盤點2019我國農業領域9大突破

　　2019年，中國農業科學院基礎研究不斷深入，全年共發表科技論文6429篇，其中SCI/EI收錄論文3094篇，同比增長8.3%。在《Science》《Nature》《Cell》《PNAS》四大刊物上發表高水平論文12篇，處于國內領先地位。涌現了非洲豬瘟病毒結構及裝配機制解析、二倍體馬鈴薯自交不親和與自交衰退機制破解等一批重要突破，引領我國農業科技自主創新能力不斷提升。

　　一、在前沿和交叉學科方面

　　破解二倍體馬鈴薯自交不親和與自交衰退機制為二倍體馬鈴薯育種提供了理論基礎，也為解析其他無性繁殖作物的自交衰退提供了借鑒，從根本上推進馬鈴薯主糧化進程。建立雜交水稻無融合生殖體系，實現了雜交水稻無融合生殖從無到有的突破，有望引發雜種優勢固定研究的熱潮。創建新型CRISPR/Cas介導的農作物等位基因替換技術體系，突破了基因片段替換模板供應量不足的技術瓶頸，為利用基因編輯技術，快速實現優異等位基因精準替換，縮短育種周期，快速創制農作物新種質，提供了新思路、新方法。非編碼RNA協同調控固氮機制揭示，首次證明2個感應不同環境信號的非編碼RNA協同調控固氮酶的最佳活性，為進一步揭示生物固氮網絡調控機制奠定了重要理論基礎。

　　二、在動物重大疫病防控方面

　　非洲豬瘟病毒結構的解析發現了非洲豬瘟病毒多種潛在的關鍵抗原表位信息，為揭示非洲豬瘟病毒入侵宿主細胞以及逃避和對抗宿主抗病毒免疫的機制提供了重要線索，為開發新型非洲豬瘟疫苗奠定了堅實基礎。重組球蟲研究發現利用多株重組球蟲表達同一病原不同免疫保護性抗原共同免疫是提升宿主免疫應答水平的有效策略，對新型安全高效的球蟲病疫苗開發具有重要意義。揭示了水貂腸炎病毒可通過線粒體信號通路誘導細胞凋亡，首次證明水貂腸炎病毒及其非結構蛋白1通過線粒體信號通路抑制細胞增值、細胞周期停滯在G1期和誘導細胞凋亡，為進一步解釋該病毒的致病機制提供了理論基礎。揭示H7N9禽流感病毒適應哺乳動物宿主機理，闡釋了H7N9禽流感病毒感染人后迅速獲得PB2/E627K突變而導致病毒對人類宿主適應能力和致病力增強的分子機制，從而為深入理解禽流感病毒如何適應哺乳動物宿主及跨種感染和傳播這一重要科學問題作出貢獻。

　　三、在植物保護方面

　　首次完成一種中國小麥重要蚜蟲基因組測序裝配解析。成功組裝出該蚜的基因組精細圖譜草圖，并進一步利用Hi-C技術，實現了染色體級別的裝載對深入開展蚜蟲功能進化、表型可塑性等表觀遺傳學，植物-蚜蟲-天敵多營養級互作研究奠定良好基礎。揭示桿狀病毒在昆蟲體內擴散機制。首次證實昆蟲核仁結構會隨著桿狀病毒的感染而解體，同時病毒的感染導致核仁蛋白重新分布進而參與桿狀病毒的復制擴增過程。揭示野生布氏田鼠季節性繁殖分子機制。首次驗證了下丘腦中關鍵基因在野生嚙齒動物季節性繁殖中的調控作用，闡明了布氏田鼠年齡依賴的繁殖策略及分子調控機制，并為布氏田鼠不育控制的進一步研究提供了思路。完成白星花金龜基因組序列解析。首次報道了白星花金龜基因組特性。對于進一步揭示金龜甲科昆蟲食性適應性進化機制、加強此類害蟲防治以及進一步綜合開發利用，均具有重要的理論意義和應用價值。

　　四、在資源環境方面

　　首次闡述固氮微生物逆境脅迫適應和固氮酶氧保護機制。發現A1501氧化脅迫應答體系中的過氧化氫酶編碼基因katB和過氧化物感應基因oxyR在氧化脅迫抗性和最佳固氮酶活性中發揮重要作用。為揭示固氮微生物的逆境脅迫適應機制和固氮酶氧保護機制奠定了重要的理論基礎，同時也為增強非生物逆境條件下根際聯合固氮效率，實現節肥增產增效提供了新思路。發現調控土壤pH可顯著改變酸化紅壤團聚體組分的鉀素儲量比例。揭示了酸化改良調控紅壤團聚體鉀素分配機制發現在長期進行氮磷鉀肥配施豬糞處理下，調控土壤pH可以顯著改變團聚體組分的鉀素儲量比例，對于指導紅壤酸化條件下提升鉀庫容量和鉀肥合理施用具有重要意義。發現有機肥替代化肥可協調作物產量和環境效應。添加生物質炭豬糞固體堆置的有機肥還田后，可整體減少含氮氣體排放7.6%、改善蔬菜氮吸收效率54.1%，并提高蔬菜產量7.3%，為實現化肥減施目標、有機肥替代化肥行動提供了科學依據，也為農業綠色發展提供了決策參考

