【摘要】 7月27日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所微生物与酶工程科技创新团队开发出新型多酶级联体系，实现纤维素向淀粉的绿色、高效定向转化，且该过程不依赖光合作用、不消耗ATP这类“能量货币”。相关研究成果发表在《工程（Engineering）》上。植物纤维素储量丰富，是制备淀粉的优质原料。但过往酶催化转化技术受核心酶工具催化效率低、底物选择性差等问题限制，碳流失严重，无法实现工业化应用。针对上述难题，团队设计了新型多酶级联系统，开发出催化效率提升4.5倍且热稳定性更强的核心酶。优化后的系统可在60℃高温稳定运行，兼顾反应速率与抑菌效果，实现71%的淀粉转化率，碳损失控制在30%以下。该研究为非光合作用合成淀粉提供了新策略，为农业废弃物的高值化利用提供了高效的工具包，对保障粮食安全、推动循环生物经济具有重要意义。
【关键词】多酶级联体系，淀粉，绿色合成
【摘要】 7月27日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院兰州兽医研究所宿主抗病毒感染与免疫生物学团队从猪体内分离出一种高效广谱的中和抗体，可有效抵御O型、A型和亚洲1型三类主流口蹄疫病毒，相关研究成果发表在《公共科学图书馆?病原体（PLOS PATHOGENS）》上。团队研究发现，该抗体能够识别病毒衣壳五重轴周围的保守抗原区，是目前已知覆盖抗原接触面范围最广的抗体之一。其核心作用原理是，通过空间阻隔，阻断病毒结合宿主细胞，从而阻止感染发生。动物实验证实，只需单次注射该抗体，即可对乳鼠实现完全的预防和治疗保护。目前团队已累计鉴定出4个保守的口蹄疫病毒交叉抗原位点，可提供多血清型病毒交叉保护，为通用口蹄疫疫苗研发设计、精准诊断与新型抗病毒药物研制提供了关键核心依据。
【关键词】广谱抗体，口蹄疫病毒，空间阻隔
【摘要】 7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植物营养创新团队首次构建了微生物钴胺素合成基因与物种的时间图谱，相关成果发表于《美国科学院院刊（PNAS）》。钴胺素仅能由部分细菌和古菌合成，是大多数动物和微生物必需的微量物质，在生态系统和生命演化中发挥了基础性作用，但其合成能力的进化历史长期缺乏系统研究。研究发现，钴胺素合成通路逐步演化，部分前体合成路径早于完整合成者，说明类钴胺素化合物在完整途径出现前便已存在。无氧合成者最早出现于约24.58亿年前，好氧合成者则出现于约17.84亿年前，显著晚于地球大气氧气浓度大幅升高的重大事件，体现了生物进化与地球环境演变的紧密关联。研究结果为理解钴胺素在全球生态系统演化中的角色提供了时间标尺，揭示了微生物代谢与地球环境演变的相互作用，为探索物种间营养互作与生物进化提供了重要科学依据。
【关键词】钴胺素，合成路径，无氧合成者
【摘要】 7月27日，中国农业科学院网站讯，中国农业科学院上海兽医研究所畜禽细菌性传染病风险预警与防控团队发现一种关键信号分子合成酶可增强禽致病性大肠杆菌的环境适应能力及菌种间竞争能力。研究成果发表于《家禽科学（Poultry Science）》。禽大肠杆菌病影响养禽业的健康发展。前期研究表明，该信号分子合成酶，参与细菌毒力、生物被膜形成等生理过程，但其对禽致病性大肠杆菌环境适应性的影响尚不明确。研究发现，该合成酶能够帮助禽致病性大肠杆菌在温度、酸碱度和盐分发生变化时更好地存活，同时增强与其他细菌争夺营养和生存空间的能力。研究证实了该合成酶在调控禽致病性大肠杆菌环境适应性及菌种间竞争能力中的重要作用，完善了其环境适应的分子调控网络，为研发靶向信号分子的新型抗菌策略提供潜在靶点与理论依据。
【关键词】信号分子，合成酶，大肠杆菌
