【摘要】 10月12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培育的高产优质谷子新品种“中谷25”在河南省伊川县高产千亩示范方进行实收测产，平均亩穗数64115穗，实测亩产达到625.92公斤，较2023年我国谷子平均亩产280公斤增产一倍多，为我国粮食单产提升和谷子产业振兴提供有力支撑。专家组认为，“中谷25”在今年降雨量大、阴雨寡照等不利条件下仍获得好收成，得益于该品种抗倒伏、高产、综合抗病抗逆性好等特性和基于宽窄行的配套栽培种植技术。此次测产为壮大谷子产业、提高综合效益提供了科学依据，为谷子大面积单产提升提供了可复制的样板。“中谷25”是作科所特色农作物优异种质资源发掘与创新利用团队培育的优质高产新品种，该品种于2022年完成新品种登记。“中谷25”粒型整齐，米色鲜黄，易蒸煮，干饭和米粥均适宜，被中国作物学会评为国家一级优质米。在第三届中国（伊川）优质小米鉴评大会上获商品品质、食味品质和综合品质三项冠军。目前，是多家知名小米生产加工企业的主要开发品种。
【关键词】良种配良法，抗倒伏，谷子产业
【摘要】 10月12日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院烟草研究所滨海盐碱地生物资源评价利用创新团队和烟草功能成分与生物合成创新团队发现了新型山梨素类天然产物除草先导化合物，为天然除草剂的开发提供了分子模板和靶标基础，相关成果发表在《农业与食品化学杂志（Journal of Agricultural and Food Chemistry）》。农业生产中，大量使用化学除草剂会导致环境污染和杂草抗性，开发新型微生物天然产物除草剂成为新的研究热点。相较于细菌而言，真菌能够产生丰富的植物毒素，是天然除草活性化合物的主要生产者，也是开发新型微生物天然产物除草剂的重要来源。该团队筛选到一株对多种单子叶和双子叶杂草具有显著除草活性的棘孢曲霉TE-65L，从其发酵产物中获得了5个新型山梨素类化合物。通过波谱分析光谱计算，确定了该类化合物的化学结构，并首次发现了其对杂草的除草活性，其中2个化合物能够显著抑制牛筋草胚芽和胚根的伸长，其活性均强于阳性药草甘膦。研究表明，该类化合物能够诱导木质素生物合成途径，导致木质素积累，并引起杂草种子细胞壁增厚，抑制杂草的生长。该研究获得了具有自主知识产权的天然除草剂分子模板，扩展了天然产物除草剂的结构类型，拓宽了山梨素类化合物的农业应用途径。
【关键词】山梨素类化合物，杂草，环境污染
【摘要】 10月12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团队揭示了衣藻CrPHT3基因介导的磷积累过程可以显著影响莱茵衣藻对砷的耐受性的新机制。相关研究成果发表在《有毒材料（Journal of Hazardous Materials）》上。五价砷主要通过磷酸盐转运蛋白基因进入到植物体内，进而沿着食物链影响人体健康。植物磷转运蛋白分为质膜、线粒体、高尔基体等五类。以往的研究主要关注在细胞质膜，而线粒体磷转运蛋白基因对五价砷的响应机制尚不清楚。该研究以莱茵衣藻及Crpht3突变体为材料，研究表明，线粒体磷转运蛋白PHT3基因可以通过磷的积累来调控植物对砷的耐受性。低水平磷酸盐供应下，莱茵衣藻野生型和Crpht3突变体并没有表型差异；但在五价砷胁迫下，充足的磷酸盐供应显著增加了Crpht3突变体对多聚磷酸盐和细胞间磷酸盐的吸收，同时触发了突变体中谷胱甘肽氧化还原过程、抗氧化活性和细胞解毒能力，从而提高了Crpht3突变体对五价砷胁迫的耐受性。该研究成果为植物修复重金属环境污染提供了技术参考。
【关键词】线粒体，磷转运，蛋白基因
