王艷杰 常旭虹 王德梅 陶志強(qiáng) 楊玉雙 趙廣才

習(xí)近平總書記在黨的十九大報告介紹最近5年來中國經(jīng)濟(jì)建設(shè)取得的重大成就時指出“農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化穩(wěn)步推進(jìn)”，并強(qiáng)調(diào)農(nóng)業(yè)農(nóng)村農(nóng)民問題是關(guān)系國計民生的根本性問題，必須始終把解決好“三農(nóng)”問題作為全黨工作重中之重，農(nóng)業(yè)農(nóng)村的現(xiàn)代化核心關(guān)鍵還要靠科技創(chuàng)新和科技進(jìn)步。2017年中央一號文件也強(qiáng)調(diào)“強(qiáng)化科技創(chuàng)新驅(qū)動，引領(lǐng)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)加快發(fā)展”。2017年，中國農(nóng)業(yè)科技的自主創(chuàng)新能力進(jìn)一步提高，原始創(chuàng)新和基礎(chǔ)研究方面涌現(xiàn)了一批重大新品種和新技術(shù)，一些設(shè)施技術(shù)在改變農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式方面發(fā)揮了關(guān)鍵作用，農(nóng)業(yè)科技成果轉(zhuǎn)化進(jìn)一步加快，圍繞農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的關(guān)鍵問題進(jìn)行推廣，創(chuàng)新推廣轉(zhuǎn)化模式機(jī)制效果明顯。基于農(nóng)業(yè)科技的創(chuàng)新成果，本文從主要農(nóng)作物分子育種、種質(zhì)資源、植物保護(hù)與病蟲害防治、動物遺傳育種、畜禽疾病防治、園藝科學(xué)、分子生物技術(shù)、耕作栽培與農(nóng)業(yè)機(jī)械化、農(nóng)產(chǎn)品加工及儲藏、農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展、農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測等領(lǐng)域，回顧2017年中國農(nóng)業(yè)科技領(lǐng)域取得的重要成果。

1 作物分子育種

高產(chǎn)、穩(wěn)產(chǎn)品種是保障糧食安全、實現(xiàn)農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重要基礎(chǔ)?，F(xiàn)代農(nóng)業(yè)的發(fā)展正積極推動傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計育種轉(zhuǎn)變。2017年，中國科學(xué)家應(yīng)用“分子模塊設(shè)計”培育的水稻新品種喜獲豐收，構(gòu)建了目前最高質(zhì)量的水稻基因組參考序列，并在調(diào)控水稻理想株型、蒸煮品質(zhì)、粒型、穗粒數(shù)、抗寒性、次生壁合成、堊白性、葉綠體、抗病性等分子機(jī)制方面取得了突破性進(jìn)展，成功克隆國寶級小麥太谷核不育基因，完成小麥D基因組精細(xì)圖，大麥、苦蕎參考基因組測序，提出作物遺傳增益改良理論和方法，為進(jìn)一步實現(xiàn)精細(xì)化分子育種奠定了理論和應(yīng)用基礎(chǔ)。

1.1 水稻

“分子模塊設(shè)計”育種是分子育種技術(shù)的一種類型，可實現(xiàn)基因的直接選擇和有效聚合。利用該技術(shù)育成的品種，具有理想株型的超級稻株葉形態(tài)及高產(chǎn)、多抗、早熟、矮稈抗倒的優(yōu)點，實現(xiàn)了水稻超高產(chǎn)和抗性提升的完美結(jié)合，提高經(jīng)濟(jì)和社會效益。2017年10月31日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋團(tuán)隊與浙江省嘉興市農(nóng)業(yè)科學(xué)院李金軍團(tuán)隊合作，運用“分子模塊設(shè)計”技術(shù)育成的水稻新品種“嘉優(yōu)中科1號”在當(dāng)?shù)夭焕臍庀髼l件下畝產(chǎn)超過900 kg、每畝增產(chǎn)200 kg以上。在不增加任何成本的條件下，按每公斤稻谷2.8元計，農(nóng)民每畝可增收560元以上。這意味著中國科學(xué)家突破傳統(tǒng)育種技術(shù)，走出了分子育種的新路，為保障中國糧食安全提供核心戰(zhàn)略支撐?！凹蝺?yōu)中科1號”是分子模塊設(shè)計育種創(chuàng)新體系的成功實踐，對引領(lǐng)中國長江中下游地區(qū)水稻品種升級換代具有里程碑式的意義。此外，李家洋領(lǐng)銜的團(tuán)隊，完成“水稻高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)性狀形成的分子機(jī)理及品種設(shè)計”項目，榮獲2017年度國家自然科學(xué)獎一等獎，中國科學(xué)院院士李振聲評價該項目將引發(fā)一場新的“綠色革命”。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所梁承志團(tuán)隊與四川農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李仕貴合作，從2014年開始對一個秈稻基因組蜀恢498（R498）進(jìn)行PacBio單分子測序，構(gòu)建出一個目前最高質(zhì)量的水稻基因組參考序列。其基因組完整性和連續(xù)性都大大高于日本晴及擬南芥等基因組，而且錯誤率更低、更順暢。研究人員還組裝出了一個完整的線粒體序列，發(fā)現(xiàn)了日本晴線粒體序列中的幾個錯誤以及目前日本晴基因組參考序列中錯誤地?fù)饺肓撕芏嗑€粒體和葉綠體的序列。蜀恢498基因組的完成，表明得到一個接近完成并在染色體水平上具有連續(xù)序列的高質(zhì)量參考基因組是可行的，對于提高高等動植物基因組的組裝質(zhì)量具有重要的指導(dǎo)意義。

水稻理想株型的塑造是提高水稻產(chǎn)量和決定抗倒性的主要農(nóng)藝性狀的重要途徑。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋團(tuán)隊與中國科學(xué)院植物生理生態(tài)研究所何祖華團(tuán)隊合作，成功克隆及解析了水稻理想株型的優(yōu)異基因IPA1（Ideal Plant Architecture 1），并推測該新位點大約在20世紀(jì)60年代起源于中國東南沿海。IPA1的不同等位位點對株型有著精細(xì)的劑量調(diào)控效應(yīng)，實現(xiàn)IPA1的適度表達(dá)是形成大穗、適當(dāng)分蘗和粗稈抗倒理想株型的關(guān)鍵。利用ipa1（現(xiàn)定名為ipa1-1d）及ipa1-2d新位點，與嘉興農(nóng)業(yè)科學(xué)院合作育成了嘉優(yōu)中科系列品種，增產(chǎn)效果顯著，實現(xiàn)了超級稻新品種的分子設(shè)計育種。

水稻蒸煮品質(zhì)主要受淀粉合成相關(guān)基因組成的遺傳網(wǎng)絡(luò)的調(diào)控。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所李家洋團(tuán)隊與中國水稻研究所、深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所錢前團(tuán)隊聯(lián)合，經(jīng)過精心設(shè)計，以超高產(chǎn)但綜合品質(zhì)差的品種“特青”作為受體，以蒸煮和外觀品質(zhì)具有良好特性的品種“日本晴”和“93-11”為供體，對涉及水稻產(chǎn)量、稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)和生態(tài)適應(yīng)性的28個目標(biāo)基因進(jìn)行優(yōu)化組合，經(jīng)過8年多的努力，利用雜交、回交與分子標(biāo)記定向選擇等技術(shù)，成功將優(yōu)質(zhì)目標(biāo)基因的優(yōu)異等位聚合到受體材料，并充分保留了“特青”的高產(chǎn)特性。這些優(yōu)異的“品種設(shè)計”材料，在高產(chǎn)的基礎(chǔ)上，稻米外觀品質(zhì)、蒸煮食味品質(zhì)、口感和風(fēng)味等方面均有顯著改良，以其配組的雜交稻稻米品質(zhì)也顯著提高。這項研究結(jié)果將極大推動作物傳統(tǒng)育種向高效、精準(zhǔn)、定向的分子設(shè)計育種轉(zhuǎn)變。

水稻粒型是決定籽粒重量進(jìn)而影響水稻產(chǎn)量和品質(zhì)的重要性狀。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所萬建民帶領(lǐng)的水稻功能基因組學(xué)團(tuán)隊，揭示了控制水稻粒寬與粒重關(guān)鍵基因GW5通過調(diào)節(jié)油菜素內(nèi)酯（brassionste?roids, BR）信號途徑調(diào)控水稻籽粒發(fā)育的新機(jī)制，初步闡述了其功能作用模式與遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為水稻及其它禾谷類作物的增產(chǎn)提供了新的思路。

在水稻產(chǎn)量構(gòu)成的三要素中，每穗粒數(shù)（穎花數(shù)）是最重要因素之一。早在1937年就有科學(xué)家提出水稻“三花小穗”假說，認(rèn)為水稻小穗中兩個“無用”的穎片器官——護(hù)穎實際上是2個側(cè)生小花退化而來，也就是說原始的水稻可能由3個小花構(gòu)成，但一直以來這一假說缺乏直接證據(jù)。西南大學(xué)農(nóng)學(xué)與生物科技學(xué)院何光華課題組利用EMS誘變，首次分離鑒定了一個顯性功能獲得性突變體lateral florets1（lf1），該突變體小穗除了產(chǎn)生正常的頂生小花外，護(hù)穎處還發(fā)育出了1～2個包含正常器官的側(cè)生小花。通過圖位克隆、細(xì)胞學(xué)、分子生物學(xué)等手段，揭示了LF1編碼的HD-ZIPIII轉(zhuǎn)錄因子通過激活分生組織維持基因OSH1的異位表達(dá)起始側(cè)生花分生組織形成的分子機(jī)制。研究結(jié)果明確證實了水稻“三花小穗”假說，同時為大幅提高“每穗粒數(shù)”提供了新的途徑，即培育“三花小穗”水稻品種，理論上可以大幅度提高“每穗粒數(shù)”，從而顯著增產(chǎn)。該研究深度解析了水稻小穗側(cè)生小花的發(fā)育調(diào)控機(jī)制，為水稻超高產(chǎn)分子設(shè)計育種奠定了基礎(chǔ)。

每年全國范圍內(nèi)因冷害造成的水稻產(chǎn)量損失高達(dá)300萬～500萬t。因此，提高水稻孕穗期的耐寒性，將有助于增加結(jié)實率及避免相關(guān)病害的發(fā)生。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李自超團(tuán)隊利用耐寒性突出的地方品種“昆明小白谷”，成功克隆1個抗寒基因CTB4a（cold tolerance at?booting stage），為培育耐寒性水稻品種提供了新的策略。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)了1個控制水稻的粒厚和粒寬的關(guān)鍵基因WTG1（wide andthick grain 1），wtg1-1突變體的粒寬、粒厚、千粒重以及主穗的穗粒數(shù)均增加，粒長變短，而過表達(dá)則會使水稻籽粒的粒寬及粒厚降低，粒長增加。這對進(jìn)一步利用WTG1改良水稻的籽粒大小、形狀和產(chǎn)量具有十分重要的意義。水稻中次生壁合成水平與質(zhì)量直接關(guān)系到株高、抗倒伏性等重要的農(nóng)藝性狀，因而其合成受到嚴(yán)格的調(diào)控。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所利用CRISPR/Cas9基因編輯技術(shù)發(fā)現(xiàn)IIP4蛋白是次生壁形成的負(fù)調(diào)控因子，調(diào)控水稻莖稈強(qiáng)度，為闡明水稻次生壁形成的分子機(jī)制以及作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)分子設(shè)計育種提供了重要依據(jù)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)院孫傳清成功克隆了編碼脂肪酸β-氧化途徑關(guān)鍵酶的基因NOG1。將NOG1導(dǎo)入不含此基因的品種“中花17”中可以使產(chǎn)量提高25.8%，在攜帶該基因的高產(chǎn)品種“特青”中過表達(dá)NOG1能夠增產(chǎn)近20%，并且不影響株高、抽穗期、穗數(shù)、粒重等性狀。NOG1的克隆不僅為培育高產(chǎn)水稻品種提供了一個重要新基因，也為揭示水稻產(chǎn)量性狀調(diào)控的分子機(jī)制提供了新線索。

中國水稻研究所解析了雜交稻粒型和堊白性狀的分子基礎(chǔ)及其各顯著位點的遺傳效應(yīng)，同時建立了基于基因型的水稻品質(zhì)表型的預(yù)測模型。中國水稻研究所與中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所揭示了水稻細(xì)胞程序性死亡（Programmed cell death，PCD）和免疫調(diào)控的新機(jī)制，進(jìn)一步豐富了影響水稻類病斑突變的分子理論體系，為高抗水稻分子育種提供了新的理論切入點。中國水稻研究所水稻品質(zhì)遺傳改良創(chuàng)新團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)水稻PEP聚合酶的穩(wěn)定性對高溫逆境下葉綠體正常發(fā)育起著關(guān)鍵性的作用。中國水稻研究所水稻種質(zhì)創(chuàng)新團(tuán)隊通過研究解析了水稻小穗內(nèi)小花數(shù)目的發(fā)育調(diào)控機(jī)制，為增加“每穗粒數(shù)”提供一條新的途徑和觀點。中國水稻研究所克隆了調(diào)控葉綠體發(fā)育的WF?SL1基因，揭示了水稻葉綠體發(fā)育的新機(jī)制。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所首次在水稻中鑒定了控制水稻中水楊酸合成的基因，并闡明了水楊酸調(diào)控根系發(fā)育的機(jī)制。中國水稻研究所水稻基因組模塊創(chuàng)制創(chuàng)新團(tuán)隊揭示了水稻高親和鉀離子轉(zhuǎn)運蛋白參與水稻抗旱、耐鹽的作用機(jī)制，可為培育抗旱、耐鹽水稻新品種提供理論基礎(chǔ)。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)羅杰揭示了水稻氧糖基黃酮自然變異的生化基礎(chǔ)及其在紫外耐受方面的作用，為作物遺傳改良實踐提供了新資源。

