地球生物学研究成果为依托，推动并引领我国地球生物学这一新学科的发展。地球生物学（Geobiology）是地球科学与生命科学结合而形成的一门新的、具有很大发展潜力的交叉学科，主要关注生命与地球环境之间的相互作用与协同演化。经过多年倡导地球生物学工作，我们建成了研究地球生物学的国家重点实验室，促成了国家自然科学基金委员设立了Geobiology这一个二级学科。我们提出了地球生物学的发展方向建议及其重要突破点——地质微生物功能群，出版了我国第一部系统的地球生物学专著，以首席科学家身份承担了973计划重要科学前沿的地球生物学项目，我们在中国发起并连续组织了三届地球生物学国际会议，搭建了地球生物学的科学共同体。工作组组长（殷鸿福院士为首席科学家）组织编写了中国科学院的《中国学科发展战略：地球生物学》的报告，以及国家自然科学基金委员会等部门的地球生物学学科发展战略。这是我国第一次将地球生物学作为一个独立的学科单独发表学科发展战略报告。在我们工作的推动下，已经在中国科学院和一些高校设立了地球生物学的博士招生专业。我们在我国推动创建的地球生物学这一新学科，成为地球生物学的国际开拓者之一（孙枢，2011），在国际地球生物学领域处于一个领导地位（one of the international leaders）（Bottjer, 2015）。

 

代表性论文专著目录

1. Sun Y. （通讯作者）, Joachimski M., Wignall P.B., Yan C., Chen Y., Jiang H., Wang L., Lai X. 2012. Lethally hot temperatures during the Early Triassic greenhouse. Science, 338: 366-370

2. Xie S. （通讯作者）, Pancost R. D., Huang J., Wignall P. B., Yu J., Tang X., Chen L., Huang X., Lai X. 2007. Changes in the global carbon cycle occurred as two episodes during the Permian-Triassic crisis. Geology, 35: 1083-1086

3. Jiang H., Lai X.（通讯作者）, Luo G., Aldridge R.J., Zhang K., Wignall P. B. 2007. Restudy of conodont zonation and evolution across the P/T Boundary at Meishan Section, Changxing, Zhejiang, China. Global and Planetary Change, 55: 39-55

4. Song H. （通讯作者）, Wignall P. B., Tong J., Yin H. 2013. Two pulses of extinction during the Permian-Triassic crisis. Nature Geoscience, 6: 52-56

5. Xie S. （通讯作者）, Pancost R. D., Wang Y., Yang H., Wignall P. B., Luo G., Jia C., Chen L. 2010. Cyanobacterial blooms tied to volcanism during the 5 m.y. Permo-Triassic biotic crisis. Geology, 38: 447-450

6. Xie S. （通讯作者）, Pancost R., Huang X., Jiao D., Lu L., Huang J., Yang F., Evershed R. 2007. Molecular and isotopic evidence for episodic environmental change across the Permo/Triassic boundary at Meishan in South China. Global and Planetary Change, 55: 56-65

7. Jiang H., Lai X. （通讯作者）, Yan C., Aldridge R.J., Wignall P.B., Sun Y. 2011. Revised conodont zonation and conodont evolution across the Permian-Triassic boundary at the Shangsi section, Guangyuan, Sichuan, South China. Global and Planetary Change, 77: 103-115

8. Luo G., Kump L. R., Wang Y., Tong J., Arthur M. A., Yang H., Huang J., Yin H., Xie S.（通讯作者）. 2010. Isotopic evidence for an anomalously low oceanic sulphate concentration during end-Permian mass extinction. Earth and Planetary Science Letters, 300: 101-111

 

 

主要完成人情况

谢树成：代表性论著2，5，6的第一作者与通讯作者，代表性论著8的通讯作者。重要科学发现点二、三的主要贡献者。提出了两幕式的环境变化，发现地质微生物对环境变化的快速响应。

赖旭龙：代表性论著1的主要作者，代表性论著3，7的通讯作者。重要科学发现点一、四的主要贡献者。建立了二叠-三叠纪之交高精度牙形石生物地层格架；领导和规划了二叠纪至三叠纪牙形石氧同位素研究，重建该时期古海水温度的变化。

