购彩大厅Welcomeapp_互动百科

2022中国农业科学十大进展发布 “基因”成高频词******

　　光明网讯（记者宋雅娟）12月16日，2022中国农业农村科技发展高峰论坛暨中国现代农业发展论坛在北京召开。论坛上发布了《2022中国农业科学重大进展》报告，该报告由中国农业科学院科技管理局和农业信息研究所科技情报分析与评估创新团队研制 ，遴选了10项能够充分代表2021年我国农业科技前沿研究水平 、取得重大突破性进展 的基础科学研究成果。

　　10项重大进展具体如下：

　　1.首次实现异源四倍体野生稻 的从头驯化。提出异源四倍体野生稻快速从头驯化 的新策略，突破了多倍体野生稻参考基因组绘制 、遗传转化以及基因组编辑等技术瓶颈 ，建立了从头驯化技术体系；证明了异源四倍体野生稻快速从头驯化策略切实可行 ，对创制高产抗逆新型作物和保障粮食安全具有重要意义 。

　　2.解析水稻品种适应土壤肥力 的遗传基础 。该研究鉴定到一个水稻氮高效关键基因（OsTCP19） ，阐明了土壤氮素水平调控水稻分蘖发育过程 的分子机理 ，揭示了水稻对贫瘠土壤适应 的遗传基础；为水稻氮高效育种提供了重大关键基因 ，对保障农业绿色发展具有重要意义。

　　3.首次绘制黑麦高精细物理图谱。该研究解决了黑麦基因组组装难题 ，绘制了黑麦高精细物理图谱，解析了黑麦染色体演化机制，鉴定了黑麦籽粒淀粉合成、抽穗期等关键基因 ；为麦类作物育种源头创新提供了独特基因资源 。

　　4.实现杂交马铃薯基因组设计育种。该研究利用基因组大数据进行育种决策，建立杂交马铃薯基因组设计育种体系，培育了第一代高纯合度自交系和概念性杂交种“优薯1号” ；证明了马铃薯杂交种子种植 的可行性 ，推动了马铃薯育种和繁殖方式变革。

　　5.构建规模最大 的猪肠道微生物基因组集 。该研究通过对猪500个肠道样本开展深度宏基因组测序，并整合了已有的猪肠道菌群基因组 ，构建了规模最为宏大 的猪肠道微生物基因组集；为猪强抗逆性、高生长速度 、高饲料转化相关菌种挖掘和利用提供了重要资源 。

　　6、揭示抗病小体激活植物免疫机制。该研究发现ZAR1抗病小体的钙离子通道功能，建立了钙信号与植物细胞死亡 的联系，揭示了一种全新 的植物免疫受体作用机制 ；为人工设计广谱 、持久 的新型抗病蛋白进而发展绿色农业带来了新启示 。

　　7.揭示超级害虫烟粉虱多食性奥秘 。该研究首次发现植物和动物之间存在功能性水平基因转移现象 ，揭示了烟粉虱“偷盗”寄主植物解毒基因，解析了广泛寄主适应性的分子机制 ；发现了昆虫多食性的奥秘，为害虫绿色防控提供了全新思路 。

　　8.揭示光信号调控大豆共生结瘤机制 。该研究解析了地上光信号与地下共生信号互作调控大豆根瘤发育的机制，证实了光信号对大豆根瘤形成及共生固氮的关键作用 ；揭示了豆科植物地上地下协同的新机制 ，为优化农业系统碳-氮平衡提供新策略。

　　9.首次实现二氧化碳到淀粉的人工合成。该研究设计了化学和酶耦合催化 的人工淀粉合成途径，实现了不依赖植物光合作用 的二氧化碳到淀粉 的人工全合成 ；使工业化车间制造淀粉成为可能 ，为实现“双碳”和粮食安全战略提供全新解决思路。

　　10.揭示脊椎动物水生到陆生的演化遗传机制。该研究鉴定到脊椎动物肺 、心脏及四肢等器官 的遗传变异与陆生适应有关，系统解析了脊椎动物在早期登陆过程中 的遗传演化机制 ；揭示了脊椎动物从水生到陆生演化的遗传奥秘，为理解脊椎动物水生到陆生的演化提供了关键认知。