【摘要】 10月12日，中国农业科学院网站讯，近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所种植废弃物清洁转化与高值利用创新团队，通过机器学习算法对湿法沼气工程中发酵产物特性进行了精准预测。相关研究成果发表在《化学工程杂志（Chemical Engineering Journal）》上。厌氧发酵是一种重要的农业废弃物处理方法，针对传统机器学习模型在预测发酵性能时存在的精度低、线性相关性差等问题，该研究选择典型的2种非时序模型（GBR和RF）和3种时序模型（LSTM、CNN-LSTM和DA-LSTM）进行系统比较，模型超参数优化后用于预测湿法沼气工程中发酵产物的特性。该研究获得了较为理想的预测甲烷含量的GBR非时序模型，且时序模型DA-LSTM在预测产气量方面优于时序模型LSTM和CNN-LSTM。该研究建立的机器学习模型可精准预测湿法沼气工程中发酵产物特性，为湿法沼气工程过程调控及高效产气提供重要的理论和技术支撑，同时该研究建立的方法框架包括输入数据预处理、模型训练和优化、精度验证和泛化能力提升等，可为其他可再生能源工程中的模型预测提供方法指导。
【关键词】机器学习，线性相关性，沼气工程
【摘要】 9月6日，中国农业科学院网讯，近日，中国农业科学院麻类研究所的可降解材料开发与利用创新团队与合作单位共同开发了一种新型超分子聚合玻璃。这种材料在-150℃至150℃的温度范围内，展现出了卓越的机械性能和光学透明度，与聚甲基丙烯酸甲酯（亚克力）相当。该材料还具备了优异的抗冲击性和阻燃性，这些特性是传统超分子材料难以实现的。研究团队选择了带有乙烯基和四氟硼酸阴离子的咪唑鎓单元作为构建材料，通过聚合低分子量单体制备出这种透明玻璃。这种新型超分子聚合玻璃的成功开发，不仅解决了现有超分子玻璃机械性能不足的问题，而且为制备具有优异性能的有机玻璃提供了理论支持和实践基础。该研究的成果已发表在《材料视野》杂志上，得到了中国农业科学院科技创新工程、国家自然科学基金等项目的资助。
【关键词】超分子聚合玻璃，抗冲击性，阻燃性
【摘要】 9月6日，中国农业科学院网讯，近日，中国农业科学院烟草研究所的烟草功能成分与生物合成创新团队近期在《食品化学》上发表了一项研究成果，该研究从中国菰米中鉴定出两个花青素合成的关键调控基因ZlMYB1和ZlMYB2。通过将这些基因转入水稻，研究团队阐明了其在水稻种子花青素生物强化中的作用机制。中国菰米相较于普通无色稻米，含有更丰富的类黄酮和花青素，具有显著的抗氧化特性。研究团队通过克隆关键基因，并在水稻中过表达，显著提高了水稻种子的总花青素含量、抗氧化活性以及α-葡萄糖苷酶等的酶抑制作用。通过黄酮代谢组、转录组、基因表达分析以及酶活性的测定，明确了这些基因能够激活花青素生物合成结构基因F3'H和UFGT的表达。这项研究不仅提出了用杂粮基因来实现主粮营养强化的新思路，而且为杂粮功能成分基因资源的挖掘及其在主粮营养强化中的利用提供了范例。这对于选育功能型水稻品种和维护人民营养健康具有重要意义。
【关键词】花青素，基因调控，营养强化
【摘要】 9月6日，中国农业科学院网讯，近日，中国农业科学院烟草研究所的烟草病虫害绿色防控创新团队近期开发出一种新型纳米核酸抗病毒药物，该药物能够释放特异性非编码小核糖核酸链（siRNA），有效提高植物对病毒的抵抗力。这一研究成果在《化学工程杂志》上发表。RNA干扰是植物抗病毒的重要机制之一，但传统的非编码长核糖核酸链（dsRNA）容易脱靶，而特异性非编码小核糖核酸链（siRNA）虽然可以减少脱靶现象，但其易降解的特性限制了其应用。为了解决这一问题，该团队创新设计了一种约130纳米的纳米递送系统，通过分层释放siRNA，提高了其在植物组织内的递送效率，并减缓了体外降解问题。该纳米递送系统通过响应细胞内酸性环境释放siRNA，触发RNA干扰机制，有效降低靶向蛋白基因的表达，抑制烟草花叶病毒和马铃薯Y病毒感染。这项研究首次从提高siRNA稳定性和递送效率两个角度实现了纳米核酸药物的广谱抗病毒应用，为病毒病的精准抑制和靶向防控提供了新的基础架构，为绿色生物农药的发展提出了新的思路和方法。该研究得到了中国农业科学院科技创新工程、山东省自然科学基金等项目的支持。