宋海军：代表性论著4的第一作者与通讯作者。重要科学发现点二、三、四的主要贡献者。提出两幕式生物灭绝型式，发现底栖微体生物的快速复苏，重建了晚二叠世-中三叠世海洋氧化还原状态的变化曲线。

孙亚东：代表性论著1的第一作者与通讯作者。重要科学发现点四的主要贡献者。首次发现了早三叠世的温室地球效应。

罗根明：代表性论著8的第一作者，代表性论著3,5的主要作者。重要科学发现点一和三的主要贡献者。提出了极低的二叠纪-三叠纪之交海水浓度及其对气候和生物代谢的影响，阐述了二叠纪末大绝灭后海水的氮营养盐的来源。

 

完成人合作关系说明

学科建设奠定了长期合作历史：项目5位成员都是中国地质大学（武汉）古生物学与地层学国家重点学科、生物地质与环境地质国家重点实验室的骨干成员，他们来自同一个教研室、同一个国家重点学科、同一个国家重点实验室，是中国地质大学古生物学与地层学这一传统优势学科在过去60年的建设和发展过程中形成的新生代集体，因而他们具有很长的合作历史。20世纪50年代末，杨遵仪院士、郝诒纯院士、王鸿祯院士等老一辈科学家创建了中国地质大学的古生物学与地层学学科。90年代，殷鸿福院士拓展了古生物学学科，发展出了生物地质学（Biogeology），包括古生物地理学、生态地层学、生物成矿学等。21世纪以来，在殷鸿福院士领导下，第三代研究集体开始聚焦生物与环境的相互作用与协同演化的研究，运用传统地质学与地球化学交叉结合的方法，向地球生物学（Geobiology）延伸，集中聚焦在二叠纪-三叠纪这个显生宙最大的生物灭绝事件。本项目成员就是这个集体从古生物学到生物地质学再到地球生物学这一学科长期发展历程中形成的年轻集体。他们是这个集体不断开拓创新的见证，是老一辈科学家高屋建瓴、精心培育形成的富有朝气的“新生代”集体。他们以地球生物学为新的起点，体现了这个集体在学科建设上的接力。他们的年龄结构则体现了这个集体从第三代向第四代发展的人才接力。赖旭龙、谢树成为48-51岁。宋海军、孙亚东、罗根明均是这个学科集体培养的土生土长的31-32岁年轻人，他们从本科二年级（20岁左右）开始进入这个集体一直至今，三人均获得李四光优秀博士研究生奖（全国每年4位博士生获此奖）。

重大项目实践提供了紧密合作的平台：项目成员谢树成和赖旭龙早在上个世纪九十年代就开始合作，在殷鸿福院士的领导下一起开展秦岭三叠系的研究。随后，他们一起成为国家创新研究群体（重大地质突变期生物与环境的协同演化，2006-2012年）的主要成员，合作开展二叠纪-三叠纪之交生物大灭绝的研究，孙亚东、罗根明则分别为他们当时的研究生。同时，项目所有成员（赖旭龙、宋海军、孙亚东、罗根明）均是谢树成领导的中石化项目（烃源岩形成的地球生物学过程）的骨干成员。随后，他们又成为谢树成领导的973计划重要科学前沿领域项目“若干重大地质环境突变的地球生物学过程”（2011-2015年）的主要成员，也是谢树成领导的111计划（高等学校生物地质与环境地质学科创新引智基地，2008-2017年）的骨干成员。在这些项目中，他们一直以二叠纪-三叠纪之交的地球生物学为重点研究领域。项目成员就是在这些大项目的实践过程中，拥有了地球生物学领域的共同科学研究兴趣，开展了长期的、无间断的合作研究。

