（鄉村行·看振興） 「中國最美童畫之鄉」特寫：一支畫筆繪就鄉村新風景
2025-11-17 22:13 6,682次浏览8月以來，上海持續遭遇高溫「烤」驗，松江區日供水量連續多日突破26萬噸。記者從松江區城投公司獲悉，面對用水高峰，松江自來水公司依託「智慧水網」數位化系統，通過實時監測、智能調控與精準搶修，構建起覆蓋水源、水廠、管網、用戶的全流程安全屏障，確保高溫天氣下供水「穩量、優質、高效」。實時監測背後的「數據流」走進松江供水服務調度中心，巨型電子屏上跳動著水廠餘氯、濁度、流量等數百項關鍵數據。這些數據來自全區400餘處監測設施，覆蓋取水頭部、水廠制水流程、管網水質監測點等核心環節，形成一張24小時更新的「供水神經網絡」。「高溫導致原水藻類濃度波動加劇，管網壓力變化頻繁，傳統人工巡檢難以應對。」松江自來水公司用水監管部主任衣江華指著屏幕介紹，目前調度中心已整合熱線服務、供水管線GIS系統、二次供水系統、管網預警系統等模塊，實現「一屏統管」，編織起覆蓋水源、水廠、管網、用戶的智慧水網」。點開供水管線GIS系統，全區供水管網運行概況清晰展現，中控數據平臺實時捕捉著輸水管、配水管、二次供水管線等數據，流量、壓力、水質等運行參數也一目了然。松江自來水公司供水業務所副所長李園表示，這些數據24小時持續更新，可以滿足應急響應、實時處理等需求。「夏季爆管、漏水等應急事件時有發生。在接到搶修派單後，可以通過數位化水務系統迅速判斷點位漏水情況以及供水影響區域，並以此為依據制定搶修方案，極大程度上提升了工作效率。」李園說。除了為搶險維修工作提供高效支持，「智慧大腦」也為制水生產環節築起了安全屏障。夏季高溫下，水廠原水面臨高藻、高濁、高pH值等多重挑戰。依託高頻次、高精度監測技術，水廠實現對現用原水及備用水源每小時一次的巡查採樣，實時追蹤藻類濃度變化動態。同時，通過升級生產設備技術，數字加注泵可根據夏季用水量實時波動，精準調控混凝劑、消毒劑等藥劑投加量，精準匹配水質變化，大幅提升制水質效。智能搶修從「被動應對」到「主動預判」以數位技術為核心的「智慧大腦」，看似僅是中控室內的幾塊屏幕，背後卻是海量的數據與技術支持。松江自來水公司生產運行管理部主任袁磊介紹，在設備管理方面，數據採集與監視控制系統（SCADA）如同人類的「中樞神經」，通過實時採集各個設備的運行參數，做到設備故障及時發現，立即處置，溯源解決。此外，生產運行管理部門不斷完善生產監控系統報警機制，對故障點實施分級報警，針對重點點位加強監控，使得隱患處理效率顯著提升。在原水監測環節，水廠每小時對現用原水及備用水源採樣檢測，實時追蹤藻類濃度變化。「智慧系統不單是針對故障進行報警，還可以通過強大的數據採集分析做出故障預測，『跨前一步』實現全流程運維管控。」松江自來水公司副經理沈輝峰介紹道。目前，松江自來水公司已在取水頭部、一二水廠制水流程、管網水質監測點等重要點位，布設了400餘處監測設施，逐步構建起「採集、分析、決策、控制」的全流程智能化管理體系，將數字基因深度融入城市供水管理工作。後續，智慧水網將持續整合升級，實現水質、運營、服務效率的全面優化。