1.2 小麥

小麥?zhǔn)鞘澜缟献钪匾募Z食作物之一，在中國糧食安全中也發(fā)揮著重要作用。小麥?zhǔn)菄?yán)格雌雄同花、自花授粉作物，雜交小麥種子的研制嚴(yán)格依賴于小麥雄性不育系。目前中國雜交水稻的種植面積大約是水稻總種植面積的40%，而全球雜交小麥的種植面積大約只有小麥總種植面積的0.2%，主要的原因就是沒有可用于規(guī)模制種的穩(wěn)定雄性不育系。2017年以前還沒有任何一個小麥雄性不育基因被克隆，2017年開始國內(nèi)外科學(xué)家陸續(xù)克隆了小麥Ms2和Ms1基因。2017年4月，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)付道林團(tuán)隊和中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院賈繼增團(tuán)隊分別發(fā)表了小麥Ms2基因克隆和鑒定工作。首都師范大學(xué)馬力耕團(tuán)隊和北京大學(xué)鄧興旺團(tuán)隊成功克隆了Ms1雄性不育基因。這些基因的克隆使通過分子設(shè)計創(chuàng)制新的規(guī)?；←滊s交制種技術(shù)成為可能。賈繼增團(tuán)隊還完成了染色體級別的D基因組精細(xì)圖譜的繪制。利用高質(zhì)量的組裝結(jié)果，準(zhǔn)確地進(jìn)行了基因注釋，構(gòu)建了基因分布圖、基因表達(dá)圖、假基因分布圖、重復(fù)序列分布圖、甲基化分布圖、重組率分布圖和small RNA分布圖，揭示了轉(zhuǎn)座子（TE）在小麥基因組中的重要功能，研究成果將極大加速小麥重要基因克隆和分子育種研究。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所毛龍領(lǐng)銜的作物生物信息與應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊，在系統(tǒng)研究小麥幼穗發(fā)育早期4個決定后期穗粒數(shù)重要階段基因表達(dá)的差異后，解釋了這一重要時期基因表達(dá)調(diào)控的特點。發(fā)現(xiàn)的調(diào)控基因可為今后分子育種中開發(fā)分子標(biāo)記和進(jìn)行遺傳操作提供重要的信息。

小麥穗分枝等穗型性狀是單株產(chǎn)量的重要決定因素，而小麥龐大復(fù)雜的基因組極大增加了小麥研究的難度，相比于水稻、玉米、大麥的研究，關(guān)于小麥穗型調(diào)控在分子水平的研究相對空白。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所利用前人篩選出的中國小麥微核心種質(zhì)，通過轉(zhuǎn)錄組關(guān)聯(lián)分析和基因共表達(dá)網(wǎng)絡(luò)分析的策略研究了幼穗發(fā)育的基因表達(dá)調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，并驗證了其中的關(guān)鍵因子在穗粒數(shù)調(diào)控中的作用。研究發(fā)現(xiàn)過表達(dá)基因TaTFL1可以延長幼穗分化時間，增加小穗數(shù)，小花數(shù)和穗粒數(shù)；過表達(dá)基因TaPAP2、TaVRS1可以縮短幼穗分化時間，減少小穗數(shù)、小花數(shù)和穗粒數(shù)。這為進(jìn)一步解析小麥穗發(fā)育的遺傳調(diào)控提供了理論基礎(chǔ)。

1.3 玉米

玉米是中國重要的農(nóng)作物，其籽粒油份、維生素E和維生素A原是對人類健康和動物生長發(fā)育有益的重要品質(zhì)性狀。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李建生團(tuán)隊以油份、維生素E和維生素A原為目標(biāo)性狀，從數(shù)量性狀位點定位和基因克隆入手，闡明了玉米油份提高的遺傳學(xué)基礎(chǔ)，挖掘了油份優(yōu)良等位基因，開啟了玉米油份分子育種的先例；挖掘了維生素E優(yōu)良等位基因及功能標(biāo)記，建立了分子育種體系，開辟了玉米品質(zhì)育種的新方向；發(fā)現(xiàn)了高維生素A原優(yōu)良等位基因分布的遺傳規(guī)律，提高了國際生物強(qiáng)化項目的育種效率，開創(chuàng)了中國玉米分子育種技術(shù)對外輸出的先例。該成果發(fā)明的分子育種技術(shù)提升了中國種業(yè)科技水平，實現(xiàn)了中國玉米分子育種的重大突破。培育的優(yōu)質(zhì)甜玉米新品種2012至2015年在全國累計推廣354.1萬畝，占全國甜玉米種植面積的21.5%，農(nóng)民累計新增產(chǎn)值28.3億元，企業(yè)累計新增利潤4244.4萬元，社會經(jīng)濟(jì)效益顯著。

現(xiàn)代栽培玉米是大約1萬年前由生長在低海拔地區(qū)的野生大芻草（Zea maysssp. parviglumis）馴化而來。但是，野生大芻草和現(xiàn)代玉米的基因組大小類似，都高度復(fù)雜，有超過85%的重復(fù)序列，基因組組裝非常困難。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵與陳玲玲團(tuán)隊基于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)李建生團(tuán)隊之前建立的玉米Mo17與大芻草類蜀黍的回交重組自交系群體，組裝出較高質(zhì)量的玉米和類蜀黍基因組。利用公共發(fā)表數(shù)據(jù)，發(fā)現(xiàn)10%以上的玉米基因組與野生大芻草基因組存在基因滲透，野生大芻草基因組對玉米的適應(yīng)性，尤其是從平原到高原的適應(yīng)和改良具有顯著貢獻(xiàn)。該研究首次準(zhǔn)確估計出玉米每自交一代可以發(fā)生49到89個點突變，為下一步深入挖掘來自野生玉米材料中的優(yōu)異基因，構(gòu)建玉米泛基因組和玉米的遺傳改良提供了寶貴資源和新的思路。

單倍體誘導(dǎo)也具有巨大的商業(yè)育種價值，利用單倍體誘導(dǎo)產(chǎn)生單倍體然后加倍產(chǎn)生純合的二倍體，可以大大加快育種進(jìn)程，助力作物的遺傳改良。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)嚴(yán)建兵與中國農(nóng)業(yè)大學(xué)金危危團(tuán)隊利用單細(xì)胞單核測序技術(shù)發(fā)現(xiàn)了誘導(dǎo)系成熟花粉的精核中存在高頻的染色體片段化，證明了受精后胚中的染色體消除起始于花粉有絲分裂時期。該研究率先開發(fā)出玉米花粉單核DNA分離和測序的技術(shù)，并應(yīng)用于玉米單倍體誘導(dǎo)機(jī)制的研究，為進(jìn)一步研究單倍體誘導(dǎo)的分子機(jī)制提供理論支持。

1.4 大豆

大豆是世界上重要的經(jīng)濟(jì)糧食作物，起源于中國黃淮海地區(qū)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所發(fā)現(xiàn)大豆FT開花基因家族的不同成員存在功能分化。該研究拓寬并加深了對大豆FT開花基因家族的認(rèn)識，提出了調(diào)控大豆發(fā)育方向的蹺蹺板模型，為進(jìn)一步闡明影響大豆生長發(fā)育方向的分子機(jī)制奠定了基礎(chǔ)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所利用CRISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)定點敲除大豆開花調(diào)控關(guān)鍵基因GmFT2a，成功創(chuàng)制出無外源基因、可穩(wěn)定遺傳的大豆晚花突變體材料，這是實現(xiàn)大豆重要農(nóng)藝性狀遺傳改良的首例報道，為進(jìn)一步闡明大豆光周期開花途徑的分子機(jī)制和大豆基因組編輯技術(shù)的育種應(yīng)用提供了成功范例。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合其他單位，通過正向遺傳學(xué)的方法圖位克隆了大豆長童期（Long Juvenile，LJ）J基因，發(fā)現(xiàn)J基因多種變異的產(chǎn)生是大豆適應(yīng)低緯度地區(qū)和產(chǎn)量增加的重要進(jìn)化機(jī)制，這些等位變異對大豆在低緯度地區(qū)的推廣和生產(chǎn)必將起到重要的作用。

百粒重是大豆產(chǎn)量的重要構(gòu)成因子，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所等團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，來源于野生大豆ZYD7的PP2C-1基因顯著增加了轉(zhuǎn)基因擬南芥種子的重量。功能分析發(fā)現(xiàn)，PP2C-1能與油菜素內(nèi)酯BR信號通路的轉(zhuǎn)錄因子如GmBZR1等相互作用，通過去磷酸化從而激活這些轉(zhuǎn)錄因子，促進(jìn)下游控制種子大小的基因表達(dá)以提高粒重。種質(zhì)資源分析發(fā)現(xiàn)，近40%的栽培大豆還沒有PP2C-1基因型，后續(xù)研究可以將PP2C-1基因型通過雜交導(dǎo)入到不含該位點的大豆品種中，從而提高產(chǎn)量潛力，將對于大豆育種具有重要意義。

作物的產(chǎn)量、品質(zhì)是多基因控制的復(fù)雜性狀，并呈現(xiàn)耦合性。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所聯(lián)合多家研究團(tuán)隊深入解析了809份大豆材料的84個農(nóng)藝性狀間的遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，發(fā)現(xiàn)115個關(guān)聯(lián)位點可相互連鎖，并將所觀測的51個性狀聯(lián)系起來，形成復(fù)雜的多性狀多位點調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。該研究對于提高大豆的品質(zhì)和產(chǎn)量具有非常重要的意義，同時也為其他作物性狀耦合研究提供了借鑒。

1.5 大麥

大麥?zhǔn)侨虻谒拇蠛坦阮愖魑铮壹曈?、啤用和糧食作物于一體，在中國曾是栽培面積達(dá)一億畝以上的重要農(nóng)作物之一。高質(zhì)量的大麥基因組參考序列是大麥遺傳與育種研究取得突破性成果的重要支撐。大麥基因組全長5.1 Gb，約為水稻基因組的11倍，含有3.9萬多個蛋白編碼基因，且多數(shù)為多拷貝，形成了復(fù)雜的基因家族，并富含轉(zhuǎn)座因子，因此全基因組測序工作難度巨大。國際大麥測序聯(lián)盟耗費了近10年時間，綜合運用包括染色體構(gòu)象作圖和生物納米作圖等多種最先進(jìn)的測序和組裝技術(shù)，利用約2.5 Tb大麥基因組測序數(shù)據(jù)，組裝完成了一個包含4.79 Gb的大麥高質(zhì)量參考基因組序列，每條染色體均被排成一個線性分子，其中94.8%的組裝序列明確定位在大麥各條染色體上。這是科學(xué)家首次對大麥在長達(dá)1萬年之久的馴化與選擇過程中基因組發(fā)生遺傳侵蝕（genetic erosion）的全面剖析，為有效拓寬栽培大麥日趨狹窄的基因庫提供了應(yīng)對策略。相關(guān)研究成果也證明中國的青藏高原及其周邊地區(qū)是世界栽培大麥的一個重要進(jìn)化和起源中心。這些研究成果是對中國大麥尤其是西藏野生大麥研究工作的又一重要貢獻(xiàn)，顯著提升了中國大麥研究的整體水平和在國際同行中的地位，并將有力地推動中國大麥遺傳育種研究以及產(chǎn)業(yè)的進(jìn)一步發(fā)展。

1.6 苦蕎

苦蕎是少有的藥食兩用作物之一，具有良好的經(jīng)濟(jì)價值和開發(fā)潛力?？嗍w具有營養(yǎng)價值高，耐鋁、耐旱、耐寒等特性，適合在高海拔干旱或土壤肥力不足的地區(qū)種植。由于苦蕎面粉中不含有麩質(zhì)蛋白，對于麩質(zhì)敏感的人群是一種極佳的谷物替代品，近年來受到越來越多的歡迎。然而苦蕎育種及加工存在瓶頸，限制了其產(chǎn)量的提高及大面積的種植推廣。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所梁承志聯(lián)合山西省農(nóng)業(yè)科學(xué)院喬治軍、華南農(nóng)農(nóng)業(yè)大學(xué)王俊等多家團(tuán)隊首次獲得了苦蕎高質(zhì)量的參考基因組489.3 Mb序列，并注釋了33366個蛋白編碼基因。一直以來，苦蕎雜交育種在生產(chǎn)實踐中具有較高難度，其主要原因是其花器官太小（約2 mm）。此參考基因組的獲得將有助于通過突變體篩選、結(jié)合比較基因組研究來創(chuàng)制大花的苦蕎，使雜交育種變成常規(guī)育種工作，從而盡快提高苦蕎的產(chǎn)量，或是增加種子大小，使苦蕎的加工變得容易，并消除苦蕎的苦味因子（種子中的蘆丁水解酶），從而促進(jìn)苦蕎產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。

1.7 油料作物

芝麻是中國傳統(tǒng)特色油料作物，富含芝麻素、植物甾醇等多種營養(yǎng)物質(zhì)。但因種質(zhì)數(shù)量少、農(nóng)藝性狀鑒定粗放、基因組信息不清、缺乏功能標(biāo)記，導(dǎo)致育種可用親本種質(zhì)匱乏、育種技術(shù)落后、效率低，成為制約中國芝麻耐濕抗病高油高產(chǎn)品種選育和產(chǎn)業(yè)發(fā)展的重大瓶頸。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所張秀榮科研團(tuán)隊歷時30年，構(gòu)建了覆蓋全國30個省市和世界五大洲42個國家、編目信息達(dá)30多萬條、全球數(shù)量最多的芝麻種質(zhì)庫，率先完成芝麻全基因組測序，注釋基因2.7萬多個，構(gòu)建了首張精細(xì)物理圖譜和首個芝麻基因信息庫，向全球公開基因信息數(shù)據(jù)量819.3 G，占世界同類報道的90.3%，引領(lǐng)了芝麻種質(zhì)由表型鑒定向基因組信息研究的跨越。目前，已發(fā)掘出重要農(nóng)藝性狀主效QTL77個和新基因46個，利用優(yōu)異種質(zhì)和功能標(biāo)記育成芝麻新品種97個，占全國同期芝麻育成品種的74%，實現(xiàn)了全基因組精準(zhǔn)發(fā)掘和分子育種技術(shù)重大突破，使中國在芝麻研究領(lǐng)域躍居國際領(lǐng)先行列。此外，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所還利用紫花黑芝麻資源“武寧黑”為母本，與美國資源“me den”雜交，選育出中國首個紫花觀賞型芝麻新品種“H16”，是兼具觀賞和食用價值的優(yōu)質(zhì)芝麻品種。