紧密的分工与协作产生了重要的合作成果：项目成员的研究具有很强的互补性，体现了古生物学与生物地球化学的结合，这是发展地球生物学新学科的必然需求。目前，赖旭龙、宋海军、孙亚东分别从古生态学、微体古生物学、生物地层学等角度开展二叠纪-三叠纪之交生物演化与环境事件的研究。谢树成、罗根明则侧重分子地球生物学的工作，分别从地质微生物脂类分子、生物地球化学角度开展二叠纪-三叠纪之交生物与环境的研究。这种相互互补的合作是他们能够进行长期合作的根本保证。他们合作出版了国内第一部比较系统的地球生物学专著（科学出版社，2011），合作编写了古生物学教材（高等教育出版社，2007）。本项目涉及到的20篇核心论文均是项目成员合作的成果，具体参见附表的完成人合作关系情况表以及论文的详细清单。

综上，长期的学科发展建设和接力、长期的科研合作实践、共同的科学目标造就了项目成员之间明确的分工协作。成员既有相近研究方向，又各有侧重和特色，这些自然促成了他们形成一个长期紧密合作、富于创新开拓精神的群体。

 

4. 脉冲切换系统的动态特性与控制机制

推荐单位意见：

该项目提出了非光滑Lyapunov函数和基于系统模型广义变换的Lyapunov泛函构造方法，揭示了系统中脉冲切换参数与渐近演化特性的关联性质；提出了脉冲控制与脉冲切换混合控制设计新方法及其精确的数学描述，建立了脉冲切换系统的控制设计理论；提出了脉冲神经网络模型，建立了若干脉冲切换网络模型，提出了控制拓扑的概念，建立了脉冲切换系统的分布式控制机制。

该项目成果包括SCI论文20篇，其中IEEE汇刊系列文章8篇，Automatica文章3篇，5篇论文入选ESI 1%高被引论文，被SCI他引1325次，Google Scholar他引1966次，单篇SCI他引最高175次， 8篇代表作SCI他引598次，Google Scholar他引819次。成果被美国两院院士H.V. Poor、美国工程院院士A.G. Ulsoy、欧洲科学院院士J. Kurths、苏格兰科学院院士X. Mao、塞尔维亚国家工程院外籍院士G.M. Dimirovski、立陶宛科学院外籍院士M.A.F. Sanjuán、伊朗科学院院士S.K.Y. Nikravesh等正面评价和应用。

该项目的研究属国际控制科学前沿，成果处于国际领先水平。研究成果促进了脉冲切换系统控制理论和方法的发展及其实际应用。项目成果2006年获教育部自然科学一等奖，2014年获MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学一等奖。

推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。

 

项目简介

在自然界、人造系统和工程应用中存在着一类不同于纯粹连续或纯粹离散的混杂现象，即脉冲与切换，以往的连续系统模型或离散系统模型无法实现这类现象的建模、分析、控制和综合问题。美国工程院院士S.K. Mitter在CDC（1995)指出：混杂控制系统既有连续动力学与控制、又有离散现象，他们普遍存在，也是当今最具挑战的控制问题(“Hybrid control systems are those that involve both continuous dynamics and controls, as well as discrete phenomena. They are pervasive  and represent some of  the most challenging  control problems  around  today.”)。该项目针对脉冲切换系统开展了一系列研究工作，在12项国家自然科学基金等项目资助下，经过20余年的努力，取得一系列创新性研究成果，主要科学发现点为：

1. 提出了非光滑Lyapunov函数和基于系统模型广义变换的Lyapunov泛函构造方法，揭示了系统中脉冲切换参数与渐近演化特性的关联性质；

2. 提出了脉冲控制与脉冲切换混合控制设计新方法及其精确的数学描述，建立了脉冲切换系统的控制设计理论；

3. 提出了脉冲神经网络模型，建立了若干脉冲切换网络系统模型，提出了控制拓扑的概念，建立了脉冲切换系统的分布式控制机制。

该项目为脉冲切换混杂系统建立了动力学特性分析的理论与方法，为一般非线性系统以及复杂智能网络提供了脉冲切换控制器设计和综合工具。该项目成果包括SCI论文20篇，其中IEEE汇刊系列文章8篇，Automatica文章3篇，5篇论文入选ESI 1%高被引论文，被SCI他引1325次，Google Scholar他引1966次，单篇SCI他引最高175次， 8篇代表作SCI他引598次，Google Scholar他引819次。成果被美国两院院士H.V. Poor、美国工程院院士A.G. Ulsoy、欧洲科学院院士J. Kurths、苏格兰科学院院士X. Mao、塞尔维亚国家工程院外籍院士G.M. Dimirovski、立陶宛科学院外籍院士M.A.F. Sanjuán、伊朗科学院院士S.K.Y. Nikravesh等正面评价和应用。该项目成果2005年获教育部自然科学一等奖，2014年获MK体育app·平台（中国）官方下载自然科学一等奖。5次应邀在国际会议做大会报告。

