12月12日，在2024中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展論壇暨全球農(nóng)業(yè)研究熱點前沿與科技競爭力成果發(fā)布會上，中國農(nóng)業(yè)科學院發(fā)布《2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展》。
中國農(nóng)科院副院長、黨組成員葉玉江表示，2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展遴選工作是以2023年度我國科研機構正式發(fā)表的2295篇農(nóng)業(yè)領域高水平論文為基礎，依據(jù)“前沿引領、開創(chuàng)卓越、重大突破”的原則，經(jīng)初選、專家評審及推薦、公示、解讀發(fā)布等過程，最終遴選出10項代表2023年我國農(nóng)業(yè)科技前沿、取得重大突破性進展的基礎科學研究成果。
入選《2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展》的10項研究成果如下：
1.破解水稻秈粳亞種生殖隔離之謎
南京農(nóng)業(yè)大學與中國農(nóng)業(yè)科學院萬建民團隊，鑒定出控制秈粳亞種間雜種花粉不育的主效位點-RHS12，揭示水稻雜種不育的分子機制，厘清其起源演化路徑和資源分布規(guī)律。該研究為利用秈粳亞種間雜種優(yōu)勢、培育超高產(chǎn)水稻新品種提供重要基因資源與理論技術支撐。該研究成果于2023年8月在《Cell》發(fā)表。
2.人工智能助力堿基編輯新工具挖掘
由中國科學院高彩霞團隊聯(lián)合北京齊禾生科生物科技有限公司，首次開發(fā)基于結構的蛋白聚類方法用于脫氨酶挖掘，成功實現(xiàn)單個AAV包裝遞送和大豆高效堿基編輯。該研究開發(fā)一系列具有我國自主產(chǎn)權的新型堿基編輯器，為加快生物育種進展提供重要技術支撐，也為其他領域功能蛋白的發(fā)現(xiàn)提供重要參考。該研究成果于2023年6月在《Cell》發(fā)表。
3.解析鐵元素進入玉米籽粒的分子機制
由中國農(nóng)業(yè)科學院李文學團隊聯(lián)合河南農(nóng)業(yè)大學湯繼華團隊，鑒定到調(diào)控鐵元素進入玉米籽粒的關鍵基因ZmNAC78，首次發(fā)現(xiàn)該基因和金屬轉(zhuǎn)運蛋白共同組成分子開關，解析控制鐵元素進入玉米籽粒的分子機制，創(chuàng)制含鐵量超2倍以上的高產(chǎn)玉米。該研究為解決鐵等微量元素缺乏問題提供新基因，為培育高產(chǎn)與營養(yǎng)協(xié)同的作物品種提供理論和技術支撐。該研究成果于2023年12月在《Science》發(fā)表。
4.揭示大白菜遠緣雜交障礙的形成機制
由山東農(nóng)業(yè)大學段巧紅團隊聯(lián)合美國馬薩諸塞大學，發(fā)現(xiàn)大白菜通過SRK受體識別遠緣物種的花粉，并通過升高活性氧抑制遠緣花粉的生長，揭示了大白菜遠緣雜交障礙的形成機制，研發(fā)了打破雜交障礙的育種技術。該研究開辟了遠緣育種新途徑，為充分利用遠緣物種優(yōu)異基因資源進行種質(zhì)創(chuàng)新提供科技支撐。該研究成果于2023年1月在《Nature》發(fā)表。
5.發(fā)現(xiàn)栽培葡萄雙馴化和性狀起源
由云南農(nóng)業(yè)大學陳瑋/盛軍團隊聯(lián)合中國科學院李紹華團隊，證實葡萄是人類歷史上首個被馴化的水果，揭示栽培葡萄馴化為雙起源中心模式，構建栽培葡萄遺傳資源高精度親緣關系譜系圖，發(fā)現(xiàn)葡萄人工馴化形狀控制基因。該研究為葡萄育種提供了重要遺傳資源，也為人類農(nóng)業(yè)文明起源以及其他水果的馴化歷史研究提供新的視角。該研究成果于2023年3月在《Science》發(fā)表。
6.有害突變二維圖譜指導雜交馬鈴薯育種
由中國農(nóng)業(yè)科學院與中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院黃三文團隊，開發(fā)出鑒定馬鈴薯有害突變位點的“進化透鏡”，繪制首個馬鈴薯有害突變二維圖譜，構建全基因組預測新模型，加速雜交馬鈴薯育種進程。該研究提出自交系親本選育的新策略，推動我國馬鈴薯育種基礎理論和技術站在世界領先地位。該研究成果于2023年5月在《Cell》發(fā)表。
7.揭示鹿茸再生發(fā)育的細胞和分子機制