1.8 棉花

棉花是事關(guān)國計民生的重要經(jīng)濟(jì)作物和紡織原料。隨著產(chǎn)業(yè)結(jié)構(gòu)調(diào)整，棉花種植區(qū)域逐步向西部地區(qū)轉(zhuǎn)移。目前，新疆已發(fā)展成為中國最大的棉花產(chǎn)區(qū)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所嚴(yán)根土領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊以選育多抗穩(wěn)產(chǎn)棉花品種為主攻目標(biāo)，歷經(jīng)10多年攻關(guān)，培育的棉花品種“中棉所49”具有優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)和廣適性等明顯特點，有效解決了南疆棉花生產(chǎn)上出現(xiàn)的品種產(chǎn)量穩(wěn)定適應(yīng)性差、比強(qiáng)度低、枯萎病和黃萎病日趨嚴(yán)重等問題，減少了棉紡企業(yè)的配棉成本、降低了次品率，提升了中國棉花和紡織市場的競爭力。創(chuàng)建了基于“中棉所49”的棉花種植標(biāo)準(zhǔn)化技術(shù)體系，為中國棉花種植規(guī)范化提供了一個先例。據(jù)統(tǒng)計，截至2015年，“中棉所49”累計推廣面積7000多萬畝，新增利潤123.3億元，為新疆棉花生產(chǎn)乃至全國棉花產(chǎn)業(yè)的穩(wěn)定發(fā)展作出了卓有成效的貢獻(xiàn)。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所培育的無膜種植早熟豐產(chǎn)新品系“中棉619”，實現(xiàn)了特早熟、耐鹽堿、耐低溫、豐產(chǎn)的綜合性狀改良，研發(fā)配套了無膜栽培技術(shù)，并多年多點示范和應(yīng)用。該成果為徹底解決棉田殘膜污染創(chuàng)新了技術(shù)途徑，關(guān)鍵技術(shù)達(dá)到國際領(lǐng)先水平。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所郭三堆、張銳領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊成功培育出高抗低殘留抗草甘膦除草劑棉花新品系，為中國棉田雜草防治的機(jī)械化水平提升和降低棉花生產(chǎn)成本提供了可能。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院棉花研究所棉花抗逆鑒定團(tuán)隊創(chuàng)建了一種簡單高效的耐鹽相關(guān)內(nèi)源基因編輯突變體篩選方法，應(yīng)用CRISPR/Cas9系統(tǒng)精確有效地編輯棉花的2個耐鹽相關(guān)的內(nèi)源基因，為棉花的基因功能研究和分子育種提供了新思路。

1.9 作物遺傳理論

作物遺傳育種理論也取得了重要進(jìn)展。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所首席科學(xué)家徐云碧領(lǐng)銜的玉米分子育種技術(shù)和應(yīng)用創(chuàng)新團(tuán)隊，經(jīng)過3年努力，總結(jié)和發(fā)展了一系列改進(jìn)遺傳增益的分子育種理論、技術(shù)和方法，相關(guān)成果發(fā)表在《實驗植物學(xué)雜志》“達(dá)爾文評論”欄目。該團(tuán)隊近年來發(fā)展了基于種子DNA的基因型分析方法、連鎖-關(guān)聯(lián)分析聯(lián)合作圖法、選擇性混合樣品分析法、多雜種群體全基因組關(guān)聯(lián)分析法、全基因組選擇育種策略、玉米單倍型圖譜、高密度SNP芯片、環(huán)境型和環(huán)境型鑒定新概念等。其中環(huán)境型鑒定概念在國際上被看成為1990年以來與轉(zhuǎn)基因、基因組選擇和基因組編輯等技術(shù)并列、影響植物育種的幾大技術(shù)潮流之一。遺傳增益改良的理論、方法和技術(shù)的整合和發(fā)展將有助于推動國際學(xué)術(shù)界和種業(yè)界為保障人類食物安全和供應(yīng)共同努力，以建立現(xiàn)代育種技術(shù)流程，構(gòu)建綜合育種平臺，并采用分子育種的技術(shù)和方法培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆的植物新品種。

2 種質(zhì)資源

2.1 植物種質(zhì)資源

種質(zhì)資源作為一種戰(zhàn)略性資源，在未來的國家競爭中爭奪將更趨激烈。2016年，中國保存的種質(zhì)資源已達(dá)47萬份（約2300個物種）。數(shù)十年來，特異基因資源的發(fā)現(xiàn)及利用成為農(nóng)業(yè)育種的“武功秘籍”，但是，隨著多數(shù)代表性植物全基因組測序的結(jié)束，科研人員越來越認(rèn)識到植物表型研究的重要性。農(nóng)作物最終收獲的是表型，而不是基因型，同樣的作物和基因在不同環(huán)境下生長的表型可能不一樣。通過表型組學(xué)來研究表型與基因、環(huán)境之間的關(guān)系迫在眉睫。歐洲、美國、日本、澳大利亞等發(fā)達(dá)國家已先后建立作物表型組學(xué)研究機(jī)構(gòu)，中國在這一領(lǐng)域還缺乏大型基礎(chǔ)設(shè)施和資源統(tǒng)籌的舉措。雖然中國創(chuàng)造了以不足7%的耕地面積養(yǎng)活了全球近1/5人口的奇跡，但是良種對中國作物增產(chǎn)的貢獻(xiàn)率僅占35%左右，與國際上優(yōu)良品種占50%左右的貢獻(xiàn)率存在較大差距。因此，中國迫切需要加強(qiáng)農(nóng)作物種質(zhì)表型和基因研究設(shè)施建設(shè)，探索基因組學(xué)理論和各種基因組學(xué)技術(shù)方法，為種質(zhì)資源表型鑒定及有效保護(hù)提供新手段。

普通野生稻（Oryza rufipogon）一直被認(rèn)為是亞洲栽培稻的野生祖先，也是水稻改良過程中的重要種質(zhì)資源。普通野生稻經(jīng)過近萬年的馴化到農(nóng)家品種，再經(jīng)過近百年的現(xiàn)代育種得到現(xiàn)代栽培稻品種，這一過程伴隨著遺傳多樣性的減少和很多優(yōu)異基因的丟失，野生稻資源也不斷萎縮。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所儲成才團(tuán)隊通過對已發(fā)表的大量野生稻和栽培稻基因組數(shù)據(jù)的深入挖掘，發(fā)現(xiàn)野生稻基因組中有著人工選擇馴化的痕跡，從而巧妙地證實有大量栽培稻基因流入野生稻群體。全基因組分析發(fā)現(xiàn)，現(xiàn)存野生稻群體中有著大量的來自栽培稻的遺傳成分，甚至部分“野生稻”就是近期野化的栽培稻。這證明當(dāng)前的野生稻應(yīng)被視為一個“雜種群”，而非一個獨立物種，它通過廣泛的基因流和栽培稻聯(lián)系在一起，隨著栽培稻共同演化。這一發(fā)現(xiàn)也告誡人們，實施更加科學(xué)的野生稻資源保護(hù)刻不容緩。

雜草稻目前已成為世界性的稻田惡性雜草，在東南亞、南美洲等稻區(qū)大面積分布，嚴(yán)重危害水稻生產(chǎn)。在中國江蘇、廣東、遼寧和寧夏等地大面積發(fā)生，已成為中國稻田雜草中除稗草外最嚴(yán)重的雜草之一。雜草稻經(jīng)過長期環(huán)境適應(yīng)，具備落粒特征，種子成熟即散落田間，來年隨水稻耕作生長季節(jié)與栽培稻伴生。由于其遺傳背景與栽培稻極其相似，除草劑難以根除，給水稻生產(chǎn)帶來極大影響。浙江大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物技術(shù)學(xué)院樊龍江團(tuán)隊聯(lián)合中國水稻研究所陸永良團(tuán)隊，以雜草稻群體為材料，通過基因組重測序及其群體遺傳學(xué)分析，揭示了水稻去馴化過程遺傳變化及其雜草稻環(huán)境適應(yīng)的進(jìn)化機(jī)制。

萵苣作為世界上最為重要的蔬菜之一，有著悠久的種植歷史。萵苣有多個栽培類型，不同類型間形態(tài)差異較大，其分化歷程不是很明確。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝林學(xué)學(xué)院匡漢暉團(tuán)隊從1000份的萵苣種質(zhì)資源中篩選出240份核心種質(zhì)，通過對核心種質(zhì)的轉(zhuǎn)錄組測序，分析了萵苣的遺傳多樣性、群體結(jié)構(gòu)和馴化等。研究發(fā)現(xiàn)所有的栽培類型均由野生種Lactuca serriola經(jīng)歷一次馴化事件產(chǎn)生。萵苣是沿著古絲綢之路由地中海地區(qū)傳入中國，并逐漸演化為莖用萵苣即萵筍。該研究還揭示了萵苣馴化及其花青素合成的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為培育較高營養(yǎng)價值的萵苣品種提供了新的策略。

蘋果是世界溫帶地區(qū)栽培面積最大的果樹之一，其起源演化與人類文明進(jìn)步密不可分，一直以來備受國際蘋果研究界的廣泛關(guān)注。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)森團(tuán)隊與美國康奈爾大學(xué)費章君團(tuán)隊對亞洲、歐洲和美洲等世界范圍的蘋果屬24個種、117份種質(zhì)資源進(jìn)行了全基因組重測序，在分子水平上揭示了蘋果起源、演化和馴化的規(guī)律，并證明世界栽培蘋果起源于中國新疆。研究結(jié)果表明新疆塞威士蘋果野生種沿古絲綢之路向西交流，逐漸演化形成當(dāng)今的世界栽培蘋果（西洋蘋果）；而隨著民族交往的增加，新疆塞威士蘋果在向東交流中，與山荊子等野生蘋果種雜交、馴化而產(chǎn)生了中國早期的綿蘋果，這為綿蘋果在中國如何演化提供了明確答案。該成果對推動蘋果種質(zhì)資源保護(hù)與利用及遺傳育種提供了重要的理論與技術(shù)支撐，也標(biāo)志著中國在該領(lǐng)域的研究居國際領(lǐng)先水平。

2.2 動物種質(zhì)資源

西域黑蜂來源于天山東部地區(qū)，至今已有1700多年的歷史。蜂蜜一直是當(dāng)?shù)毓_克少數(shù)民族牧民重要的糖類、熱量來源，更是宗教祭祀活動中必不可少的祭品。蜂群具有采集力強(qiáng)、分蜂性弱、抗低溫和抗病蟲害能力強(qiáng)等特點，適合在中國大部分地區(qū)飼養(yǎng)和應(yīng)用，特別是長江以北等蜜蜂資源分布集中、面積大、冬季長的區(qū)域。同時也可作為優(yōu)良育種素材，培育適應(yīng)大規(guī)模農(nóng)作物授粉、綠色抗病、繁殖力快的蜜蜂新品種。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所石巍團(tuán)隊從2006年起，歷經(jīng)11年時間，經(jīng)過野外采集與初步鑒定、野外自然交尾、擴(kuò)繁和基因組學(xué)分析等，最終明確了西域黑蜂是中國特有的蜜蜂遺傳資源。這是中國首次發(fā)現(xiàn)西方蜜蜂的原生種群，結(jié)束了中國沒有西方蜜蜂的歷史。中國作為同時擁有東方蜜蜂和西方蜜蜂兩大主要飼養(yǎng)蜂種的國家，蜜蜂資源大國的地位得到進(jìn)一步加強(qiáng)。西域黑蜂的發(fā)現(xiàn)和應(yīng)用，將有效緩解中國西方蜜蜂依賴進(jìn)口的現(xiàn)狀，加速培育適合中國生態(tài)環(huán)境的蜜蜂新品種進(jìn)程。

3 植物保護(hù)與病蟲害防治

病蟲害防治是作物高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的前提，挖掘抗病蟲作物是培育優(yōu)良品種的必要條件。中國植物保護(hù)研究領(lǐng)域在轉(zhuǎn)基因抗蟲棉抗性減弱、大麗輪枝菌引起的棉花黃萎病、花生條紋病毒、稻瘟病、水稻條紋和矮縮病毒、農(nóng)藥使用等方面取得了新進(jìn)展。

3.1 轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉花

轉(zhuǎn)Bt基因抗蟲棉花、玉米和大豆已在世界范圍內(nèi)廣泛種植，高效控制了靶標(biāo)害蟲的發(fā)生與危害，顯著減少了化學(xué)農(nóng)藥的用量。但近年來，因害蟲產(chǎn)生抗性導(dǎo)致防治失敗的案例不斷出現(xiàn)，已成為影響B(tài)t作物持續(xù)利用的最主要因素。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所吳孔明團(tuán)隊對中國長江流域Bt棉花與紅鈴蟲的互作關(guān)系開展了11年的研究工作，闡明了害蟲對蘇云金芽胞桿菌（Bacillus thuringiensis，Bt）作物抗性治理新策略，首次證明了Bt作物和非Bt作物種子混合可以有效治理害蟲的抗性，對推動Bt作物產(chǎn)業(yè)和轉(zhuǎn)基因作物環(huán)境風(fēng)險管理工作的發(fā)展有重要理論和應(yīng)用意義。

