植物病害是农业生产中突出的自然灾害之一，对全球农作物产量造成的损失达13%~20%。中国作为农业大国，通过使用农药每年可减少经济损失300 亿元左右。其中，化学农药施用量占农药用量的80%以上，所造成的环境污染、农药残留等问题严重威胁着人类健康和生态环境。

当今世界，环境、资源、经济、人口、健康以及和平、安全等关系到人类生存和社会可持续发展的问题，给人类提出了一系列单一学科所不能解决的复杂课题。这些课题的研究要求科研人员必须广泛地交流与合作，学科之间必须相互交叉、融合与渗透。另一方面，学科交叉也被视作对当前学科过度专业化所产生的惰性的一种纠正。越来越多科学家相信，只有通过发展交叉学科才能够实现科学技术的可持续发展，解决人类面对的棘手问题。

利迪链霉菌（Streptomyces lydicus）A01 是一株分离自北京郊区对植物病原真菌具有广谱抑制作用的放线菌，在植物真菌病害防治中具有良好的应用前景。为了检测红霉素启动子在利迪链霉菌A01 中的活性，为后期对菌株A01 进行遗传改造提供技术支持，同时对生防菌A01 进行遗传标记以研究和阐明其在生态环境中的生物学行为规律，本实验采用两亲本接合的方法，将增强绿色荧光蛋白（EGFP）和红色荧光蛋白（RFP）基因片段克隆到携带红霉素启动子（ermE^*）的链霉菌表达载体pIB139 中，成功构建了以egfp 和rfp 为报告基因的重组载体pIB139-EGFP 和pIB139-RFP，并转化利迪链霉菌A01，突变株在荧光显微镜下观察到较强的绿色荧光和红色荧光，同时PCR 鉴定结果正确。这表明重组载体pIB139-EGFP 和pIB139-RFP 成功转入菌株A01，并且ermE^*启动子成功启动egfp 和rfp 基因表达。

为建立利迪链霉菌（Streptomyces lydicus）A02 生产纳他霉素的高产发酵工艺，对其补料分批发酵的主要参数进行了优化。利用pH 值实时监控自动补料摇床辅助优化，筛选出利迪链霉菌A02 产纳他霉素的适宜pH 值范围，以此为控制点进行30 L自动发酵罐补料分批发酵实验，通过分析软件发酵之星（Biostar）5.0 检测分析主要发酵参数动态趋势曲线与纳他霉素产量的相关性。结果显示，菌株A02 最适于纳他霉素生物合成的发酵过程多参数优化组合为：培养温度30℃，pH 值控制在6.25~6.29 范围内，溶氧（DO）为20%~30%，摄氧率（OUR）和CO₂释放率（CER）分别为25~15 mmol/（L·h）和20~12 mmol/（L·h），氨基氮含量0.20~0.23 g/L，还原糖保持1.5%左右，至88 h 后自然下降，至112 h 为0.32%；此时纳他霉素质量浓度达最高值，发酵上清液中为2.02 g/L，发酵液中为6.98 g/L，较不控制pH 值的对照分别提高28.66%和69.83%，为较好的发酵终点。通过优化调控主要发酵参数有效提高了利迪链霉菌A02 生产纳他霉素的发酵水平。

为提高粉红粘帚霉ACM941 发酵过程中的分生孢子产量，本研究对其固体发酵条件进行了优化。以产孢量为测定指标，通过单因子和正交试验，确定ACM941 固体发酵基础培养基为麦麸和棉籽壳混合物，其比例为4：6；在基础培养基中添加2%玉米粉、2%燕麦粉、3%牛肉膏、2%蛋白胨可获得更大产孢量；对发酵温度、接种量等发酵条件进行了优化，确定发酵培养基初始含水量为30%；种龄48 h；接种量6%；发酵过程中24 h 全光照；菌丝生长温度25℃，产孢温度20℃。在最佳发酵条件下，ACM91产孢量达1.17×10⁹ cfu/g 培养物，比初始发酵水平提高了12.4 倍，为生防制剂的开发奠定了基础。

