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20年上海科技实现“金花齐放”

来源:本站原创  作者:admin  更新时间:2021-11-22  浏览次数:

  时隔18年,上海学者再次摘得国家自然科学奖一等奖;间断14年,由上海民营企业牵头的项目重又登上国家科技进步一等奖榜单……在全国提名数量日益增多、授奖数量日趋减少的大背景下,上海获奖总数及在全国占比仍稳中有升。

  这是上海科技期待多年的“高光时刻”——自2000年以来,上海首次将国家自然科学奖、技术发明奖和科技进步奖的一等奖同时揽入怀中,并作为核心参与单位完成国家科技进步奖特等奖项目,首次在 “三大奖”高等奖项中实现“金花齐放”。

  这也是自2000年以来上海牵头获得国家一等奖数量最多的一年,总共牵头获得4项一等奖,占全国的17.39%。

  数据还显示,本年度上海共荣获9项国家自然科学奖、9项国家技术发明奖和30项科技进步奖,分别占全国“三大奖”总数的19.57%、14.75%和19.11%。值得一提的是,自2014年以来,上海在全国自然科学奖的获奖占比,首次超过科技进步奖。这从一个侧面反映出,上海的科技创新策源能力正不断加强。

  2020年,上海科创中心基本框架如期形成。今天,这份国家科技奖的“上海成绩单”,恰为上海多年来不断提升的科技创新策源功能“硬实力”,以及创新生态环境“软实力”,提供了生动注解和有力印证。

  国家自然科学奖授予基础研究成果。2000年度至2019年度,国家自然科学奖一等奖仅授予13项成果,而且有9年出现空缺。此次,复旦大学教授、中科院院士赵东元主持完成的“有序介孔高分子和碳材料的创制和应用”项目摘得国家自然科学奖一等奖,可谓含金量十足。这是上海时隔18年再获此殊荣,反映了创新策源能力的提升。这个项目原创性地提出“有机—有机自组装软模板合成”新思想,首次将功能介孔材料从无机骨架扩展到有机高分子材料,创制了5种以复旦大学命名的全新有序介孔高分子和碳材料,在国民经济发展中具有重要价值。

  自2014年以来,上海占全国获自然科学奖的比例首次超过科技进步奖,经过多年来持续不懈营造良好科研环境、加大基础研究支持力度和人才团队培育,上海面向世界科学前沿的原创能力不断提升,正持续涌现具有影响力的前瞻性和理论性的高质量成果。

  上海市科技奖励中心的统计数据显示,上海获奖成果所属学科覆盖了所有学科评审组的44%,在化学、数学、生物学、材料科学、生物医药、电子信息、轻工纺织、材料与冶金、计算机与自动控制、工程建设、农业等领域“多点开花”,为国民经济和社会发展提供了系统性的科技支撑。

  在基础性学科和大健康领域,上海的表现尤为突出。48项获奖成果中,化学、材料科学、生物学各2项,数学和基础医学各1项。近两年,上海在上述基础性学科获奖14项。在与人民生命健康相关的药物与生物医学工程、内科与预防医学、平特一肖王中王平特一肖大公开外科与耳鼻咽喉颌、农业、养殖和食品安全等领域,上海获2项一等奖、11项二等奖,占获奖总数的27%。

  2001年2月19日,杂交水稻研究创始人袁隆平,获颁首届国家最高科学技术奖。20年后的今天,上海“农人”罗利军及其团队,同样因为水稻,站上国家科技进步一等奖的领奖台。这也是上海在农业科技领域的首次。

  民以食为天,食以稻为先,作为世界三大农作物的水稻,一直以来就是关乎我国经济持续发展和社会稳定的坚实基础。上世纪50年代的矮秆水稻和70年代的杂交水稻品种的选育与推广,使我国水稻产量实现了二次重大的突破。不过,直至上世纪中后期,我国水稻育种一直没有大的进展,www.99788.cc一是水稻种质资源利用效率低,品种遗传基础狭窄;二是品种存在高产与优质、高产与抗病、高产优质与抗逆性等优良性状难以兼顾的矛盾。

  从20世纪90年代起,我国超级稻研究如火如荼,产量也持续攀升,但同时一个新的难题也随之摆在了农业科学家的面前。

  水稻,是一种需水量很大的作物,稻田要高产,却要付出高水、高肥、高投入的代价。水稻平均单产长期徘徊,即使有良好栽培条件的高产超级稻,大面积生产也难实现稳定高产。因为我国水资源匮乏,70%以上的水稻种植地区都是需要望天落雨的缺水型中低产田,“水”成了一道“紧箍咒”,让水稻产量的突破举步维艰。