【关键词】纳米核酸药物，RNA干扰，广谱抗病毒
【摘要】 9月6日，中国农业科学院网讯，近日，中国农业科学院植物保护研究所农药分子靶标与绿色农药创制创新团队针对全球气候风险加剧和种植结构调整对植物生长带来的不良影响，提出了利用功能化农药制剂同时应对生物及非生物组合胁迫的新观点。相关研究成果发表在《植物科学趋势（Trends in Plant Science）》。气候变化和种植结构调整经常导致植物同时遭受多种生物和非生物的组合胁迫。与遭受单一胁迫相比，暴露于组合胁迫中的植物在活性氧信号传导、激素调控和气孔反应等方面表现出不同特征。该研究提出将具有缓解胁迫功能的农药制剂用于遭受多种生物及非生物组合胁迫的植物。制剂中的载体材料不仅可以将农药输送至靶标以应对生物胁迫，还可修复植物生长环境和特定部位遭受的非生物胁迫。此类农药制剂的定制化方案包括开发功能化的载体材料，以复合体系提高植物对逆境胁迫耐受性，增强植物的光合作用和促进其生长。在制备过程中可通过功能化基团引入等提高复合体系的活性氧稳态调控、营养输送和逆境稳定性。该研究为应对气候变化和种植结构调整导致的组合胁迫危机提供了一种新的解决思路。
【关键词】功能化农药，植物胁迫，绿色创制
【摘要】 8月2日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所农业清洁流域创新团队研究发现，采用土壤酶谱分析法可有效评估土壤腐解微食物网状况。相关研究成果发表在《宏（iMeta）》上。土壤腐解微食物网是由微生物和微型动物通过营养互作形成的地下生物网络，在维持土壤健康和生态多功能性方面发挥着重要作用。针对土壤腐解微食物网直接表征方法过于复杂的问题，该研究提出可通过“土壤酶谱分析”派生的系列参数来综合反映土壤腐解微食物网状况。该研究以退耕还林后的土壤为对象，系统评价了酶活碳氮计量比、总酶活、酶活多样性、酶活通道指数等土壤酶谱生态指标和腐解食物网关键特征的变化与联系。研究显示，长期退耕还林后土壤酶谱指标与腐解微食物网的底物氮限制、生物群落大小、物种多样性、分解通道等特征参数存在密切相关关系，证明土壤酶谱分析法对于腐解微食物网具有良好的指示作用。该研究为今后采用土壤酶谱分析法间接简便的评估土壤腐解微食物网状况提供了新的思路和工具。
【关键词】土壤酶谱，微食物网，总酶活
【摘要】 8月2日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所退化及污染农田修复团队研究发现，传统的起垄栽培配合施肥可以通过强化关键元素循环的级联效应实现同步阻控水稻籽粒镉砷吸收。相关研究成果发表在《危险物质杂志（Journal of Hazardous Materials）》上。稻田起垄栽培是我国南方改良冷浸田的一种传统农业栽培技术。前期研究发现，起垄配合合理施肥可以同步阻控水稻籽粒镉砷累积，保障农产品安全。然而，该措施调控稻田土壤砷、镉有效性变化的微观机理仍不清楚。研究发现，稻田起垄栽培营造了以铁、锰和氮元素循环耦联为主的“半旱式”稻田新生境，而垄施钙镁磷肥或生物炭可以通过增强铁、锰和氮元素的循环耦联来协同降低稻田镉和砷的生物有效性。研究还探明了介导铁、锰和氮元素循环耦联的关键微生物过程，发现了降低镉砷生物有效性的微生物预测因子。该研究为砷镉共污染稻田绿色修复技术创新提供了理论支持。