 

客观评价

该项目成果SCI论文20篇被SCI他引1325次，Google Scholar他引1966次，单篇SCI他引最高175次， 8篇代表作SCI他引598次，Google Scholar他引819次。成果被美国两院院士H.V. Poor、美国工程院院士A.G. Ulsoy、欧洲科学院院士J. Kurths、苏格兰科学院院士X. Mao、塞尔维亚国家工程院外籍院士G.M. Dimirovski、立陶宛科学院外籍院士M.A.F. Sanjuán、伊朗科学院院士S.K.Y. Nikravesh等正面评价和应用。

 

代表性论文专著目录：

[1]  Title: On hybrid impulsive and switching systems and application to nonlinear control

Author(s): Guan, ZH (Guan, ZH); Hill, DJ (Hill, DJ); Shen, XM (Shen, XM)

Source: IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL  Volume: 50  Issue: 7  Pages: 1058-1062  DOI: 10.1109/TAC.2005.851462  Published: JUL 2005

[2]  Title: Synchronization of complex dynamical networks with time-varying delays via Impulsive distributed control

Author(s): Guan, ZH (Guan, Zhi-Hong); Liu, ZW (Liu, Zhi-Wei); Feng, G (Feng, Gang); Wang, YW (Wang, Yan-Wu)

Source: IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS  Volume: 57  Issue: 8  Pages: 2182-2195  DOI: 10.1109/TCSI.2009.2037848  Published: AUG 2010

[3]  Title: On delayed impulsive Hopfield neural networks

Author(s): Guan, ZH (Guan, ZH); Chen, GR (Chen, GR)

Source: NEURAL NETWORKS  Volume: 12  Issue: 2  Pages: 273-280  DOI: 10.1016/S0893-6080(98)00133-6  Published: MAR 1999

[4]  Title: Robust decentralized stabilization for a class of large-scale time-delay uncertain impulsive dynamical systems

Author(s): Guan, ZH (Guan, ZH); Chen, GR (Chen, GR); Yu, XH (Yu, XH); Qin, Y (Qin, Y)

Source: Automatica  Volume: 38  Issue: 12  Pages: 2075-2084  Article Number: PII S0005-1098(02)00104-8  Published: DEC 2002

[5]  Title: Reliable dissipative control for stochastic impulsive systems

Author(s): Zhang, H (Zhang, Hao); Guan, ZH (Guan, Zhi-Hong); Feng, G (Feng, Gang)

Source: AUTOMATICA  Volume: 44  Issue: 4  Pages: 1004-1010  DOI: 10.1016/j.automatica.2007.08.018  Published: APR 2008

[6]  Title: Guaranteed cost control for uncertain Markovian jump systems with mode-dependent time-delays

Author(s): Chen, WH (Chen, WH); Xu, JX (Xu, JX); Guan, ZH (Guan, ZH)

Source: IEEE TRANSACTIONS ON AUTOMATIC CONTROL  Volume: 48  Issue: 12  Pages: 2270-2277  DOI: 10.1109/TAC.2003.820165  Published: DEC 2003

[7]  Title: On impulsive control and its application to Chens chaotic system

Author(s): Guan, ZH (Guan, ZH); Liao, RQ (Liao, RQ); Zhou, F (Zhou, F); Wang, HO (Wang, HO)

Source: International Journal Of Bifurcation And Chaos  Volume: 12  Issue: 5  Pages: 1191-1197  DOI: 10.1142/S0218127402005030  Published: MAY 2002

[8]  Title: Robust stabilization of complex switched networks with parametric uncertainties and delays via impulsive control

Author(s): Wang, YW (Wang, Yan-Wu); Yang, M (Yang, Meng); Wang, HO (Wang, Hua O.); Guan, ZH (Guan, Zhi-Hong)