由西北工業(yè)大學邱強/王文團隊聯(lián)合長春科技學院、西京醫(yī)院和吉林農(nóng)業(yè)大學等單位，構建鹿茸再生細胞圖譜，鑒定出一類全新驅(qū)動鹿茸骨再生的關鍵間充質(zhì)干細胞（ABPCs），揭示鹿茸再生的細胞學基礎及分子調(diào)控機制。該研究為哺乳動物器官完全再生提供理論基礎，為未來鹿茸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和再生醫(yī)學的研究開辟了新路徑。該研究成果于2023年2月在《Science》發(fā)表。
8.揭示植物氣傳性免疫的分子基礎
由清華大學劉玉樂團隊，鑒定出識別氣態(tài)水楊酸甲酯（MeSA）的植物受體，揭示MeSA介導的植物氣傳性免疫的分子機制及其植物病毒的反防御機制。該研究填補植物間通信介導抗病蟲分子機制領域的空白，為病蟲害防治及抗性作物育種提供新基因、新思路和新方向。該研究成果于2023年10月在《Nature》發(fā)表。
9.提出全球農(nóng)田氮素污染治理的成本收益和激勵機制
由浙江大學谷保靜團隊，首次將社會科學的激勵機制引入到農(nóng)業(yè)污染治理中，提出構建氮素信用系統(tǒng)和補貼農(nóng)民綠色生產(chǎn)行為的政策建議，破解農(nóng)業(yè)面源污染控制的全球難題。該研究對推動全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障全球糧食安全、環(huán)境保護和公眾健康具有重要意義。該研究成果于2023年1月在《Nature》發(fā)表。
10.解析多倍體魚類亞基因組不對稱進化的普遍規(guī)律
由九江學院張化浩/張小谷團隊聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院、西南大學等多家單位，構建21種鯉科魚類高質(zhì)量基因組，確定三次獨立多倍化魚類進化關系最近的二倍體祖先現(xiàn)存種，揭示母本優(yōu)勢及轉(zhuǎn)座子密度有利于亞基因組不對稱進化的普遍規(guī)律。該研究為闡明多倍體魚類基因組進化、物種多樣性、環(huán)境適應性提供重要理論基礎，同時為魚類基因庫保護、分子育種提供科學依據(jù)。該研究成果于2023年12月在《Nature Communications》發(fā)表。
12月12日，在2024中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村科技發(fā)展論壇暨全球農(nóng)業(yè)研究熱點前沿與科技競爭力成果發(fā)布會上，中國農(nóng)業(yè)科學院發(fā)布《2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展》。
中國農(nóng)科院副院長、黨組成員葉玉江表示，2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展遴選工作是以2023年度我國科研機構正式發(fā)表的2295篇農(nóng)業(yè)領域高水平論文為基礎，依據(jù)“前沿引領、開創(chuàng)卓越、重大突破”的原則，經(jīng)初選、專家評審及推薦、公示、解讀發(fā)布等過程，最終遴選出10項代表2023年我國農(nóng)業(yè)科技前沿、取得重大突破性進展的基礎科學研究成果。
入選《2024中國農(nóng)業(yè)科學重大進展》的10項研究成果如下：
1.破解水稻秈粳亞種生殖隔離之謎
南京農(nóng)業(yè)大學與中國農(nóng)業(yè)科學院萬建民團隊，鑒定出控制秈粳亞種間雜種花粉不育的主效位點-RHS12，揭示水稻雜種不育的分子機制，厘清其起源演化路徑和資源分布規(guī)律。該研究為利用秈粳亞種間雜種優(yōu)勢、培育超高產(chǎn)水稻新品種提供重要基因資源與理論技術支撐。該研究成果于2023年8月在《Cell》發(fā)表。
2.人工智能助力堿基編輯新工具挖掘
由中國科學院高彩霞團隊聯(lián)合北京齊禾生科生物科技有限公司，首次開發(fā)基于結構的蛋白聚類方法用于脫氨酶挖掘，成功實現(xiàn)單個AAV包裝遞送和大豆高效堿基編輯。該研究開發(fā)一系列具有我國自主產(chǎn)權的新型堿基編輯器，為加快生物育種進展提供重要技術支撐，也為其他領域功能蛋白的發(fā)現(xiàn)提供重要參考。該研究成果于2023年6月在《Cell》發(fā)表。
3.解析鐵元素進入玉米籽粒的分子機制