【关键词】施肥，水稻籽粒，稻田
【摘要】 8月2日，中国农业科学院讯，近日，农业农村部环境保护科研监测所乡村环境建设创新团队开发了铝载生物质功能材料，实现高效催化葡萄糖异构产果糖。相关研究成果发表在《应用催化B：环境与能源（Applied Catalysis B: Environment and Energy）》上。果糖作为甜度最高的天然单糖，是生物质高值化转化制备平台化学品、燃料和功能材料的重要中间体之一，广泛应用于食品、饮料、日化和制药等领域。目前，工业上主要通过生物酶异构葡萄糖制备果糖，而利用化学催化法异构葡萄糖制备果糖仍处于研发阶段。科研人员利用机械化学法制备了铝载生物质功能新材料，并应用于化学催化法异构葡萄糖制备果糖。该新材料的制备无需煅烧处理，大幅度降低了制备成本。同时，该新材料在葡萄糖异构过程中表现出优异的活性和良好的稳定性，果糖产率高达58.8%，是目前文献报道中果糖最高产率。该研究为破解工业上“非用酶异构葡萄糖产果糖不可”的现状提供了新思路。
【关键词】新材料，果糖，制备成本
【摘要】 8月2日，中国农业科学院讯，近日，农业农村部食物与营养发展研究所动物食物与营养政策研究团队揭示了营养导向下我国居民饮食转变的环境效益。该研究为分地区的饮食结构优化提供了科学依据。相关研究成果发表在《清洁生产杂志（Journal of Cleaner Production）》上。随着收入增长和城市化的推进，我国居民饮食中的动物性食物消费进一步增加。饮食模式转变加剧了资源环境压力，饮食相关疾病也造成了巨大负担。因此，有必要推动居民合理健康膳食转型。该研究发现，在满足每日营养需求的前提下，引导居民饮食向可持续饮食转变，可以实现将居民食物消费的碳、水、土地、氮和磷足迹分别降低9.5%～25.3%、10.7%～19.1%、22.4%～32.9%、30.8%～40.2%和21.4%～34.5%。为实现可持续饮食，各地区所需的饮食结构转变因省而异；从总体上看，需要减少肉类、谷物和食用油的摄入量，增加豆类、薯类、奶类和蔬果的摄入量。
【关键词】营养导向，饮食转变，食物消费
【摘要】 7月22日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队揭示了昆虫病毒促进昆虫传播植物病毒的机制。相关成果发表在《新植物学家》。媒介昆虫除了感染多种昆虫病毒外，也传播植物病毒，但昆虫病毒在媒介昆虫-植物病毒-寄主植物这一系统中发挥的作用鲜有报道。浓核病毒（MpnDV）是一种昆虫病毒，其侵染桃蚜后，通过上调桃蚜体内MpFPPS1基因的表达，桃蚜体内金合欢烯含量显著增加，从而提高了桃蚜的活动能力，促进桃蚜种群扩散。在马铃薯Y病毒（PVY）感染的烟株上，同时感染浓核病毒的桃蚜种群增长和扩散显著高于未感染浓核病毒的桃蚜，马铃薯Y病毒的传播速度和效率也变得更高；另外，取食马铃薯Y病毒感染烟株能显著提高桃蚜有翅蚜的比例，促进种群远距离迁飞和扩散，更有利于昆虫病毒和植物病毒的传播。研究表明，浓核病毒和马铃薯Y病毒通过桃蚜形成了一种间接的互利关系，为媒介昆虫和植物病毒防治提出了新挑战，同时为研究新的防控策略提供新思路。
【关键词】昆虫病毒，植物病毒，桃蚜