中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所朱禎團(tuán)隊通過大量RNAi靶標(biāo)的篩選，最終確定控制昆蟲保幼激素代謝的關(guān)鍵基因為最佳靶標(biāo)。并與南京農(nóng)業(yè)大學(xué)張?zhí)煺鎸嶒炇液献髋嘤丝杀磉_(dá)阻斷棉鈴蟲激素合成dsRNA的轉(zhuǎn)基因棉花，該轉(zhuǎn)基因棉表現(xiàn)出很強(qiáng)的抗蟲性，尤其對于Bt耐受性棉鈴蟲系有很好防治效果。此外，分析多年抗蟲生測數(shù)據(jù)表明，RNAi抗蟲棉可明顯延緩棉鈴蟲抗性的產(chǎn)生。以昆蟲保幼激素RNAi抗蟲棉及RNAi＋Bt的聚合棉可以克服棉鈴蟲對單一策略轉(zhuǎn)基因棉易產(chǎn)生耐受性的難題，同時為下一代抗蟲作物的研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

3.2 大麗輪枝菌

大麗輪枝（Verticillium dahliae）是一種毀滅性的維管束土傳植物病原真菌，曾與馬鈴薯晚疫病并列為世界頭號檢疫對象，寄主非常廣泛，全球范圍內(nèi)由大麗輪枝菌引起的黃萎病損失每年超過數(shù)百億美元。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所戴小楓研究團(tuán)隊首次從基因組學(xué)角度深入剖析了大麗輪枝菌寄主適應(yīng)性的分子進(jìn)化機(jī)制，闡明了大麗輪枝菌寄主廣譜性與專化性動態(tài)平衡的基因組學(xué)基礎(chǔ)，為進(jìn)一步闡明大麗輪枝菌侵染為害和致害機(jī)理，發(fā)展相應(yīng)的關(guān)鍵防控技術(shù)提供了理論基礎(chǔ)。該研究團(tuán)還首次發(fā)現(xiàn)了大麗輪枝菌不含鋅指結(jié)構(gòu)域的Fungal_trans類轉(zhuǎn)錄因子具有致病性調(diào)控功能，揭示了其調(diào)控植物細(xì)胞壁降解酶基因表達(dá)參與病原侵染寄主的致病新機(jī)制。首次發(fā)現(xiàn)了大麗輪枝菌中利用損傷相關(guān)分子模式（DAMPs）參與病原與寄主互作，明確了角質(zhì)酶參與土傳病原真菌侵染根部組織的新功能，同時證實纖維素結(jié)構(gòu)域（CBM1）兼具促進(jìn)酶活和抑制免疫反應(yīng)的特性。還發(fā)現(xiàn)棉花跨膜受體蛋白介導(dǎo)的黃萎病抗性機(jī)制及其基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，建立了人類對棉花抗黃萎病分子機(jī)制的新認(rèn)識。這些發(fā)現(xiàn)都為防治由大麗輪枝菌引發(fā)的病害及利用抗病基因開展抗性分子遺傳改良奠定了基礎(chǔ)。

棉花黃萎病是由大麗輪枝菌引起的頭號生產(chǎn)病害，也是世界性難題，造成中國棉花年均產(chǎn)量損失15%以上，嚴(yán)重威脅棉花生產(chǎn)安全。生產(chǎn)上一直缺乏抗黃萎病棉花品種。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所戴小楓領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊發(fā)表了首個基于簡化基因組測序的棉花黃萎病抗性全基因組關(guān)聯(lián)分析的研究結(jié)果，發(fā)現(xiàn)了14個抗病新位點，揭示了棉花多基因協(xié)同控制黃萎病抗性的分子遺傳規(guī)律，為后續(xù)棉花抗黃萎病功能基因挖掘、分子標(biāo)記開發(fā)和多位點分子標(biāo)記輔助抗病育種奠定了基礎(chǔ)。

3.3 花生條紋病毒

花生條紋病毒具有廣泛的寄主范圍，主要通過帶毒蚜蟲以非持久性方式進(jìn)行傳播，可侵染茄科和豆科等經(jīng)濟(jì)作物，引起嚴(yán)重花葉皺縮和斑駁等癥狀，直接造成產(chǎn)量損失和品質(zhì)的下降。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院煙草研究所煙草病蟲害防控科研團(tuán)隊揭示了馬鈴薯Y病毒屬成員——花生條紋病毒（Peanut mosaic virus，PsTV）與寄主的互作機(jī)制，為后續(xù)開展馬鈴薯Y病毒屬病毒的隱性抗病基因篩選和病害有效防控奠定了理論基礎(chǔ)。

3.4 稻瘟病

稻瘟病是水稻重大病害之一，嚴(yán)重影響水稻的產(chǎn)量和品質(zhì)。目前分離出的稻瘟病抗性基因主要編碼NBSLRR類蛋白，多屬小種特異性抗性，基因類型單一，抗性難以持久。相比之下，非小種特異抗性具有抗譜廣、抗性持久等特點，在水稻抗病育種中可發(fā)揮重要的作用。四川農(nóng)業(yè)大學(xué)陳學(xué)偉團(tuán)隊以具有廣譜高抗特性的水稻地谷為研究材料，利用GWAS（全基因組關(guān)聯(lián)分析）和抗病性共相關(guān)分析，發(fā)現(xiàn)抗病性與編碼C2H2類（鋅指蛋白類）轉(zhuǎn)錄因子的基因Bsr-d1（廣譜抗性地谷1）的啟動子一個關(guān)鍵堿基變異存在共分離特性。同時發(fā)現(xiàn)，該堿基變異導(dǎo)致轉(zhuǎn)錄因子MYBS1（具有MYB結(jié)構(gòu)域結(jié)合特征的轉(zhuǎn)錄因子）對Bsr-d1的啟動子結(jié)合增強(qiáng)，從而抑制Bsr-d1響應(yīng)稻瘟病菌誘導(dǎo)的表達(dá)，導(dǎo)致Bsr-d1所直接調(diào)控的H2O2（過氧化氫）降解酶基因表達(dá)下調(diào)，使H2O2降解減弱，細(xì)胞內(nèi)H2O2富集，最終提高水稻的免疫反應(yīng)和抗病性。該自然變異在提高水稻抗病性的同時，對產(chǎn)量性狀和稻米品質(zhì)并沒有明顯影響。這一研究結(jié)果不僅揭示水稻廣譜抗病性的分子機(jī)制，而且為稻瘟病廣譜抗病育種提供了基礎(chǔ)，也為其他糧食作物相關(guān)新型抗病機(jī)理的研究提供了重要借鑒。

3.5 水稻條紋病毒

水稻條紋病毒（Rice stripe virus，RSV）引起的水稻條紋葉枯病是目前中國以及東亞地區(qū)粳稻生產(chǎn)上最嚴(yán)重的病毒病害之一，近幾十年在中國多次爆發(fā)流行。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所曹曉風(fēng)與北京大學(xué)生命科學(xué)院李毅團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)了一個單子葉植物所特有的、受水稻條紋病毒侵染抑制的水稻負(fù)調(diào)控抗病因子miR528，miR528能夠被AGO18競爭性結(jié)合，抑制miR528進(jìn)入RISC剪切復(fù)合體，從而釋放miR528的靶mRNA AO，抗壞血酸氧化酶AO通過調(diào)節(jié)植物體內(nèi)的氧化還原穩(wěn)態(tài)，從而促進(jìn)植物體內(nèi)活性氧（ROS）的積累進(jìn)而啟動下游的抗病毒通路。該研究揭示了miR528及其調(diào)控的靶基因在水稻與病毒相互作用過程中的抗病機(jī)制。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平團(tuán)隊通過對水稻條紋病毒（RSV）的生物學(xué)、編碼蛋白功能及病毒病防控研究，揭示水稻條紋病毒通過干擾植物蛋白棕櫚酰化快速建立侵染新機(jī)制，進(jìn)一步探索了RSV和寄主植物之間的博弈現(xiàn)象，發(fā)現(xiàn)了該病毒具備在與植物共進(jìn)化過程中精巧地調(diào)控植物防御蛋白水平從而幫助其快速建立侵染的能力。研究中選取了RSV的2種自然寄主——單子葉寄主水稻和雙子葉寄主本氏煙，分別鑒定了2種寄主植物對應(yīng)的Remorin蛋白，并發(fā)現(xiàn)RSV采用類似的手段干擾Remorin的棕櫚?；揎棽⑼ㄟ^自噬途徑降解該蛋白，減弱其對病毒細(xì)胞間移動的抑制。

3.6 水稻矮縮病毒

北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院李毅團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)水稻矮縮病毒（Rice dwarf virus，RDV）侵染水稻后乙烯含量顯著升高，通過遺傳學(xué)、生物化學(xué)以及生物信息學(xué)等方法，揭示了RDV如何通過誘導(dǎo)水稻體內(nèi)乙烯合成促進(jìn)病毒自身侵染與復(fù)制的分子機(jī)理。RDV編碼的非結(jié)構(gòu)蛋白Pns11能夠特異性地與水稻中甲基供體的關(guān)鍵酶S-腺苷甲硫氨酸合成酶1（OsSAMS1）發(fā)生相互作用，提高其催化產(chǎn)物S-腺苷甲硫氨酸（SAM）及其下游產(chǎn)物ACC和乙烯含量的升高，乙烯含量的升高有助于病毒對水稻的侵染。此外，還發(fā)現(xiàn)乙烯信號通路的持續(xù)響應(yīng)使水稻極易感染RDV，而阻斷乙烯信號通路后水稻表現(xiàn)為對RDV極強(qiáng)的耐受性。該研究發(fā)現(xiàn)乙烯信號通路在病毒與植物互作中發(fā)揮重要功能，更準(zhǔn)確的認(rèn)識病毒和宿主之間相互作用。

3.7 大豆疫霉菌

疫霉菌是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重要威脅。目前已經(jīng)發(fā)現(xiàn)疫霉菌有160多種，可侵染數(shù)千種植物，每年導(dǎo)致的作物產(chǎn)量損失超過幾百億美元。疫霉菌也是170年前馬鈴薯晚疫病流行引發(fā)“愛爾蘭大饑荒”的元兇。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)王源超團(tuán)隊以大豆病原疫霉菌為研究對象，發(fā)現(xiàn)了疫霉菌致病新機(jī)制，解決了困擾國際植物病理學(xué)界近百年的科學(xué)問題，提出了作物疫霉菌“誘餌模式”致病機(jī)制模型，從分子水平揭示了作物疫病成災(zāi)機(jī)制。該團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)，在疫霉菌侵染作物早期，病原菌向胞外分泌糖基水解酶（Xyloglucanspecific Endo Glucanase，XEG1）攻擊寄主植物細(xì)胞壁，而寄主植物則利用水解酶抑制子（Glucanase Inhibitor Protein，GIP1）抑制其活性；進(jìn)化過程中，病原菌又獲得了XEG1的失活突變體（XEG1-Like Protein，XLP1），以誘餌的方式競爭性干擾抑制子GIP1，與XEG1協(xié)同攻擊寄主植物的抗病反應(yīng)，從而導(dǎo)致病害發(fā)生。研究證實，這種“誘餌模式”是多種疫霉菌攻擊不同寄主植物的共同模式。XEG1在卵菌、真菌和細(xì)菌中廣泛存在，表明“誘餌模式”是它們共有的致病機(jī)制。該研究結(jié)果不僅為開發(fā)誘導(dǎo)植物廣譜抗病性的生物農(nóng)藥和作物抗病育種提供了科學(xué)依據(jù)，而且為發(fā)展安全高效作物病害控制策略奠定了基礎(chǔ)。

大豆疫霉菌（Phytophthora sojae）侵染大豆引發(fā)的疫霉根腐病是大豆生產(chǎn)上的毀滅性病害之一。該病原菌可在大豆的各個生育期侵染大豆，造成10%～60%的產(chǎn)量損失，每年在全球范圍內(nèi)導(dǎo)致的直接經(jīng)濟(jì)損失高達(dá)十幾億美元。大豆疫霉根腐病的防治始終是困擾國內(nèi)外大豆生產(chǎn)的重要難題之一。南京農(nóng)業(yè)大學(xué)作物疫病研究團(tuán)隊研究發(fā)現(xiàn)大豆疫霉菌分泌的效應(yīng)蛋白PsAvr3c能夠進(jìn)入到大豆的細(xì)胞核內(nèi)，通過和可變剪切復(fù)合體上的亞基GmSKRPs蛋白互作，抑制GmSKRPs的降解過程，進(jìn)而影響其蛋白的穩(wěn)定性。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在大豆體內(nèi)瞬時表達(dá)效應(yīng)蛋白PsAvr3c和靶標(biāo)蛋白GmSKRPs都能使寄主防衛(wèi)相關(guān)基因的可變剪切發(fā)生改變，進(jìn)而導(dǎo)致大豆對大豆疫霉菌的抗病性顯著降低。該研究首次發(fā)現(xiàn)了病原菌在mRNA的剪切水平上調(diào)控寄主免疫反應(yīng)的一種新機(jī)制，有望為農(nóng)作物抗病性的改良提供重要依據(jù)。

3.8 農(nóng)藥

農(nóng)藥是保障農(nóng)業(yè)生產(chǎn)不可或缺的生產(chǎn)資料，但因其特有的生態(tài)毒性，使用不科學(xué)會帶來諸多負(fù)面影響。針對當(dāng)前中國農(nóng)藥成分隱性風(fēng)險高、藥液流失嚴(yán)重、農(nóng)藥殘留超標(biāo)和生態(tài)環(huán)境污染等突出問題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所鄭永權(quán)團(tuán)隊經(jīng)過多年攻關(guān)，率先提出了農(nóng)藥高效低風(fēng)險理念，發(fā)明了瓜蚜等精準(zhǔn)選藥試劑盒26套，準(zhǔn)確率達(dá)到80%以上；發(fā)明了藥液沾著展布比對卡，可減少農(nóng)藥用量20%～30%；發(fā)明了12套藥劑噴霧霧滴密度指導(dǎo)卡，減少藥液噴施量30%～70%。相關(guān)成果已推廣應(yīng)用1.8億畝次，新增農(nóng)業(yè)產(chǎn)值150億元，新增效益107億元，取得了顯著的經(jīng)濟(jì)、社會和生態(tài)效益。

