中国行业发展报告

【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

【摘要】　　9月10日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院植物保护研究所经济作物虫害监测与防控创新团队开发了一种昆虫病原线虫缓释胶囊，并揭示了其在耐热性、机械性能和持续杀虫效果方面的优势，为生物防治剂在复杂环境下的高效应用提供了理论依据和技术路径。相关研究成果发表在《普通昆虫学 (Entomologia Generalis) 》上。地下害虫蛴螬因隐蔽性和危害性强，防控难度大。昆虫病原线虫因与地下害虫共享生态位及其主动侵染能力，在防治蛴螬方面具有独特优势，但因其耐热性差和对高湿环境的依赖性，应用受到限制。该研究以对暗黑鳃金龟幼虫表现出显著致死活性的昆虫病原线虫为研究对象，依据海藻酸钠与钙离子的交联反应，构建了新型功能性昆虫病原线虫胶囊。该胶囊不仅增强了缓释线虫的性能和抗逆性，同时提高了线虫的存活率和复苏能力。通过系统评估胶囊的结构特征、力学性能、耐热性及其杀虫效果，表明其显著提升了昆虫病原线虫的田间应用潜力。该研究为昆虫病原线虫功能性载体的设计与优化提供了理论依据和技术支持，为其在多样化农业和生态环境中的高效应用奠定了坚实基础。

【关键词】缓释胶囊，昆虫病原线虫，耐热性

【摘要】　　8月29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将非靶向代谢组学与机器学习方法相结合，成功构建了羊肉产地精准判别模型，为羊肉产地精准溯源提供了新方法。相关研究成果发表于《食品化学：X（Food Chemistry：X）》。受肉羊品种和饲养环境影响，羊肉品质具有鲜明的地域特征，因此地理标志产品深受消费者信赖。建立精准的产地溯源技术，是保障肉品品质与消费者权益的重要举措。研究人员对我国五大地理标志羊肉产区样本进行分析，鉴定出4139种代谢物，并进一步筛选出14个关键代谢标志物。结合机器学习算法，科研人员成功构建了羊肉产地判别模型，该模型溯源准确率达到100%。研究结果为我国羊肉质量安全溯源体系建设提供了理论和技术支持，构建的方法具有较强的通用性，可用于其他食品的产地溯源与真实性鉴别。

【关键词】机器学习，羊肉，研究成果

【摘要】　　8月29日，中国农业科学院网站讯，近日，农业农村部成都沼气科学研究所厌氧微生物创新团队联合国外高校提出了一种分离纯化依赖氢的甲基营养型产甲烷古菌的标准实验流程。相关研究成果发表在《自然—试验流程（Nature Protocols）》上。该研究创新性地将实时生长曲线监测与群落逐步简化相结合，利用目标菌的相对生长优势，成功分离首株非广古菌门新型产甲烷古菌，并建立了氢依赖甲基还原型产甲烷古菌的可推广操作流程。该策略可广泛应用于厌氧微生物的定向分离，使得难养厌氧微生物的分离定向可控。该成果为深入理解全球碳循环机制和发展绿色能源提供关键菌种与技术支撑。

【关键词】生长曲线，厌氧微生物，甲烷古菌

【摘要】　　8月27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植物化学组分与组学研究创新团队发现脉冲磁场技术能够显著改善大米淀粉凝胶的品质，有效抑制淀粉回生并提升其冻融稳定性。这一发现为米粉、米糕、鲜食汤圆等鲜食米制品的保鲜技术开辟了新路径，相关研究成果发表在《碳水化合物聚合物（Carbohydrate Polymers）》上。淀粉回生和冻融稳定性是影响米制品口感和品质的关键因素。传统静磁场技术因强度低、作用方式单一，改善冻融效果有限，而脉冲磁场通过高频动态能量输入，更可能突破现有技术瓶颈，为淀粉基食品的冻藏品质提升提供新途径。该研究通过用不同强度的脉冲磁场分别处理冷藏和冷冻条件下的大米淀粉凝胶，发现脉冲磁场一方面能够弱化水分子网络的空间位阻效应，降低淀粉分子间的氢键作用，从而延缓淀粉老化。另一方面，它可以减轻冰晶对凝胶结构的机械损伤，抑制淀粉分子聚集，同时增强淀粉与水分子间的氢键作用，显著提升冻融稳定性。该研究有望广泛应用于淀粉基食品的保鲜工艺中，进一步提升食品品质并延长货架期。

