科技前沿

棉花基因組學研究獲重大進展二倍體棉花雷蒙德氏棉基因組草圖公布

由中國農業科學院棉花研究所主持，深圳華大基因研究院、北京大學等單位共同完成的二倍體棉花—雷蒙德氏棉的全基因組草圖于8月26日發表在國際權威學術期刊《自然—遺傳學（Nature Genetics）》，標志著我國棉花基因組學研究取得了國際領先的地位。

棉花是全球最重要的經濟作物之一，也是紡織工業主要的天然原料，還是一種研究多倍體化、細胞伸長和細胞壁生物合成極好的模式系統。目前，陸地棉占棉花種植面積的90%以上，而雷蒙德氏棉是陸地棉祖先的兩個供體種之一。為深入挖掘與利用棉花重要功能基因，加快分子育種和全基因組育種的進程，棉花所所長喻樹迅院士發起并主持實施了棉花基因組計劃（Cotton Genome Project，CGP）。研究團隊采用全基因組鳥槍法結合新一代的高通量DNA測序技術對雷蒙德氏棉進行了全基因組測序，獲得了其87.7%的全基因組序列。研究結果表明，雷蒙德氏棉是由其祖先歷經多次基因組復制而形成的。

研究發現，基因組包括了約4.1萬個蛋白質編碼基因，其中，92.2%已得到了轉錄數據的進一步證實。此外，科研人員還從基因組注釋結果中發現了有可能為早期纖維發育所必需的基因。

雷蒙德氏棉基因草圖的完成，為進一步解析陸地棉全基因組序列奠定了堅實的基礎，有利于棉花優質、高產、抗逆等重要農藝性狀的深入研究，將進一步加快優良新品種的培育進程。

農業部副部長、中國農業科學院院長李家洋特地發來賀信。他稱贊該項成果的取得為我國在世界棉花基因組學研究方面占得先機，希望研究人員繼續加強棉花基因組學研究，并將研究成果應用到培育優良棉花品種上，最終實現基因組水平上的棉花分子設計育種，做到“頂天立地”。

（中國農業科學院棉花研究所）

國內首臺乘坐自走式全自動采茶機研發成功

9月1～3日，由國家茶葉產業技術體系茶園機械崗位專家、農業部南京農業機械化研究所特色經濟作物生產裝備研究中心主任肖宏儒研究員及其團隊研究開發的國內首臺乘坐自走式全自動采茶機，在江蘇省句容市茶博園完成了樣機試驗，并取得成功。

此次研發的4CJ—20型乘坐自走式全自動采茶機采用往復切割式弧面采摘器，與茶樹蓬面相適應，采摘高度可調，采摘幅寬1.2米左右，刀片雙動，作業時由往復切割式刀片將茶樹芽梢切斷，由風機等集葉裝置將采摘葉送入集葉袋。這種形式的機器，成功解決了單人和雙人抬式采茶機需背負人抬、勞動強度大、工耗多等難題。目前國內市場尚未出現乘坐自走式全自動采茶機，該機為國內首創。

同時，該團隊還針對試驗中出現的采摘高度不一致、鮮葉完整率低等問題，對樣機進行了多次試驗改進。目前4CJ—20型乘坐自走式全自動采茶機作業性能穩定，單臺作業效率為3～8畝/小時，具有結構合理，油耗少，對茶樹污染小，機動性好，操作省力，工效較高和采摘鮮葉質量較好等特點，適合在20°以下緩坡、條播、地面比較平整、地頭留有一定回轉地帶的茶園中使用。

（農業部南京農業機械化研究所）

生物農藥高毒菌株基因庫建立

由福建農業科學院農業生物資源所完成的生物農藥高毒菌株篩選利用與菌種資源基因庫建立項目，日前通過專家驗收。

據介紹，該項目建立了生物農藥菌株的收集、鑒定、篩選和保藏系統；收集不同土壤樣本5613份，分離、保藏菌株約1.59萬株，從國外引進芽胞桿菌標準菌株173株；采用磷脂脂肪酸和生理生化等方法鑒定菌株1萬多株。

此外，該項目還建立了優良菌株的篩選評價系統，年研究通量可達100株以上，累計為外單位測試樣品1500多份，交換菌株1200多株。

（福建農業科學院農業生物資源所）

武漢植物園從長春花中分離出抗癌合成基因

中科院武漢植物園從藥用植物長春花中，首次分離了兩個基因，它們是藥用化合物熊果酸、齊墩果酸合成途徑中的關鍵因素。近日，該研究成果在國際著名植物學雜志《植物學》上發表。兩個基因分別被命名為CrAS、CrAO。藥用化合物白樺酯酸、熊果酸、齊墩果酸，具有抗腫瘤、艾滋病病毒及抵抗多種微生物病菌的功效，尤其是白樺酯酸，被認為是繼紫杉醇之后，又一最具潛力的抗癌藥。這兩個基因轉入微生物酵母細胞，構建的轉基因酵母系，具備合成熊果酸與齊墩果酸的能力。而利用組合生物技術，CrAO能夠催化羽扇豆醇，合成白樺酯酸。白樺酯酸此前通過白樺樹的樹皮提取，生產成本高昂且不利于可持續發展。該研究成果為白樺酯酸、熊果酸、齊墩果酸的合成提供了一條新的生產途徑，具有廣泛的應用前景。

（中科院武漢植物園）

中山大學發PlantCell解析水稻天然免疫

來自中山大學生命科學學院的研究人員發表了題為“Lysin Motif-Containing Proteins LYP4 and LYP6 Play Dual Roles in Peptidoglycan and Chitin Perception in Rice Innate Immunity”的文章，發現了兩個在水稻天然免疫調控中扮演重要作用的模式識別受體，并解析了這兩個受體的作用機制，為進一步探討植物天然免疫提供了寶貴的資料。相關成果公布在植物性領域權威期刊thePlantCell雜志上。