为评估新培育番茄栽培品种对番茄黄化曲叶病毒（tomato yellow leaf curl virus，TYLCV）的抗性水平，更全面地了解这些品种的抗病性差异，以金棚1 号和金曼为感病对照，采用带毒烟粉虱自然传毒方式，对各品种的发病时间、发病率及病情指数等参数进行比较，结合PCR 及ELISA 对TYLCV 的检测结果，综合分析了18 个番茄品种对番茄黄化曲叶病毒的抗病性。结果表明，不同品种对TYLCV 的抗性差异较大。金棚1 号和金曼两份材料发病率都达到100%，病情指数在65.2 以上，属于典型的感病品种；秋光15-6、PC-88 和秋光69 号3 份材料发病率和病情指数均为0，属于抗性较高的品种；其他13 份材料的发病率和病情指数分别在5.6％～45.2%和2.6～18.0 之间，分别表现了不同程度的抗、耐病水平。

绿盲蝽（Apolygus lucorum（Meyer-Dür.））和葡萄斑叶蝉（Erythroneura apicalis（Nawa））是常见的葡萄害虫，其危害严重影响葡萄产量和果实质量，造成严重的经济损失。为筛选有效防治葡萄绿盲蝽和斑叶蝉的植物源杀虫剂，本实验探究了0.5%藜芦碱、0.6%氧苦·内酯水剂、5%天然除虫菊素、复合楝素杀虫剂、鱼藤酮杀虫剂和复合烟碱杀虫剂等植物源杀虫剂对不同地区葡萄绿盲蝽和斑叶蝉的防治效果。在成都实验点，6 种植物源杀虫剂对绿盲蝽均有很好的防治效果，其中0.5%藜芦碱的防效稳定，防效在60%以上。在石家庄实验点，复合烟碱杀虫剂对绿盲蝽的防治效果最好，防效高达70%以上。在银川实验点，0.5%藜芦碱对斑叶蝉一代成虫和二代若虫的防治效果都最好。在南疆实验点，5%天然除虫菊素对第一代葡萄斑叶蝉成虫防效最好，达100%。0.5%藜芦碱、复合烟碱可作为防治绿盲蝽的有效药剂，5%天然除虫菊素可作为防治葡萄斑叶蝉的有效药剂，在葡萄无公害生产上推广使用。

利用铸体薄片、X-射线衍射、扫描电镜、物性等资料，分析陇东油区长8 含油砂岩成岩作用和孔隙度演化过程。研究表明，含油砂岩处于中成岩阶段A 期，经历的强压实、胶结及弱溶解作用是其致密化的控制性因素，其中压实孔隙损失率为38.9%，胶结孔隙损失率为38.0%，而溶蚀孔隙度仅为3.9%。孔隙度演化分析表明，含油砂岩的初始孔隙度为37.3%，早成岩阶段的压实和胶结作用后剩余原生粒间孔隙度为17.9%；中成岩阶段的第1 期油气充注时孔隙度仍高达17.0%，第2 期油气充注时孔隙度仅为12.5%，说明含油砂岩在两期油气充注之间的成岩过程中成为致密砂岩储层。

为了研究滩坝砂体内部剩余油分布模式，定量描述泥质夹层的发育规律，揭示夹层发育模式对剩余油的控制作用，以港中油田沙一段滩坝砂为例，在岩心资料、测井资料及青海湖现代滩坝砂沉积考察基础上，对滩坝砂内部夹层3 种类别进行了识别和划分。基于精细三维构型模型和倾角测量原理基础上提出“三维层面扫描最大值法”计算夹层倾角的计算新方法，实现了对“小井距对子法计算方法”的改进。该方法在滩坝砂体内部夹层的定量描述中得到了初步应用，最终建立了泥质夹层发育模式。研究表明，滩坝砂单一坝内部侧向泥质夹层倾角在2°～5°之间，夹层平均密度为1 条/70 m，坝内增生体的规模在60～90 m。

