绘制世界上第一张大豆图形结构泛基因组，发现并克隆小麦抗赤霉病关键基因，解析昆虫激素介导小菜蛾Bt抗性机制，总结中国和欧洲两种农作物间套作增产模式……11月19日，2021中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛发布会在北京举行。会上中国工程院院士、中国农业科学院院长吴孔明发布了2021中国农业科学重大进展报告。
据吴孔明院士介绍，10项重大进展主要涵盖了包括基因组学、重要功能基因解析、重大病虫害灾变机制、动物胚胎发育、动物新冠病毒感染和传播、作物栽培耕作等研究领域。这些研究为主要农作物的分子设计育种和绿色高效品种选育、生猪育种、培育新型广谱抗病毒作物、研发新冠肺炎疫苗、研制Bt生物技术产品提供了理论基础和技术支撑，推动我国农业科技由局部创新向“自主基因、自主技术、自主品种、自主产品”的整体性跨越。体现了我国在作物、园艺、兽医等学科领域的领跑地位。
十大进展包括：
1 发现水稻产量和氮肥利用协同调控新机制
发现水稻产量和氮肥利用协同调控新机制。中国农科院供图
该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所傅向东研究团队主导，发现了氮高效利用关键基因NGR5。NGR5是赤霉素信号途径的新组分，可以整合赤霉素信号与氮信号提高水稻产量和氮肥利用效率，为高产和氮高效作物分子设计育种提供了理论和技术支撑。
2 找到小麦抗赤霉病主效新基因
该研究由山东农业大学孔令让团队主导，首次从长穗偃麦草克隆了由真菌水平转移的主效抗小麦赤霉病基因Fhb7，揭示了其抗病分子机理和遗传机理，为解决日益严重的小麦抗赤霉难题提供了宝贵的种质资源。
3 揭示豆科植物根瘤发生的分子调控机理
该研究由中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛团队主导，发现皮层细胞中SHR-SCR干细胞分子模块是豆科植物形成根瘤的关键。该研究回答了“为什么豆科植物能与根瘤菌共生固氮”这一科学问题，为提高豆科植物固氮效率和非豆科植物共生固氮奠定了理论基础。
4 首次绘制大豆图形结构泛基因组
首次绘制大豆图形结构泛基因组。中国农科院供图
该研究由中国科学院遗传与发育生物学研究所田志喜研究团队主导，首次构建了植物图形结构泛基因组，挖掘到大量利用传统基因组不能鉴定到的大片段结构变异，为海量重测序数据提供了一个全新的分析平台，该项工作被专家称为“基因组学的里程碑工作”。
5 构建高杂合二倍体马铃薯基因组图谱
该研究由中国农业科学院深圳农业基因研究所黄三文研究团队主导，首次组装了杂合二倍体马铃薯基因组，揭示了杂合基因组内丰富的遗传变异以及有害突变的分布模式，为二倍体马铃薯自交衰退等生物学研究和分子设计育种提供了基因组学基础。
6 揭示植物茎尖广谱抗病毒免疫机制
该研究由中国科学技术大学赵忠教授团队主导，首次发现植物干细胞中存在一个广谱抗病毒免疫的关键蛋白—WUSCHEL，能够响应病毒入侵，有效阻断病毒复制和侵染。该研究回答了为什么大部分病毒不能侵染植物茎尖组织的机制，对于培育新型广谱抗病毒作物提供了新的技术策略。
7 首次解析猪早期胚胎的染色质三维构象
该研究由中国农业科学院北京畜牧兽医研究所王彦芳团队联合中国科学院北京基因组研究所（国家生物信息中心）张治华团队，首次揭示了猪不同来源的胚胎在早期发育过程中染色质三维构象的动态变化规律，阐明了染色质三维构象在猪早期胚胎发育中的关键作用。该研究不仅加深了对猪早期胚胎发育的认知，也为提高猪的胚胎工程效率奠定了理论基础。
8 揭示不同动物对新冠病毒易感性差异
该研究由中国农业科学院哈尔滨兽医研究所步志高研究员团队、陈化兰院士团队和中国CDC病毒病预防控制所合作，发现SARS-CoV-2在猪、鸡和鸭中不能复制，在犬中复制能力较弱，但在雪貂和猫等呼吸道高效复制。该研究为新冠联防联控及宿主溯源提供了重要科学依据，为新冠肺炎疫苗、抗体和抗病毒药物的研发评价，新冠病毒感染、传播、致病与免疫机制的基础研究提供重要手段。
9 解析昆虫激素介导小菜蛾Bt抗性机制
解析昆虫激素介导小菜蛾Bt抗性机制。受访者供图
该研究由中国农业科学院蔬菜花卉研究所张友军研究团队主导，首次发现昆虫激素含量升高导致小菜蛾对Bt杀虫蛋白产生高抗性，揭示了经典的昆虫激素可以参与昆虫Bt抗性的新功能及其分子调控网络。该研究对重大农业害虫Bt抗性进化的监测预警和综合治理，以及Bt生物技术产品的研发具有重要的理论和实践意义。
10 全球农作物间套作种植模式的增产效应
该研究由中国农业大学国家农业绿色发展研究院张福锁院士团队与荷兰瓦赫宁根大学合作，系统研究了全球农作物间套作的作物搭配、时空配置及养分投入等管理措施对增产效应的贡献，总结出分别适合在中国（高产玉米与其他作物粮食作物与玉米间作）和欧洲（矮谷物与豆科混作）广泛应用的两种不同增产模式。两种间套作模式不仅能满足低投入农业的生态目标，也是高投入农业中保障粮食安全的有效途径。
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