中国农科院发布2024年十项中国农业科学重大成果

籼稻粳稻为何存在生殖隔离？吃玉米也能更好补铁？葡萄是人类驯化的首个水果？12月12日，在中国农科院召开的2024中国农业农村科技发展论坛暨全球农业研究热点前沿与科技竞争力成果发布会上，中国农科院副院长、党组成员叶玉江发布了《2024中国农业科学重大进展》报告，遴选了十项农业科学研究成果。

1

破解水稻籼粳亚种生殖隔离之谜

南方多籼稻，北方多粳稻，那么籼稻和粳稻能否杂交，培育出兼具南北特色，籼粳稻优势的新品种？

该研究揭示水稻杂种不育的分子机制，厘清其起源演化路径和资源分布规律，揭开了水稻籼粳亚种生殖隔离之谜。为利用籼粳亚种间杂种优势、培育超高产水稻新品种，提供重要基因资源与理论技术支撑。

2

打造我国自主的碱基编辑工具

基因编辑是当前最热门的科研方向之一，大量运用于农业科研中，但基因编辑的工具长期掌握在国外科学家的手里，成为我国科研卡脖子的重要一环。

该研究首次开发了基于结构的蛋白聚类方法用于脱氨酶挖掘，成功实现大豆高效碱基编辑。同时开发出一系列具有我国自主产权的新型碱基编辑器，为加快生物育种进展提供重要技术支撑，也为其他领域功能蛋白的发现提供重要参考。

3

吃玉米怎样才能更好补铁

铁是人体必需的微量元素，而通过食物摄取，是补充微量元素最好的方法。

该研究鉴定到调控铁元素进入玉米籽粒的关键基因，首次发现该基因和金属转运蛋白共同组成分子开关，解析出控制铁元素进入玉米籽粒的分子机制，创制含铁量超2倍以上的高产玉米。研究为解决铁等微量元素缺乏问题提供新基因，为培育高产与营养协同的作物品种提供理论和技术支撑。

4

突破大白菜远缘杂交障碍

大白菜是中国人最熟悉的蔬菜，也是主要的大宗蔬菜之一。如何培育更多优质的白菜品种？远缘杂交无疑是一个重要的途径。

该研究揭示大白菜远缘杂交障碍的形成机制，发现大白菜识别远缘物种花粉的原理，并通过升高活性氧抑制远缘花粉的生长，揭示了大白菜远缘杂交障碍的形成机制，研发了打破杂交障碍的育种技术。研究开辟了远缘育种新途径，为充分利用远缘物种优异基因资源进行种质创新提供科技支撑。

5

葡萄是最早驯化的水果

葡萄富含多种维生素和人体必需的微量元素，是优质的水果。但很少人知道，葡萄究竟是哪里来的，又是怎样走进人类园圃的。

该研究证实，葡萄确实是人类历史上首个被驯化的水果，揭示栽培葡萄驯化为双起源中心模式，构建了栽培葡萄遗传资源高精度亲缘关系谱系图，发现葡萄人工驯化形状控制基因。这为葡萄育种提供了重要遗传资源，也为人类农业文明起源以及其他水果的驯化历史研究提供新的视角。

6

领先世界的杂交马铃薯育种

马铃薯是人类最重要的食物之一，但长期以来，马铃薯育种进度缓慢，当前全球主流的品种中，有许多还是100多年前育成的。

该研究开发出鉴定马铃薯有害突变位点的“进化透镜”，绘制了首个马铃薯有害突变二维图谱，构建全基因组预测新模型，加速杂交马铃薯育种进程。研究提出自交系亲本选育的新策略，推动我国马铃薯育种基础理论和技术站在世界领先地位。

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鹿茸再生为再生医学开辟新路径

壁虎断尾会再生，螃蟹断腿也会再生，哺乳动物中，也有类似的现象，如鹿茸，割去后还会生出新的鹿茸，究竟是什么样的机制影响它的再生？这样的再生，如果可以应用到其他领域，必然会彻底改变哺乳动物的医疗、健康状况。

该研究构建了鹿茸再生的细胞图谱，鉴定出一类全新驱动鹿茸骨再生的关键间充质干细胞，揭示鹿茸再生的细胞学基础及分子调控机制。这为哺乳动物器官完全再生提供理论基础，为未来鹿茸产业的发展和再生医学的研究开辟了新路径。

8

揭示植物气传性免疫的分子机制

许多动物病毒会通过空气传播，如普通的感冒，打个喷嚏，就可能感染附近的人。植物中是否也有类似的现象？

该研究鉴定出识别气态水杨酸甲酯的植物受体，揭示植物气传性免疫的分子机制及其植物病毒的反防御机制。填补植物间通讯介导抗病虫分子机制领域的空白，为病虫害防治及抗性作物育种提供新基因、新思路和新方向。

9

破解农业面源污染控制的全球难题

土壤是农业的基础，也是人类生存的根基。保护土壤不只是一个科学技术的问题，同时更是社会问题。

该研究首次将社会科学的激励机制引入到农业污染治理中，提出构建氮素信用系统和补贴农民绿色生产行为的政策建议，破解农业面源污染控制的全球难题。这对推动全球农业可持续发展，保障全球粮食安全、环境保护和公众健康具有重要意义。

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小鲤鱼也找到了祖先

小蝌蚪找妈妈，它是如何找到和它形态完全不一样的妈妈呢？在农业科研中，找到驯化品种的野生种祖先，是找到更丰富基因资源，育成更好更多品种的重要途径之一。

该研究构建了21种鲤科鱼类高质量基因组，确定三次独立多倍化鱼类进化关系最近的二倍体祖先现存种，揭示母本优势及转座子密度有利于亚基因组不对称进化的普遍规律。这为阐明多倍体鱼类基因组进化、物种多样性、环境适应性提供重要理论基础，同时为鱼类基因库保护、分子育种提供科学依据。