　　五、在動物營養方面

　　發現標志性微生物驅動早期補飼羔羊瘤胃功能的轉變。首次采用機器學習算法對早期補飼羔羊瘤胃微生物區系及其功能轉變進行了深度分析研究，發現了早期補飼通過改變標志菌群及其共生菌來調控核心微生物區系結構，進而促進VFA的產生和瘤胃功能的轉變。研究有助于進一步完善反芻動物幼畜的培育策略，促進反芻動物產業的可持續發展。發現高水平植物蛋白飼料可導致施氏鱘免疫抑制。高水平植物蛋白飼料通過影響瓣腸的粘膜完整性、抗氧化能力、凋亡、自噬和增值導致施氏鱘免疫抑制，導致施氏鱘瓣腸嚴重損傷，進而增高死亡率，為植物蛋白在施氏鱘飼料中應用提供了重要參考。揭示蜂群繁殖投資調節蜂王漿高產機制。發現漿蜂對幼蟲揮發性信息素感知靈敏度提高是及時感知幼蟲并進行哺育的原因，揭示了通過繁殖投資調節蜜蜂蜂王漿高產的機制。揭示蒙古羊肥尾表型的遺傳進化機理。發現了中國地方綿羊品種在適應性馴化過程中，基因組層面的選擇和重組如何影響綿羊尾型的遺傳進化機制；完善了綿羊尾脂形成的分子生物學機制，同時為綿羊分子育種提供了理論基礎。

　　在面向國家重大需求方面，農科院以提升我國農業生產的資源利用率、勞動生產率、土地產出率為核心目標，瞄準制約產業發展的瓶頸技術大力開展攻關，突破了一批核心關鍵技術，為提高產業質量效益競爭力、促進農業可持續發展提供了有效支撐。全年審定新品種346個，其中國審品種208個，獲得植物新品種權89項，新獸藥登記證書14個。

　　六、品種培育與高效種養

　　玉米密植高產機械化技術創畝產破1500公斤記錄。作物科學研究所作物栽培與生理團隊通過選用耐密高產品種，構建高質量群體，實施密植高產全程機械化栽培和水肥一體化技術，充分挖掘良種、良法與光溫水肥資源的增產潛力，在新疆建設兵團第六師奇臺總場示范田測產實現畝產破1500公斤的高產紀錄，粒收觀摩田畝產達到1100公斤，籽粒成熟度高、含水率適宜粒收。實現西北灌區玉米種植密度由每畝3000~5000株提升到6000~7000株，產量與效益協同提高，為我國現代玉米生產樹立了樣板。

　　創建生豬復養技術體系。基于對非洲豬瘟的科學認知，以高級別生物安全實驗室的生物安全管控理念為理論基礎，結合實踐經驗研究建立了“規模化豬場生物安全防控技術體系”，制定了《豬場復養手冊》。該技術體系以多重阻斷與殺滅、建立標準操作規程為生物防控核心，涵蓋清場消毒、人物豬車流動、舍內操作等環節，可為豬場復養工作提供有效的技術指導。

　　首個適宜舍飼化的專用牦牛品種“阿什旦牦牛”獲得國家畜禽新品種證書。蘭州畜牧與獸藥研究所牦牛資源與育種團隊選育的專用牦牛品種“阿什旦牦牛”無角、易飼養易管理，產肉性能好，抗逆性強，繁殖性能高，能夠充分利用青藏高原高寒半農半牧區的飼料資源，為牦牛規模化、集約化和標準化飼養提供了專門化品種。為優化牦牛產業結構，對提高高原牧區及半農半牧區農牧業發展水平發揮重要作用。

　　“稻-鱔-蟾復合種養模式”助推經濟效益倍增。農業農村部環境保護科研監測所農業生物多樣性與生態農業創新團隊研發的“稻-鱔-蟾復合種養模式”，集合了稻鱔/蟾立體種養、稻田排水控制、秸稈飼-肥轉化、害蟲生態防控、化肥有機替代等技術，設置了稻田、生態溝渠、蚯蚓池、蟾蜍育苗濕地、秸稈腐化車五大模式板塊，實現物質、能量多級循環利用的需要，不僅有效防控稻田肥水外排引起的面源污染，還能防治稻飛虱、稻縱卷葉螟等水稻害蟲，飼料化肥料化轉化水稻秸稈，減少化肥投入，蟾酥蟾衣藥用及鱔魚的收獲顯著增加經濟效益，較傳統單一水稻種植經濟效益增加3倍以上。