  于是从20世纪90年代起,上海市农业生物基因中心以罗利军为首的一批科研人员开始马不停蹄,寻找能扎根山坡地、工业抛荒地,在“望天田”里也能高产的水稻。他们进安徽、走湖北、下广西、入浙江……走南闯北。历经二十年,他们突破水稻种质资源和环境的“瓶颈”,研发出以节水抗旱稻为代表的“少打农药、少施肥、节水抗旱、质优高产”的绿色超级水稻。

  2021年11月,罗利军团队的水稻遗传资源的创制保护和研究利用荣获2020年度国家科技进步一等奖,实现了上海市在农业领域获国家科技大奖的零的突破。

  水稻的育种可谓是大海捞针,工作量的庞大是常人无法想象的。上海市农业生物基因中心为研发节水抗旱稻提供了资源库,在这里,拥有全球最全的水稻资源,丰富的样本给了罗利军最完备的大数据。这里收集了93个科360个种,总共有23万份种质资源,水稻遗传资源的数量达20余万份,全球第一。

  20多万份水稻基因资源,从20多万个源头中逐一分拣,从研究到筛选,再到育种,团队在不同的环境下进行分析和鉴定,时间对他们来说又紧缺又珍贵。对于节水抗旱稻来说,筛选只是第一步,成千上万颗水稻,究竟哪一颗才具有良好的节水抗旱性呢?科学来不得半点虚假,唯一的途径就是下田试验。

  寒暑易节,风雨更替,艰辛的付出终于有了回报。2003年,罗利军育成了世界上第一个节水抗旱稻不育系“沪旱1A”,“节水抗旱杂交稻”在全球终于实现了“零的突破”。

  节水抗旱稻既可以像水稻一样在水田节水栽培,又可以像小麦一样在旱地种植。直播旱管的栽培模式,改变了水稻传统淹水种植方式,改变了稻田生态系统,减少病害的发生而少用农药,稻田排水减少甚至无排水,既保留了稻田肥力又极大减少了因排水产生的农业面源污染。

  节水抗旱稻为安徽棉花、玉米和大豆种植区,以及沿淮河低洼易涝区域的种植结构调整发挥了积极作用;为浙江推进山改田,向山地要粮,保障粮食安全发挥了积极作用;为海南推进国际生态岛建设发挥了积极作用;为东北减少地下水抽取,保护生态系统发挥了积极作用。目前,基因中心育成节水抗旱稻系列品种29个,其中国审品种5个。种植区域已经覆盖了国内长江上游、中下游稻区,华南稻区,代表品种“旱优73”目前是长三角地区种植面积最大的杂交稻品种,年种植面积达150万亩。在东北、华北等粳稻区展开了大范围的适应性试验。

  发展节水抗旱稻是一项具有国际引领性的原创科研工作。作为公益性研究项目,产生了显著的社会效益:显著丰富了我国水稻遗传资源,使我国稻种资源的保有量居世界首位。这些遗传资源是我国科技创新的物质基础,将进一步在水稻育种与基础研究中发挥重大的作用。此外,它丰富了水稻遗传育种学的理论,促进了作物科学技术的进步。为提高和稳定我国水稻产量、提升稻米品质做出了重要贡献,有助于乡村振兴和精准脱贫。

  目前,项目在全国范围内分发利用优异资源,育成的新品种在国内累计推广达11.9 亿亩,获经济效益1680.6亿元。特别针对亚非国家生态条件选育的32个新品种,在生产上推广,产生了重要的国际影响,有助于国家“一带一路”战略的实施。

  很多人都好奇有那么多优点的大米到底好吃吗?毕竟最终老百姓们最关心的问题还是口感如何。实际上,在相同的烹煮条件下,一碗是普通大米,一碗是节水抗旱稻,两种水稻烹制出来的米饭,口感并没有太大的区别。

  上海48项获奖成果,企业共获得4项一等奖、12项二等奖,占上海1/3。由上海联影医疗科技股份有限公司(简称“联影医疗”)牵头,携手中科院深圳先进技术研究院,以及中国人民解放军总医院、复旦大学附属中山医院协同创新,共同完成的“高场磁共振医学影像设备自主研制与产业化”项目荣获 “2020年度国家科学技术进步奖一等奖”。这也是上海时隔14年,再次由民企牵头获此殊荣。项目攻关突破了谱仪、射频功放、梯度功放、梯度线圈、射频发射线圈、超导磁体等一系列核心关键技术,成功研发出我国首台3.0T高场磁共振并实现整机制造与应用,填补了国内空白。我国成为继美德之后,第三个实现高场磁共振全部核心部件自主研发的国家。联影医疗也成为高端医疗装备行业首个以第一完成单位斩获科技领域最高荣誉的企业。