科学家揭示珊瑚的高温驯化适应机制 让“适者生存”加速上演，为珊瑚提供应对气候变化路径******

　　科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化 的新路径。尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚 ，但是导致珊瑚种群生存困难的根本问题在于当前气候变化速度过快。解决根源问题 ，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。

　　——江雷 中国科学院南海海洋研究所助理研究员

　　◎本报记者 何 亮

　　珊瑚作为一种海洋生物 ，因其缤纷的色彩 、特殊的生存方式而受到人们 的关注。珊瑚对生存环境的变化较为敏感 、对生存环境的要求较为苛刻，气候变化影响下 的水温升高会导致大量珊瑚白化死亡 。

　　近日 ，生态学期刊《分子生态学》在线发表了由中国科学院南海海洋研究所黄晖团队领衔完成 的论文，揭示了珊瑚应对气候变暖 的驯化适应及其生理和分子机制。论文共同第一作者、中国科学院南海海洋研究所助理研究员江雷在接受科技日报记者采访时表示 ：“这项研究有助于我们正确认识珊瑚对海水升温 的适应潜力 ，为人类保护珊瑚礁提供了正面、积极的启示。”

　　孵幼型珊瑚，礁体上的“拓荒者”

　　长期以来，珊瑚除了因为五彩斑斓的色彩而备受人们关注，关于它还有一个问题常常令人困惑——珊瑚究竟 是动物 ，还是植物 ？

　　事实上 ，珊瑚 是动物 ， 是一种较低等 的刺胞动物。珊瑚之所以色彩斑斓，是因为其体内生活着一种微小 的藻类——虫黄藻 。虫黄藻可以通过光合作用为珊瑚提供能量，保证珊瑚 的生存 。如果珊瑚失去虫黄藻，就会饿肚子，最终因没有能量来源而饿死 。

　　珊瑚与虫黄藻复杂 的共生关系，不仅关乎珊瑚 的生存 ，也 是科研人员研究 的重点 。此次研究中 ，黄晖研究团队主要研究的珊瑚种类是孵幼型鹿角杯形珊瑚 。

　　“孵幼型鹿角杯形珊瑚比较特殊，是‘先锋物种’，这也是我们选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象的一个原因 。当一个生态系统受到破坏或者干扰的时候 ，‘先锋物种’是最早出现的一类生物。‘先锋物种’就像‘拓荒者’一样 ，率先开启了生态演替和重塑生物群落 的旅程。”江雷表示 ，“因为发育快 ，繁殖能力强等原因，一旦有新 的合适生存环境出现，孵幼型鹿角杯形珊瑚 的幼虫会最先长到礁体上开拓生存环境 ，并对礁体进行相应改造。之后才会有其他的生物相继进驻这一生存环境。”

　　选择孵幼型鹿角杯形珊瑚作为研究对象 ，另一个重要的原因 是其对环境的适应类型。江雷介绍 ，在自然界，生物对环境 的适应有两种不同类型 ：一种类型称作表型可塑性适应，即生物的生理过程是弹性可变 的 ，生物通过调整机能适应环境变化 ；另一种类型称作进化适应(又称遗传适应)，即生物在许多世代中由自然选择进行演化 、筛选，最终完成对环境变化的适应 。

　　“我们选择表型可塑性适应来进行研究， 是因为对这种适应类型的研究时间周期较短，容易捕获研究结果，显现成果差异 。”江雷表示 。孵幼型鹿角杯形珊瑚 的繁殖方式是体内受精 ，幼体在母体内发育 ，发育成为幼虫之后 ，再由母体排出体外。孵幼型鹿角杯形珊瑚排放出来 的幼虫发育周期在1个月左右，是卵生型珊瑚的十分之一。

　　开展对比实验，揭示生理调节机制

　　在中科院南海海洋研究所的实验室里，一排排灯光格外显眼 。光线照射下，颜色各异 的珊瑚生活在人工营造的生态系统里 。江雷等科研人员对孵幼型鹿角杯形珊瑚的驯化实验也正 是在这里进行 。

