【摘要】 1月6日，中华粮网讯，中国农业科学院棉花研究所李付广、杨召恩研究员团队绘制了陆地棉进化路线图，揭示了染色体大片段变异调控种群遗传多样性和环境适应性的遗传机制，破解了纤维品质性状形成的遗传架构。相关研究成果发表在《自然·遗传学》上。该研究利用107份陆地棉微核心种质构建了超级泛基因组，发现了陆地棉种内A03-A09存在的染色体易位事件，显著影响其种群分化和区域适应性。研究发现，野生陆地棉/半野生陆地棉曾经历三个阶段的结构变异，现代栽培种仅源于其中一个单倍型，遗传基础狭窄。研究还鉴定出抗黄萎病新位点VWD11，并通过泛基因组构建了127个倒位图谱，发现了调控纤维强度与种子大小的多效基因。该研究为突破育种同质化瓶颈提供了理论和技术支撑。
【关键词】陆地棉，进化轨迹，纤维品质性状
【摘要】 1月6日，中国农业科学院讯，中国农业科学院棉花研究所与西部农业研究中心的研究团队围绕我国棉花生产的环境影响进行了系统研究，并提出了一种兼顾环境效益与经济效益的协同优化管理策略。该研究成果发表在《环境科学与技术》上。研究指出，在全球气候变暖和水资源约束加剧的背景下，棉花生产的低碳高效转型对农业可持续发展至关重要。研究发现，我国棉花生产中的碳排放主要来自化肥施用及其产生的氧化亚氮排放，而化肥潜在污染的稀释需水量在水足迹中占主导地位，成为制约棉花产业绿色发展的重要因素。在考虑秸秆资源化利用后，种植阶段棉花整体呈现弱碳汇特征，年固碳量可达289万吨二氧化碳当量。通过优化管理策略，如调控施肥、适度规模种植和秸秆综合利用，棉花的固碳潜力最高可提升至1.16亿吨二氧化碳当量。这些研究结果为我国棉花产业实现减排增汇提供了科学依据，也为农业领域落实“双碳”目标和推进绿色转型提供了重要实践路径。
【关键词】棉花生产，固碳节水，田间管理
【摘要】 1月7日，中国农业科学院讯，中国农业科学院农田灌溉研究所作物需水过程与调控团队近日研发出咸水资源化安全高效利用技术及配套设备，为西北内陆干旱区棉田地下咸水安全利用提供核心数据支撑与全链条技术方案。该研究构建了“潜力预测—靶向淡化—安全利用—智能调配”全链条技术体系，探明了南疆阿拉尔灌区地下咸水资源时空分布特征，开发了咸水利用潜力预测模型，揭示了咸水灌溉下土壤与棉花生长的互馈机制，最终创建出适配南疆棉田的微咸水安全利用模式。在此基础上，团队联合国内高校协同攻关，研发出新型低能耗苦咸水亚淡化设备与智能混合调配装置，可对作物有害离子靶向去除、有益离子适度保留，实现咸淡水精准配比、高效混合灌溉。该研究成果提升了我国西北内陆干旱区咸水资源安全利用与精细化管理水平，应用后可节约淡水资源30%以上，并实现棉田稳产。
【关键词】咸水资源化，西北棉田，灌溉技术
【摘要】 1月4日，中粮集团讯，中粮集团与中粮营养健康研究院共同作为专利权人的发明专利《具有抗菌功效的植物乳杆菌及其应用》近日正式获得国家知识产权局授权。这一成果标志着植物乳杆菌CCNH185在菌种筛选、功效验证、知识产权保护方面完成了全链条布局，是集团在益生菌领域自主研发的重要突破。该菌株在耐酸耐胆盐能力、广谱抑菌活性、肠道抗炎调节功能等方面表现出色，为增强益生菌产业的市场化竞争力提供了关键支撑。
【关键词】植物乳杆菌，发明专利，益生菌
【摘要】 12月10日，中国农业科学院讯，中国农业科学院作物科学研究所的杂粮作物功能成分挖掘与新品种选育创新团队联合国内外科研单位，揭示了镁离子转运蛋白FtMGT2基因启动子变异导致野生苦荞和栽培苦荞耐盐差异的遗传机制。该研究成果发表在《先进科学（Advanced Science）》上。研究发现，镁离子转运蛋白FtMGT2在苦荞中不仅可以转运镁离子，还能促进钠离子外排，提高苦荞的耐盐能力。研究团队对220份苦荞核心资源进行了耐盐性评价，发现该基因启动子的关键元件变异是野生苦荞耐盐能力增强的主要原因。这一发现为利用野生苦荞的优异单倍型改良栽培苦荞提供了理论基础。