Source: IEEE TRANSACTIONS ON CIRCUITS AND SYSTEMS I-REGULAR PAPERS  Volume: 56  Issue: 9  Pages: 2100-2108  DOI: 10.1109/TCSI.2008.2010147  Published: SEP 2009

 

主要完成人情况

关治洪：男，出生年月：1955年01月15日。技术职称：正高级。最高学历：研究生。最高学位：博士。工作单位：华中科技大学自动化学院。

王燕舞：女，出生年月：1976年03月04日。技术职称：正高级。最高学历：研究生。最高学位：博士。工作单位：华中科技大学自动化学院。

廖锐全：男，出生年月：1962年07月20日。技术职称：正高级。最高学历：研究生。最高学位：博士。工作单位：长江大学石油工程学院。

陈武华：男，出生年月：1967年10月07日。技术职称：正高级。最高学历：研究生。最高学位：博士。工作单位：广西大学数学与信息科学学院。

刘智伟：男，出生年月：1982年10月15日。技术职称：副高级。最高学历：研究生。最高学位：博士。工作单位：武汉大学动力与机械学院。

 

完成人合作关系说明：

本项目共5位完成人, 关治洪、王燕舞、廖锐全、陈武华、刘智伟。廖锐全、王燕舞、陈武华和刘智伟分别于1999年、2000年、2001年、2007年开始师从关治洪教授攻读博士学位，并分别于2002年、2003年、2004年和2011年获得博士学位。完成人一直合作开展脉冲切换系统及其控制理论方面的研究工作，合作发表几十篇相关论文。

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

 

二、2016年度国家技术发明奖推荐项目

1. 广谱高效昆虫杆状病毒杀虫剂的研制和应用

推荐单位意见

食品安全、环境生态、抗药性等问题迫切需要高效安全的生物农药，昆虫杆状病毒具有高效、安全、无污染，不易产生抗性等优点，是防治害虫的首选生物农药。针对传统昆虫杆状病毒杀虫谱窄、杀虫速度慢和对紫外光敏感等难题，本项目在四个方面取得创新突破。发现并分离具有自主知识产权的广谱甘蓝夜蛾核型多角体病毒中国株（MbMNPV- CHb1），证实该病毒对我国11种重要农业害虫具有较高的杀虫效率，解决昆虫病毒杀虫谱窄的技术难题；发明用两种替代宿主生产一种昆虫杆状病毒方法，解决该病毒难以用原始宿主大规模生产难题，并有效克服病毒长期在单一替代宿主中复制出现变异问题；发明新型环境友好昆虫病毒速效剂和光保护剂，用昆虫几丁质合成抑制剂和芳香族氨基酸分别作为速效剂和光保护剂，解决杀虫速度慢和对紫外光敏感的问题；创新生产工艺，发明病毒生物防虫有机肥制作工艺和昆虫饲料分装病毒感染一体机，解决生产劳力成本高及废料处理问题。昆虫杆状病毒杀虫剂获得制剂农药登记证8个、原药农药登记1个，原药生产批准证书1个、欧盟有机认证1个，建成年产千吨级昆虫病毒制剂生产线1条。近三年在我国21个省（市、区）蔬菜、棉花、水稻、花卉、烟草、茶叶等作物上推广应用面积1,900多万亩，取得显著生态效益和经济效益，推动了我国及全球昆虫病毒生物农药产业发展。项目具有国际领先水平。

经评审，建议推荐该项目为国家技术发明一等奖。

项目简介

本项目属于农业领域，提供防治重大抗性害虫的生物农药。

食品安全问题、环境生态问题、抗药性问题等迫切需要开发新型、高效和安全的生物农药。昆虫杆状病毒具有高效、安全、无污染，不易产生抗性等优点，是防治农林害虫的重要生物农药。然而，传统观念认为， 一种昆虫病毒只能防治一种害虫，这极大限制了昆虫病毒杀虫剂产业发展。

本项目在广谱昆虫杆状病毒发现分离、病毒速效剂和光保护剂开发上有所突破，解决了昆虫病毒杀虫谱窄、杀虫速度慢和对紫外光敏感等制约昆虫病毒产业发展的瓶颈问题，使我国昆虫杆状病毒杀虫剂产业发展达到一个新境界。

