近期，2021年中國農業科學10項重大進展正式釋出，主要涵蓋了基因組學、重要功能基因解析、重大病蟲害災變機制、動物胚胎髮育、動物新冠病毒感染和傳播、作物栽培耕作等研究領域。具體內容如下：
1
發現水稻產量和氮肥利用協同調控新機制
中國科學院遺傳與發育生物學研究所傅向東研究團隊發現了氮素高效利用關鍵基因NGR5。
NGR5是赤黴素訊號途徑的新組分，可以整合赤黴素訊號與氮訊號提高水稻產量和氮肥利用效率，為高產和氮肥高效作物分子設計育種提供了理論和技術支撐。
赤黴素訊號傳導新機制調控水稻分櫱對氮素的響應
2
小麥抗赤黴病主效新基因的發掘與利用
山東農業大學孔令讓團隊首次從長穗偃麥草克隆了由真菌水平轉移的主效抗小麥赤黴病基因Fhb7，揭示了其抗病分子機理和遺傳機理，併成功應用於小麥育種。為解決日益嚴重的小麥抗赤黴難題提供了寶貴的種質資源。
小麥赤黴病
小麥赤黴病：又稱爛穗病、麥秸枯、爛麥頭、紅麥頭等，是由多種鐮刀菌侵染所引起發生在小麥上的病害。從苗期到穗期均可發生，引起苗腐、莖基腐、稈腐和穗腐，以穗腐危害最大。
溼度大時，病部均可見粉紅色黴層。病麥含有致嘔毒素和類雌性激素述等毒素，人畜食後可引起急性中毒。病麥粒中含有脫氧雪腐鐮刀菌烯醇、玉米赤黴烯酮等毒素，還會導致懷孕母畜中毒後流產。
3
揭示豆科植物根瘤發生的分子調控機理
中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤團隊發現皮層細胞中SHR-SCR幹細胞分子模組是豆科植物形成根瘤的關鍵；該分子模組在水稻等非豆科植物根中異味過量表達也可誘導皮層細胞分裂。回答了“豆科植物為什麼能與根瘤菌共生固氮”這一科學問題，為提高豆科植物固氮效率和非豆科植物共生固氮奠定了理論基礎。
4
首次繪製大豆圖形結構泛基因組
中國科學院遺傳與發育生物學研究所田誌喜研究團隊分析了2898個大豆種質材料的基因型和群體結構，首次構建了植物圖形結構泛基因組，挖掘到大量利用傳統基因組不能鑑定到的大片段結構變異。突破傳統基因組的線性儲存形式，為海量重測序資料提供了一個全新的分析平臺。
大豆圖形結構泛基因組分析
5
構建雜合二倍體馬鈴薯基因組圖譜
中國農業科學院深圳農業基因研究所黃三文研究團隊攻克了雜合基因組組裝的技術難關，首次組裝了雜合二倍體馬鈴薯基因組，揭示了雜合基因組內豐富的遺傳變異以及有害突變的分佈模式，為二倍體馬鈴薯自交衰退等生物學研究和分子設計育種提供了基因組學基礎。
6
揭示植物莖尖廣譜抗病毒免疫機制
中國科學技術大學趙忠教授團隊首次發現植物幹細胞中的關鍵蛋白——WUSCHEL，可觸發先天抗病毒免疫。能夠響應病毒入侵，有效阻斷病毒複製和侵染。該研究回答了“為什麼大部分病毒不能侵染植物莖尖組織”的機制，對於培育新型廣譜抗病毒作物提供了新的技術策略。
7
首次解析豬早期胚胎的染色質三維構象
中國農業科學院北京畜牧獸醫研究所王彥芳團隊聯合中國科學院北京基因組研究所張治華團隊，首次揭示了豬不同來源的胚胎在早期發育過程中染色質三維構象的動態變化規律，闡明瞭染色質三維構象在豬早期胚胎髮育中的關鍵作用。為提高豬的胚胎工程效率奠定了理論基礎。
8
揭示不同動物對新冠病毒易感性差異
中國農業科學院哈爾濱獸醫研究所步志高研究員團隊、陳化蘭院士團隊和中國疾病預防控制中心病毒病預防控制所吳桂珍、譚文傑研究員等合作，發現雪貂和貓等對新冠病毒易感並能引起水平傳播，是潛在儲存和傳播宿主；狗對新冠病毒易感性較低；豬、雞、鴨對新冠病毒不易感。
為新冠聯防聯控及宿主溯源提供了重要科學依據，為新冠肺炎疫苗、抗體和抗病毒藥物的研發評價，新冠病毒感染、傳播、致病與免疫機制的基礎研究提供重要手段。
9
解析昆蟲激素介導小菜蛾Bt抗性機制
中國農業科學院蔬菜花卉研究所張友軍團隊首次發現昆蟲激素含量升高導致小菜蛾對Bt殺蟲蛋白產生高抗性，揭示了經典的昆蟲激素可以參與昆蟲Bt抗性的新功能及其分子調控網路。
對重大農業害蟲Bt抗性進化的監測預警和綜合治理，以及Bt生物技術產品的研發具有重要的理論和實踐意義。
蘇雲金桿菌：即蘇雲金芽孢桿菌（Bacillus thuringiensis，Bt），被發現已有100 年的歷史，是近年來研究最深入、開發最迅速、應用最廣泛的微生物殺蟲劑。蘇雲金桿菌的防蟲原理是其菌株可產生內毒素（伴胞晶體）和外毒素兩類毒素，使害蟲停止取食，害蟲因飢餓、血液敗壞和神經中毒而死。
10
全球農作物間套作增產模式綜合分析
中國農業大學國家農業綠色發展研究院張福鎖院士團隊與荷蘭瓦赫寧根大學合作，系統研究了全球農作物間套作的作物搭配、時空配置及養分投入等管理措施對增產效應的積極影響，總結出分別適合在中國（玉米與其他作物間作）和歐洲（矮穀物與豆科混作）廣泛應用的兩種不同增產模式。
參考資料：中國三農釋出
