2021年度10項重大科學發(fā)現

1.首次證實植物到動物的功能基因轉移

煙粉虱是全球第二大害蟲,也是唯一的“超級害蟲”。該研究發(fā)現煙粉虱具有“以子之矛、攻子之盾”的本領,揭示了昆蟲如何利用水平轉移基因來克服宿主的防御,為探索昆蟲適應性進化規(guī)律開辟新視角,為新一代煙粉虱田間精準綠色防控技術研發(fā)提供了新思路。研究由蔬菜花卉所張友軍團隊完成,于4月1日以封面文章形式發(fā)表在《細胞》上。

2.首次發(fā)現烷基型產甲烷古菌

一種新型的產甲烷古菌被發(fā)現,這對枯竭油藏殘余原油的生物氣化開采奠定了科學基礎。中國農科院供圖

該研究發(fā)現了直接降解原油產甲烷的古菌,提出了第五條產甲烷途徑,拓展了碳素生物地球化學循環(huán)的認知,為開發(fā)“地下沼氣工程”提供了理論依據。研究由沼科所承磊團隊完成。12月23日在線發(fā)表于《自然》雜志上。

3.第一代基因組設計的雜交馬鈴薯問世

優(yōu)薯1號含有極高的類胡蘿卜素,蒸煮后金黃色的肉質口感極佳。中國農科院供圖

該研究利用基因組大數據進行育種決策,建立了雜交馬鈴薯基因組設計育種流程,培育出了第一代高純合度(>99%)二倍體馬鈴薯自交系和具有顯著雜種優(yōu)勢的雜交馬鈴薯品系“優(yōu)薯1號”。這是馬鈴薯育種技術從0到1的突破,標志著第一代基因組設計的雜交馬鈴薯問世。研究由基因組所黃三文團隊完成,于6月24日發(fā)表于《細胞》雜志上。

4.首次揭示陸地棉群體地理分化和纖維品質改良基因組學基礎

該研究成果分析了當前最大規(guī)模的陸地棉種質群體,首次揭示了陸地棉群體地理分化是由染色體倒位所致,同時發(fā)現其他棉種的漸滲片段是改良陸地棉纖維品質的關鍵,為進一步研究陸地棉適應性演化和突破纖維品質改良瓶頸提供了理論依據。研究由棉花所杜雄明團隊完成,于4月15日發(fā)表于《自然遺傳學》上。

5.首次揭示氯法齊明廣譜性抗冠狀病毒的機制

該研究發(fā)現氯法齊明對多種冠狀病毒感染有廣譜性限制功效,揭示了其抗病毒感染的作用機制。證明氯法齊明與瑞德西韋聯用有顯著協同抗病毒效應,具有臨床治療新冠肺炎的應用價值,為氯法齊明II期臨床試驗的開展提供了數據及理論支撐。研究由哈爾濱獸醫(yī)所尹鑫團隊與香港大學聯合攻關完成。于5月20日發(fā)表于《自然》雜志上。

6.自主創(chuàng)新算法助力超大基因組解析

該研究使用了自主開發(fā)的三代測序組裝算法,用很短時間就完成了1.5TB的三代校正數據分析,得到39.1GB的基因組序列,完整度高達95%,高質量解析了迄今為止組裝難度最大的非洲肺魚基因組。該基因組是目前已知最大的脊椎動物基因組,這一成果標志著我國在超大基因組解析方面已經達到國際頂尖水平。研究由基因組所阮玨團隊完成,于2月5日發(fā)表于《細胞》雜志上。

7.首次利用耦合方法描述生物質酶解過程機理

該成果利用試驗和模型耦合方法,對生物質酶解過程進行綜合分析,比較分析了纖維素酶和底物結構組成特性等不同參數對酶解過程的影響,討論了影響酶解過程的關鍵因素和主要作用機制,為優(yōu)化酶解工藝參數和工藝過程提供支持。研究由環(huán)發(fā)所董紅敏團隊完成。于1月31日發(fā)表在《可再生能源和可持續(xù)能源評論》上。

8.基于細胞生物學提出生物燃料規(guī)模生產新思路

該研究提出了基于細胞生物學的代謝工程技術,來擴大乙酸菌代謝產物的思路,闡明了利用發(fā)酵過程中合成氣體生產生物燃料的過程工藝提升方法,為生物燃料的大規(guī)模和工業(yè)化生產提供了重要路徑。研究由飼料所董立鋒團隊完成,于8月9日發(fā)表于《可再生能源和可持續(xù)能源評論》上。