【关键词】苦荞，耐盐，遗传机制
【摘要】 12月3日，中国农业科学院讯，中国农业科学院棉花研究所的研究团队在《植物学报（英文版）》上发表了关于棉纤维次生细胞壁合成调控机制的研究成果。该研究揭示了调控棉纤维次生壁合成和强度形成的转录调控网络，为培育高强度优质棉花提供了理论基础和基因资源。研究发现，转录因子GhMYB44作为正调控因子，能直接激活下游核心因子，驱动纤维素合成，并通过两个分层蛋白互作增强信号，形成多层次、协同配合的调控框架，显著促进次生壁增厚。过表达这些关键基因能显著提高棉纤维强度。
【关键词】棉纤维，次生细胞壁，转录调控网络
【摘要】 12月3日，中国农业科学院讯，中国农业科学院作物科学研究所的研究团队在《植物生物技术杂志》上发表了关于小麦快速纯合遗传转化体系的研究成果。该研究团队利用具有胚色可视化标记的单倍体诱导系，成功筛选出白色的小麦单倍体幼胚作为受体材料进行遗传转化，实现了高达66.7%～78.4%的转化效率和92.7%的基因编辑效率。利用这一技术，可以在当代直接获得纯合稳定的基因编辑植株，且下一代性状稳定不分离。研究团队还利用该技术对小麦淀粉合成关键基因进行编辑，创制出直链淀粉含量显著改变的突变体材料。这一研究成果为加快小麦分子设计育种提供了理论基础和技术支撑。
【关键词】小麦，快速纯合，遗传转化
【摘要】 12月1日，光明日报讯，中国农业科学院作物科学研究所的研究团队在红小豆基因组研究方面取得重要突破。他们成功绘制了我国红小豆栽培种的高质量参考基因组图谱，并构建了集数据与分析于一体的“一站式”红小豆精准育种平台。相关研究成果已发表在国际学术期刊《先进科学》上。通过组装红小豆栽培种“中红20”的基因组，并对546份红小豆种质资源进行群体遗传分析，研究团队鉴定出一批关键基因，这些基因参与控制红小豆的产量、种子形状、种皮颜色及开花时间等重要农艺性状。此外，研究团队还搭建了红小豆综合育种数据平台AdzukiBeanAtlas，并依托该平台选育出产量显著提升的改良品系“中红213”。
【关键词】红小豆，基因研究，精准育种
【摘要】 11月3日，农业农村部成都沼气科学研究所讯，近日，农业农村部成都沼气科学研究所畜禽粪污能源化利用与污染控制创新团队提出了一种利用太阳光驱动二氧化碳转甲烷的“双活性位点”催化新策略，相关成果发表于《纳米（ACS Nano）》。该研究通过纳米半导体晶面介导的“嵌入式双活性催化位点”设计，实现了二氧化碳高效转化，转化速率较现有氧化铈晶面催化剂提升4倍以上，甲烷选择性达100%。传统沼气提纯方法能耗高、碳排放量大，而该技术可在温和条件下将二氧化碳转化为甲烷，兼具“固碳减排”与“提纯增量”双重优势。研究得到国家自然科学基金、中国农业科学院科技创新工程等项目支持，为农业废弃物能源化利用及碳中和目标提供了新思路。
【关键词】太阳光驱动，双活性位点，催化
【摘要】 11月3日，中国农业科学院作物科学研究所讯，近日，中国农业科学院作物科学研究所野生稻保护与利用创新团队联合崖州湾国家实验室系统解析了水稻种质资源在杂交稻改良中的遗传潜能，揭示其在杂种优势形成中的关键作用。研究整合了2088份水稻资源，筛选517份代表性材料，构建770个杂交组合，通过多组学关联分析鉴定出171个重要农艺性状位点（其中105个为新发现），并明确了基因OsGRW5.1调控粒宽与粒重的功能。团队还建立了杂交组合智能预测模型，可预测50万个潜在组合表现，发现超过45%的优势单倍型来源于地方稻种。该研究为杂交稻遗传改良提供了新路径，成果发表于《分子植物》。