　　“在野外 ，珊瑚生存的正常水温是29摄氏度。我们通过温控系统 ，将珊瑚缸中 的水温以每天约0.5摄氏度 的速度进行提升 。大约一个星期后，珊瑚缸中 的水温会升至32摄氏度 ，并保持此温度。此次研究中的孵幼型鹿角杯形珊瑚幼虫，正 是在上述高温环境中完成在母体珊瑚体内的发育和出生。”江雷说 。

　　在长达1个月 的研究中 ，科研人员观察到了很多现象。经过高温驯化后，孵幼型鹿角杯形珊瑚母体的代谢受到了不利影响 ，不仅光合作用降低，还发生了白化现象。可 是，驯化组子代幼虫的表现却不一样，与对照组子代幼虫相比 ，经过高温驯化的子代幼虫能适应更高的水温，其最适生存温度有了明显提升 ，对高温的适应性得到了增强 。江雷表示 ：“这说明 ，仅仅一个月 的驯化就对子代幼虫的表型产生了较为明显的影响。”

　　仅凭一组数据 ，尚不足以得出定论 。接下来，科研人员又进行了交叉移植实验。科研人员分别将经历了驯化组 的幼虫和对照组的幼虫置于对照温度与高温环境 。对比的结果与此前的结论较好地吻合 ，证明珊瑚母体 的热驯化缓解了高温对子代幼虫 的不利影响。

　　“上述现象背后，是珊瑚幼虫生理状态的调整 。”江雷表示 ，在驯化之后，幼虫 的虫黄藻 的光合活性与光合速率得到了提高。幼虫 的虫黄藻变得更强大，对高温 的适应能力也更好 。与此同时，幼虫 的呼吸消耗降低了。这就意味着 ，幼虫能在获得更多营养物质 的同时 ，支出更少的能量消耗。

　　“这一生理调节机制对珊瑚幼虫来说，可谓 是大有裨益。”江雷表示 ，处于浮游阶段 的幼虫，能量物质 的补充全部依赖于虫黄藻 的光合作用。如果生产得多且消耗得少 ，幼虫 的能量储备就会更加充足 ，也会利于其生存。

　　此次研究中，科研人员还发现，驯化后的珊瑚幼虫中负责从虫黄藻转移脂类、糖类和氨基酸等营养物质的宿主转运蛋白基因表达也发生了显著上调，与此前发现的相关生理机制相符。

　　发挥科技力量，提供更多拯救路径

　　在气候变化影响导致水温升高 、威胁珊瑚种群生存的当下，我们能否利用科技找到更多拯救珊瑚种群的路径？

　　“在气候变化越发明显的当下 ，每一次海洋热浪事件都相当于对珊瑚 的一次驯化。”江雷表示，在未来，野外环境中的驯化事件及其引发 的适应效应将会越来越多。

　　在我国，珊瑚修复工作正在如火如荼地展开 。借助中国南海相对于其他珊瑚生活海域位置偏北的地理位置优势，我国科研人员在三亚 、西沙等潮间带浅水区的极端生境中寻找能够存活下来的珊瑚 ，并将它们移植到实验室进行选育扩繁，最终把这些珊瑚再次回植到天然 的生境中 。

　　“此次研究 的孵幼型鹿角杯形珊瑚 ，也来自生境恶劣的潮间带 。”江雷表示 ，在海底种珊瑚与在陆地上植树造林有一定的相似之处，却比在陆地上植树造林辛苦得多 。科研人员要背着数十斤重 的装备在水底打桩固定，水下失重的环境也让工作难度大大提升。

　　此次研究 的论文通讯作者、中国科学院南海海洋研究所热带海洋生物资源与生态重点实验室研究员黄晖介绍，截至目前 ，南海海洋研究所共建设了40亩苗圃 ，一年可产出约7万株珊瑚苗 ；还建设了300亩的修复区 ，扭转了实验依靠野外采苗 的现状。目前，科研人员播种到海床 的珊瑚苗均出自人工培育 。

　　“尽管科研人员在不遗余力地设法保护珊瑚 ，但是导致珊瑚种群生存困难 的根本问题在于当前气候变化速度过快。”江雷表示 ，科学研究正在为珊瑚寻找应对气候变化的新路径 ，而解决根源问题 ，即降低碳排放，避免气候变化速度过快，才能更好地保护珊瑚。

　　（文图：赵筱尘 巫邓炎）