繪制世界上第一張大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組，發(fā)現(xiàn)并克隆小麥抗赤霉病關(guān)鍵基因，解析昆蟲激素介導(dǎo)小菜蛾Bt抗性機制，總結(jié)中國和歐洲兩種農(nóng)作物間套作增產(chǎn)模式……11月19日，2021中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展高峰論壇暨中國現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展論壇發(fā)布會在北京舉行。會上中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學院院長吳孔明發(fā)布了2021中國農(nóng)業(yè)科學重大進展報告。

    據(jù)吳孔明院士介紹，10項重大進展主要涵蓋了包括基因組學、重要功能基因解析、重大病蟲害災(zāi)變機制、動物胚胎發(fā)育、動物新冠病毒感染和傳播、作物栽培耕作等研究領(lǐng)域。這些研究為主要農(nóng)作物的分子設(shè)計育種和綠色高效品種選育、生豬育種、培育新型廣譜抗病毒作物、研發(fā)新冠肺炎疫苗、研制Bt生物技術(shù)產(chǎn)品提供了理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐，推動我國農(nóng)業(yè)科技由局部創(chuàng)新向“自主基因、自主技術(shù)、自主品種、自主產(chǎn)品”的整體性跨越。體現(xiàn)了我國在作物、園藝、獸醫(yī)等學科領(lǐng)域的領(lǐng)跑地位。

    十大進展包括：

    1 發(fā)現(xiàn)水稻產(chǎn)量和氮肥利用協(xié)同調(diào)控新機制

    該研究由中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所傅向東研究團隊主導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)了氮高效利用關(guān)鍵基因NGR5。NGR5是赤霉素信號途徑的新組分，可以整合赤霉素信號與氮信號提高水稻產(chǎn)量和氮肥利用效率，為高產(chǎn)和氮高效作物分子設(shè)計育種提供了理論和技術(shù)支撐。

    2 找到小麥抗赤霉病主效新基因

    該研究由山東農(nóng)業(yè)大學孔令讓團隊主導(dǎo)，首次從長穗偃麥草克隆了由真菌水平轉(zhuǎn)移的主效抗小麥赤霉病基因Fhb7，揭示了其抗病分子機理和遺傳機理，為解決日益嚴重的小麥抗赤霉難題提供了寶貴的種質(zhì)資源。

    3 揭示豆科植物根瘤發(fā)生的分子調(diào)控機理

    該研究由中國科學院分子植物科學卓越創(chuàng)新中心王二濤團隊主導(dǎo)，發(fā)現(xiàn)皮層細胞中SHR-SCR干細胞分子模塊是豆科植物形成根瘤的關(guān)鍵。該研究回答了“為什么豆科植物能與根瘤菌共生固氮”這一科學問題，為提高豆科植物固氮效率和非豆科植物共生固氮奠定了理論基礎(chǔ)。

    4 首次繪制大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組

    該研究由中國科學院遺傳與發(fā)育生物學研究所田志喜研究團隊主導(dǎo)，首次構(gòu)建了植物圖形結(jié)構(gòu)泛基因組，挖掘到大量利用傳統(tǒng)基因組不能鑒定到的大片段結(jié)構(gòu)變異，為海量重測序數(shù)據(jù)提供了一個全新的分析平臺，該項工作被專家稱為“基因組學的里程碑工作”。

    5 構(gòu)建高雜合二倍體馬鈴薯基因組圖譜

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院深圳農(nóng)業(yè)基因研究所黃三文研究團隊主導(dǎo)，首次組裝了雜合二倍體馬鈴薯基因組，揭示了雜合基因組內(nèi)豐富的遺傳變異以及有害突變的分布模式，為二倍體馬鈴薯自交衰退等生物學研究和分子設(shè)計育種提供了基因組學基礎(chǔ)。

    6 揭示植物莖尖廣譜抗病毒免疫機制

    該研究由中國科學技術(shù)大學趙忠教授團隊主導(dǎo)，首次發(fā)現(xiàn)植物干細胞中存在一個廣譜抗病毒免疫的關(guān)鍵蛋白—WUSCHEL，能夠響應(yīng)病毒入侵，有效阻斷病毒復(fù)制和侵染。該研究回答了為什么大部分病毒不能侵染植物莖尖組織的機制，對于培育新型廣譜抗病毒作物提供了新的技術(shù)策略。

    7 首次解析豬早期胚胎的染色質(zhì)三維構(gòu)象

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院北京畜牧獸醫(yī)研究所王彥芳團隊聯(lián)合中國科學院北京基因組研究所（國家生物信息中心）張治華團隊，首次揭示了豬不同來源的胚胎在早期發(fā)育過程中染色質(zhì)三維構(gòu)象的動態(tài)變化規(guī)律，闡明了染色質(zhì)三維構(gòu)象在豬早期胚胎發(fā)育中的關(guān)鍵作用。該研究不僅加深了對豬早期胚胎發(fā)育的認知，也為提高豬的胚胎工程效率奠定了理論基礎(chǔ)。

    8 揭示不同動物對新冠病毒易感性差異

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院哈爾濱獸醫(yī)研究所步志高研究員團隊、陳化蘭院士團隊和中國CDC病毒病預(yù)防控制所合作，發(fā)現(xiàn)SARS-CoV-2在豬、雞和鴨中不能復(fù)制，在犬中復(fù)制能力較弱，但在雪貂和貓等呼吸道高效復(fù)制。該研究為新冠聯(lián)防聯(lián)控及宿主溯源提供了重要科學依據(jù)，為新冠肺炎疫苗、抗體和抗病毒藥物的研發(fā)評價，新冠病毒感染、傳播、致病與免疫機制的基礎(chǔ)研究提供重要手段。

    9 解析昆蟲激素介導(dǎo)小菜蛾Bt抗性機制

    該研究由中國農(nóng)業(yè)科學院蔬菜花卉研究所張友軍研究團隊主導(dǎo)，首次發(fā)現(xiàn)昆蟲激素含量升高導(dǎo)致小菜蛾對Bt殺蟲蛋白產(chǎn)生高抗性，揭示了經(jīng)典的昆蟲激素可以參與昆蟲Bt抗性的新功能及其分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。該研究對重大農(nóng)業(yè)害蟲Bt抗性進化的監(jiān)測預(yù)警和綜合治理，以及Bt生物技術(shù)產(chǎn)品的研發(fā)具有重要的理論和實踐意義。

    10 全球農(nóng)作物間套作種植模式的增產(chǎn)效應(yīng)

    該研究由中國農(nóng)業(yè)大學國家農(nóng)業(yè)綠色發(fā)展研究院張福鎖院士團隊與荷蘭瓦赫寧根大學合作，系統(tǒng)研究了全球農(nóng)作物間套作的作物搭配、時空配置及養(yǎng)分投入等管理措施對增產(chǎn)效應(yīng)的貢獻，總結(jié)出分別適合在中國（高產(chǎn)玉米與其他作物糧食作物與玉米間作）和歐洲（矮谷物與豆科混作）廣泛應(yīng)用的兩種不同增產(chǎn)模式。兩種間套作模式不僅能滿足低投入農(nóng)業(yè)的生態(tài)目標，也是高投入農(nóng)業(yè)中保障糧食安全的有效途徑。

    新京報記者 周懷宗

    編輯 張樹婧 校對 王心