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，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。對此我國自主研發了全球首臺12000 米特深井自動化鉆機，同時創新研發耐220℃超高溫工作液，為鉆探萬米特深井提供裝備保障。

農作物耐堿“大突破”：敲除控堿基因AT1，提升鹽堿地農作物產量

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，我國已經研制了能在鹽堿地生長的高粱等農作物，更好的消息是，中國科學家研究發現，敲除農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?？茖W家研究發現，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”字形溝槽容易產生裂痕。將硅片邊緣的表面和側面尖銳的“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，清潔能源在我們日常生活中將會越來越普遍。

獲獎者：敲除控堿基因AT1

頒獎詞：改變不了環境，就適應環境，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，生態環境不可持續。

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攻關，打響了一場“選育耐鹽堿植物”的持久戰。

小麥育種專家、遺傳發育所老所長李振聲院士帶領青年科學家們長期致力于鹽堿地糧食生產，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515 千克，米質優一級，實現了耐鹽高產優質的統一；耐鹽大豆科豆35，在中度鹽堿地畝產超過270 千克，并創造了中度鹽堿地306 千克的高產紀錄，實現了耐鹽、高產和穩產。

更好的消息在于，科學家通過基因敲除技術對高粱進行全基因組大數據關聯分析，發現了主效調控耐堿的基因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果表明，AT1基因的利用能夠使高粱籽粒增產20.1%， 谷子增產近19.5%，在吉林大安鹽堿地，水稻不同年份增產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，可每年為全球增產至少2.5 億噸糧食，從而提高鹽堿地產能。鹽堿地變糧倉的夢想有望實現了！