3.9 其他

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王桂榮研究團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)氣味結(jié)合蛋白（PBPs）和化學(xué)感受蛋白（CSPs）用于信息素組分向環(huán)境中釋放或進(jìn)行雌雄間傳遞，闡述了氣味結(jié)合蛋白和化學(xué)感受蛋白這2個昆蟲化學(xué)感受基因家族的最新研究進(jìn)展。該團(tuán)隊利用最新的CRIS?PR/Cas9基因編輯技術(shù)結(jié)合神經(jīng)電生理記錄等技術(shù)，首次揭示了性信息素拮抗劑參與調(diào)控棉鈴蟲最優(yōu)交配時間，并闡明了其作用的分子機(jī)制。該團(tuán)隊利用反向化學(xué)生態(tài)學(xué)的方法揭示熊貓與蛾子可能共享結(jié)構(gòu)類似的性信息素成分，證明了反向化學(xué)生態(tài)學(xué)研究策略不但適用于昆蟲學(xué)的研究，也適用于其它脊椎動物尤其是組織不易獲得的動物的研究。該團(tuán)隊還揭示了植物防御性物質(zhì)合成途徑，并成功轉(zhuǎn)入到水稻中，發(fā)展出新型抗蟲水稻。

RNA沉默是植物抵御病毒侵染的重要防衛(wèi)機(jī)制。全球的番茄、棉花、木薯、豆類、小麥、玉米等作物遭受雙生病毒的毀滅性危害。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所周雪平團(tuán)隊揭示了病毒抑制植物RNA沉默新機(jī)制。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院植物保護(hù)研究所王國梁團(tuán)隊，通過圖位克隆方法鑒定到1個負(fù)調(diào)控水稻程序性細(xì)胞死亡的DRP類蛋白，首次在水稻中發(fā)現(xiàn)細(xì)胞色素c從線粒體的釋放調(diào)控程序性細(xì)胞死亡的現(xiàn)象，為進(jìn)一步深入了解DRP類蛋白參與程序性細(xì)胞死亡分子機(jī)制與水稻抗病反應(yīng)信號傳導(dǎo)奠定了重要基礎(chǔ)。

4 動物遺傳育種

基于分子生物學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展和廣泛應(yīng)用，中國科學(xué)家先后完成了馴鹿的全基因組測序、解析羊繁殖能力的分子調(diào)控機(jī)制、培育了首例適應(yīng)高海拔高山寒旱生態(tài)區(qū)的細(xì)毛羊新品種、培育抗病黃羽肉雞品種、構(gòu)建了一套奶水?；蚪M選擇育種技術(shù)、建立了首個農(nóng)業(yè)動物的環(huán)狀RNA數(shù)據(jù)庫等，積極推動了中國畜禽育種和產(chǎn)業(yè)發(fā)展。

4.1 鹿

中國是鹿類動物資源最為豐富的國家，分布約有20種鹿類動物，而馴鹿是最具代表性的鹿科動物之一，是鹿科物種中唯一被馴化、雌雄個體均生長鹿角的鹿科動物。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院特產(chǎn)研究所李光玉團(tuán)隊在國際上首次破譯鹿科動物全基因組序列。馴鹿全基因組測序的完成，不僅為研究人員從基因組水平挖掘馴鹿生長、代謝和抗寒等重要性狀的分子機(jī)制提供了科學(xué)指導(dǎo)，而且為馴鹿馴化歷史、基因組演化、群體遺傳及鹿類動物的進(jìn)化等理論研究奠定了重要基礎(chǔ)。

4.2 羊

中國是養(yǎng)羊大國，存欄量和羊肉產(chǎn)量均位居世界第一，但肉羊品種繁殖慢，嚴(yán)重制約了肉羊的生產(chǎn)能力。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所苗向陽團(tuán)隊采用多組學(xué)及生物信息學(xué)方法，對不同繁殖力羊的基因表達(dá)情況進(jìn)行系統(tǒng)研究，發(fā)現(xiàn)了調(diào)控羊繁殖力的關(guān)鍵功能基因和蛋白以及羊繁殖力的信號調(diào)控通路，首次系統(tǒng)深入地揭示了羊高繁力性狀的分子調(diào)控機(jī)制，為提高動物繁殖力提供了新的思路和方法。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州畜牧與獸藥研究所楊博輝歷時20年，成功培育出首例適應(yīng)高海拔高山寒旱生態(tài)區(qū)的細(xì)毛羊新品種——高山美利奴羊，這是中國高山細(xì)毛羊培育的新突破。

4.3 雞

中國年出欄肉雞100億只以上，居世界第一位。其中，黃羽肉雞出欄量占中國肉雞總量的近50%，且市場需求不斷增長。但黃羽肉雞的生產(chǎn)效率低、品質(zhì)下降、疾病發(fā)生率高等問題一直制約著黃羽肉雞的產(chǎn)業(yè)發(fā)展。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所文杰團(tuán)隊創(chuàng)建了節(jié)糧優(yōu)質(zhì)抗病黃羽肉雞品種選育技術(shù)體系，培育國家審定新品種4個，新品種在推廣地區(qū)的同類型產(chǎn)品中市場占有率達(dá)30%以上，輻射到全國20多個省市自治區(qū)，推廣父母代種雞1100萬套，商品雞15.5億只，獲經(jīng)濟(jì)效益34.15億元，經(jīng)濟(jì)和社會效益顯著。

4.4 牛

中國奶業(yè)生產(chǎn)水平與發(fā)達(dá)國家有較大差距，根本原因是中國奶牛群體的遺傳水平低，依靠傳統(tǒng)的育種技術(shù)難以改變這種狀況。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)張勤團(tuán)隊利用分子育種技術(shù)研究，建立了中國唯一的奶?；蚪M選擇參考群，該群體由6000頭母牛和400頭驗證公牛組成。對每頭牛測定了高密度SNP標(biāo)記基因型和產(chǎn)奶、健康、體型、繁殖等34個性狀的表型；研發(fā)了奶牛遺傳缺陷和親子關(guān)系的分子鑒定技術(shù)，建立了中國荷斯坦種公牛遺傳缺陷及親子關(guān)系監(jiān)控體系；發(fā)掘了一批奶牛重要經(jīng)濟(jì)性狀功能基因，為提高基因組選擇準(zhǔn)確性提供了重要基因信息。率先在中國奶牛群體中利用高密度SNP標(biāo)記進(jìn)行了產(chǎn)奶、健康、體型和繁殖性狀的大規(guī)模全基因組關(guān)聯(lián)分析。建立了奶牛主要遺傳缺陷的基因診斷技術(shù)和利用微衛(wèi)星或SNP標(biāo)記進(jìn)行親子關(guān)系的鑒定技術(shù)，完善了奶牛分子育種技術(shù)，填補(bǔ)了國內(nèi)空白。創(chuàng)建了中國荷斯坦?；蚪M選擇分子育種技術(shù)體系，成為中國荷斯坦青年公牛遺傳評估的唯一方法。根據(jù)中國奶牛育種的實際情況，首次提出中國荷斯坦牛綜合遺傳評估的基因組性能指數(shù)（GCPI），研發(fā)了以基因組選擇為核心的綜合性分子育種方案，并在全國實施。2012年成果應(yīng)用以來，已獲經(jīng)濟(jì)效益13.35億元，預(yù)計未來5年還將產(chǎn)生經(jīng)濟(jì)效益96.12億元。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院水牛研究所梁賢威通過分子生物學(xué)手段構(gòu)建了一套奶水?；蚪M選擇育種技術(shù)，并應(yīng)用該技術(shù)初步在養(yǎng)殖示范區(qū)開展了高產(chǎn)奶水牛核心群的選擇，這標(biāo)志著中國奶水牛選育初步進(jìn)入了現(xiàn)代分子育種的新時代，開啟了奶水?；蚪M選擇育種研究的大門，對迅速增加良種奶水牛存欄量，加快水牛產(chǎn)業(yè)的發(fā)展具有重要的意義。

4.5 豬

中國是世界上最大的生豬養(yǎng)殖和豬肉消費國，豬產(chǎn)肉性狀的改良一直是豬育種界最重要的研究課題之一。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所和深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所合作，破譯環(huán)狀RNA對豬產(chǎn)肉性狀形成調(diào)控機(jī)制，并構(gòu)建首個農(nóng)業(yè)動物的環(huán)狀RNA數(shù)據(jù)庫，為豬品種的改良提供科學(xué)基礎(chǔ)。

5 畜禽疾病防治

畜禽疾病防治是畜禽健康生長和優(yōu)良育種的基本條件。近年來，中國畜禽業(yè)遭受了口蹄疫、禽流感、禽白血病、藍(lán)耳病、腹瀉、病毒及其他感染，造成了嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所、上海獸醫(yī)研究所、蘭州獸醫(yī)研究所等多家單位，從治病機(jī)理、疫苗研究、疾病防控等方面積極開展大量研究，為畜禽疾病防治和新藥開發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

5.1 口蹄疫

口蹄疫是豬、牛、羊等主要家畜和其它家養(yǎng)、野生偶蹄動物共患的一種急性、熱性、高度接觸性傳染病，該病傳播途徑多、速度快，曾多次在世界范圍內(nèi)暴發(fā)流行，造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失，被世界動物衛(wèi)生組織（OIE）列為A類傳染病之首。疫苗免疫是預(yù)防口蹄疫的重要手段。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所才學(xué)鵬團(tuán)隊創(chuàng)新了制苗種毒選育、定向設(shè)計構(gòu)建種毒并實現(xiàn)國際首例產(chǎn)業(yè)化、首創(chuàng)工業(yè)化固相多肽合成技術(shù)體系；創(chuàng)建了病毒抗原懸浮培養(yǎng)、濃縮純化工藝技術(shù)體系和新的疫苗制造規(guī)程、標(biāo)準(zhǔn)。相關(guān)成果突破了國外技術(shù)壁壘和壟斷，主要關(guān)鍵技術(shù)均居國際領(lǐng)先水平，使中國口蹄疫疫苗質(zhì)量達(dá)到國際領(lǐng)先水平，推動和引領(lǐng)了中國畜禽疫苗行業(yè)發(fā)展。集成上述技術(shù)研制的疫苗在全國累計銷售75億mL，直接經(jīng)濟(jì)收益達(dá)56億元，間接經(jīng)濟(jì)效益超過1100億元。2016年10月16日，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蘭州獸醫(yī)研究所聯(lián)合相關(guān)企業(yè)創(chuàng)制的口蹄疫病毒標(biāo)記疫苗“豬口蹄疫O型病毒3A3B表位缺失滅活疫苗（O/rV-1株）”成功獲批注冊。該疫苗是國際上首例能夠精準(zhǔn)鑒別口蹄疫病毒感染與疫苗免疫動物的新型生物制品。

5.2 禽流感

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所陳化蘭領(lǐng)銜的國家禽流感參考實驗室歷時近4年的系統(tǒng)監(jiān)測和研究，全面揭示了H7N9病毒的進(jìn)化和變異情況，率先發(fā)現(xiàn)了高致病性H7N9病毒，并且證明了它們對人蘊藏更大危害。農(nóng)業(yè)部對H7N9病毒防控做出重要部署，在2017年3—8月捕殺和銷毀100多萬只雞，控制了多起H7N9高致病性禽流感疫情。國家禽流感參考實驗室研發(fā)的“H5＋H7二價滅活疫苗”可同時預(yù)防家禽的H5和H7高、低致病性流感病毒，已于2017年“秋防”投入應(yīng)用，將在阻止家禽H7N9病毒傳播，減少環(huán)境病毒載量，阻斷人感染H7N9病毒等方面發(fā)揮重要作用。

5.3 禽白血病

禽白血病是《國家中長期動物疫病防治規(guī)劃（2012—2020年）》中優(yōu)先防治的重要家禽傳染病，沒有可用的疫苗和有效的治療措施，主要通過檢測和診斷凈化核心種雞群，費時費力。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所禽免疫抑制病團(tuán)隊揭示了禽白血病病毒感染機(jī)制，發(fā)現(xiàn)J亞群禽白血病病毒與細(xì)胞受體的第一個膜外環(huán)直接結(jié)合；首次揭示第一個膜外環(huán)上的12個氨基酸是介導(dǎo)病毒進(jìn)入細(xì)胞的最小受體功能域，其與病毒囊膜蛋白結(jié)合，啟動病毒對宿主感染過程。進(jìn)一步研究發(fā)現(xiàn)，在病毒感染過程中，人為添加可溶性的膜外環(huán)蛋白，可以抑制病毒復(fù)制，阻止病毒感染。這項研究闡明了J亞群禽白血病病毒進(jìn)入細(xì)胞的分子機(jī)制，為研發(fā)抗病毒新藥和制定抗病毒新策略提供了重要理論依據(jù)。

5.4 藍(lán)耳病

豬繁殖與呼吸綜合征（PRRS），又稱“藍(lán)耳病”，是危害全球養(yǎng)豬業(yè)最重要的疾病之一。其病原豬繁殖與呼吸綜合征病毒，是公認(rèn)的“疑難”病毒，具有極為復(fù)雜的免疫抑制和免疫逃逸機(jī)制。病原體復(fù)雜性導(dǎo)致的該病臨床防治和凈化困難也一直是困擾中國養(yǎng)豬業(yè)的一大難題。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所馬志永領(lǐng)銜的豬呼吸道傳染病創(chuàng)新團(tuán)隊，從PRRSV抑制宿主關(guān)鍵獲得性免疫分子SLA-I（swine leukocyte antigen-I，豬白細(xì)胞抗原I）入手，利用流式細(xì)胞技術(shù)確定了PRRSV抑制宿主SLA-I這一問題，從分子和細(xì)胞水平解析了PRRSV利用自身蛋白來控制宿主細(xì)胞SLA-I表達(dá)的機(jī)制，成功解析了PRRSV復(fù)雜的免疫抑制和免疫逃逸機(jī)制，推動PRRSV疫苗的研究和使用技術(shù)。