【关键词】杂交稻，种质资源，遗传潜能
【摘要】 10月31日，农业农村部成都沼气科学研究所讯，近日，农业农村部成都沼气科学研究所秸秆资源化利用团队通过机器学习方法，揭示了热空气氧化激活生物炭氧化还原活性的机制。研究发现，热空气氧化作为一种绿色策略，可将生物炭的电子供给能力提升10倍以上，电子接收能力提升数倍。机器学习分析表明，电子供给能力主要受碳结构特性调控的电子迁移率影响，而电子接受能力则主要受活性位点数量制约。该研究为生物炭氧化还原活性的精准调控提供了新见解，有助于促进其在生物和非生物介导的氧化还原过程中的应用。研究得到了四川省重点研发项目、中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
【关键词】机器学习，生物炭，氧化还原
【摘要】 10月31日，中国农业科学院作物科学研究所讯，近日，中国农业科学院作物科学研究所小麦基因资源发掘与利用创新团队成功开发深度学习框架DeepWheat，可实现跨组织、跨品种的基因表达精准预测，为作物智能设计育种提供新工具。研究成果发表于《基因组生物学》。小麦基因组庞大且复杂，基因表达具有组织和发育阶段特异性，准确预测基因组变异对基因表达的影响对育种至关重要。研究团队整合小麦多组织和时期的表观组与转录组数据，构建两个互补核心模型，开发出双模型协同的DeepWheat框架。该工具能识别关键调控元件变异的组织差异效应，实现小麦组织特异性基因表达的高精度预测，并适用于拟南芥、水稻和玉米等作物。研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等资助。
【关键词】基因表达，智能育种，深度学习
【摘要】 11月5日，人民日报讯，上海人工智能实验室、崖州湾国家实验室、中国农业大学等科研单位组成的联合研发团队，于2024年4月发布了“丰登·种业大模型”。该模型经过科研攻关，于今年7月推出生物育种领域的科研智能体——“丰登·基因科学家”，辅助科研人员探索和验证未知的基因功能。作物育种的关键在于通过基因组精准设计优化农艺性状，而“丰登·基因科学家”能够模拟专家推理过程，自动完成从提出假设、设计实验到分析结果的完整流程。自今年5月向全球开放以来，已有来自国际水稻研究所、印度中央水稻研究所等国际权威育种机构使用。未来，系统将持续融入更多作物数据、环境数据和育种知识，向覆盖全物种、全流程的智慧育种平台演进。
【关键词】AI，作物育种，上海实验室
【摘要】 10月20日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农业质量标准与检测技术研究所国家饲料质量检验检测中心（北京）成功开发出一种琼脂糖活化免疫磁珠，可特异性识别捕获谷物和饲料中的玉米赤霉烯酮。相关研究成果发表在《食品化学（Food Chemistry）》上。玉米赤霉烯酮是食品和饲料中最常见的真菌毒素之一，现有检测方法操作繁杂，且依赖于免疫亲和柱净化，成本高昂，难以满足真菌毒素快速、高通量检测需求。该研究成功制备玉米赤霉烯酮免疫磁珠，可显著降低食品和饲料样本的背景干扰，提高净化效率。此外，该磁珠实现重复使用三次以上，降低成本。结合免疫磁珠全自动净化平台，可提高真菌毒素净化效率和检测通量。此基础上，研究制定了我国首个关于免疫磁珠净化技术的饲料工业团体标准《饲料中玉米赤霉烯酮的测定 免疫磁珠净化-高效液相色谱法》，为基层检测实验室和饲料企业防控真菌毒素污染提供新的技术手段。