由中國農(nóng)業(yè)科學院李文學團隊聯(lián)合河南農(nóng)業(yè)大學湯繼華團隊，鑒定到調(diào)控鐵元素進入玉米籽粒的關鍵基因ZmNAC78，首次發(fā)現(xiàn)該基因和金屬轉(zhuǎn)運蛋白共同組成分子開關，解析控制鐵元素進入玉米籽粒的分子機制，創(chuàng)制含鐵量超2倍以上的高產(chǎn)玉米。該研究為解決鐵等微量元素缺乏問題提供新基因，為培育高產(chǎn)與營養(yǎng)協(xié)同的作物品種提供理論和技術支撐。該研究成果于2023年12月在《Science》發(fā)表。
4.揭示大白菜遠緣雜交障礙的形成機制
由山東農(nóng)業(yè)大學段巧紅團隊聯(lián)合美國馬薩諸塞大學，發(fā)現(xiàn)大白菜通過SRK受體識別遠緣物種的花粉，并通過升高活性氧抑制遠緣花粉的生長，揭示了大白菜遠緣雜交障礙的形成機制，研發(fā)了打破雜交障礙的育種技術。該研究開辟了遠緣育種新途徑，為充分利用遠緣物種優(yōu)異基因資源進行種質(zhì)創(chuàng)新提供科技支撐。該研究成果于2023年1月在《Nature》發(fā)表。
5.發(fā)現(xiàn)栽培葡萄雙馴化和性狀起源
由云南農(nóng)業(yè)大學陳瑋/盛軍團隊聯(lián)合中國科學院李紹華團隊，證實葡萄是人類歷史上首個被馴化的水果，揭示栽培葡萄馴化為雙起源中心模式，構建栽培葡萄遺傳資源高精度親緣關系譜系圖，發(fā)現(xiàn)葡萄人工馴化形狀控制基因。該研究為葡萄育種提供了重要遺傳資源，也為人類農(nóng)業(yè)文明起源以及其他水果的馴化歷史研究提供新的視角。該研究成果于2023年3月在《Science》發(fā)表。
6.有害突變二維圖譜指導雜交馬鈴薯育種
由中國農(nóng)業(yè)科學院與中國熱帶農(nóng)業(yè)科學院黃三文團隊，開發(fā)出鑒定馬鈴薯有害突變位點的“進化透鏡”，繪制首個馬鈴薯有害突變二維圖譜，構建全基因組預測新模型，加速雜交馬鈴薯育種進程。該研究提出自交系親本選育的新策略，推動我國馬鈴薯育種基礎理論和技術站在世界領先地位。該研究成果于2023年5月在《Cell》發(fā)表。
7.揭示鹿茸再生發(fā)育的細胞和分子機制
由西北工業(yè)大學邱強/王文團隊聯(lián)合長春科技學院、西京醫(yī)院和吉林農(nóng)業(yè)大學等單位，構建鹿茸再生細胞圖譜，鑒定出一類全新驅(qū)動鹿茸骨再生的關鍵間充質(zhì)干細胞（ABPCs），揭示鹿茸再生的細胞學基礎及分子調(diào)控機制。該研究為哺乳動物器官完全再生提供理論基礎，為未來鹿茸產(chǎn)業(yè)的發(fā)展和再生醫(yī)學的研究開辟了新路徑。該研究成果于2023年2月在《Science》發(fā)表。
8.揭示植物氣傳性免疫的分子基礎
由清華大學劉玉樂團隊，鑒定出識別氣態(tài)水楊酸甲酯（MeSA）的植物受體，揭示MeSA介導的植物氣傳性免疫的分子機制及其植物病毒的反防御機制。該研究填補植物間通信介導抗病蟲分子機制領域的空白，為病蟲害防治及抗性作物育種提供新基因、新思路和新方向。該研究成果于2023年10月在《Nature》發(fā)表。
9.提出全球農(nóng)田氮素污染治理的成本收益和激勵機制
由浙江大學谷保靜團隊，首次將社會科學的激勵機制引入到農(nóng)業(yè)污染治理中，提出構建氮素信用系統(tǒng)和補貼農(nóng)民綠色生產(chǎn)行為的政策建議，破解農(nóng)業(yè)面源污染控制的全球難題。該研究對推動全球農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展，保障全球糧食安全、環(huán)境保護和公眾健康具有重要意義。該研究成果于2023年1月在《Nature》發(fā)表。
10.解析多倍體魚類亞基因組不對稱進化的普遍規(guī)律
由九江學院張化浩/張小谷團隊聯(lián)合中國農(nóng)業(yè)科學院、西南大學等多家單位，構建21種鯉科魚類高質(zhì)量基因組，確定三次獨立多倍化魚類進化關系最近的二倍體祖先現(xiàn)存種，揭示母本優(yōu)勢及轉(zhuǎn)座子密度有利于亞基因組不對稱進化的普遍規(guī)律。該研究為闡明多倍體魚類基因組進化、物種多樣性、環(huán)境適應性提供重要理論基礎，同時為魚類基因庫保護、分子育種提供科學依據(jù)。該研究成果于2023年12月在《Nature Communications》發(fā)表。
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