盘点2019我国农业领域9大突破

　　2019年，中国农业科学院基础研究不断深入，全年共发表科技论文6429篇，其中SCI/EI收录论文3094篇，同比增长8.3%。在《Science》《Nature》《Cell》《PNAS》四大刊物上发表高水平论文12篇，处于国内领先地位。涌现了非洲猪瘟病毒结构及装配机制解析、二倍体马铃薯自交不亲和与自交衰退机制破解等一批重要突破，引领我国农业科技自主创新能力不断提升。

　　一、在前沿和交叉学科方面

　　破解二倍体马铃薯自交不亲和与自交衰退机制为二倍体马铃薯育种提供了理论基础，也为解析其他无性繁殖作物的自交衰退提供了借鉴，从根本上推进马铃薯主粮化进程。建立杂交水稻无融合生殖体系，实现了杂交水稻无融合生殖从无到有的突破，有望引发杂种优势固定研究的热潮。创建新型CRISPR/Cas介导的农作物等位基因替换技术体系，突破了基因片段替换模板供应量不足的技术瓶颈，为利用基因编辑技术，快速实现优异等位基因精准替换，缩短育种周期，快速创制农作物新种质，提供了新思路、新方法。非编码RNA协同调控固氮机制揭示，首次证明2个感应不同环境信号的非编码RNA协同调控固氮酶的最佳活性，为进一步揭示生物固氮网络调控机制奠定了重要理论基础。

　　二、在动物重大疫病防控方面

　　非洲猪瘟病毒结构的解析发现了非洲猪瘟病毒多种潜在的关键抗原表位信息，为揭示非洲猪瘟病毒入侵宿主细胞以及逃避和对抗宿主抗病毒免疫的机制提供了重要线索，为开发新型非洲猪瘟疫苗奠定了坚实基础。重组球虫研究发现利用多株重组球虫表达同一病原不同免疫保护性抗原共同免疫是提升宿主免疫应答水平的有效策略，对新型安全高效的球虫病疫苗开发具有重要意义。揭示了水貂肠炎病毒可通过线粒体信号通路诱导细胞凋亡，首次证明水貂肠炎病毒及其非结构蛋白1通过线粒体信号通路抑制细胞增值、细胞周期停滞在G1期和诱导细胞凋亡，为进一步解释该病毒的致病机制提供了理论基础。揭示H7N9禽流感病毒适应哺乳动物宿主机理，阐释了H7N9禽流感病毒感染人后迅速获得PB2/E627K突变而导致病毒对人类宿主适应能力和致病力增强的分子机制，从而为深入理解禽流感病毒如何适应哺乳动物宿主及跨种感染和传播这一重要科学问题作出贡献。

　　三、在植物保护方面

　　首次完成一种中国小麦重要蚜虫基因组测序装配解析。成功组装出该蚜的基因组精细图谱草图，并进一步利用Hi-C技术，实现了染色体级别的装载对深入开展蚜虫功能进化、表型可塑性等表观遗传学，植物-蚜虫-天敌多营养级互作研究奠定良好基础。揭示杆状病毒在昆虫体内扩散机制。首次证实昆虫核仁结构会随着杆状病毒的感染而解体，同时病毒的感染导致核仁蛋白重新分布进而参与杆状病毒的复制扩增过程。揭示野生布氏田鼠季节性繁殖分子机制。首次验证了下丘脑中关键基因在野生啮齿动物季节性繁殖中的调控作用，阐明了布氏田鼠年龄依赖的繁殖策略及分子调控机制，并为布氏田鼠不育控制的进一步研究提供了思路。完成白星花金龟基因组序列解析。首次报道了白星花金龟基因组特性。对于进一步揭示金龟甲科昆虫食性适应性进化机制、加强此类害虫防治以及进一步综合开发利用，均具有重要的理论意义和应用价值。

　　四、在资源环境方面

　　首次阐述固氮微生物逆境胁迫适应和固氮酶氧保护机制。发现A1501氧化胁迫应答体系中的过氧化氢酶编码基因katB和过氧化物感应基因oxyR在氧化胁迫抗性和最佳固氮酶活性中发挥重要作用。为揭示固氮微生物的逆境胁迫适应机制和固氮酶氧保护机制奠定了重要的理论基础，同时也为增强非生物逆境条件下根际联合固氮效率，实现节肥增产增效提供了新思路。发现调控土壤pH可显著改变酸化红壤团聚体组分的钾素储量比例。揭示了酸化改良调控红壤团聚体钾素分配机制发现在长期进行氮磷钾肥配施猪粪处理下，调控土壤pH可以显著改变团聚体组分的钾素储量比例，对于指导红壤酸化条件下提升钾库容量和钾肥合理施用具有重要意义。发现有机肥替代化肥可协调作物产量和环境效应。添加生物质炭猪粪固体堆置的有机肥还田后，可整体减少含氮气体排放7.6%、改善蔬菜氮吸收效率54.1%，并提高蔬菜产量7.3%，为实现化肥减施目标、有机肥替代化肥行动提供了科学依据，也为农业绿色发展提供了决策参考