【关键词】新技术，玉米赤霉烯酮，检测
【摘要】 10月20日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所肥料及施肥技术创新团队研究发现，长期种植并利用绿肥可增强土壤碳稳定性。该成果发表在《资源环境可持续杂志（Resources, Environment and Sustainability）》上。相比无机肥，绿肥能促进形成更稳定的土壤碳库。这一过程与可溶性有机质密切相关，但其分子转化路径对碳稳定性的影响尚不明确。该研究解析了绿肥与牛粪对土壤可溶性有机质分子转化及碳稳定性的影响。结果表明，在0～40厘米土层中，绿肥在提升土壤可溶性有机质含量与分子稳定性方面效果与牛粪相当，并通过增加其分子量、芳香化与腐殖化程度，进而降低了生物可降解性。在40～100厘米，绿肥处理下的可溶性有机质化学多样性更高。绿肥还促进类木质素组分向单宁和稠环芳香类化合物转化，加速稳定性碳的积累。该研究为利用绿肥增强土壤固碳能力提供科学依据。
【关键词】绿肥，土壤，碳稳定性
【摘要】 10月20日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农产品加工研究所肉品科学与营养工程创新团队研发出一种具有优异抗氧化功能的新型生物基包装材料，可显著延长生鲜猪肉的货架期。相关研究成果发表在《食品化学（Food Chemistry）》上。生鲜肉在贮运过程中易发生脂质氧化，导致色泽劣变、异味产生、营养价值降低，而传统石油基包装材料又难以降解。该研究采用自组装技术，将天然多酚槲皮素由分散性较差的原始状态转化为纳米晶体，并将其作为功能性纳米填料引入壳聚糖和聚乙烯醇复合基质中，以提升材料综合性能。槲皮素纳米晶体作为功能性纳米填料，不仅显著增强了壳聚糖和聚乙烯醇复合膜的机械性能，还赋予材料优异的抗氧化性（提升约4倍）。此外，复合膜的热稳定性、紫外线阻隔性能与水蒸气阻隔性能也得到明显提升。保鲜实验表明，使用该复合膜包装的冷鲜猪肉货架期可延长至11天，显示出良好的应用潜力。该研究为构建高性能、功能化的生物基包装材料提供了新策略，对生鲜肉保鲜材料的进一步研发与产业化应用具有重要推动作用。
【关键词】抗氧化，包装材料，生鲜肉
【摘要】 10月20日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院生物技术研究所作物代谢调控与营养强化创新团队联合国内高校和科研单位，发现叶酸代谢新的分支途径，其关键基因能有效控制活性叶酸的积累，为高叶酸玉米分子育种提供新靶点。相关研究成果发表在《先进科学（Advanced Science）》上。目前，叶酸缺乏症是一个全球性的公共健康问题。通过分子标记辅助高叶酸作物育种能快速有效地实现叶酸生物强化，有效改善叶酸缺乏症状。科研团队通过全基因组关联分析，发现编码玉米谷氨酸亚胺甲基转移酶基因是调控叶酸代谢的关键基因，其单碱基自然变异会导致蛋白序列中的一个氨基酸变化，如同一个“闸门”，调控有活性叶酸向无活性叶酸的转化量，从而显著影响玉米籽粒中活性叶酸的积累。敲除该基因后，玉米籽粒中活性叶酸含量显著提高。该研究结果不仅揭示了玉米谷氨酸亚胺甲基转移酶基因在植物叶酸代谢中的新分支途径，还提供了可直接利用的优良等位基因资源及其分子标记，为培育高叶酸功能性玉米提供了新的理论基础和应用思路。