5.5 豬腹瀉

豬流行性腹瀉是由豬流行性腹瀉病毒引起的，可導(dǎo)致豬嘔吐、水樣腹瀉，且哺乳仔豬高死亡率的一種病毒性傳染病，給養(yǎng)豬業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所豬消化道傳染病創(chuàng)新團(tuán)隊克隆表達(dá)了豬源三型干擾素，可有效抑制流行性腹瀉病毒感染，為豬流行性腹瀉病防控提供了新思路。

5.6 傳染性法氏囊病

傳染性法氏囊?。↖BD）是一種侵害3～6周齡雛雞的急性、高度接觸性、致死性傳染病。超強(qiáng)毒感染一旦發(fā)生，可致雛雞100%死亡，給養(yǎng)殖業(yè)造成巨大損失。世界動物衛(wèi)生組織（OIE）將IBD列為影響社會經(jīng)濟(jì)的重要疫病。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所王笑梅團(tuán)隊在禽類重要免疫抑制病毒——傳染性法氏囊病病毒（IBDV）與宿主相互作用研究中，揭示了宿主蛋白VDAC1通過增強(qiáng)RNPs復(fù)合體的穩(wěn)定性從而促進(jìn)聚合酶活性進(jìn)而增強(qiáng)病毒復(fù)制的機(jī)制。

5.7 兔瘟

兔病毒性出血癥病毒（Ribbit viral hemorrhagic disease，RHDV）屬于杯狀病毒科兔病毒屬，是一種與兔養(yǎng)殖業(yè)密切相關(guān)的病毒，由其引發(fā)的兔出血癥為急性、敗血性傳染病，具有極高的發(fā)病率和病死率，俗稱“兔瘟”，給養(yǎng)兔業(yè)造成了重大經(jīng)濟(jì)損失。該病毒自1984年首次在中國報道以來，一直由于該病毒缺乏穩(wěn)定的體外組織培養(yǎng)系統(tǒng)，嚴(yán)重制約了RHDV病原學(xué)以及疫苗學(xué)等方面的研發(fā)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院上海獸醫(yī)研究所成功解決了RHDV體外增殖的技術(shù)難題，在杯狀病毒研究領(lǐng)域取得了突破性研究進(jìn)展，為RHDV致病機(jī)理研究和疫苗研發(fā)奠定了基礎(chǔ)。

5.8 革蘭氏陰性菌

大腸桿菌和沙門氏菌是主要人畜共患革蘭氏陰性病原菌，造成腹瀉及其他感染。對于仔豬和禽類，致病性大腸桿菌和沙門氏菌的發(fā)病率約5%～30%，嚴(yán)重者可導(dǎo)致死亡，病死率達(dá)90%以上，給畜禽養(yǎng)殖業(yè)帶來了極大的危害，中國每年由此造成的經(jīng)濟(jì)損失數(shù)以億計。人感染致病性大腸桿菌和沙門氏菌每年導(dǎo)致170萬～250萬患者死亡。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院飼料研究所王建華團(tuán)隊成功創(chuàng)制特異性殺滅革蘭氏陰性菌的新型窄譜抗菌解毒雙效肽N系列，具有低毒、?？垢锾m氏陰性菌、中和內(nèi)毒素等特點，該研究結(jié)果為窄譜抗菌解毒雙效肽等新型抗生素替代品的創(chuàng)制及關(guān)聯(lián)新藥開發(fā)提供了理論依據(jù)，有利于促進(jìn)綠色抗菌產(chǎn)品的推廣應(yīng)用，符合窄譜特異性抗菌解毒新藥開發(fā)需求。

5.9 埃博拉病毒

埃博拉病毒于20世紀(jì)70年代被發(fā)現(xiàn)，感染人可引起嚴(yán)重的埃博拉出血熱，致死率最高可達(dá)90%，但自病毒發(fā)現(xiàn)以來到2014年前未造成大范圍的流行。2014年初，非洲出現(xiàn)的埃博拉疫情共導(dǎo)致1萬余人的死亡，給國際社會造成嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)和社會負(fù)擔(dān)。由于該病毒的超強(qiáng)致死率，其被視為是生物恐怖主義的工具之一。目前尚沒有獲得許可在臨床應(yīng)用的疫苗，也沒有特效的抗病毒藥物。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院哈爾濱獸醫(yī)研究所基礎(chǔ)免疫團(tuán)隊鄭永輝和王斌在國際上首次闡明了埃博拉病毒囊膜糖蛋白的合成機(jī)制，為抗埃博拉病毒藥物的研發(fā)提供了新的理論依據(jù)。此外，該團(tuán)隊還發(fā)現(xiàn)了抗艾滋病病毒的天然免疫機(jī)制。這一最新結(jié)果揭示了艾滋病病毒一個“軟肋”，為開發(fā)新的治療方法提供了新策略。

5.10 蜜蜂防病及檢測

針對近年來全國大范圍的出現(xiàn)蜜蜂死亡及爬蜂現(xiàn)象，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所首次在中國蜂群中鑒定了蜜蜂絲狀病毒，該病毒在中國蜂群中具有較高的感染率。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所建立了一種能夠同時分析蜂蜜和蜂王漿中涉及的42種抗生素的高通量技術(shù)方法，將樣品前處理效率提高20倍以上，極大地節(jié)省了檢測時間，檢測成本減少了10～50倍，大幅度降低了有毒試劑的消耗，靈敏度高于現(xiàn)有的國家標(biāo)準(zhǔn)，該研究成果已經(jīng)在農(nóng)業(yè)和食品方面的多家實驗室廣泛推廣和應(yīng)用。漿蜂是中國特有的、從意蜂中選育出的世界上蜂王漿產(chǎn)量最高的蜂種，其大腦在調(diào)控蜜蜂行為尤其是工蜂的哺育和采集行為中發(fā)揮至關(guān)重要的作用。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所發(fā)現(xiàn)漿蜂和意蜂大腦膜蛋白和膜蛋白的磷酸化在重要代謝通路中存在顯著差異；漿蜂的大腦膜蛋白及其磷酸化加強(qiáng)了對哺育和采集行為的調(diào)控，進(jìn)而支持蜂王漿高產(chǎn)的生理需要，對闡明蜂王漿高產(chǎn)和蜜蜂產(chǎn)漿生物學(xué)具有創(chuàng)新性的理論價值。

6 園藝科學(xué)

番茄是世界第一大蔬菜作物，中國以鮮食番茄為主，其風(fēng)味品質(zhì)更受關(guān)注，然而近年來消費者常常抱怨“現(xiàn)在的西紅柿越來越?jīng)]有以前的味兒了”。風(fēng)味不同于產(chǎn)量、抗病性、外形、色澤等易于量化的育種性狀，這一特性能“感覺到”，但“看不見、摸不著”，這就決定了研究的難度。為了解決這一難題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院深圳農(nóng)業(yè)基因組研究所、蔬菜花卉研究所黃三文領(lǐng)銜的科研團(tuán)隊，對100多種番茄進(jìn)行了多次嚴(yán)格的品嘗實驗，歷時4年多的協(xié)同攻關(guān)，確定了33種影響消費者喜好的主要風(fēng)味物質(zhì)，獲得了控制風(fēng)味的250多個基因位點，首次闡明了番茄風(fēng)味調(diào)控機(jī)制，為番茄風(fēng)味改良奠定了重要理論基礎(chǔ)。該研究團(tuán)隊進(jìn)一步發(fā)現(xiàn)，之所以“西紅柿沒有以前的味道了”，是由于在現(xiàn)代育種過程過于注重產(chǎn)量、外觀等商品品質(zhì)，導(dǎo)致了控制風(fēng)味品質(zhì)的部分基因位點丟失，造成13種風(fēng)味物質(zhì)含量在現(xiàn)代番茄品種中顯著降低，最終使得番茄口感下降?？上驳氖?，這項成果為培育美味番茄提供給了切實可行的路線圖。目前研究團(tuán)隊和育種家們合作已經(jīng)培養(yǎng)出了含糖量提高的番茄新品種，力爭恢復(fù)番茄原來的濃郁風(fēng)味，使美味番茄早日進(jìn)入人們的餐桌。相關(guān)成果在《Science》上以封面文章的形式發(fā)表。

百合是重要觀賞、食用及藥用植物。普通百合的觀賞期通常只有10～20天，而具有紫色或紫紅色的子房的紫斑百合（Lilium nepalense D. Don）和亞洲百合栽培品種“Tiny Padhye”等少數(shù)百合種類或品種，當(dāng)花瓣脫落后，隨著這些品種的紫色子房膨大形成果實，具有很好的觀賞效果和長達(dá)2～3個月的觀果期。紅紫色的百合子房及果實可形成新的百合觀賞價值，若能將這一觀賞性狀擴(kuò)展到更多百合品種中，將突破現(xiàn)有百合僅限于觀賞花（被片）這一局限性。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所百合團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)參與花青素苷合成通路的所有結(jié)構(gòu)基因（除LhANS）在紫色子房中的協(xié)同共表達(dá)是紫色子房形成的關(guān)鍵機(jī)理，控制百合花瓣中花青素苷合成的重要調(diào)控因子LhMYB12-Lat在調(diào)控子房花青素苷合成中也起到重要作用。該團(tuán)隊還揭示了雙色百合花和宜興百合腋生珠芽形成的關(guān)鍵分子機(jī)理，這將為花色的人工調(diào)控及分子改良提供理論依據(jù)。

柑橘是自然界無融合生殖最具代表性和穩(wěn)定性的物種之一，使得柑橘一粒種子可產(chǎn)生2～10個甚至30多個珠心苗，即母體的無性復(fù)制（Clonal copy），這可以使優(yōu)良品種/基因型可以永久固定下來。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)鄧秀新領(lǐng)銜的柑橘團(tuán)隊以柑橘原始種、野生種和栽培種的基因組為基礎(chǔ)，采用比較基因組、遺傳學(xué)和轉(zhuǎn)錄組等方法解析了柑橘“多胚”形成的分子基礎(chǔ)，鎖定了關(guān)鍵基因CitRWP，完成了4個柑橘代表種的基因組，利用單分子測序技術(shù)（PacBio）構(gòu)建了迄今為止最為完整的柑橘基因組，其中Contig N50為2.2 Mb，是已經(jīng)報道的柑橘基因組的18倍以上。柑橘多胚基因的發(fā)掘和利用對于固定優(yōu)良基因型、排除珠心胚的干擾、提高育種效率具有重要意義。

7 分子生物技術(shù)

分子生物技術(shù)的發(fā)展為農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新注入了新動力。2017年，農(nóng)業(yè)科學(xué)家利用分子生物技術(shù)在作物開花調(diào)控、植物避蔭反應(yīng)、葉型發(fā)育、次生代謝物和育性調(diào)控等方面揭示了分子調(diào)控機(jī)制，為作物遺傳改良和育種實踐提供了重要理論基礎(chǔ)。另外，創(chuàng)建了基因編輯突變體篩選方法、納米遺傳轉(zhuǎn)化方法及DNA測序方法，并改進(jìn)和發(fā)展了CRISPR/Cas9技術(shù)，發(fā)現(xiàn)了植物中高效的轉(zhuǎn)錄激活系統(tǒng)dCas9-TV，為作物分子遺傳育種和轉(zhuǎn)基因研究提供了關(guān)鍵技術(shù)支持。

7.1 作物開花調(diào)控

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所毛龍領(lǐng)銜的創(chuàng)新團(tuán)隊從成花素基因FT2的可變剪切角度揭示了一個新成花素基因轉(zhuǎn)錄后調(diào)控的分子機(jī)制，其在小麥、大麥等早熟禾亞科作物中具有保守性，是調(diào)控此類作物開花及抽穗期的重要機(jī)制。

7.2 植物避蔭反映

面對可用耕地日趨減少和人口的不斷增加，密植栽培是提高作物單位面積產(chǎn)量的有效途徑。然而，密植條件會引起植株的相互遮蔭導(dǎo)致植株感受的光照質(zhì)量發(fā)生改變，從而激發(fā)植株的一系列避蔭反應(yīng)，表現(xiàn)為植株的株高增加、莖稈變細(xì)、葉片變窄及早衰、開花提早、分枝減少，最終導(dǎo)致植株產(chǎn)量降低。因此，生產(chǎn)上要求培育耐密植的作物品種，耐密高產(chǎn)必須具有合理的株型。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所科研團(tuán)隊在高等植物避蔭反應(yīng)調(diào)控機(jī)制方面取得新進(jìn)展，該研究首次闡明了光敏色素phyB-PIFs和miR156-SPLs調(diào)控模塊之間的互作聯(lián)系，完善了避蔭反應(yīng)的調(diào)控機(jī)理，為耐蔭、耐密作物新品種的培育奠定了理論基礎(chǔ)。

7.3 葉型發(fā)育

葉片是植物進(jìn)行光合作用的主要器官，葉片的形態(tài)、結(jié)構(gòu)等葉型性狀直接決定植物的光合作用效率進(jìn)而影響其生物產(chǎn)量。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所研究發(fā)現(xiàn)，過表達(dá)WOX家族基因STF能夠引起水稻、二穗短柄草和柳枝稷等禾本科植物的葉片變寬、加厚，莖稈粗壯，光合效率明顯提高，抗倒伏能力顯著增強(qiáng)，為作物高光效遺傳改良和育種實踐提供了重要的理論基礎(chǔ)。

