通过精准调控植物微生物群落，培育“气候智能型作物”（climate-smart crops），在提高作物产量的同时，减少对环境的负面影响，从而推动农业可持续发展。“绿色革命”期间，半矮化作物品种和化肥的出现提高了产量和粮食安全。然而，诸如环境污染和温室气体排放等意外后果凸显了减轻这些影响的策略的必要性。在作物驯化过程中被忽视的根际微生物群落的调控为可持续农业提供了一条途径。 2025 年 3 月 20 日，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队（博士后葛安辉为第一作者）在国际顶尖学术期刊 Cell 上发表了题为：Exploring the plant microbiome: A pathway to climate-smart crops 的长篇前瞻性综述展望（Perspective）。 王二涛团队在文中提出了“共生基因组育种”（hologenome breeding）的概念框架——通过精准调控植物微生物群落，培育“气候智能型作物”（climate-smart crops），在提高作物产量的同时，减少对环境的负面影响，从而推动农业可持续发展。 当前，农业贡献了 20%-25% 的温室气体排放，仅合成氮肥的生产和使用就占全球排放的5%，并通过氨挥发、硝酸盐淋溶等加剧环境污染。尽管“绿色革命”通过高产作物品种与化肥农药使全球粮食产量翻番，但也导致作物对化肥依赖性增强、微生物共生功能退化等问题。数据显示，现代栽培作物与微生物的互利关系较野生近缘种显著降低，农田土壤碳库稳定性下降，农业系统韧性面临严峻考验。 图1. 当前的挑战与潜在的农业生态系统解决方案 基于此，文章指出，植物与根际微生物构成的“共生功能体”（holobiont）是破解困局的关键——根际微生物不仅能调控植物的养分吸收和胁迫抗性，其代谢产物与残体更对土壤稳定碳库有重要贡献。然而，传统育种长期忽视植物-微生物协同进化形成的生态功能基因，导致“高产但脆弱”的恶性循环。 图2. 解析和改造根际生态过程宿主遗传调控途径的方法 王二涛团队提出的共生基因组育种框架，首次将植物-微生物互作介导的生态功能纳入育种体系。该框架通过整合植物基因型、根系分泌物和根际微生物组间的关联模型，实现植物-微生物互作过程的精细调控，以优化养分循环、增强作物抗性并加速土壤碳固存。文章提出了两种具体的共生基因组育种策略： 一是通过植物育种调控根系分泌物，从而改变根际微生物组功能；二是设计合成微生物群落（synthetic community）或通过基因改造优化微生物功能，实现跨界信号传导，以定向调控共生功能体。 针对环境异质性对植物-微生物互作过程的影响，文章提出农业精准微生物组工程策略，通过揭示特定环境下的植物-微生物互作机制，实现作物品种与微生物组的精准匹配。文章还强调，将农业管理措施与精准微生物组工程相结合，可通过调控土壤理化性质和生物学特性，优化植物-微生物互作，从而实现农艺和生态效益的协同提升。 图3. 操纵植物与微生物相互作用中功能性状的工程策略 尽管植物-微生物互作研究已取得显著进展，但其田间应用仍面临挑战。由于根际微生物组对环境异质性高度敏感，微生物接种剂的实际效果存在不确定性。为此，文章强调了农业精准微生物组工程的重要性，并建议整合人工智能（AI）算法和高通量表型技术，实现对植物-微生物互作时空动态的精准预测和智能调控。文章指出，将微生物介导的生态功能视为新型植物性状，并将其整合到共生基因组育种体系中，有望为应对粮食危机、环境污染和气候变化等全球性挑战提供植物解决方案。 图4. 实现自施肥作物的策略

光放大是现代通信的关键所在，目前主要取决于掺铒光纤放大器（Erbium-doped fibre amplifiers, EDFAs）。然而，EDFAs仅覆盖光纤的低损耗光谱中的一部分。这推动了在铒增益窗口之外工作的放大器研究。 利用本征三阶光学非线性的光学参量放大器（optical parametric amplifiers, OPAs）的开创性工作，目前已经演示了增加的信道容量。OPAs提供高增益，对于相位保持放大器可以达到3-dB量子极限，并表现出了单向操作行为。然而，高度非线性光纤或体波导的功率要求限制了OPAs的采用。与之相比，基于集成光子电路的OPAs提供了显著增加的模式限制和光学非线性，但受到带宽限制。 瑞士洛桑联邦理工学院利用低损耗、二氧化硅基磷化镓光子集成电路克服了这一挑战，并在0.25平方毫米的紧凑尺寸中，仅用几厘米长的波导获得了高达35dB的参量增益[2]。在大约140 nm（即17 THz）的超宽带宽上，实现了超过10 dB光纤-光纤净增益，相比于C波段EDFAs，增益窗口增加了三倍。 研究人员还进一步演示了输入信号的高动态范围，跨越六个数量级，同时保持低噪声系数。这标志着在光子芯片中首次实现了超宽带、高增益、连续波放大，为下一代集成光子学开辟了新前景。 论文信息：Nikolai Kuznetsov, Alberto Nardi, Johann Riemensberger, et al. An ultra-broadband photonic-chip-based parametric amplifier [J]. Nature, 2025. https://www.nature.com/articles/s41586-025-08666-z