涠洲F4 油田位于南海北部湾地区，包含涠洲组和流沙港组两套含油层，其中涠洲组属于高渗油藏，已经全面开发，测井解释结果显示流沙港组储量可观，但低渗透储量高达82%，涠洲组的开发经验不适用于流沙港组。针对流沙港组非均质性强、微观孔隙结构复杂及注水难度大等问题，利用恒速压汞、核磁共振和油水驱替物理模拟等实验技术，对储层微观孔隙结构及油水驱替规律等进行系统研究。研究表明，涠洲F4 油田流沙港组需要技术攻关的储层渗透率是1×10^-3~5×10^-3 μm²，且储层渗透率低于2×10^-3μm²时，以小于1 μm 的喉道为主，渗流阻力大，水驱开发难度大；低渗透油藏，前期保持较高地层压力能明显提高驱替效率，残余油状态水相渗透率低于0.2，注水压力高，后期采用小排量温和注水既有利于有效注水，又能保持较高渗吸效率，以此提高储层采收率。

以准噶尔盆地夏9 井区三叠系顶部不整合半风化岩石为例，通过定性分析与定量评价相结合的方法，对其压实作用、溶蚀作用、胶结作用、交代作用和破裂作用等多种成岩作用特征进行了研究，认为压实、胶结、溶蚀和破裂作用对研究区三叠系顶部不整合半风化岩石的物性影响作用明显，其中压实、胶结作用与孔隙度呈负相关，溶蚀、破裂作用与孔隙度呈正相关，而交代作用对半风化岩石物性的影响效果较小。基于大量岩心观察和分析化验数据，发现不整合半风化岩石各种成岩作用特征在平面上与剖面上均具有较强的非均质性。通过建立多种成岩作用强度参数的判别标准，对不同类型成岩作用的作用强度进行了定量评价，认为三叠系顶部不整合半风化岩石的压实作用对原生孔隙破坏作用较大，强度级别为强；以菱铁矿为主要类型的胶结物堵塞了大量孔隙，其胶结强度级别为弱；视相对溶蚀孔隙度较高，溶蚀强度级别为强；可见少量微裂缝，破裂作用级别弱。按照对半风化岩石孔隙度影响的强弱顺序将成岩作用进行了排序，认为研究区成岩作用对三叠系顶部半风化岩石孔隙度影响程度的先后顺序为压实作用>溶蚀作用>胶结作用>破裂作用。

模式分类过程涉及到对原始训练样本的学习，容易导致用户隐私的泄露。为了避免模式分类过程中的隐私泄露，同时又不影响模式分类算法的性能，提出一种基于主成分分析（PCA）的模式分类隐私保护算法。该算法利用PCA 提取原始训练数据的主成分，并将原始训练样本集合转化为主成分的新样本集合，然后利用新样本集合进行分类学习。选用Adult 数据集和KDDCUP 99 数据集进行仿真实验，并采用正确率和召回率进行性能评价，结果表明，该隐私保护算法通过PCA 提取原始数据特征属性的主成分，可避免原始属性的泄露，同时PCA 在一定程度上可实现去噪，从而使分类器的分类性能优于原始数据集的分类性能。与已有算法比较，该隐私保护算法具有更好的模式分类精度和隐私保护性能。

三手烟是大部分民众尚未听闻或认知的新名词，它是指吸烟后残留在物体表面和灰尘中的烟雾污染物。三手烟的重要特征是其中某些化合物可与空气中的某些成份发生化学反应，生成新的有害物质，其毒性可随时间而逐渐加剧。三手烟的主要危害人群为儿童。本文总结了三手烟与二手烟的关联和区别、物理和化学特性、存在场所和污染途径，以及近年来在三手烟成份、检测和毒性等方面的重要研究进展，并展望了未来的研究方向。基于科学依据的三手烟概念及对其危害的认识，将有助于室内和公共场所禁烟，如何预防和清除三手烟也将成为大众关注的现实问题。