7.4 次生代謝物和育性調(diào)控

植物能夠合成各種次生代謝物，包括生物堿、萜類、黃酮類、硫代葡萄糖苷等，它們參與調(diào)控植物的品質(zhì)、生長發(fā)育、生物和非生物脅迫等各種生理生化過程。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院生物技術(shù)研究所深入揭示了MYB抑制子調(diào)控植物次生代謝物生物合成的分子機(jī)制，為植物代謝工程和品質(zhì)改良提供了重要的理論基礎(chǔ)。此外，還揭示了5-甲基胞嘧啶修飾在植物信使核糖核酸上的分布規(guī)律，闡述了其調(diào)控植物發(fā)育及基因表達(dá)的新機(jī)制。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所研究發(fā)現(xiàn)一種新的蛋白質(zhì)修飾方式調(diào)節(jié)植物育性，該研究豐富了植物育性調(diào)控機(jī)制，為將來作物遺傳育種提供了新線索和思路。

7.5 基因突變體篩選

中國水稻研究所水稻染色體工程及基因組編輯創(chuàng)新團(tuán)隊與蘇州大學(xué)黃健團(tuán)隊合作，創(chuàng)建了一種簡單高效的基因編輯突變體篩選方法。利用ACT-PCR，研究人員不僅在水稻中快速鑒定出單突變體和多突變體，同時也在斑馬魚中成功鑒定出突變體，表明ACT-PCR的應(yīng)用不受物種的限制。除用于基因編輯突變體鑒定之外，研究還發(fā)現(xiàn)結(jié)合實時熒光定量PCR技術(shù)，ACTPCR還可用于定量計算在細(xì)胞系中進(jìn)行的基因編輯效率，與常用的PCR產(chǎn)物酶切等方法相比，通過定量ACT-PCR得到的數(shù)據(jù)更為接近于真實的編輯效率。

7.6 遺傳轉(zhuǎn)化方法

發(fā)展高效、安全的新型遺傳轉(zhuǎn)化方法，一直是基因工程、分子生物學(xué)和遺傳育種等領(lǐng)域的研究熱點之一。傳統(tǒng)植物轉(zhuǎn)基因方法，通常需要比較繁雜的組織培養(yǎng)等植物再生程序，才能獲得轉(zhuǎn)基因植株，尤其像棉花等難再生作物的轉(zhuǎn)基因植物制備更加困難。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)環(huán)境與可持續(xù)發(fā)展研究所與生物技術(shù)研究所科研團(tuán)隊開展聯(lián)合研究，利用磁性納米粒子作為基因載體，在外加磁場介導(dǎo)下將外源基因輸送至花粉內(nèi)部，經(jīng)人工授粉利用自然生殖過程直接獲得轉(zhuǎn)化種子，再選育獲得穩(wěn)定遺傳的轉(zhuǎn)基因后代。該方法將納米磁轉(zhuǎn)化和花粉介導(dǎo)法相結(jié)合，克服了傳統(tǒng)轉(zhuǎn)基因方法組織再生培養(yǎng)和寄主適應(yīng)性等方面的瓶頸問題，可以提高遺傳轉(zhuǎn)化效率，縮短轉(zhuǎn)基因植物培育周期，實現(xiàn)高通量與多基因協(xié)同并轉(zhuǎn)化，適用范圍與用途非常廣泛，對于加速轉(zhuǎn)基因生物新品種培育具有重要意義，開辟了納米生物技術(shù)研究的新方向。

7.7 DNA測序方法

北京大學(xué)黃巖誼團(tuán)隊日前在DNA測序方法的研究上取得重要突破。該團(tuán)隊在此前謝曉亮首創(chuàng)的熒光發(fā)生測序技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展了一種全新概念的測序方法——糾錯編碼（簡稱ECC）測序法。ACTG4種堿基，抽象成圖33中4個不同顏色不同結(jié)構(gòu)的鏤空立方體，可以通過3種正交的方式解構(gòu)為兩兩組合。在ECC測序中，每個堿基均通過3次“投影”進(jìn)行了測量，再通過3個投影重構(gòu)出原來的序列。ECC測序法采取一種獨特的邊合成邊測序（SBS）策略，利用多輪測序過程中產(chǎn)生的簡并序列間的信息冗余，大幅度增加了測序精度。這將為以后作物基因改良和育種提供更精確的測序手段。

7.8 CRISPR/Cas9技術(shù)

CRISPR/Cas9是目前應(yīng)用最為廣泛的基因組編輯技術(shù)，已在作物基因功能研究及品種改良中取得了巨大成功，但這種方法存在潛在脫靶效應(yīng)、易出現(xiàn)嵌合體、實驗操作要求高、生產(chǎn)成本較高等缺陷。中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所高彩霞團(tuán)隊通過將CRIS?PR/Cas9蛋白和gRNA在體外組裝成核糖核蛋白復(fù)合體（RNP），再利用基因槍法將CRISPR/Cas9 RNP轉(zhuǎn)入小麥細(xì)胞中，在2個六倍體小麥品種中分別對2個不同基因tagw2和tagasr7進(jìn)行了定點編輯，成功地在小麥中建立了全程無外源DNA的基因組編輯體系。研究結(jié)果顯示，CRISPR/Cas9的RNP表達(dá)體系可以明顯降低脫靶效應(yīng)。這種DNA-free的基因組編輯方法具有精準(zhǔn)、特異、簡單易行、成本低廉的優(yōu)勢，并且成功避免了外源DNA片段整合到基因組中的潛在風(fēng)險。這一利用CRISPR/Cas9 RNP實現(xiàn)小麥基因組編輯的方法有助于最大程度的減少監(jiān)管，建立起精準(zhǔn)、生物安全的新一代育種技術(shù)體系，加快作物基因組編輯育種產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程。此外，高彩霞團(tuán)隊還利用Cas9 變體（nCas9-D10A）融合大鼠胞嘧啶脫氨酶（rAPOBEC1）和尿嘧啶糖基化酶抑制劑（UGI），構(gòu)成了高效的植物單堿基編輯系統(tǒng)nCas9-PBE，成功地在三大重要農(nóng)作物（小麥、水稻和玉米）基因組中實現(xiàn)高效、精確的單堿基定點突變，突變效率最高可達(dá)43.48%。nCas9-PBE技術(shù)無需在基因組的靶位點產(chǎn)生DNA 雙鏈斷裂（DSB），也無需供體DNA的參與，具有簡單、廣適、高效的特點。nCas9-PBE單堿基編輯系統(tǒng)成功建立和應(yīng)用，為高效和大規(guī)模創(chuàng)制單堿基突變體提供了一個可靠方案，為作物遺傳改良和新品種培育提供了重要技術(shù)支撐。

轉(zhuǎn)錄激活子VP64與dCas9融合可以促進(jìn)靶向基因的表達(dá)，但只能較小程度地提高轉(zhuǎn)錄水平。目前報道的3種基于dCas9技術(shù)的轉(zhuǎn)錄激活系統(tǒng)（VPR，SAM和SunTag）在動物細(xì)胞中得到很好的應(yīng)用，但在植物中還沒有一種有效的轉(zhuǎn)錄激活系統(tǒng)。中山大學(xué)教授李劍峰報道了一種植物中的高效的轉(zhuǎn)錄激活系統(tǒng)dCas9-TV，與dCas9-VP64相比，dCas9-TV在單基因或者多基因的激活方面都表現(xiàn)的比較強(qiáng)的激活效率，研究表明該系統(tǒng)同樣適用動物細(xì)胞。該研究團(tuán)隊?wèi)?yīng)用同樣的策略，利用dCpf1替換dCas9，獲得dCpf1-TV，該系統(tǒng)轉(zhuǎn)錄激活效率要低于dCas9-TV。

8 耕作栽培與農(nóng)業(yè)機(jī)械化

良好的耕作栽培理論和制度是作物獲得高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高效的重要基礎(chǔ)和保障。農(nóng)業(yè)機(jī)械化是實現(xiàn)作物耕作和管理現(xiàn)代化的關(guān)鍵條件。中國在小麥立體勻播技術(shù)、玉米增產(chǎn)增效研究、葉菜收獲機(jī)、精確變量播種施肥機(jī)、油菜割曬機(jī)和種肥定位同播技術(shù)、菜油防病管理技術(shù)、菜籽油提取工藝裝備、超級稻精量穴直播技術(shù)等方面取得新的進(jìn)展。

8.1 小麥立體勻播技術(shù)

“七分種，三分管”，強(qiáng)調(diào)了小麥播種技術(shù)的重要性。針對目前生產(chǎn)上小麥播種方式主要采用條播或撒播，容易出現(xiàn)播種不夠均勻、深淺不一致、植株個體間差異較大等問題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所趙廣才團(tuán)隊研發(fā)的小麥立體勻播技術(shù)，使得麥苗由原來的成行成線，變?yōu)榫鶆蚍植?，可一次完成施肥、旋耕、播種、鎮(zhèn)壓、覆土、再鎮(zhèn)壓等6道作業(yè)工序，不僅省去了拖拉機(jī)反復(fù)進(jìn)地作業(yè)造成的土地板結(jié)，而且節(jié)省農(nóng)耗時間，既節(jié)能又環(huán)保。小麥立體勻播技術(shù)打破了條播傳統(tǒng)，使種、肥、土立體均勻分布，為每一顆種子提供盡量立體均衡的生長環(huán)境，上緊下松，不僅防漏風(fēng)還能夠防止水分蒸發(fā)。通過前后2次鎮(zhèn)壓，提高了小麥出苗的整齊度，有利于出苗全和形成冬前壯苗。同時增加了苗期田間覆蓋度，有效減少土壤水分蒸發(fā)，利于節(jié)水。該技術(shù)還解決了缺苗、斷壟現(xiàn)象，提高了小麥的分蘗成穗率和均勻度，是一項能夠同時實現(xiàn)節(jié)本、增產(chǎn)和增效的創(chuàng)新技術(shù)。通過在陜西、安徽、河北、河南等地的試驗示范，小麥立體勻播技術(shù)比傳統(tǒng)播種技術(shù)平均增產(chǎn)5%以上。小麥立體勻播技術(shù)的研發(fā)成功，是小麥播種技術(shù)的一項重大變革，實現(xiàn)了土地替代技術(shù)與勞動替代技術(shù)的完美融合。

8.2 玉米增產(chǎn)增效研究

針對當(dāng)前中國玉米生產(chǎn)面臨的規(guī)模小、機(jī)械化程度低、秸稈綜合利用率低、農(nóng)藥化肥用量大等問題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所聯(lián)合多家單位提出了以玉米密植群體調(diào)控栽培、玉米減肥增效與免耕、全程機(jī)械化、病蟲害綠色防控、玉米-大豆減肥增效輪作、玉米粒籽直收與烘干、玉米秸稈綜合利用、玉米生產(chǎn)信息化管理等8項技術(shù)為核心的綜合技術(shù)集成解決方案。項目2017年在鐵嶺縣蔡牛張莊合作社開展示范，核心示范田每畝可增收接近400元。其中，畝產(chǎn)可達(dá)850 kg以上，增產(chǎn)50～100 kg、增收250元；綜合節(jié)本超過140元，節(jié)藥5元，節(jié)肥15元，節(jié)省勞動力成本120元以上。2017年，由中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所李少昆牽頭開展了玉米產(chǎn)量潛力突破研究和全程機(jī)械化技術(shù)示范推廣，試驗面積100畝，選用49個耐密高產(chǎn)品種，實施密植高產(chǎn)全程機(jī)械化栽培和水肥一體化技術(shù)，充分挖掘良種、良法與光溫水肥資源的增產(chǎn)潛力。根據(jù)測產(chǎn)結(jié)果，共有11個品種單產(chǎn)達(dá)到1400 kg，其中最高實測單產(chǎn)達(dá)到1517.11 kg，再次刷新了全國玉米高產(chǎn)紀(jì)錄，實現(xiàn)了單季畝產(chǎn)噸半糧的突破。

8.3 超級稻

精量穴直播技術(shù)中國水稻研究所王丹英的研究成果“超級稻機(jī)械精量穴直播高產(chǎn)高效技術(shù)研究及應(yīng)用”，集超級稻高產(chǎn)高效與機(jī)械化輕簡栽培為一體，解決了超級稻小播量條件下直播有序精量全苗、抗倒、除草和穩(wěn)產(chǎn)等難題，成果累計應(yīng)用面積201萬畝，增產(chǎn)稻谷8.4萬噸，增收2.3億元。應(yīng)用該技術(shù)畝省工1.1～1.6個，節(jié)肥7.4%，節(jié)水30%，效益顯著。

8.4 精確變量播種施肥機(jī)

隨著農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的發(fā)展，發(fā)展精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)已成為現(xiàn)代農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的迫切要求。作為精準(zhǔn)農(nóng)業(yè)主要的技術(shù)環(huán)節(jié)，精準(zhǔn)播種、精準(zhǔn)施肥是保證糧食作物豐產(chǎn)豐收的基礎(chǔ)。由農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所種植機(jī)械創(chuàng)新團(tuán)隊研發(fā)的“精確變量播種施肥機(jī)”具有播量模型在線標(biāo)定功能，可實現(xiàn)不同品種、不同類型種子、肥料的播量模型實時標(biāo)定，增加了播種施肥裝備的通用性，滿足大型機(jī)具的作業(yè)功能多樣化，同時該裝備具有漏播、堵塞實時監(jiān)測、RTK-GPS動態(tài)定位、CAN總線控制、網(wǎng)絡(luò)通訊協(xié)議等特點，機(jī)手在駕駛室可實時接收作業(yè)地塊的播種施肥處方圖，結(jié)合研制的自動輔助駕駛系統(tǒng)，可實現(xiàn)播種施肥作業(yè)的“一鍵化”操作。該技術(shù)充分體現(xiàn)了以智能裝備為載體、以信息化為特征的技術(shù)優(yōu)勢，代表了未來規(guī)?；?、信息化、智慧化的現(xiàn)代農(nóng)業(yè)發(fā)展方向。

8.5 油菜割曬機(jī)和種肥定位同播技術(shù)