【关键词】脉冲磁场技术，保鲜，高频动态

【摘要】　　8月27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耕地退化阻控与地力提升创新团队揭示了不同施肥模式下孔隙结构对团聚体土壤颗粒有机质的差异化调控机制，相关研究成果发表在《通讯-地球与环境（Communications Earth & Environment）》上。土壤颗粒有机质是土壤有机碳库中最活跃的组分，形成与分解主要受孔隙结构特征的调控作用。不同施肥方式通过影响团聚体周转塑造了不同的孔隙网络，进而影响土壤颗粒有机质的形态特征和稳定性。但长期施肥条件下土壤团聚体孔隙结构如何调控颗粒有机质空间分布尚不清楚。该研究依托五个长期施肥定位试验，利用工业CT对不同施肥措施的3～5毫米土壤团聚体进行高精度扫描。结果表明，长期施用有机肥显著促进了土壤团聚体中新鲜和陈旧颗粒有机质的累积。其中，长期施用有机肥提高新鲜土壤颗粒有机质含量，也通过改善孔隙结构增加了其分解速率，相比之下，陈旧土壤颗粒有机质周转慢、更加闭蓄于团聚体内部孤立孔隙或土壤基质中，受孔隙结构影响较小。孔隙结构可能通过调节水分运动和气体交换过程，从而影响土壤颗粒有机碳的周转和分布。该研究为优化施肥制度、提升土壤固碳能力提供了科学依据。

【关键词】土壤团聚体，颗粒有机质，长期施肥

【摘要】　　7月3日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院茶叶研究所茶树生态栽培创新团队通过整合分析35项研究的211组数据，揭示了有机肥替代化肥对茶园土壤特性及茶叶产量、品质的影响规律。相关研究成果发表在《土壤与耕作研究（Soil & Tillage Research）》上。研究发现，有机肥替代化肥可显著提升茶园生产效益和生态效益。产量与品质方面，茶叶产量平均增加19.8%，芽密度提高10.1%，水浸出物含量增加3.73%，游离氨基酸含量提升12.9%，同时茶多酚和氨基酸比值下降13.8%，有效改善了茶叶品质。有机肥类型效应上，不同有机肥的效果各具特点，商品有机肥和动物粪肥的增产效果最突出，植物残体和沼渣则更有利于提升土壤有机碳含量。针对技术优化建议，研究提出应根据土壤条件动态调整有机肥替代比例，避免单一肥料高比例替代导致芽密度下降。该研究不仅为茶园科学施肥提供了理论依据，还提出了降低化肥依赖度和增强土壤固碳功能的技术路径，为茶产业绿色低碳转型提供了重要技术支撑。

【关键词】茶树，生态低碳，生产效益

【摘要】　　7月3日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院油料作物研究所油菜遗传育种创新团队首次揭示分子伴侣基因BnaC01.CCT8调控油菜产量的分子机制，发掘出优异等位基因，为油菜高产分子育种提供了全新理论依据和技术支撑。相关研究成果发表在《植物生物技术杂志（Plant Biotechnology Journal）》上。油菜是我国第一大油料作物，年产油量占国产油料作物总产油量的50%以上，其产量提升直接关系到国家粮油安全。为此，该团队通过化学诱变和图位克隆技术，经过5年系统研究，成功鉴定出控制油菜产量的关键基因BnaC01.CCT8。该基因通过与同为该团队率先发现的油菜产量基因BnARF18形成蛋白复合体，构建了独特的促进生长素合成并抑制茉莉酸合成的调控网络，从而促进角果伸长和籽粒发育。田间试验数据显示，过表达该基因的油菜新品系表现出显著增产效果：角果长度平均增加11.6%，千粒重提高24.6%，单株产量提升25.3%。目前，该团队已对全国163份油菜资源进行基因型分析，开发出相应的分子标记辅助选择技术，并应用于高产油菜新品种选育工作，将为保障国家粮油安全提供科技支撑。

【关键词】油菜，遗传育种，化学诱变

【摘要】　　7月3日，中国农业科学院讯，近日，由农业农村部南京农业机械化研究所联合有关单位研制的全自动水稻覆膜插秧技术装备在江苏靖江投入使用，该技术开启了我国水稻覆膜插秧新模式。传统插秧都是将秧苗直接插在田里，而全自动水稻覆膜插秧技术则是先给稻田盖上一层薄薄的全生物降解地膜，然后在膜上同步打孔，将秧苗对穴插入田里。全生物降解地膜覆盖的水稻种植模式能够物理隔绝田间杂草、降低水肥药的泄露和损失，实现水肥药等投入品的减量使用；覆膜条件下的水稻湿润栽培模式与传统水淹模式相比，可降低稻田温室气体排放30%，同时水稻覆膜种植还可增加全生育期土壤积温120℃以上，水稻可提早成熟3到5天，缓解多熟制模式下的茬口调配压力。团队围绕现有覆膜插秧种植作业质量差、作业效率低、辅助用工多等问题，经过协作攻关，目前已突破田头自动切膜压膜、对位栽插等关键技术，创制自动水稻覆膜插秧装备，可以有效替代化学除草剂使用，并有效提升了作业效率，节本增效优势显著。

【关键词】水稻，自动覆膜插秧，水肥药