  磁共振被誉为“尖端医疗设备皇冠上的明珠”,是心脑血管、神经和肿瘤等多种重大疾病影像诊断的“利器”,被视为现代化医疗的重要标志。高场强磁共振可让临床诊断更精准,也能为脑科学等重大前沿科研提供精细的结构和功能成像,是科研领域必不可少的科学仪器。然而,磁共振的研发涉及学科门类繁多,技术体系精密复杂,研发难度极大,高场磁共振研发壁垒尤其高筑。

  长期以来,由于无法掌握核心部件和技术,国产磁共振设备主要占据中低端市场,高端影像设备国产率不足5%,3.0T磁共振100%依靠进口。而进口设备价格昂贵,我国百万人口磁共振拥有量不足美日等国十分之一。习总书记在2016年全国科技创新大会明确指出:“高端医疗装备主要依赖进口,成为看病贵的主要原因之一。”

  联影医疗董事长兼首席执行官张强说:“从成立之初,联影就下定决心要改变行业现状。改变的唯一途径就是自主创新。项目启动伊始,我们就定下创新的目标:必须深度融合产学研医各界力量,必须对标国际最先进水平,必须实现所有关键技术和核心部件的自主研发。不仅仅是要填补国内设备领域的空白、实现人有我有,更要人有我优,甚至人无我有,在国际上实现真正的引领。这是一条最为艰难、却注定能够长远的路。”

  于是,一家上海民企,联手中科院深圳先进技术研究院以及京沪三甲医院,研发成果在京沪多家研究型医院落地生根,这究竟是一个怎样的“神仙”组合?“当时在国内敢做高端医疗设备研发的团队,屈指可数。”同为“海归”,同样怀揣造出中国人的高端医疗设备梦想,首席科学家、中科院深圳先进技术研究院研究员郑海荣和联影医疗创始团队,可算惺惺相惜。

  参与磁共振设备研发攻关项目的科研人员,被联影医疗和中科院深圳先进院同时聘用,来去自由。而中科院深圳先进院在内部也划定了相应的科研特区。“10年内,参与这个项目的科研人员,先进院不以申报项目、发表论文为考核指标,也不影响他们工资收入和职称评定,为的就是让他们安心攻克一个科研难题。”项目首席科学家、中科院深圳先进院研究员郑海荣说,考核评价机制的改变,犹如一支转向的指挥棒,导向了勇闯无人区。在这个实验室,科研团队不仅把我国在高场磁共振、多功能超声等领域的研究技术推向新阶段,还把研究成果高效地转化为造福民众健康的产品。2012年,院企联合攻关研制出第一批1.5T磁共振设备

  “设备在刚研发出来的时候,往往需要通过顶尖高校、医院在使用过程中发现问题,通过不断磨合解决问题,才能让设备优化改进。这个过程也是不断创新的过程,能产出很多科研文章与专利。”张强介绍说,“当时我国高端影像设备国产率不足5%,最高端的3.0T磁共振设备更是完全靠进口。”

  后来,中国人民解放军总医院、复旦大学附属中山医院成为敢吃螃蟹的第一人。“联影的磁共振设备早期还不成熟,联影的研发人员就与我们密切沟通,还派了技术人员驻场医院,第一时间吸收我们反馈的问题和希望优化的方向,及时改进并不断优化设备的参数和性能,让设备更加贴合医院的临床需求。如今联影图像质量、扫描速度各方面都达到国外产品的同等水平,某些领域甚至实现了超越。”复旦大学附属中山医院放射科主任曾蒙苏如是评价。

  联影的一系列产品获得我国一批顶尖三甲医院的认可,并且深入到全国近千家医院。国产磁共振国内市场占有率从2013年14%提升至41%,推动了高端医疗设备的普及。此外,联影磁共振同时逆向输出至美国、欧洲等多个国家,产生了重大经济与社会效益。我国由净进口国转变为出口国,打破了跨国公司长达30多年“一统天下”的局面,国际产业格局有望被重塑。

  “21世纪的科研已经不是一个人‘单打独斗’,必须依靠团队合作的力量。同时,需要多学科创新联动,医疗器械更是多学科交叉的领域,离不开产学研医的深度融合。期待未来高端医学影像设备成为继高铁后的第二张‘中国名片’!”这是项目团队所有人的心愿。(撰稿 陈冰)