針對油菜機(jī)械化收獲損失率高、適應(yīng)性差等問題，農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所創(chuàng)制了4SY-2型油菜割曬機(jī)、4SJ-1.8型油菜撿拾脫粒機(jī)、4LZY-2.0S型油菜聯(lián)合收割機(jī)和4LZY-3.5Z型油菜聯(lián)合收割機(jī)?！坝筒藱C(jī)械化收獲技術(shù)”自2014年以來連續(xù)確定為農(nóng)業(yè)部主推技術(shù)，其主要技術(shù)性能指標(biāo)達(dá)到國際先進(jìn)水平。成果在星光農(nóng)機(jī)股份有限公司實施轉(zhuǎn)化，在蘇、浙、皖、湘、鄂等主產(chǎn)區(qū)大面積推廣應(yīng)用，為發(fā)展油菜生產(chǎn)作出了重要貢獻(xiàn)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所建立的種肥定位同播技術(shù)以油菜全程機(jī)械化生產(chǎn)為方向，通過農(nóng)機(jī)農(nóng)藝融合、關(guān)鍵技術(shù)集成創(chuàng)新，將有力推動油菜綠色高產(chǎn)高效“345”模式（成本控制在300元左右，畝產(chǎn)菜籽達(dá)到200 kg，畝純收入實現(xiàn)500元）的示范推廣。

8.6 菜油防病管理技術(shù)

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所針對油菜產(chǎn)中輕簡化和機(jī)械化程度低，傳統(tǒng)菌核病的防治技術(shù)滯后、費時耗工等油菜生產(chǎn)發(fā)展的制約因素，在國內(nèi)率先研發(fā)并推廣了油菜產(chǎn)中管理及菌核病防控全程輕簡化、機(jī)械化技術(shù)集成。該技術(shù)體系由芽前封閉除草機(jī)械化技術(shù)、油菜“一促四防”（促進(jìn)后期生長發(fā)育、防菌核病、防花而不實、防早衰、防高溫逼熟）無人機(jī)噴藥技術(shù)、油菜新型化學(xué)干燥技術(shù)、秸稈（菌核）快速腐解技術(shù)等4個核心技術(shù)組成，使油菜產(chǎn)中管理也變成一門“懶漢”技術(shù)。2013年以來，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所先后在油菜主產(chǎn)省份建立100萬畝示范區(qū)，發(fā)現(xiàn)油菜產(chǎn)中管理及菌核病防控全程輕簡化、機(jī)械化技術(shù)體系與傳統(tǒng)技術(shù)相比，成本降低2/3以上，菌核病防治效果平均提高18%以上，化肥農(nóng)藥減施20%以上，油菜增產(chǎn)15%以上，畝綜合效益增加100元以上。

8.7 菜籽油提取工藝裝備

菜籽油是中國國產(chǎn)第一大宗的食用植物油。針對中國目前油料功能脂質(zhì)市場需求快速增長，缺乏高效制備技術(shù)等難題，中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院油料作物研究所黃鳳洪團(tuán)隊經(jīng)10多年協(xié)同攻關(guān)，建立了“高品質(zhì)濃香菜籽油7D工藝技術(shù)裝備”，加工的濃香菜籽油高脂類伴隨物保留率從不足30%提高至80%以上，功能活性菜籽多酚canolol提高了8倍；發(fā)明了廣適高效的脂質(zhì)分子修飾與物理改性技術(shù)，創(chuàng)制出純度達(dá)96.9%的新型功能脂質(zhì)α-亞麻酸甾醇酯，其脂溶性較甾醇提高20倍，整體技術(shù)處于國際領(lǐng)先水平，產(chǎn)品銷往美國、德國、丹麥等國家和地區(qū)，為油料產(chǎn)業(yè)升級換代、改善國民營養(yǎng)健康和促進(jìn)農(nóng)民增收作出重要貢獻(xiàn)。

8.8 葉菜收獲機(jī)

蔬菜產(chǎn)業(yè)是中國農(nóng)業(yè)農(nóng)村經(jīng)濟(jì)重要支柱產(chǎn)業(yè)，關(guān)乎農(nóng)民“錢袋子”和城鎮(zhèn)居民“菜籃子”。據(jù)統(tǒng)計，全國葉類蔬菜種植面積高達(dá)1.2億畝，但蔬菜生產(chǎn)機(jī)械化水平極低，目前依然沿襲傳統(tǒng)的手工采收，嚴(yán)重制約了其規(guī)模發(fā)展。農(nóng)業(yè)部南京農(nóng)業(yè)機(jī)械化研究所果蔬茶創(chuàng)新團(tuán)隊研制的輕簡型葉菜無序收獲機(jī)、自走式葉菜無序收獲機(jī)和手扶式葉菜有序收獲機(jī)正式亮相。其中，葉菜有序收獲技術(shù)填補(bǔ)了國內(nèi)研究空白，滿足了市場需要，為實現(xiàn)蔬菜全程機(jī)械化提供了重要的技術(shù)支持，極大的節(jié)省了時間和人力，在全國范圍具有廣闊的推廣應(yīng)用價值。

9 農(nóng)產(chǎn)品加工及儲藏

馬鈴薯適應(yīng)性強(qiáng)、耐瘠薄干旱、產(chǎn)量高、營養(yǎng)豐富，對保障國家糧食安全、改善膳食營養(yǎng)、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)展至關(guān)重要。中國馬鈴薯種植面積、總產(chǎn)量均居世界第一，但因馬鈴薯不含面筋蛋白，成型性、延展性、成膜性、持氣性差，手工難以制作成適合中國居民飲食習(xí)慣和口味偏好的主導(dǎo)產(chǎn)品，一直未成為中國居民主食。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)產(chǎn)品加工研究所在世界上率先實現(xiàn)了馬鈴薯中式主食加工技術(shù)、產(chǎn)品、裝備、工藝、專用品種篩選、原料生產(chǎn)、標(biāo)準(zhǔn)制訂、檢驗檢測方法、示范推廣和企業(yè)培育的整體突破，創(chuàng)制的馬鈴薯主食加工系列技術(shù)、產(chǎn)品推向市場后得到業(yè)界廣大同仁、企業(yè)和消費者的一致好評，先后得到黨和國家領(lǐng)導(dǎo)人、有關(guān)部委和國際社會的高度評價。該成果在全國9個省7個市百余家重點企業(yè)示范應(yīng)用，累計銷售額45.4億元，為社會創(chuàng)造新增經(jīng)濟(jì)效益8.9億元，帶動20萬戶農(nóng)民種植馬鈴薯，增加農(nóng)民收入4.0億元，經(jīng)濟(jì)、社會效益顯著，標(biāo)志著中國馬鈴薯中式主食加工整體技術(shù)已達(dá)國際領(lǐng)先水平。此外，“馬鈴薯主食化精準(zhǔn)營養(yǎng)3D食品打印技術(shù)”的發(fā)明，能夠滿足不同人群的精細(xì)化營養(yǎng)需求，引領(lǐng)現(xiàn)代食品產(chǎn)業(yè)發(fā)展的前沿技術(shù)。

10 農(nóng)業(yè)環(huán)境和可持續(xù)發(fā)展

南方水稻（即長江中下游、西南、華南三大稻區(qū)）常年植稻面積3.76億畝，其中低產(chǎn)水稻土約占1/3，制約了水稻高產(chǎn)增收。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)資源與農(nóng)業(yè)區(qū)劃研究所周衛(wèi)團(tuán)隊歷時10余年，全面構(gòu)建了低產(chǎn)水稻土改良與地力提升技術(shù)體系，研發(fā)出黃泥田有機(jī)熟化、白土厚沃耕層、潛育化水稻土排水氧化、反酸田/酸性田酸性消減、冷泥田廂壟除障等一系列低產(chǎn)水稻土改良關(guān)鍵技術(shù)，為中國水稻產(chǎn)業(yè)發(fā)展提供了有力支撐。該研究形成的系列成果已在南方11個省規(guī)模化應(yīng)用，近3年累計示范推廣5730萬畝，技術(shù)覆蓋率達(dá)51.5%，技術(shù)產(chǎn)投比達(dá)7.3∶1，新增社會經(jīng)濟(jì)效益總產(chǎn)值161.5億元，新增純收入131.9億元。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物科學(xué)研究所張衛(wèi)建團(tuán)隊的研究發(fā)現(xiàn)，水稻高產(chǎn)新品種不僅可以通過根系分泌物和凋落物的形式為稻田CH4產(chǎn)生菌提供更多的碳源，促進(jìn)CH4產(chǎn)生過程；同時也可以通過強(qiáng)大的通氣組織（根系）為稻田CH4氧化菌提供更多的氧氣，促進(jìn)CH4氧化過程。因此，中國水稻高產(chǎn)新品種的大面積推廣，不僅保障了國家的口糧安全，而且起到了CH4顯著減排效果，對應(yīng)對氣候變化的作物品種改良和稻作技術(shù)創(chuàng)新具有重要意義。

11 農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所王靜主持完成的“農(nóng)產(chǎn)品中典型化學(xué)污染物精準(zhǔn)識別與確證檢測關(guān)鍵技術(shù)研究及應(yīng)用”成果，針對農(nóng)產(chǎn)品中化學(xué)性污染物的檢測快速檢測產(chǎn)品品種不全、高通量多組分確證技術(shù)覆蓋面窄等問題，實現(xiàn)了基于分子印跡仿生識別技術(shù)的農(nóng)產(chǎn)品中4種化學(xué)污染物的快速檢測。創(chuàng)建了免疫檢測增敏和復(fù)雜基質(zhì)干擾控制技術(shù)，開發(fā)出21種穩(wěn)定準(zhǔn)確的試劑盒（試紙條）。構(gòu)建了18套農(nóng)獸藥、違禁添加物等典型化學(xué)污染物的確證檢測技術(shù)體系。目前已在全國31個省市的龍頭企業(yè)、質(zhì)檢風(fēng)評機(jī)構(gòu)、科研院所及種養(yǎng)殖基地等1000余家單位應(yīng)用，2013—2015年新增銷售額4292.59萬元。對促進(jìn)農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全檢測技術(shù)進(jìn)步、保障消費安全作出了突出貢獻(xiàn)，經(jīng)濟(jì)社會效益顯著。

中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)與檢測技術(shù)研究所通過調(diào)控和有序自組裝后金基納米材料（AuNMs）對電化學(xué)、可見光譜、熒光等信號的傳導(dǎo)、放大和增強(qiáng)效應(yīng)以及在分析科學(xué)方面的應(yīng)用技術(shù)，為進(jìn)一步建立穩(wěn)定、可靠的農(nóng)產(chǎn)品及飼料質(zhì)量安全分析速測新技術(shù)與新方法提供了基礎(chǔ)。奶業(yè)方面，依托中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院北京畜牧獸醫(yī)研究所，建立中國首個專業(yè)性奶業(yè)技術(shù)研究實驗室。

12 其他

中國家禽業(yè)從2004年開始遭受到H5N1高致病性禽流感的重大打擊，2005年底開始中國對境內(nèi)的所有的雞、鴨、鵝等主要家禽實行全面強(qiáng)制免疫措施，取得了明顯的防控效果。然而，中國每年的H5N1禽流感疫苗使用量約為200億劑，每年的免疫成本約為60億元；在過去的10余年間，中國的H5N1禽流感免疫總成本高達(dá)600多億元，使財政長期背上了沉重的負(fù)擔(dān)。中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)經(jīng)濟(jì)與發(fā)展研究所王濟(jì)民領(lǐng)銜的糧食安全與畜牧經(jīng)濟(jì)創(chuàng)新團(tuán)隊，通過建立動物流行病模擬模型，對中國H5N1高致病禽流感所采取的防控策略進(jìn)行了技術(shù)和經(jīng)濟(jì)綜合評估。研究認(rèn)為，中國H5N1禽流感防控“強(qiáng)制免疫”措施，成本巨大，采用直接的“撲殺”措施

將是更好的選擇。2004—2012年“直接撲殺”成本僅為“全面免疫”策略的1.36%，可節(jié)約防控成本約570億元，撲殺措施具有巨大的經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢。該研究為定量評價中國H5N1禽流感防控策略提供了新的視角，有助于提高中國H5N1禽流感防控決策的科學(xué)性。

小農(nóng)戶技術(shù)轉(zhuǎn)型是全球可持續(xù)發(fā)展的巨大挑戰(zhàn)。中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院張福鎖團(tuán)隊建立了科技小院模式，通過產(chǎn)量差分析、農(nóng)戶參與式技術(shù)創(chuàng)新、農(nóng)戶組織模式創(chuàng)新與技術(shù)擴(kuò)散途徑創(chuàng)新等，系統(tǒng)破解了小農(nóng)戶增產(chǎn)增效的關(guān)鍵限制因素，并實現(xiàn)了縣域尺度的增產(chǎn)增效。科技小院入住5年之后，曲周農(nóng)民知識水平大幅提高，高產(chǎn)高效技術(shù)采用率從2009年的17.9%提高到了53.5%，2009—2014年，全縣

糧食單產(chǎn)實現(xiàn)了試驗基地產(chǎn)量水平的79.6%（2009年為62.8%），全縣糧食總產(chǎn)增長了37%，養(yǎng)分效率提高20%以上，農(nóng)民收入增長了79%，曲周縣一躍而成全國糧食生產(chǎn)先進(jìn)縣。研究團(tuán)隊已在全國21個省市建立了81個科技小院，探索不同區(qū)域、不同優(yōu)勢作物、不同經(jīng)營主體條件下農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型的技術(shù)、應(yīng)用模式和區(qū)域大面積實現(xiàn)的途徑?？萍夹≡耗Ｊ教峁┝宿r(nóng)民與科學(xué)家交流、農(nóng)民創(chuàng)新、不同服務(wù)主體協(xié)作的平臺，是國際上關(guān)于大面積推動小農(nóng)戶增產(chǎn)增效的典型成功案例，是全球提高糧食產(chǎn)量、減少環(huán)境污染的重要途徑。?