（1）发现并分离具有自主知识产权的广谱甘蓝夜蛾核型多角体病毒中国株（MbMNPV- CHb1），完成病毒全基因组序列分析和广谱特性研究，解决了杆状病毒杀虫谱窄的技术难题。一种昆虫杆状病毒制剂可防控32种害虫，对我国11种重要害虫杀虫效率80%-100%，改变了一种昆虫病毒只能防治一种害虫的传统观念。

（2）发明用两种替代宿主生产一种广谱昆虫杆状病毒杀虫剂的方法，研究病毒高产技术，既解决了该病毒难以用原始宿主大规模生产的技术问题，也解决了病毒长期在单一替代中复制可能出现基因变异的科学难题，这在世界杆状病毒产业化中还没有先例。

（3）发明新型环境友好昆虫病毒速效剂和光保护剂，开发病毒源组织蛋白酶和昆虫几丁质合成抑制剂作为病毒速效剂，利用芳香族氨基酸和短肽作为病毒光保护剂，解决了杆状病毒杀虫剂杀虫速度慢和对紫外光敏感的技术难题。昆虫病毒制剂杀虫中时间（LT₅₀）由5-10天缩短到3天，本项目昆虫病毒制剂杀虫速度处于世界同类产品前列。保护剂氨基酸和短肽在很好保护病毒持效作用同时还具有增产作用。

（4）创新生产工艺，发明病毒生物防虫有机肥生产工艺和饲料分装机、病毒感染机等机械，运用循环经济理念，将生产过程中的剩余饲料研制成广谱昆虫病毒与生物肥料配伍的颗粒肥料，田间施用后，昆虫饲料作为天然引诱剂，引诱地老虎等地下害虫取食感染广谱病毒，引起病毒在不同害虫种群中辗转流行。发明的生产机械解决人力成本高问题，减少劳力成本30%以上。

本项目获得昆虫病毒剂型农药登记证8个、原药（母药）农药登记1个，原药生产批准证书1个，欧盟有机认证1个，建成千吨级昆虫病毒制剂生产线1条。近三年应用面积1,900多万亩，销售收入9,524万元，利润1,888万元，农民增收9.5亿多元。推动了我国及全球昆虫病毒生物农药产业发展。“昆虫病毒生物农药开发国家地方联合工程研究中心”2015年获国家发改委批准。以广谱昆虫病毒杀虫剂为主打产品的企业2015年7月29日在“新三板”成功挂牌，这将促进昆虫病毒生物农药产业快速发展。

 

客观评价

1、成果鉴定意见、项目验收意见和科技查新结论肯定本项目的创新性和先进性：发明创新点为①发现并分离具有自主知识产权的广谱甘蓝夜蛾核型多角体病毒中国株；②发明用两种替代宿主生产一种昆虫杆状病毒；③发明环境友好病毒速效剂和光保护剂；④创新生产工艺，发明病毒生物防虫有机肥生产工艺和昆虫饲料分装机、病毒感染机等生产机械；项目在解决昆虫病毒杀虫剂产业发展中杀虫谱窄、杀虫速度慢、对紫外光敏感和生产人工费用高等瓶颈问题上进行突破，产业化应用取得显著生态效益和经济效益，具有国际领先水平。

邓子新院士等专家肯定本项目的四个发明创新点、综合效益、应用实施等，并认为本项目具有具有国际领先水平。MK体育app·平台（中国）官方下载科技厅组织以中科院院士邓子新为首的鉴定委员会对项目进行成果鉴定（2016年1月，附件2.1），鉴定专家肯定项目的创新点为：“（1）发现并分离出具有独立知识产权的甘蓝夜蛾核型多角体病毒中国株（MbMNPV -CHb1），完成病毒的全基因组序列分析。证明该病毒中国株对11种农业害虫有80%以上杀虫活性，突破了昆虫杆状病毒杀虫谱窄的技术难题。（2）发明棉铃虫和甜菜夜蛾两种替代宿主交替生产MbMNPV -CHb1病毒杀虫剂方法，既解决病毒难以用原始宿主大规模生产的技术难题，又解决病毒长期在单一替代宿主中复制可能出现基因变异的问题。（3）开发了ppm级昆虫几丁质合成抑制剂作为昆虫病毒速效剂并用芳香族氨基酸作为病毒光保护剂，病毒制剂杀虫中时间（LT50）由5-10天缩短到3-4天，克服了杆状病毒杀虫剂杀虫速度慢和对紫外光敏感的问题。（4）发明饲料分装机、病毒感染机和病毒生物防虫有机肥等产品，使人工费用下降了30%，降低了产业化成本。”鉴定结论认为：“该项成果具有国际领先水平。生态、社会和经济效益显著，应用前景广阔。”