【关键词】基因，叶酸，蛋白序列
【摘要】 9月11日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院上海兽医研究所家禽病毒病监测预警和防控团队揭示影响新城疫病毒复制和毒力的机制，相关研究成果发表在《兽医研究（Veterinary Research）》上。基质蛋白是新城疫病毒的重要结构蛋白，具有在细胞核和细胞质中穿梭的特性。然而，对于基质蛋白核质穿梭的机制，尤其是其出核“行为”对病毒的作用仍不清楚。该研究通过对比不同基因型新城疫病毒的基质蛋白核输出序列，发现该序列随病毒进化存在显著差异，影响基质蛋白出核和出芽效率，进而影响病毒复制和毒力。进一步研究首次证实该序列通过经典核输出途径介导基质蛋白出核，更新了对新城疫病毒基质蛋白出核机制的认识，为副黏病毒防控提供了新理论依据。该研究得到了国家自然科学基金、十四五国家重点研发计划等项目的支持。
【关键词】新城疫病毒，病毒复制，核机制
【摘要】 9月11日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农业基因组研究所农业有害生物基因组学创新团队发现了两个关键玉米抗虫“刹车基因”，首次解析了抗虫“刹车基因”通过调控苯并恶嗪酮生物合成基因的表达，从而抑制抗虫防御代谢的分子机制，为作物抗虫遗传改良提供了新靶点。相关研究成果发表在《新植物学家（New Phytologist）》上。苯并恶嗪酮类化合物是玉米中最丰富的抗虫代谢产物，尽管其生物合成途径已被广泛研究，但其调控机制尚不明确。解析其调控机制，有助于增强玉米抗虫能力，培育抗虫玉米新品种，助力玉米害虫绿色防治。该研究通过全基因组关联分析，鉴定到一个与苯并恶嗪酮类化合物含量显著相关的蛋白磷酸酶编码基因。当该基因被敲除时，玉米叶片中苯并恶嗪酮类化合物的含量显著增加，使玉米对棉铃虫和草地贪夜蛾等害虫的抗性增强。进一步磷酸化蛋白组与分子互作实验表明，这一蛋白磷酸酶通过影响下游转录因子的磷酸化水平，抑制了苯并恶嗪酮合成基因表达。这一发现为培育抗虫玉米新品种提供了新思路。通过调控这两个基因，有望在不影响玉米生长的情况下增强其抗虫能力，减少农药使用。
【关键词】玉米抗虫，合成基因，防御代谢
【摘要】 9月11日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农业资源与农业区划研究所土壤植物互作创新团队，系统阐明了生物炭通过重塑根际微生态与植物代谢谱，缓解微塑料所致玉米能量匮缺的作用机制。相关研究成果发表在《危险材料杂志（Journal of Hazardous Materials）》上。长期残留农膜累积产生的微塑料，对作物生理代谢、土壤微生态环境及农业可持续发展构成潜在威胁，发展高效阻控措施已迫在眉睫。生物炭在土壤改良、污染阻控与固碳减排等方面优势显著，但其在塑料污染土壤中的修复机制及对作物代谢的调控作用尚不明确。该研究系统阐明了生物炭可通过重塑根际细菌群落组成，激活植物根系中脂质代谢、葡萄糖代谢及氨基酸生物合成等关键代谢途径，协同增强植物抗氧化防御系统，从而有效缓解微塑料胁迫引起的植物能量匮乏。该研究为土壤污染风险评估提供了新视角，也为生物炭的土壤修复技术应用奠定了理论依据。该研究得到北方干旱半干旱耕地高效利用全国重点实验室、国家现代农业产业技术体系专项基金和中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
【关键词】生物炭，植物代谢谱，玉米能量