【摘要】 5月30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果蔬加工智造与营养健康创新团队研究发现，通过高压处理可显著改变桃浆中果胶的分子结构，从而影响其关键特征香气的释放。相关研究成果发表在《食品胶体（Food Hydrocolloids）》上。与果汁相比，果浆保留了果肉和纤维素等天然成分，广泛应用于饮料、烘焙、新茶饮等行业，深受消费者青睐。果胶是果浆的关键组分，如同一位“幕后设计师”，默默调控着果浆的质地、口感和风味。研究发现，对新鲜桃浆进行450-600兆帕高压处理后，果胶分子结构发生重组，改变了对香气物质的包埋与释放能力，清香风味的物质含量可升至原来的3.58倍，果浆清香特征更加突出。这表明，通过高压调控果胶结构，可赋予果浆更浓郁的香味，为天然果浆风味强化提供了新路径。
【关键词】高压处理，果浆，香气
【摘要】 6月30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与北京大学合作，破解了三尖杉抗癌天然药物生物合成难题。相关研究成果发表在《细胞（Cell）》上。高三尖杉酯碱是治疗慢性粒细胞白血病的临床一线药物，在血液肿瘤治疗中不可或缺。依靠从珍稀濒危植物三尖杉提取目标生物碱的传统方法不仅效率低，还会破坏野生植物种群安全。半个世纪以来，其完整生物合成通路始终未能被解析，成为制约其绿色规模化生产的核心瓶颈。基因组所闫建斌团队与北京大学雷晓光团队合作研究，综合运用多学科技术手段，首次阐明了三尖杉酮碱和高刺桐碱两类抗癌生物碱的完整合成通路，发现了控制两条不同合成分支的关键 “分子开关”，并成功在本氏烟草中实现了两类抗癌生物碱的人工合成。该成果填补了领域长期空白，为未来利用合成生物学量产抗癌药物、保护濒危植物奠定了坚实基础，有望大幅降低药物成本，让更多患者受益。
【关键词】三尖杉，抗癌天然药物，生物合成
【摘要】 6月30日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院棉花研究所棉花种质资源创新利用创新团队破解了陆地棉从野生祖先到现代栽培种的遗传演化密码。相关研究成果发表在《美国科学院院刊（PNAS）》上。该研究利用2910份野生、栽培棉花种质资源，构建了当前全球密度最高的陆地棉泛基因组变异图谱，发现陆地棉驯化分为三个核心阶段：第一阶段实现野生尤卡坦棉到半野生尖斑棉的转变，完成野生向栽培的关键跨越；第二阶段形成阔叶棉种群，定向优化纤维、籽粒性状，降低光周期敏感性；第三阶段实现了现代栽培陆地棉的利用，推动陆地棉从低纬度向高纬度全域种植。研究还发现陆地棉与海岛棉的祖先存在基因交流，促成了玛里加朗特棉种群的形成，有效丰富陆地棉遗传多样性，并据此提出了远缘种质基因渗入的棉花育种新路径。研究结果为棉花分子设计育种提供了重要理论支撑与遗传资源。
【关键词】陆地棉，驯化，跨越
【摘要】 6月30日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院作物科学研究所作物转基因及基因编辑技术与应用创新团队鉴定到调控小麦干旱响应与茎基腐病抗性之间的节点基因，解析了其作用原理。相关研究成果发表在《自然·通讯（Nature Communications）》上。茎基腐病是近年来突发的重大的小麦病害，因其发病隐蔽、危害周期长、缺乏抗性种质等特点，防控难度较大。同时，干旱环境会进一步加重该病情，但两者相互作用的分子机制尚不明确。科研团队分析干旱与病菌侵染的小麦基因数据发现，小麦遭病菌入侵时，体内会激活一类能抵抗病害的信号相关基因，但干旱环境会显著抑制这类基因的活性。研究发现，该基因通过调控相关转录因子活性，影响小麦体内特定物质合成，进而调节对茎基腐病的抗性。敲除该基因后，干旱与茎基腐病之间的相互强化效应消除。该研究构建了二者协同危害小麦植株的分子调控模型，为小麦茎基腐病分子育种提供了新靶点与理论依据。
【关键词】小麦，茎基腐病，干旱环境