中国科学院南京分院组织专家对中科院项目“千吨级广谱昆虫病毒杀虫剂产业化”进行验收，验收意见（2014年11月，附件2.2）认为：“该项目的实施，实现了广谱昆虫病毒杀虫剂的规模化生产，有力推动了我国昆虫病毒杀虫剂产业的发展，同时有力促进了合作企业的发展，培育了昆虫病毒杀虫剂领域的龙头企业。”

中国科学院武汉科技查新咨询中心对本项目进行查新（2015年12月，附件2.3），结论认为：国内外“甘蓝夜蛾核型多角体病毒生产方面，未涉及生产线、年产量和年应用面积等的报道；病毒增殖方面，主要采用甘蓝夜蛾活体增殖方式，未见采用棉铃虫和甜菜夜蛾作为替代宿主的报道；单虫病毒产量，均未达到100亿（10¹⁰）PIB；” “甘蓝夜蛾核型多角体增效剂方面，有源自Xestia c-nigrum 颗粒体病毒的蛋白和荧光增白剂的增效情况的研究，未涉及杆状病毒编码的组织蛋白酶和几丁质酶合成抑制剂-氟虫脲、氟啶脲等作为增效剂，以芳香族氨基酸作为光保护剂的报道。” 表明本项目的发明创新点2和3未见前人报道，属于国际领先或首创，单虫病毒产量100亿PIB，在国内外处于前列。

2、用户认可本项目产品的应用效果，近三年应用面积分别达到400万、600万和800万亩（附件3.1，3.2）。经国内外查询对比，本项目产品是目前国内外年应用面积最大的昆虫病毒杀虫剂（附件2.3）。

昆虫病毒杀虫剂的用户是广大农民用户和基层推广单位。上海海丰农场报道（附件5.3）, 防治小菜蛾，3天就观察到明显效果，防治效果比对照药剂高10-20 %以上。江苏省淮安市淮阴区植保植检站报道（附件5.4），防治小菜蛾防效达89.3%-94.1%，具有持效性。安全性很好。田间有益生物没有变化，蜘蛛等生物反应正常。安徽宁国市种植业局报道（附件5.5），防治稻纵卷叶螟有良好防治效果，达81%以上。保叶效果良好。对水稻田内各种有益生物也无不良影响。新疆建设兵团第八师一三三团报道（附件5.6），防治棉花棉铃虫，施药后3天内就看到明显效果，防效88.2%，具有持效性。一种昆虫病毒制剂在多种作物上防治多种重要害虫，取得很好的防治效果，这在同类产品中是独特的。上海市植保站组织实施进行田间防治试验，表明对蔬菜小菜蛾和水稻螟虫具有很好防效，由此在2014年广谱甘蓝夜蛾核型多角体病毒悬浮剂被列为上海市的农药重点推广品种（附件2.5），进入上海市绿色农药政府采购名单。

3、欧盟有机认证为广谱昆虫病毒杀虫剂进入欧洲市场开辟了途径。

通过严格的检验和论证，广谱杆状病毒杀虫悬浮剂2013年8月获得欧盟有机认证（附件2.4），这在同类生物农药产品中尚属首次，为该生物农药进入欧盟市场奠定很好基础，开辟了新的途径。