9.建立秸稈資源估算方法助力燃料乙醇產業(yè)轉型升級

該研究建立了一種快速估算我國秸稈資源量的方法,從秸稈原料均衡供應、秸稈預處理、酶解糖化、菌種選育及發(fā)酵工藝等方面提出中國未來加快推進秸稈高值利用產業(yè)化進程的路徑,對秸稈資源化利用、燃料乙醇工業(yè)轉型升級和“碳中和”目標實現均有較好指導意義。研究由沼科所何明雄團隊完成,于4月13日發(fā)表于《可再生能源和可持續(xù)能源評論》上。

10.構建作物估產系統(tǒng)提供大面積作物估產新途徑

該研究提出了新的數據同化算法,并基于作物生長模型和同化算法,構建了新的作物估產系統(tǒng),提升了區(qū)域作物產量模擬預測精度。完成了對區(qū)域冬小麥產量的定量模擬和估算,為開展大面積作物產量預測提供了新的可行方法,對于保障國家糧食安全具有重要意義。研究由資源區(qū)劃所陳仲新團隊完成,于2月16日發(fā)表于《環(huán)境遙感》上。

2021年度10項重大成果產出

1.“中麥895”助力黃淮海小麥穩(wěn)產增產高產

該品種由作科所聯合育成,具有耐熱性突出、高產穩(wěn)產、優(yōu)質抗病等性能。累計推廣5100萬畝,創(chuàng)造畝均實收782公斤的高產紀錄,成為黃淮麥區(qū)耐熱高產育種骨干親本,助力黃淮海地區(qū)小麥穩(wěn)產增產高產,為保障國家糧食安全作出重要貢獻。

2.草地貪夜蛾防控實現技術升級,引領國際技術進步

由植保所升級的草地貪夜蛾實時監(jiān)測預警技術體系,圍繞草地貪夜蛾防治研發(fā)新型生物農藥、種衣劑、造粒工藝和施用技術,實現從0到1的突破,草貪防治效果提升顯著,蟲口奪糧保豐收再創(chuàng)佳績,獲聯合國糧農組織推薦全球推廣。

3.創(chuàng)制新型高效生物農藥,引領國內農藥發(fā)展新方向

由植保所自主研發(fā)的生物農藥蘇云金芽胞桿菌工程菌G033A,是我國第一例具有自主知識產權的基因工程微生物農藥,引領了我國微生物農藥新的發(fā)展方向,打破了國外壟斷。

4.“中甘21”打造“高原夏菜”重大品牌

由蔬菜花卉所育成的“中甘21”是利用國內外首次發(fā)現的顯性雄性不育系配制的農業(yè)農村部主推甘藍品種,種植比例占北方露地春甘藍和高原夏菜的70%以上,為脫貧攻堅和鄉(xiāng)村振興作出重大貢獻。

5.“廣明2號”育成標志我國白羽肉雞實現自主育種

由牧醫(yī)所聯合培育的白羽肉雞“廣明2號”通過審定,標志著我國白羽肉雞自主育種實現從0到1的突破,打破了國外壟斷。

6.反芻動物腸道甲烷減排技術促進畜牧業(yè)減碳增效

由飼料所完成的反芻動物腸道甲烷減排技術,在降低畜牧養(yǎng)殖業(yè)溫室氣體排放的同時提升養(yǎng)殖效益,已列入農業(yè)農村部減排固碳十大技術模式,為“雙碳”戰(zhàn)略實施提供科技支撐。

7.把脈生豬產業(yè)形勢助力國家宏觀決策

農經所運用大數據分析與監(jiān)測預警技術,準確研判生豬市場供需形勢及行業(yè)發(fā)展趨勢,提出的政策建議為科學決策提供了有力支撐。

8.“中油雜19”育成標志我國油菜含油量育種邁入世界領先行列

由油料所培育的油菜新品種“中油雜19”,是我國首個含油量達到50%的國審冬油菜品種,突破了油菜高油高產多抗協同改良的難題,推動油菜高油育種躍居世界領先水平。

9.口蹄疫病毒樣顆粒疫苗邁出產業(yè)化關鍵一步

蘭州獸醫(yī)所“豬口蹄疫O型病毒樣顆粒疫苗”“牛口蹄疫O型病毒樣顆粒疫苗”分別獲得國家一類新獸藥證書,突破了傳統(tǒng)滅活疫苗的抗原制備方式,實現了口蹄疫新型防控產品的技術創(chuàng)新。

10.植物工廠水稻快速繁育關鍵技術實現作物育種方法重大突破

植物工廠中種植的水稻。中國農科院供圖

由都市所研發(fā)的植物工廠水稻快速繁育關鍵技術,在國際上率先實現水稻生育期減半、60天左右收獲的重大突破,引領了全球作物快速育種的發(fā)展方向。