文章来源：工人日报  发布时间：2021-06-02  作者：黄哲雯

    基础研究是科技创新的源头，事关国家核心创新能力和国际战略地位。6月2日，中国农业科学院发布消息称，在国家科技计划项目的长期布局和支持下，我国科学家在作物种业基础研究领域取得重大进展，突破了一系列重要科学问题和关键技术，部分研究领域已处于世界引领地位，实现了从基础研究到应用研究的全链条创新，为保障国家粮食安全做出了突出贡献。
    该院生物技术研究所相关人士介绍说，“十三五”期间，中国农科院坚持前沿基础研究驱动农业产业发展的目标导向，聚焦作物种业重大科学问题解析和前沿关键技术创新，在作物高光效生物学基础、人工高效固氮机理、作物育种遗传改良规律、表观遗传与环境适应性等方面取得系列进展。
    基因组研究在挖掘作物优良种质与优良性状方面成果突出，保障粮食丰产的基因资源自主可控。譬如，围绕水稻和玉米的理想株型调控机理开展原创性研究，克隆数十个与水稻株高、分蘖、籽粒大小、根系发育、株型建成等相关的关键基因，明确了现代玉米育种过程中耐密株型的选择规律及其基因组选择与遗传改良规律，挖掘出一批调控耐密株型、株高、开花、防御反应、光信号传导和营养吸收利用相关的基因，创制一批育种新材料。
    代谢组研究在提升农作物品质与安全方面发挥重要作用，为种业高质量发展提供关键支撑。譬如，以代谢组结合多组学技术手段，揭示玉米叶酸代谢途径和调控机制，提出与代谢途径改造相结合的生物强化作物设计育种策略；通过引入β-胡萝卜素羟化酶基因和β-胡萝卜素酮化酶基因，将玉米籽粒中的类胡萝卜素合成途径延伸至虾青素合成，创制出虾青素玉米。
    表观组研究开创第二层次调控作物产量和环境适应性研究，为实现作物增产与耐逆提供了新策略，扩展作物种业基础研究的广度和深度。譬如，建立了DNA腺嘌呤和RNA甲基化表观遗传技术体系，开发出“单细胞分离和鉴定”技术体系，绘制了籼稻和粳稻首个根组织单细胞转录组图谱。
    合成生物学推动高光效和生物固氮等重大科学问题研究，提出新的解决路径，驱动从“0”到“1”的源头创新。譬如，在作物高光效的生物学基础研究方面，对比C3、C4植物叶片结构，揭示C4解剖学结构和生化途径进化的遗传调控网络，模拟C4植物高光效回路的特点，设计并优化了6条新的光合作用通路，创制了一批具有类C4结构、光合效率提升的水稻材料。
    微生态研究聚焦作物与微生物互作及与环境的交互适应，在促进种业可持续发展上发挥重要作用。譬如，解析了盐胁迫调控水稻生长发育机理，鉴定到一批调节盐胁迫下株高发育的位点，发现水稻泛素受体蛋白OsDSK2a可同时调节植物生长发育和耐盐性，阐释了盐胁迫通过促进乙烯合成抑制根伸长生长的分子机理，为作物耐盐性分子育种提供了多个关键基因。
    前沿技术与理论创新促进育种关键技术突破，提升育种水平，保障种业自主创新发展。譬如，发现水稻“自私”基因，破解了自私基因在促进新物种形成中的分子机制，探讨了毒性-解毒分子机制在水稻杂种不育上的普遍性，创制出广亲和的水稻新种质，实现籼粳交杂种优势的有效利用。
    记者获悉，“十四五”期间，中国农科院将以需求导向、问题导向、应用导向为指导原则，重点突破作物高光效和生物固氮的生物学基础研究，重点开展作物重要性状形成与环境适应性机理研究，阐明作物杂种优势形成的生物学基础，系统研究作物优异种质形成与演化规律，推进作物设计育种技术基础创新。