4、广谱昆虫病毒农药原药（母药）登记证和农药原药生产批准证书是农药行业管理部门和农民用户对本项目产品的认可和支持。

每个产品均经过对高等动物的毒理评价，对蜂、鸟、鱼、蚕及其他动物的安全评价，然后在室内生测效果明显基础上，进行两年八地田间试验，最后才能获得登记证。本项目完成8项农药企业标准制定、1项农药省级地方标准制定。获得昆虫病毒杀虫剂制剂农药登记证8个，原药（母药）农药登记证1个，获得农药原药定点生产批准证书1个（附件2.8-18）。除抗生素外，广谱昆虫病毒农药原药定点生产证书是国内唯一的生物农药原药定点生产证。

5、国家发改委批准建立“昆虫病毒生物农药开发国家地方联合工程研究中心”是政府管理部门对本项目肯定和支持。

在前期广谱昆虫病毒成果开发应用的基础上，武汉病毒所和江西新龙公司共建的“昆虫病毒生物农药开发国家地方联合工程研究中心”，2015年3月，该中心获国家发改委批准（附件2.7）。这是国内唯一一个以“昆虫病毒生物农药开发”为目标设立的国家级工程研究中心。是国家管理部门对本项目的肯定和支持。

6、广谱高效昆虫杆状病毒杀虫剂研制和应用成果获得2015年度MK体育app·平台（中国）官方下载技术发明奖一等奖（附件4.8）。

推广应用情况

广谱高效昆虫杆状病毒杀虫剂2011年获得农业部农药剂型登记，成为我国防治抗性小菜蛾、甜菜夜蛾、棉铃虫、烟青虫、稻纵卷叶螟、茶尺蠖等害虫的重要生物农药。2012年建成年产千吨级广谱杆状病毒制剂生产线，生产制剂1900多吨。通过生产企业与科研机构、各地植保部门及农技推广部门结合，每年在不同省份、不同地区针对不同作物防治召开现场推广会，培训基层技术人员，并利用企业拥有的传统营销渠道，近三年昆虫病毒生物农药销售收入9500多万元，利润1888万元。广谱杆状病毒杀虫剂在21个省（市、 区）蔬菜、棉花、水稻、烟草、茶叶等作物推广应用1900多万亩，取得防效80%以上的良好防治效果。

主要应用单位情况表

应用单位名称	应用技术	起止时间	应用单位联系人/电话	应用情况
恩施市助农富农化有限责任公司	田间推广	2013-2015	李大军/ 13477896866	应用推广6.5万亩
荆州市海昌植保技术服务有限公司	田间推广	2013-2015	彭其法/ 0716-8403508	应用推广5.5万亩
MK体育app·平台（中国）官方下载石首市正大农资有限公司	田间推广	2013-2014	张明阳/ 13997616322	应用推广11万亩
怀宁县植保服务部	田间推广	2011-2014	周代友/ 13013187103	应用推广10.8万亩
广州泉很农资科技有限公司	田间推广	2013-1015	钟汝基/ 13809770369	推广应用127.8万亩
沈阳市大光农业服务中心	田间推广	2013-2014	姜大光/ 13804015142	推广应用9.5万亩
四川创实农业科技有限公司	应用推广	2013-2015	王芳/ 13708063911	推广应用27.82万亩
上高县绿野农药化肥批发经营部	田间推广	2013-2015	罗余粮/ 13707007920	推广应用21.6万亩
分宜县新龙农业植保服务部	田间推广应用	2013-2015	赵万明/ 13707900443	推广应用15万亩
青岛德地得农化产品营销有限公司	田间推广	2013-2015	王玲/ 18253218805	推广应用24.65万亩
上海助航电气工程有限公司	田间推广	2013-2015	接道广/ 13472572377	推广应用4.2万亩
丰城市（剑南）天风商行	田间推广应用	2013-2015	梁细平/ 13707002202	推广应用58.8万亩
河南署光农业科技有限公司	田间推广	2013-2015	古季存/ 15515880011	推广应用2.85万亩
江西宜春新龙化工有限公司	病毒制剂生产和推广	2013-2015	胡秀筠/ 13507058943	生产制剂550多吨
江西新龙生物科技股份有限公司	病毒制剂生产和推广	2013-2015	胡秀筠/ 13507058943	生产制剂1350多吨

主要知识产权证明目录（不超过10件）