　　七、農業資源環境

　　重大入侵害蟲草地貪夜蛾監測與防控。率先預警并監測到入侵的草地貪夜蛾成蟲；明確了成蟲遷飛規律，確定境外進入中國的遷飛廊道，為指導害蟲預測預報提供科學指導；闡明了草地貪夜蛾發生和危害的生物學規律，證實入侵我國的草地貪夜蛾為玉米品系，為制定防治方案提供科學指導；制定緊急防控方案指導全國各發生區撲殺害蟲，提出了“分區治理”的綠色防控技術方案，指導全國草地貪夜蛾的監測和防治。

　　創制固體有機肥系列化施用裝備。南京農業機械化研究所生物質轉化利用裝備創新團隊攻克了有機肥還田裝備多項關鍵技術，自主研發了大田牽引式多功能施肥機、輪式自走式多功能施肥機、履帶自走式撒肥機等3種系列化裝備，可適應不同場合不同形態固體肥料的施用。為促進農業廢棄物利用、有機肥替代化肥等政策的實施提供了有力的裝備技術支撐。

　　生物炭可降低土壤中污染物環境風險。煙草研究所灘涂生物資源保護利用創新團隊發現，土壤中施加適量生物炭能夠促進作物生長，降低污染物的生物可利用性，減少其向植物中遷移。通過摻雜磷元素等改性方法，可以提高生物炭對莠去津等污染物的吸附能力。農作物秸稈、濱海灘涂植物和海藻廢棄物炭化利用技術的研發，為濱海鹽漬土改良以及新型炭基微生物肥料開發奠定了基礎。

　　系統解析手性農藥乙螨唑的立體選擇性。果樹研究所果品質量安全風險監測與評估創新團隊系統解析手性農藥乙螨唑的立體選擇性，發現不同對映體的生物活性和急性毒性均存在顯著的立體選擇性，其在田間土壤和水果中存在顯著的立體選擇性環境行為，為乙螨唑的安全使用和風險評估提供了理論依據，并可為該類農藥的安全應用和有效管理提供科學參考。

　　新型化合物可制造高效低毒生物農藥。煙草研究所植物功能成分與綜合利用創新團隊在真菌中發現了顯著抑制多種植物病原菌，并具有殺蟲活性且毒性較小的異戊烯基化吲哚類活性化合物，為研發具有自主知識產權的高效低毒生物農藥的提供了模板化合物。

　　八、重要產品創制和加工增值

　　畜禽綠色減替抗新產品關鍵技術創新。飼料所抗菌肽及抗生素替代品創新團隊突破替抗關鍵產品抗菌肽創制和應用技術瓶頸，為養殖業可持續綠色發展提供關鍵產品與核心技術等支持，縮短藥物飼料添加劑禁用后相關產品短缺空窗期，推動我國飼用綠色投入品產業的全面轉型升級。

　　揭示普洱茶香氣成分積累轉化規律。煙草研究所煙草質量安全研究創新團隊綜合利用感官組學和化學計量學方法，揭示了普洱茶渥堆發酵過程中香氣成分轉化累積規律，為雪茄煙葉增香提質應用研究提供了基礎數據支撐，為雪茄煙葉發酵過程中增香、增色、提高生物活性新途徑提供了思路。

　　創建綠色高效功能脂質乳液酶反應工廠。油料作物研究所油料品質化學與營養創新團隊創建了綠色、高效的皮克林乳液酶反應體系，解決了效率低和有機溶劑殘留等油脂酶法修飾的共性難題，該方法無溶劑、超高效、酶可回收和多次重復使用，易于規模化放大，可以廣泛應用于不同結構和功能的重構脂質綠色制備，為脂質的多元化、高值化利用提供了新途徑。

　　家蠶生物反應器家族再添新成員。生物技術研究所獲得了重組桿狀病毒rBmNPV表達的雞γ-干擾素和貓ω-干擾素兩項生產應用安全證書，標志著利用家蠶生物反應器生產動物用基因工程制品范圍得到進一步拓寬。

　　九、質量安全技術創新

　　成功開發了DUS數據分析軟件。蔬菜花卉研究所DUS課題組成功開發了DUS數據分析軟件，填補國內植物新品種測定統計分析空白。可以顯著優化試驗設計，提高試驗精度，可實現多個試驗數據的聯合矯正，并高效實現異常值檢驗和DUS統計分析。相關方法寫進《UPOV系列技術文件：TGP/8DUS試驗設計與分析技術》。

　　揮發性物質可鑒別真假中蜂蜂蜜。蜜蜂研究所蜜粉源植物產地環境識別與控制創新團隊利用非靶標代謝組學技術和靶標定量技術相結合的手段構建指紋圖譜和化學計量學模型，發現了中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜中存在顯著差異的6種揮發性物質，提出了中蜂蜂蜜真實性鑒別的新方法，為我國蜂蜜真實性分析提供了新的研究思路，為我國中蜂蜂蜜的真實性識別提供了物質基礎。