【摘要】 6月30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智慧农业创新团队成功构建新的土壤-植被多层冠层辐射传输模型，解决了现有模型难以同时兼顾模拟精度与计算效率的瓶颈，相关研究成果发表在《环境遥感（Remote Sensing of Environment）》上。卫星或无人机观测到的农田反射率是入射光在植被与土壤间经多次散射后形成的复杂信号。不同层次叶片的光谱、疏密程度和排列方式存在明显差异，成为影响农田反射特性模拟和生长参数估算精度的关键难题。该新模型分开处理纯植被散射和植被-土壤间的交互散射，利用光谱不变理论和叠加方法计算多层冠层反射率，避免了现有模型求解层散射矩阵的复杂过程。结果表明，该模型同时考虑叶片光谱和冠层结构的垂直变化，可用于多层冠层反射率模拟和作物参数垂直剖面反演，为农田遥感监测提供了新的理论基础。
【关键词】新模型，分层作物，遥感模拟
【摘要】 5月30日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院棉花研究所棉花虫害防控与生物安全创新团队阐明了棉花通过募集土壤有益微生物提升抗蚜能力的分子机制，为棉蚜绿色防控技术研发开辟了新方向。相关研究成果发表在《先进科学（Advanced Science）》上。近年来，有益微生物增强植物抗虫性的潜力逐渐受到关注，但植物如何主动调动这些“微生物伙伴”应对地上部虫害及其分子机制尚不清晰。该研究发现，棉花在遭受棉蚜侵袭时，会从土壤中招募并富集戴尔伏特菌对抗棉蚜。棉花接种该有益菌后，棉蚜的韧皮部取食行为受到显著抑制，存活率下降，并且若虫发育延缓，繁殖能力受损。进一步研究发现，戴尔伏特菌可通过激活棉花的水杨酸信号通路，抑制棉蚜关键的解毒基因的表达，从而破坏棉蚜的解毒代谢能力。将该菌与关键解毒基因沉默技术联用，可协同增效，显著提高棉蚜死亡率。该研究对棉花病虫害绿色防控技术研究具有重要指导意义。
【关键词】棉花，棉蚜，有益菌
【摘要】 5月30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草地生态遥感创新团队揭示了放牧强度与降水变异共同调控温带草甸草原甲烷吸收与排放的机制。相关研究成果发表在《全球变化生物学（Global Change Biology）》上。甲烷是重要温室气体，草原土壤是天然甲烷汇，对清除大气甲烷至关重要。然而长期放牧与降雨变化正削弱其吸收能力，加剧极端降雨下汇功能的不稳定性。该研究依托内蒙古呼伦贝尔草原国家野外站，根据11年放牧梯度试验，评估了放牧强度与降水对甲烷净交换的影响。结果表明，过度放牧放大降雨对甲烷吸收的抑制，加剧湿润年份通量波动。轻度放牧虽维持一定土壤甲烷吸收能力，但无法抵消牲畜排放，草地整体为净排放源。研究阐明短期与长期尺度下放牧和降水调控的差异机制，指出极端降雨可对长期放牧损伤产生“滞后触发”效应，为草地温室气体减排与低碳放牧管理提供依据。
【关键词】极端降雨，甲烷，下汇功能
【摘要】 5月30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微生物组学与营养健康创新团队利用鼻咽癌患者肠道菌群特征结合临床诊断指标，实现了鼻咽癌的高效诊断和预后预测。相关研究成果发表在《肠道（Gut）》上。鼻咽癌是东亚、东南亚高发的恶性肿瘤，与爱泼斯坦-巴尔病毒感染高度相关。由于早期症状隐蔽，现有检查手段局限，约80%的患者确诊时已处于晚期，亟需简便准确的早期诊断方法。科研团队分析了516例鼻咽癌患者和263例健康人的粪便样本，发现患者肠道菌群明显失衡，且与体内爱泼斯坦-巴尔病毒水平显著相关。该团队利用机器学习筛选特征菌群并建立诊断模型，单独使用菌群特征已具备良好诊断能力，与临床指标联合后准确率显著提升。某些肠道细菌与患者预后密切相关，菌群失衡会抑制肿瘤周围免疫细胞功能，削弱抗癌能力。相较传统侵入式检查，新诊断方式更简便无创，有更广的临床应用前景。
【关键词】肠道菌群，鼻咽癌，高效诊断