　　五、在动物营养方面

　　发现标志性微生物驱动早期补饲羔羊瘤胃功能的转变。首次采用机器学习算法对早期补饲羔羊瘤胃微生物区系及其功能转变进行了深度分析研究，发现了早期补饲通过改变标志菌群及其共生菌来调控核心微生物区系结构，进而促进VFA的产生和瘤胃功能的转变。研究有助于进一步完善反刍动物幼畜的培育策略，促进反刍动物产业的可持续发展。发现高水平植物蛋白饲料可导致施氏鲟免疫抑制。高水平植物蛋白饲料通过影响瓣肠的粘膜完整性、抗氧化能力、凋亡、自噬和增值导致施氏鲟免疫抑制，导致施氏鲟瓣肠严重损伤，进而增高死亡率，为植物蛋白在施氏鲟饲料中应用提供了重要参考。揭示蜂群繁殖投资调节蜂王浆高产机制。发现浆蜂对幼虫挥发性信息素感知灵敏度提高是及时感知幼虫并进行哺育的原因，揭示了通过繁殖投资调节蜜蜂蜂王浆高产的机制。揭示蒙古羊肥尾表型的遗传进化机理。发现了中国地方绵羊品种在适应性驯化过程中，基因组层面的选择和重组如何影响绵羊尾型的遗传进化机制；完善了绵羊尾脂形成的分子生物学机制，同时为绵羊分子育种提供了理论基础。

　　在面向国家重大需求方面，农科院以提升我国农业生产的资源利用率、劳动生产率、土地产出率为核心目标，瞄准制约产业发展的瓶颈技术大力开展攻关，突破了一批核心关键技术，为提高产业质量效益竞争力、促进农业可持续发展提供了有效支撑。全年审定新品种346个，其中国审品种208个，获得植物新品种权89项，新兽药登记证书14个。

　　六、品种培育与高效种养

　　玉米密植高产机械化技术创亩产破1500公斤记录。作物科学研究所作物栽培与生理团队通过选用耐密高产品种，构建高质量群体，实施密植高产全程机械化栽培和水肥一体化技术，充分挖掘良种、良法与光温水肥资源的增产潜力，在新疆建设兵团第六师奇台总场示范田测产实现亩产破1500公斤的高产纪录，粒收观摩田亩产达到1100公斤，籽粒成熟度高、含水率适宜粒收。实现西北灌区玉米种植密度由每亩3000~5000株提升到6000~7000株，产量与效益协同提高，为我国现代玉米生产树立了样板。

　　创建生猪复养技术体系。基于对非洲猪瘟的科学认知，以高级别生物安全实验室的生物安全管控理念为理论基础，结合实践经验研究建立了“规模化猪场生物安全防控技术体系”，制定了《猪场复养手册》。该技术体系以多重阻断与杀灭、建立标准操作规程为生物防控核心，涵盖清场消毒、人物猪车流动、舍内操作等环节，可为猪场复养工作提供有效的技术指导。

　　首个适宜舍饲化的专用牦牛品种“阿什旦牦牛”获得国家畜禽新品种证书。兰州畜牧与兽药研究所牦牛资源与育种团队选育的专用牦牛品种“阿什旦牦牛”无角、易饲养易管理，产肉性能好，抗逆性强，繁殖性能高，能够充分利用青藏高原高寒半农半牧区的饲料资源，为牦牛规模化、集约化和标准化饲养提供了专门化品种。为优化牦牛产业结构，对提高高原牧区及半农半牧区农牧业发展水平发挥重要作用。

　　“稻-鳝-蟾复合种养模式”助推经济效益倍增。农业农村部环境保护科研监测所农业生物多样性与生态农业创新团队研发的“稻-鳝-蟾复合种养模式”，集合了稻鳝/蟾立体种养、稻田排水控制、秸秆饲-肥转化、害虫生态防控、化肥有机替代等技术，设置了稻田、生态沟渠、蚯蚓池、蟾蜍育苗湿地、秸秆腐化车五大模式板块，实现物质、能量多级循环利用的需要，不仅有效防控稻田肥水外排引起的面源污染，还能防治稻飞虱、稻纵卷叶螟等水稻害虫，饲料化肥料化转化水稻秸秆，减少化肥投入，蟾酥蟾衣药用及鳝鱼的收获显著增加经济效益，较传统单一水稻种植经济效益增加3倍以上。