目前的飞机、船舰发动机不需要改进就能直接使用“海水燃油”，这意味着海水也将变成一种丰富的战略资源。

2014年3月30日，广东省茂名市区群众在市政府门前大草坪聚集，表达对该市拟建芳烃（PX）项目的不满和抗议。3月31日凌晨，茂名市政府发布“告全体市民书”，呼吁公众通过和平、合法方式表达意见。与此同时，一场“PX词条争夺战”正在上演——由于PX在百度百科上的词条释义由“低毒化合物”被人修改为“剧毒化合物”，清华大学化工系学生将其修改回“低毒”后，近10人昼夜维护词条内容长达120小时。此后多天，国内主流媒体将目光聚焦于此。PX项目引发公众、媒体及科学界广泛热议。

为满足日益增长的人口对粮食的需求，人们必须在维持农业赖以依存的地球资源和生态服务功能的前提下，对农作物生产进行可持续集约化的发展。Philosophical Transactions B 在2014年第369 卷1639 期出版基于环境安全的农作物生产专题（图1），刊载了1 篇介绍性文章、11 篇论文、4 篇综述，集中报道了植物科学中一些重要进展及其对农作物生产的推动作用，提醒人们应关注科学在实现可持续集约化发展中承担的角色。

攻读博士短则3 年，长则6~7 年，其中甘苦令人回味无穷。作为过来人，分享自己的心得，对后来者善莫大焉。2012 年毕业于斯坦福大学计算机系的郭伽写了一本电子书《博士磨难：一个博士生的回忆录》（The Ph.D. Grind： A Ph.D. Student Memoir），回顾自己6 年的求学生涯，读来令人受益匪浅。虽是美国博士，但其真知灼见对国内博士生同样富有启发性。

从2013 年第1 期开始写“博士生的成功之道”系列随笔，今天已经是第44篇了。似乎到了该告一个段落的时候了。当然，系列文章可以有也终究会有再见的时候，但就是不能和“成功”说再见，虽然，成功路上的滋味有时并不见得好受。

当前，世界各国的综合国力竞争，更多地体现在经济可持续发展上的竞争，而经济技术的可持续发展，根植于科技水平的发展，因而科技发展水平是当代国家综合国力竞争的一个战略性前提。针对科技尤其是高科技的战略规划，大多数国家都开展了技术预见活动来形成本国的中长期科技发展部署。

国家自然科学基金（以下简称科学基金）自由申请的项目，申请书是函评专家打分以及会评专家投票评审的主要甚至是唯一依据，即对科学基金项目的评审在某种意义上是对“申请书”的评审，申请书撰写质量低决定了项目资助与否。

2013 年7 月我参加美国晶体学会年会，本来只有墙报，结果刚到住处，就接到分会主席的电话，要我再做一个15 分钟的口头报告。

1986 年，美国挑战者号宇航飞船升空后爆炸，几名宇航员瞬间化为灰烬。发射前，一些工程师已经把故障情况报告给了管理层，但工程师制作的幻灯片上堆满了文字，致使无法有效传递信息。我们想想，在课堂教学中，有多少个老师在PPT 上密密麻麻地堆满文字？理想的PPT，应该图文并茂。实现这一点，不是仅仅把图堆上去，而是需要理解、思考和组织。

求学，从儿时到而立已有20 余载，不禁感叹时光飞逝，似水流年，现在的我已是一名博士二年级学生。孩童时曾觉得博士像传奇，而如今竟已行走在读博路上，不断探索着，寻找着……这条路充满了懵懂，希望，迷茫与兴奋，或许只有同路人方能品尝其中滋味。回首近5 年的科研之路，有些感触与收获，希望能和仍在博士之路上奋斗的朋友们一起体会分享。