【摘要】 4月30日，中国农业科学院网站讯，近日，中国水稻研究所水稻功能基因组学创新团队研究发现相关光合电子传递蛋白在高温下通过稳定光合作用并减少活性氧积累，提升水稻耐热稳产性的分子机制，为培育耐热、优质稳产水稻新品种提供了理论与技术支撑。相关研究成果发表在《科学通报（Science Bulletin）》上。随着全球气候变暖加剧，高温天气发生频率与强度显著提升，对农业生产的负面影响日益突出。研究发现一种叫铁氧还蛋白1的光合电子传递蛋白在水稻抵抗高温中起着关键作用。高温来临时，该类蛋白数量增多，能保障光合基因高效运转，稳定光合代谢。还能激活水循环基因，清除花药有害活性氧，守护花药活力、提升结实率，助力作物从容抵御高温，稳定增产。随后科研团队采用田间与温室试验相结合的方式，连续多年在多地开展了系统验证，验证了其正向调控作用，最终筛选获得了该类蛋白高表达的耐热稳产新种质。
【关键词】水稻，稳产，光合代谢
【摘要】 4月30日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所猪蓝耳病与伪狂犬病研究创新团队利用蛋白靶向降解技术，开发出一种新型抗猪蓝耳病病毒的靶向药物。相关研究成果发表在《纳米生物技术杂志(Journal of Nanobiotechnology)》上。由于猪蓝耳病病毒易发生遗传变异，导致现有疫苗仅能提供有限的交叉保护。该研究将纳米抗体与蛋白靶向降解技术相结合，创制了一种生物型抗病毒靶向药物。该药物通过纳米抗体精准识别猪蓝耳病病毒的关键复制酶和核衣壳蛋白，并高效降解靶蛋白。试验证明，该药物能有效降低感染猪肺脏的病毒载量至1%以下，同时显著减轻高致病性病毒引起的死亡率、临床症状与肺脏病变。此外，该药物具有较高耐药遗传屏障，不诱导猪蓝耳病病毒产生耐药突变。该研究为防控猪蓝耳病提供技术支撑。
【关键词】抗猪蓝耳病，疫苗，病毒载量
【摘要】 4月30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，绿肥协同生物炭减氮30%提升玉米农田土壤质量并降低碳足迹。相关研究成果发表在《农作制度研究（Farming System）》上。过量施用化肥会引发土壤退化、温室气体排放加剧等问题，减氮条件下如何兼顾作物产量与生态效益亟待探索，绿肥与生物炭协同能否实现生产与生态双赢尚需研究。该研究依托甘肃武威田间试验，测定玉米生长、土壤性质、温室气体排放，评估土壤质量与碳足迹。结果表明，间作绿肥减氮30%可保障玉米生产，土壤质量指数提高29.2%。配施生物炭进一步提升土壤有机质、硝态氮、有效磷及微生物量碳含量，降低了二氧化碳和氧化亚氮排放，显著提升了生态系统净碳预算，实现了净生态经济效益的提高。该研究为西北旱区减量施肥绿肥协同生物炭实现作物稳产、土壤改良与碳减排多赢目标提供了科学依据。
【关键词】绿肥，生物炭，生态
【摘要】 4月30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食品生物制造创新团队在新型替代蛋白研究方面取得重要进展，揭示了菌丝体蛋白相较于大豆蛋白和酵母蛋白在营养、消化及加工性能方面的优势。相关研究成果发表在《食品研究国际（Food Research International）》上。向微生物要蛋白，是践行大食物观的重要方向。菌丝体作为真菌的营养生长结构，兼具生长周期短、用地少、受气候影响小、培养成本低等特点，且富含蛋白质和膳食纤维。作为一种非动物来源的可持续蛋白，菌丝体蛋白在缓解高端蛋白原料依赖进口方面潜力巨大。研究发现，平菇菌丝体蛋白的营养价值突出，必需氨基酸占比达43.13%，其中支链氨基酸高达20.08%，有助缓解肌肉疲劳、促进蛋白合成。其溶解性、起泡能力和乳化活性更优，便于食品加工。因其结构稳定且易于被酶分解，肠道消化率高达78%。综合这些优势，菌丝体蛋白有望广泛应用于功能食品、运动营养、老年营养等领域。
【关键词】蘑菇菌丝，体蛋白，微生物
