【科创热榜前沿科技周报】-28期转贴

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前沿科技盘点〔28〕｜研究揭示植物免疫受体监控病毒及诱导抗病新机制、清华大学提出实用化的多体纠缠探测协议 原文链接：https://www.ncsti.gov.cn/kjdt/zt ... 0230627_125852.html

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动植物在与病毒的交战中，进化出一些独特的攻防战略。近日，科学家揭示辣椒的免疫受体模拟激素受体结构域，诱导病毒攻击，从而启动自身防御系统的核心开关；发展高效的纠缠探测协议对于标定大型量子设备的可靠性有着重要意义，近日，清华大学提出一种新的多体纠缠判据——指标轮换纠缠判据，并且成功将其转化为基于矩测量的实验框架，可探测多体系统中更加复杂的纠缠结构……基于国际科技创新中心网络服务平台科创热榜每日榜单形成的一周科技记忆，我们推出《一周前沿科技盘点》专栏。今天，为大家带来第二十八期。

1.《Nature》｜研究揭示植物免疫受体监控病毒及诱导抗病新机制

Tsw NLR免疫受体监控病毒靶向激素受体诱导植物抗病机制图

在植物细胞的防御体系中，激素信号系统在抵御病毒等病原微生物的侵染中发挥重要作用。激素受体是激素信号启动的关键开关。免疫受体也是植物抗病系统启动的关键开关。南京农业大学植物保护学院教授陶小荣等人在研究中发现，当激素受体被攻击，辣椒会迅速启动免疫系统，通过该系统的免疫受体以“瞭望塔”的方式监测敌情，并且进化出一种与激素受体一样的结构，引诱病毒对其发起类似攻击，进而顺利激活免疫通路，歼灭病毒。

“NLR免疫受体是触发植物防御系统的核心开关。”陶小荣表示。在没有病毒的时候，NLR免疫受体这个“开关”处于关闭状态，此时植物的抗病性不启动；当病毒入侵时，NLR免疫受体“开关”就会打开，植物的抗病性就会启动，并引发下游一系列抗病反应。激素介导的抗病是一种基础抗病性，是一种比较弱的抗性。NLR免疫受体蛋白介导的抗病性则是非常强烈持久的抗病性，可以有效地灭除病原菌，在抗病作物的生产应用上具有广阔的前景。   

2.《Physical Review Letters》｜清华大学交叉信息院提出实用化的多体纠缠探测协议

多体纠缠探测协议示意图

量子纠缠是理论物理研究以及量子信息科学中的基础概念，发展高效的纠缠探测协议对于标定大型量子设备的可靠性有着重要意义。传统的纠缠探测手段往往有着各种限制。例如正映射判据是另一种理论上具有强大探测能力的纠缠判据，然而这一判据的实现往往需要极高实验复杂度的量子态层析。

近期，研究者们提出了一种基于矩测量的实验方案可以避免量子态层析而实现一种弱化版本的正映射判据。这一实验方案只要求对单份量子态进行操作以及测量，并且具有较低的实验复杂度和较强的探测能力。然而，受限于正映射判据自身的性质，这一方案只能探测两体量子系统的纠缠。

为了解决这一问题，清华大学交叉信息研究院马雄峰研究组的2020级博士生刘振寰等人引入了一种新的多体纠缠判据——指标轮换纠缠判据，并且成功将其转化为基于矩测量的实验框架。这一实验方案具有更低的实验复杂度，并且可以探测多体系统中更加复杂的纠缠结构。在两体系统中，这一框架给出了新的两体纠缠判据，极大增强了两体纠缠的探测能力。此外，一些数值实验表明，这一框架中的一些关键物理量还可以作为纠缠的度量，在量子多体物理的研究中起到重要的作用。