【摘要】 7月22日，中国农业科学院讯，近日，中国水稻研究所种质资源研究创新团队利用全基因组关联分析鉴定了一个水稻稻瘟病抗性基因，并通过遗传学及生理生化实验揭示其抗病分子机制。该研究有助于深入理解植物抗病分子模型，同时也为水稻抗病品种的选育提供理论参考。相关研究成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》上。由稻瘟病菌和稻黄单胞菌引起的稻瘟病和白叶枯病均是水稻生产上的主要病害，严重爆发时可导致水稻大幅减产。长期生产实践证明，种植抗病品种是防治稻瘟病及白叶枯病等病害最经济有效的方法。目前已有一些抗病基因应用于生产实践中，但由于自然环境下病原菌群体复杂多变，一些新培育的抗病品种在3到5年后也容易丧失抗性。因此，不断挖掘新的抗病基因，并解析其分子机制，对于选育水稻抗病品种及保障国家粮食安全具有重要意义。该研究利用全基因组关联分析的方法，克隆到一个位于水稻第8号染色体上与稻瘟病抗性相关的基因，遗传互补实验证实该基因正调控水稻对稻瘟病及白叶枯病抗性。通过对这一基因的互补及过表达株系的抗病性鉴定、活性氧、激素含量等生理生化指标的测定，明确了该基因能激活水稻抗病反应。
【关键词】稻瘟病，抗性基因，分子模型
【摘要】 7月22日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院棉花研究所棉花功能基因组创新团队构建了棉属转座子变异图谱，揭示了转座子活动在现代棉花培育过程中的重要作用。相关研究成果发表在《高级研究期刊（Journal of Advanced Research）》上。转座子又称跳跃基因，是指一段可以从原位上单独复制或断裂下来，环化后插入另一位点并对其后的基因起调控作用的DNA序列。转座子活动是生物基因组创新的重要驱动力。在棉花中，关于转座子的研究大多集中于讨论转座子对棉属基因组扩张及分化的影响，而关于转座子活动对现代棉花培育的影响则研究较少。该研究以已发表的10个棉花基因组为基础，构建了包含35980个转座子活动在内的图形化棉属转座子变异组，并进行了转座子活动的甲基化程度评估。研究发现，棉花基因组上最新插入的转座子具有较低的甲基化水平，表明育种活动能够影响转座子的表观遗传特征。此外，该研究解析了棉属转座子活动对现代陆地棉品种培育的影响，鉴定到了与棉种地理适应性相关的转座子活动，并发现了这些转座子活动的多效性。研究结果为棉花分子育种提供了丰富的数据资源。
【关键词】变异图谱，棉花，基因组
【摘要】 7月22日，中国农业科学院讯，近日，中国水稻研究所胡培松院士领衔的科研团队和国内科研单位合作研究阐明了一种碳氮协同互作调控水稻分蘖芽发育的新机制，将为水稻增产提供重要的理论依据。相关研究成果发表在《新植物学家（NewPhytologist）》上。分蘖数是水稻重要的农艺性状之一，因为分蘖数决定着有效穗数，最终决定水稻的产量。研究表明水稻分蘖的形成包括分蘖芽的起始和伸长两个生物学过程，其调控机制也日渐清晰，然而光合作用如何协同糖和氮信号调控分蘖芽发育的分子机制并不清楚。该研究通过正向遗传学手段鉴定了一个调控水稻分蘖数目的关键基因-光合作用基因DTN1，该基因突变体会导致水稻光合速率降低，叶片和腋芽中蔗糖和其他糖含量减少，从而导致分蘖数目的减少，外源蔗糖处理可恢复分蘖减少的表型。太阳光处理可促进粳稻品种日本晴分蘖芽的伸长，利用太阳光（室外）和日光灯（室内）不同处理后的转录组数据鉴定到光合作用基因DTN1和氮素响应基因NGR5均受到太阳光诱导表达，而该基因突变体中氮素响应基因表达量显著降低，在另一突变体中过表达氮素响应基因可以部分回复该突变体分蘖数减少的表型。综合以上结果，研究人员发现光合作用关键基因DTN1通过调控糖含量正向调节氮素响应基因的表达，进而影响水稻分蘖芽的发育。
【关键词】水稻，分蘖芽，穗数