【摘要】 4月3日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所基础免疫团队发现一种宿主的“调控分子”，能够通过特殊“自噬”通道精准“拆解”抗病毒免疫中的“指挥官”，从而避免免疫反应过度激活。相关研究成果发表在《细胞死亡和分化（Cell Death & Differentiation）》上。人体的先天免疫系统如同一张“哨兵网络”，负责监控病毒入侵并派出“指挥官”来启动干扰素等抗病毒武器。然而，如果免疫反应持续激活，反而会造成机体损伤。因此，细胞需要精准调控这一过程，在适当时机终止免疫应答。研究发现，Stub1作为一种特殊的调控分子，能够精准识别干扰素的启动信号，并为“指挥官”TBK1贴上特殊的“销毁标签”，再由“搬运工”将其送入溶酶体降解。这一过程有效减少干扰素的产生，使免疫反应适时“刹车”。研究展现了宿主在抗病毒免疫中“攻守兼备”的精细平衡，也为干预过度免疫反应提供了新思路。该研究得到了国家自然科学基金的资助。
【关键词】免疫调控，自噬，干扰素
【摘要】 4月3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智慧农业创新团队提出一种监测作物秸秆覆盖的新方法。通过为不同土壤类型构建特定分析模型，结合无人机与卫星数据，实现更大范围、更高精度的监测。相关研究成果发表在《土壤与耕作研究（Soil and Tillage Research）》上。秸秆覆盖关系农田固碳与耕作可持续性，是衡量耕地健康的重要指标。但大范围准确监测面临挑战，传统地面调查费时费力，难与卫星影像匹配。不同土壤类型影响秸秆光谱特征，这一点以往常被忽略。该研究利用无人机采集高精度影像，构建覆盖六种主要土壤类型的样本库，解决了地面观测与卫星遥感尺度不一致的难题。针对不同土壤类型分别建立特定模型，相比“一套模型用到底”的传统方式，精度更高。独立样本验证表明，新方法显著提升区域监测准确性并降低成本，为农田碳循环评估和农业可持续管理提供了更实用的技术路径。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、国家重点研发计划项目支持。
【关键词】监测作物，秸秆覆盖，土壤类型
【摘要】 4月3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饲草作物遗传改良团队发现苜蓿单倍体诱导新路径，相关研究成果发表在《植物生物技术杂志（Plant Biotechnology Journal）》。单倍体育种通过单倍体诱导与加倍技术实现遗传材料的快速纯合，显著加快纯系选育效率，是农业生物育种的共性关键技术。然而，目前包括苜蓿在内的豆科植物中，单倍体诱导系统的研发进展仍十分缓慢。已有研究发现KPL同源基因在植物界具有高度保守性，且表现出单倍体诱导能力。该研究在蒺藜苜蓿中鉴定出它的同源基因，并获得了其功能缺失突变体。研究发现，突变体的自交后代及作为父本的异交后代中均有单倍体植株产生，首次证实该基因缺失能够有效触发苜蓿体内母本单倍体的产生。研究结果为豆科植物单倍体育种提供了新靶标与重要基础。该研究得到国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目资助。
【关键词】苜蓿，单倍体，诱导能力
【摘要】 4月3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发现，特定结构的大分子量硫酸软骨素可通过调节肠道菌群代谢，有效重塑肌肉活力。相关研究成果发表在《宏基因组（iMeta）》上。通过膳食营养延缓肌肉衰减是全球营养科研热点。国际相关研究认为，硫酸软骨素在促进肌肉细胞增殖和减轻炎症方面具有潜在作用，但机制尚未明确。该团队动物模型实验发现，特定结构的大分子量硫酸软骨素进入体内后，能精准促进肠道中有益菌——约氏乳杆菌的增殖。这种有益菌通过优化肠道内的糖利用与胆汁酸代谢，有效激活肌肉细胞活力，最终改善肌肉衰减状态。研究构建了“硫酸软骨素—约氏乳杆菌—胆汁酸代谢重塑—肌肉稳态调控”的完整作用框架，揭示了特定结构的大分子量硫酸软骨素经由肠道有益菌及其代谢网络，间接调控宿主肌肉健康的新路径，为相关功能食品的研发提供了重要的理论依据。目前，研究中使用的关键菌已完成专利保藏。
【关键词】硫酸软骨素，有益菌，调控肌肉