3.《Geology》｜研究揭示板块汇聚迫使克拉通岩石圈被动俯冲

塔里木大陆俯冲动力学过程示意图

塔里木和华北、华南三个克拉通共同构成了中国大陆的基本格架，三个克拉通的形成及构造演化一直是国内地学界研究的重点。塔里木自新生代以来存在数百公里的地壳缩短量，消失的物质是隆升成天山，还是俯冲到地下？如果存在塔里木克拉通的俯冲，是否为西南天山大洋板片的拖拽力作用？

近日，中科院地质与地球物理研究所孙伟家、唐清雅研究团队及其国际合作者，基于新疆固定台站记录的连续背景地震噪声，采用新发展的频域波形拟合层析速度成像方法，获得了塔里木岩石圈清晰的面波速度结构。

清晰的地震学图像显示，高速异常HV1自塔里木向北延伸至西南天山并以约45°角度插入西南天山下方，综合西南天山GPS速率明显降低和巨大的地壳缩短量等，清晰且有力揭示了塔里木克拉通大陆岩石圈新生代以来俯冲至西南天山下方，其驱动力是印度和欧亚板块汇聚产生的强大构造应力，其不仅导致青藏高原的隆升，还迫使塔里木克拉通发生了俯冲作用。

4.《Nature Communications》｜科学家开发蚊子携带疫苗用于野生动物免疫

CYV-ZIKV免疫小鼠后可以阻断寨卡病毒从小鼠传播到埃及伊蚊

75%的新发和再发传染病来自于野生动物，如果能将野生动物宿主免疫，可以从源头阻断病毒的传播。但实现这一目标面临的挑战是疫苗的选择和递送手段。

中科院动物研究所郑爱华研究组以昆虫特异黄病毒朝阳病毒为载体，通过替换寨卡病毒囊膜蛋白构建了CYV-ZIKV嵌合病毒。CYV-ZIKV只能在蚊子和蚊子细胞里复制，不能感染任何脊椎动物。进一步的安全性研究表明，CYV-ZIKV具有很高的遗传稳定性，可以高效的感染埃及伊蚊，但是却无法通过水平和垂直传播感染其它蚊子。在使用X光照射蚊子使其不育后，CYV-ZIKV就被限制在释放的蚊子体内，无法溢出到环境中。

研究组以小鼠为模型，用感染了CYV-ZIKV的埃及伊蚊，叮咬小鼠两到三次，每次10-20只蚊子，可以诱导强烈的体液免疫反应，并持续至少5个月。用三种不同寨卡病毒毒株攻毒，均可以有效保护。而且接受蚊子免疫的小鼠在攻毒后，无法再将寨卡病毒传给蚊子。从而从原理上实现了通过蚊子叮咬免疫脊椎动物，阻断病毒从宿主向媒介的传播，从而切断病毒的传播链的验证。

5.《Advanced Optical Materials》｜大连化物所发现六光子激发自陷态激子发光的无铅钙钛矿晶体

研究示意图

多光子吸收是一种非线性效应，是指材料可以同时吸收多个单色红外光子，并将电子从基态激发到激发态，然后上转换为高能光子。无铅钙钛矿作为一种“明星”材料，具有较高的稳定性和低毒性，已经成为铅基钙钛矿的替代品。但与铅基钙钛矿相比，对于无铅钙钛矿高阶多光子吸收效应的研究还比较匮乏。

近日，中科院大连化物所袁开军研究团队发现了一种在800至2000nm波长范围内，具有3至6光子吸收的全无机Cs2TeCl6无铅钙钛矿晶体。稳态和瞬态光学实验结果表明，Cs2TeCl6晶体中单光子和多光子激发的宽带橙色发射归因于自陷态激子的复合。此外，研究人员通过飞秒激光激发的多光子荧光吸收饱和法，量化了Cs2TeCl6晶体的多光子吸收截面，其中六光子吸收截面为1.87×10-174cm12s5photon-5（1980 nm）。该工作为无铅钙钛矿家族在非线性光电领域的应用和发展提供了一个有潜力的候选材料。