北京8月4日電 (記者 孫自法)在生命科學領域，基因組編輯技術的迅速發展和廣泛應用，為基礎研究和應用開發提供強大的技術支撐。不過，大片段DNA(脫氧核糖核酸)編輯一直面臨重大挑戰，對數千乃至數百萬鹼基的精準操縱更是基因編輯領域的核心難題，備受關注。 育種和基因治療有巨大應用潛力 來自中國科學院遺傳與發育生物學研究所(遺傳發育所)的消息說，該所高彩霞研究員團隊最新研發出一種新型可編程的染色體編輯技術(Programmable Chromosome Engineering，PCE)。該技術在動植物中實現了從千鹼基到兆鹼基級別DNA的多類型染色體精準操縱，顯著提升了真核生物基因組的操縱尺度和能力。 利用大片段DNA精準操縱技術，研究人員不僅能實現多基因疊加編輯，還可通過操控基因組結構變異，為作物性狀改良和遺傳疾病治療開闢新路徑。同時，該技術有望推動新型育種策略的發展，例如通過操縱遺傳連鎖、調控重組頻率實現育性控制，以及消除連鎖累贅，充分釋放野生種質資源中優異等位基因的育種潛力。此外，精準染色體編輯技術的突破將加速人工染色體構建，在合成生物學等新興領域也有重要的應用前景。 本項研究PCE系統的開發和精準染色體編輯示意圖。中國科學院遺傳發育所 供圖 這項攻克大片段DNA精準編輯的重要成果論文，北京時間8月4日深夜在國際知名學術期刊《細胞》(Cell)上線發表。審稿人評價認為，中國團隊發表的研究工作，代表了基因工程領域的重大突破，在育種和基因治療方面具有巨大的應用潛力。 系統應用受到3個關鍵問題制約 論文通訊作者高彩霞研究員介紹說，以基因編輯工具CRISPR及其衍生技術為代表的編輯系統，通過可編程的嚮導RNA(核糖核酸)引導Cas9等核酸酶靶向基因組特定位點，已廣泛應用於特定鹼基和短片段DNA的精準編輯。但針對大片段DNA編輯，現有工具在編輯效率、尺度、精準性及類型多樣性等方面仍存在明顯不足。 研究團隊發現，位點特異性重組酶(Cre-Lox)系統具有染色體水平DNA操縱潛力，其原理是在基因組中引入Lox序列後，由Cre重組酶介導Lox位點之間的DNA重組來實現全基因組範圍內的遺傳操縱。 然而，Cre-Lox系統的應用受到3個關鍵問題的制約：Lox位點固有的對稱性導致重組反應可逆，不利於目的編輯的發生；Cre酶作為四聚體工作，提升其活性的工程改造難度高；重組後特異性位點殘留，影響編輯的精準性。 構建兩個可編程染色體編輯系統 高彩霞指出，為逐一突破上述限制，在本項研究中，研究團隊構建出系統性技術路徑：首先，開發高通量重組位點快速改造平臺，並提出不對稱Lox位點設計原則，成功創製新型Lox變體，保持高效重組效率的同時將可逆重組活性降低至陰性對照水平。 其次，基於研究團隊此前自主開發的融合蛋白通用逆摺疊模型、結構與進化約束信息的蛋白定向進化平臺AiCE，實現對Cre蛋白多聚化界面的精準優化，獲得重組效率提升至3.5倍的工程化Cre蛋白變體。 最後，研究團隊創建並優化了重組酶的無痕編輯策略Re-pegRNA，利用引導編輯器的高效編輯特性，通過設計特異性pegRNA對重組後殘留的Lox位點進行「重引導編輯」，將其精準替換為原有基因組序列。 通過這三項技術的集成優化，研究團隊成功構建PCE與RePCE兩個可編程染色體編輯系統，可對不同Lox位點的插入位置和方向進行靈活編程，實現鹼基從千比特(kb)到兆比特(Mb)尺度的大片段DNA精準無痕操縱。 研究團隊表示，他們在動植物細胞中，利用新研發的系統已成功實現18.8 kb超大片段DNA的定點整合、5 kb序列的定向替換、12 Mb的染色體倒位、4 Mb的染色體刪除及整條染色體的易位。他們還利用新型大片段DNA精準操縱技術，成功創製含315 kb精準倒位的抗除草劑水稻種質，展示出其廣泛應用前景。 據了解，AiCE成果7月上旬已在線發表於《細胞》，並將與此次研究成果以背靠背形式於8月下旬在《細胞》紙質版正式刊出。(完)
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