研究机构：澳大利亚天主教大学（ACU）、上海大学、西安电子科技大学 主要研究人员：Walayat Hussain副教授（ACU）、 Honghao Gao等 研究内容： 该团队开发的MonoFG系统利用单目摄像头+AI算法，实现了媲美激光雷达（LiDAR）的3D环境感知能力，同时大幅降低成本（约300美元/套）。其核心突破包括： 精准前景/背景分离：模拟人类动态深度感知，提升复杂路况下的物体识别能力，在自行车检测任务中排名全球第一。 实时决策优势：处理速度达18帧/秒（快于奥运短跑选手0.16秒的起跑反应时间），支持即时路况响应。 成本革命：相比高达7.5万美元的LiDAR系统，MonoFG可使自动驾驶整车成本降至家庭可承受范围（约6.5万美元级）。 实际效果：通过真实道路数据验证，检测行人、自行车及其他车辆的准确率接近LiDAR方案。 以人为核心的AI设计降低事故风险，增强公众对自动驾驶的信任。技术已具备商业化潜力，或推动L3级自动驾驶普及。 论文信息： Gao H. et al., MonoFG: Monocular 3D Object Detection with Knowledge Distillation for Human-Centric Autonomous Driving Systems, ACM Trans. Auton. Adapt. Syst. (2024). DOI: 10.1145/3703458

小米宣布上调2025年电动车交付目标 中国造车新势力小米汽车近日宣布，将今年电动车交付目标从30万辆上调至35万辆。自2024年4月启动交付以来，小米汽车已累计交付超过20万辆电动车。 小米汽车展现出强劲的生产爬坡能力：其首款车型SU7前10万辆生产用时229天，第二个10万辆交付周期缩短至119天。 市场需求持续火爆：2月底SU7 Ultra开启预订时，两小时内即收获超1万辆大定订单，相当于该车型全年规划产能。同时，小米第二款车型YU7电动SUV也即将上市。 小米创始人雷军通过微博表示，小米汽车产能提升计划"取得阶段性成果"。基于此，公司将年初制定的30万辆交付目标上调16.6%至35万辆。这表明小米当前的主要瓶颈在于产能而非市场需求。 强劲需求直接反映在财报数据：去年第四季度，小米智能汽车业务营收达207亿欧元（约合人民币161亿元），环比增长71.5%。净亏损从第三季度的15亿元人民币收窄至约7亿元，毛利率由17.1%提升至20.4%。2024全年，小米创新业务总营收328亿元人民币，其中汽车业务贡献321亿元。

3月22日，《东北黑土地保护与利用报告（2023年）》（以下简称《报告》）在黑龙江省齐齐哈尔市发布。《报告》由中国科学院地理科学与资源研究所牵头，联合中国科学院相关单位和东北三省一区优势科研力量共同编制。 《报告》显示，黑土地保护工程投入和科技投入持续增长，黑土地保护利用监测评价体系逐步健全。东北黑土区通过加大耕地保护力度、强化科技创新支撑和技术模式示范引领，促进藏粮于地和藏粮于技相结合，实现了黑土耕地质量与粮食产能的协同提升。 《报告》总结了过去4年“黑土粮仓”科技会战重要科技进展及主要成效。中国科学院启动“黑土粮仓”科技会战，联合黑龙江、吉林、辽宁和内蒙古三省一区，开展科技攻关与关键技术示范推广，在黑土地退化机理、黑土健康评价和保育技术、黑土地保护的生物学技术、黑土智能监测与管控等领域解决了一批重大难题。4年来，“黑土粮仓”科技会战厘清了东北黑土地退化趋势，初步揭示了黑土退化与质量提升动力学机制，创新一系列黑土地保护利用综合技术，研制黑土地保护利用系列农机装备，建立黑土地保护利用全域监测及系统化管控平台，共同打造7个万亩级示范区，示范面积17.13万亩，辐射推广面积3.26亿亩，形成主推技术20余项；构建“龙江模式”“梨树模式2.0”“大安模式”“大河湾模式”“全域定制模式”等黑土地保护利用模式样板。各项技术和模式在我国东北黑土区推广应用取得良好综合效益。 《报告》编写组组长、中国科学院地理科学与资源研究所副所长廖晓勇表示，连续4年组织编写并发布黑土地白皮书及系列报告，旨在向公众系统解释黑土地保护关键技术与创新模式，报告科技会战主要进展与成效，让公众更加科学系统地认知黑土地、保护黑土地。团队今后将持续深化黑土地保护科技创新，完善“用养结合”技术体系，推动形成可复制推广的系统解决方案，为守好“耕地中的大熊猫”、筑牢国家粮食安全根基提供科技支撑。