【摘要】 6月11日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院生物技术研究所作物高光效功能基因组创新团队揭示了河马信号通路联合介体激酶模块调控水稻籽粒大小的新机制，相关研究成果发表在《植物细胞（Plant Cell）》上。籽粒大小是决定水稻产量的一个重要因素。河马信号通路在细胞的生长、死亡、分化和组织形态的调控中起着关键作用。而介体激酶模块是调控真核生物基因表达的重要组成部分。一直以来，科学家们对河马信号通路与介体激酶模块之间的关系，以及它们如何影响水稻籽粒大小的具体机制还不清楚。该研究发现，河马信号通路的核心组分与其激活因子可以形成一个激酶复合体，这个复合体能够正向调控水稻籽粒的大小。研究还发现，这个激酶复合体通过对介体激酶模块中一种细胞周期蛋白进行磷酸化，从而促进水稻籽粒的增大。该研究首次揭示了河马信号通路和介体激酶模块与水稻产量之间的联系，为培育高产水稻提供了新的理论基础和基因资源。研究得到了国家重点研发计划、国家自然科学基金等项目的资助。
【关键词】水稻籽粒，介体激酶，高产水稻
【摘要】 6月11日，中国农业科学院讯，近日，中国农业科学院蜜蜂研究所资源昆虫保护创新团队揭示了氟吡呋喃酮慢性暴露可影响蜜蜂多种生理指标，降低蔗糖敏感性和记忆能力，并且造成蜜蜂脑和肠道细胞损伤。相关研究成果发表在《总体环境科学（Science of the Total Environment）》上。氟吡呋喃酮被视为新烟碱类杀虫剂的潜在替代品，可在作物开花期使用，因而在实际生产中存在蜜蜂长时间接触该农药的情况。该研究从蜜蜂行为、细胞和分子生物学等方面开展了较为系统的检测，结果表明慢性暴露该农药会显著降低蜜蜂存活率、体重增量和食物利用率，还引起氧化应激、免疫和解毒抑制；并损害蜜蜂的蔗糖敏感性和记忆能力。形态学观测表明，蜜蜂脑神经元和中肠上皮细胞出现明显的细胞和亚细胞结构损伤，包括细胞凋亡和自噬特征。此外，有关细胞凋亡、免疫、解毒、蔗糖敏感性和记忆相关基因的多重调控表明，该农药通过多种途径危害蜜蜂。这为进一步解析氟吡呋喃酮对蜜蜂的慢性毒性及机制提供了相关理论依据。
【关键词】氟吡呋喃酮，慢性暴露，杀虫剂
【摘要】 6月11日，中国农业科学院讯，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研究发现，施用有机肥通过改变土壤和微生物组相互作用，增强了土壤碳固存。相关研究成果发表在《环境科学与技术（Environmental Science & Technology）》上。土壤碳库的微小变化可以对大气二氧化碳浓度产生重大影响。而施用有机肥是提高土壤有机碳固存的一种有效且广泛应用的方法。但是，施用有机肥土壤中有机碳分解对温度骤增的响应仍然知之甚少。该研究发现，增温背景下施用有机肥，土壤有机碳顽固性降低，受热刺激微生物的比例减少，微生物网络的稳定性提高，奇古菌具备更高的二氧化碳截留能力，使有机碳损失降低。该研究不仅为农业土壤管理提供了科学依据，有助于制定减少温室气体排放和提高耕地有机碳固存能力的策略，而且对于理解和预测全球变化背景下耕地碳库的动态变化具有重要的理论和实践价值。该研究得到中国农业科学院科技创新工程等项目的支持。
【关键词】碳化学结构，微生物，有机质
【摘要】 6月7日，中国农业信息网讯，近日，中国热科院生物所、热带作物生物育种全国重点实验室木薯种质创新与品种改良研究团队在木薯细胞体积调控机制方面取得新进展，研究团队以木薯纤维素合成酶A1基因启动子（MeCesA1pro）为诱饵，通过酵母单杂交筛库鉴定到三螺旋转录因子MeGT2.6，利用分子互作、木薯遗传转化和表型鉴定等方式，发现MeGT2.6在调控纤维素合成、赤霉素代谢以及碳源分配等方面起着关键的作用，揭示了转录因子MeGT2.6通过增加纤维素合成和活性赤霉素（GA）含量来促进木薯细胞变大的调控机制。
【关键词】热科院，木薯细胞，调控机制
