《科学通报》2025年9月上旬刊(“中国农业大学生物学院建院40周年专辑”）| 文章速递

本期专辑集中展现了中国农业大学生物学院重点科研领域的研究进展,全面呈现建院40年来的学术积淀与创新活力, 以此致敬光辉历程, 铭记历代师生之不辍耕耘.封面图由中国农业大学生物学院2013届本科毕业生贝远远博士设计.

中国农业大学生物学院建院40周年专辑

深耕沃土育栋梁, 探本求真启新程

武维华

编者按

孙德昊, 郭岩

进展

纪欣宇, 安梓康, 刘悦, 张然, 赵要风

本文系统梳理了动物生物反应器的技术突破与未来趋势, 总结中国农业大学生物学院在动物生物反应器构建与优化中的突破性成果, 并进一步指出其跨领域的应用潜力、技术瓶颈、生物安全与公众认知等挑战, 为生物医药与农业技术的融合发展提供了重要参考.

植物病毒介导基因编辑的研究进展

王献兵, 杨一舟, 乔继辉

植物病毒介导的基因编辑(virus-induced gene-editing, VIGE)是利用植物病毒载体递送CRISPR/Cas编辑元件, 实现高效的基因编辑, 为植物基因功能研究和性状改良提供了新的工具. VIGE可快速创制优良种质资源, 在多基因编辑、精准编辑、无标记编辑以及作物驯化等方面应用前景广阔.

评述

中国农业大学生物学院建院40周年重要科研成果回顾

傅静雁, 傅缨, 郭岩, 韩建永, 李大伟, 毛同林, 任东涛, 田长富, 王超, 王毅, 杨淑华, 于静娟, 张华, 赵要风

本文主要介绍中国农业大学生物学院成立40年来, 在植物生理学、动物生理学、微生物学与免疫学、细胞生物学、生物化学与生物技术等领域取得的重要原创性学术成果. 这些成果不仅助力生物学院跻身生命科学学科国际领先行列, 也为农业科技创新和人类生命健康贡献了重要力量.

植物钾、磷养分吸收利用机制的研究进展

陈益芳, 王毅, 武维华

氮、磷、钾是植物必需的矿质元素, 其土壤有效含量直接影响作物产量与品质. 全球耕地普遍面临有效钾、磷不足的问题. 因此, 提高植物钾、磷利用效率是实现农业可持续发展的关键. 本文以拟南芥、水稻和玉米为例, 综述了植物钾和磷养分感知、吸收、分配及利用的分子调控机制, 并探讨了氮、磷、钾协同吸收的调控机理, 为培育养分高效新品种提供理论依据.

刘国永, 周雪雁, 蒋才富, 杨永青, 郭岩

植物如何适应盐碱逆境是农业可持续发展的关键科学问题. 本文系统回顾了中国农业大学生物学院40年来在植物抵御盐碱胁迫方面的重要研究进展, 重点总结了离子稳态调控、信号转导、细胞器重构、自噬与膜系统调控等方向的代表性成果, 并展望了多胁迫适应机制解析与耐盐碱作物分子设计育种的发展趋势.

植物应答低温胁迫的分子调控网络

傅迪毅, 丁杨林, 施怡婷, 杨淑华

低温胁迫严重制约植物的生长发育及作物的产量品质. 低温通过激活多条信号通路, 调控下游冷响应基因的表达,进而增强植物的低温耐受能力. 本文系统综述了植物感知及应答低温信号的作用机制, 并重点阐述CBF/DREB1信号通路在调控植物低温应答中的核心作用及其调控网络.

刘升学, 马爱芳, 秦峰, 巩志忠

本文阐述了逆境激素脱落酸的信号转导途径和应答干旱胁迫的转录调控分子机制, 总结了拟南芥、水稻、小麦和玉米在干旱胁迫影响植物生长发育方面的主要研究进展.

哺乳动物卵泡卵母细胞发育的调控机制研究

张焱, 刘佳利, 王超, 夏国良, 张华

本文综述了哺乳动物卵泡卵母细胞发育的调控机制, 系统性总结了卵母细胞从胚胎期到成熟的动态发育过程及其调控网络, 并概括了卵母细胞发育过程中选择与激活过程, 为深入理解女性生育健康及相关临床应用提供了指导.

叶绿体介导的抗病毒防御和病毒反防御研究进展

杨萌, 赵晓菲, 李大伟

叶绿体不仅是光合作用场所, 还参与激素合成、活性氧(ROS)生成及胁迫响应等过程. 近年研究发现, 叶绿体在植物抗病毒防御中具有双重作用: 一方面, 通过合成抗病毒激素、ROS爆发、形成基质小管及逆向信号传递抵御病毒侵染; 另一方面, 病毒可劫持叶绿体成分完成复制, 并抑制其防御机制以促进感染. 本文系统综述了叶绿体与病毒互作的最新进展, 揭示其在植物抗病与病毒反防御中的复杂调控网络, 为理解植物-病原互作机制提供了新视角.

郅明雷, 高菲, 杜旭光, 陈心泽, 张孟乔, 梁楚悦, 韩建永, 吴森

本文系统回顾了中国农业大学生物学院在猪多能干细胞和基因编辑技术领域的创新性研究. 介绍了猪多能干细胞的建系技术、基因编辑技术的发展及其在猪模型中的应用. 这些突破性进展不仅推动了农业生物技术的发展, 也为人类疾病研究和治疗提供了新思路.

植物细胞骨架与气孔运动

朱蕾, 王向锋, 傅缨, 毛同林

气孔是植物调控气体交换与水分平衡的关键结构, 其开闭动态与保卫细胞中细胞骨架动态的精细调控密切相关.本文系统综述了微丝与微管骨架在气孔运动中的动态重塑机制, 以及细胞骨架通过膜泡运输、离子通道定位、液泡形态及细胞壁重塑等多层次调控网络并整合环境信号的重要功能.

从孟德尔遗传到整合组学: 鸡重要性状遗传机制解析及育种应用

王宇哲, 吴寒宇, 胡晓湘

鸡不仅是人类主要肉类蛋白的来源, 还是重要的模式动物. 本文依次概述了鸡质量性状基因挖掘, 基因组组装和复杂性状遗传机制解析的方法和成果, 简述了多组学时代基因组选择和分子设计育种的发展方向, 并展望了本学科未来与人工智能交叉的前景.

李琴, 韩宇星, 杜灵杉, 赵佳钰, 陈三凤, 李季伦

本文系统梳理了中国农业大学生物学院40年来在联合固氮领域的研究突破. 团队构建覆盖“资源发掘-机制解析-合成改造-田间应用”的全链条体系: 分离2000多株固氮菌, 命名15个新种; 解析高铵环境下丙氨酸脱氢酶介导的固氮协同通路; 在酵母与水稻中实现固氮酶核心组件的异源组装; 开发的菌剂在减氮15%条件下显著提升作物产量7.64%~23.20%. 成果为谷类作物生物固氮技术奠定理论及应用双重基础, 推动农业绿色转型.

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