　　七、农业资源环境

　　重大入侵害虫草地贪夜蛾监测与防控。率先预警并监测到入侵的草地贪夜蛾成虫；明确了成虫迁飞规律，确定境外进入中国的迁飞廊道，为指导害虫预测预报提供科学指导；阐明了草地贪夜蛾发生和危害的生物学规律，证实入侵我国的草地贪夜蛾为玉米品系，为制定防治方案提供科学指导；制定紧急防控方案指导全国各发生区扑杀害虫，提出了“分区治理”的绿色防控技术方案，指导全国草地贪夜蛾的监测和防治。

　　创制固体有机肥系列化施用装备。南京农业机械化研究所生物质转化利用装备创新团队攻克了有机肥还田装备多项关键技术，自主研发了大田牵引式多功能施肥机、轮式自走式多功能施肥机、履带自走式撒肥机等3种系列化装备，可适应不同场合不同形态固体肥料的施用。为促进农业废弃物利用、有机肥替代化肥等政策的实施提供了有力的装备技术支撑。

　　生物炭可降低土壤中污染物环境风险。烟草研究所滩涂生物资源保护利用创新团队发现，土壤中施加适量生物炭能够促进作物生长，降低污染物的生物可利用性，减少其向植物中迁移。通过掺杂磷元素等改性方法，可以提高生物炭对莠去津等污染物的吸附能力。农作物秸秆、滨海滩涂植物和海藻废弃物炭化利用技术的研发，为滨海盐渍土改良以及新型炭基微生物肥料开发奠定了基础。

　　系统解析手性农药乙螨唑的立体选择性。果树研究所果品质量安全风险监测与评估创新团队系统解析手性农药乙螨唑的立体选择性，发现不同对映体的生物活性和急性毒性均存在显著的立体选择性，其在田间土壤和水果中存在显著的立体选择性环境行为，为乙螨唑的安全使用和风险评估提供了理论依据，并可为该类农药的安全应用和有效管理提供科学参考。

　　新型化合物可制造高效低毒生物农药。烟草研究所植物功能成分与综合利用创新团队在真菌中发现了显著抑制多种植物病原菌，并具有杀虫活性且毒性较小的异戊烯基化吲哚类活性化合物，为研发具有自主知识产权的高效低毒生物农药的提供了模板化合物。

　　八、重要产品创制和加工增值

　　畜禽绿色减替抗新产品关键技术创新。饲料所抗菌肽及抗生素替代品创新团队突破替抗关键产品抗菌肽创制和应用技术瓶颈，为养殖业可持续绿色发展提供关键产品与核心技术等支持，缩短药物饲料添加剂禁用后相关产品短缺空窗期，推动我国饲用绿色投入品产业的全面转型升级。

　　揭示普洱茶香气成分积累转化规律。烟草研究所烟草质量安全研究创新团队综合利用感官组学和化学计量学方法，揭示了普洱茶渥堆发酵过程中香气成分转化累积规律，为雪茄烟叶增香提质应用研究提供了基础数据支撑，为雪茄烟叶发酵过程中增香、增色、提高生物活性新途径提供了思路。

　　创建绿色高效功能脂质乳液酶反应工厂。油料作物研究所油料品质化学与营养创新团队创建了绿色、高效的皮克林乳液酶反应体系，解决了效率低和有机溶剂残留等油脂酶法修饰的共性难题，该方法无溶剂、超高效、酶可回收和多次重复使用，易于规模化放大，可以广泛应用于不同结构和功能的重构脂质绿色制备，为脂质的多元化、高值化利用提供了新途径。

　　家蚕生物反应器家族再添新成员。生物技术研究所获得了重组杆状病毒rBmNPV表达的鸡γ-干扰素和猫ω-干扰素两项生产应用安全证书，标志着利用家蚕生物反应器生产动物用基因工程制品范围得到进一步拓宽。

　　九、质量安全技术创新

　　成功开发了DUS数据分析软件。蔬菜花卉研究所DUS课题组成功开发了DUS数据分析软件，填补国内植物新品种测定统计分析空白。可以显著优化试验设计，提高试验精度，可实现多个试验数据的联合矫正，并高效实现异常值检验和DUS统计分析。相关方法写进《UPOV系列技术文件：TGP/8DUS试验设计与分析技术》。

　　挥发性物质可鉴别真假中蜂蜂蜜。蜜蜂研究所蜜粉源植物产地环境识别与控制创新团队利用非靶标代谢组学技术和靶标定量技术相结合的手段构建指纹图谱和化学计量学模型，发现了中蜂蜂蜜和意蜂蜂蜜中存在显著差异的6种挥发性物质，提出了中蜂蜂蜜真实性鉴别的新方法，为我国蜂蜜真实性分析提供了新的研究思路，为我国中蜂蜂蜜的真实性识别提供了物质基础。