植物的天然免疫是植物免疫系統的重要組成部分，植物能通過細胞表面免疫受體和胞內免疫受體感受來源于病原微生物的分子，激活天然免疫，抵御病原物的侵染。這些存在于植物細胞膜上的受體能通過識別病原體上的一些共有的、保守的分子基序（也即病原相關分子模式），引發先天免疫反應。

在這篇文章中，研究人員發現兩個水稻同源賴氨酸結構域蛋白：LYP4和LYP6能感應細菌肽聚糖PGN結構以及真菌幾丁質結構，作為模式識別受體PRRs，作出應答。

（中山大學生命科學學院）

納米技術除飲用水微污染物

近日，從中科院合肥物質研究院了解到，以該院智能所為首席單位的科技部國家重大研究計劃項目“應用納米技術去除飲用水中微污染物的基礎研究”取得成果，這套包括新型納米材料及配套處理程序的技術對控制飲用水源砷、氟等污染具有重要意義。

目前這項技術已在我國部分農村地區現場使用，為改善當地農民飲用水質作出了突出貢獻。這也是我國第一次在飲用水處理上使用納米材料及其處理程序。

據了解，常規飲用水處理方式下，部分重金屬等微污染物會有明顯殘留，長期飲用會對人體造成傷害。所以，飲用水中微污染物的處理是飲用水安全領域最富有挑戰性的前沿課題。

負責此項研究的中科院合肥物質研究院智能所劉錦淮研究員介紹，富有活力的納米材料具備常規材料無法比擬的高吸附效率等優勢，為解決這些關鍵問題提供了新的機遇。

劉錦淮及其合作團隊設計合成了一系列同時具有微米級材料的易處理性和納米級材料高效率、高活性等優點的三維微納分級結構材料，包括花狀鎂鋁雙氫氧化物、花狀氧化鎂、類棉花糖狀氧化銅、鐵基金屬有機骨架等，對于砷、氟等微污染物具有快速吸附動力和超大吸附容量。同時，科研人員還配套設計了有別于常規自來水處理的應用程序。

科研人員在內蒙古呼和浩特市托克托縣伍什家鎮興旺莊村建立了納米技術去除飲用水中微污染物的示范基地。

興旺莊村的飲用水主要來自于地下水，水質非常惡劣，砷超出國家標準（10ppb）10倍以上，氟離子含量接近國標限值（1.0ppm）的3倍。另外，水呈淡黃色并有微臭味，一些具有危害性的有機物含量非常高。

經過近一年的努力，科研人員在興旺莊村實現了對飲用水中的砷、氟以及有機物的有效去除，經過處理的飲用水已經基本達到國家生活飲用水衛生標準（GB5749－2006）。當地各族老百姓終于喝上了安全的飲用水。

（《科技日報》）

南京農業大學荒漠生態治理新技術示范工作取得重大進展

近日，由南京農業大學麻浩教授率領的項目組進行的“荒漠區無灌溉管件防護梭梭造林新技術”示范工作取得重大進展。該技術成為我國多年來在梭梭無灌溉條件下植樹造林技術領域形成突破性的新技術，將有望推動我國荒漠生態治理和荒漠生態產業化進程。

據悉，該技術在新疆自治區防沙治沙多業一體化發展工作會議上被評為重點推介和參觀的示范技術。其實用性和創新性得到了國家林業局治沙辦、新疆自治區林業廳、新疆防沙治沙領導協調小組等負責同志的高度評價。

梭梭是一種耐旱、耐高溫、耐鹽堿、耐風蝕的優良防風固沙和生態保護植物，也是我國荒漠半荒漠區固沙造林面積最大的建群樹種，在這些地區防沙固沙、減緩荒漠化、維護生態安全上具有不可替代的生態地位。但在荒漠半荒漠地區植樹過程中，梭梭存在無灌溉條件下直播苗、移栽苗成活率普遍較低（10%以下，某些年份幾乎為零）和生長緩慢(移栽當年普遍株高僅為10～30cm，分枝少)等瓶頸問題。

“荒漠區無灌溉管件防護梭梭造林新技術”具有不需澆水或灌溉、可直播也可移栽、移栽成活率高和當年生長量大、畝投入成本少、也可運用于其他荒漠半荒漠植物種植和造林過程中等特點。目前，圍繞該項技術體系，項目組已獲國家發明專利授權6項、實用新型專利授權2項，經過近幾年多個荒漠生態地點的試驗、組裝集成和示范，已具備圍繞該技術體系進行荒漠生態治理推廣應用和產業化開發雛形。

（南京農業大學科學研究院）

美國《科學》雜志刊載華中農業大學水稻生殖隔離機理重要成果

9月14日從華中農業大學作物遺傳改良國家重點實驗室獲悉，由中國科學院院士張啟發教授率領的課題組最新研究成果揭示了水稻秈粳亞種間生殖隔離的機理，論文以“A killer-protector system regulates both hybrid sterility and segregation distortion in rice”為題，于9月14日在《科學》雜志（Science）發表。

亞洲栽培稻分為秈稻和粳稻兩個亞種，秈粳亞種間的雜種優勢要遠大于秈粳亞種內的優勢。但由于自然界普遍存在的亞種之間生殖隔離法則，秈粳稻亞種間雜種育性下降，結實率很低。受此制約，長期以來，雜交水稻的育種工作基本限制在亞種內進行，亞種之間更加強大的雜種優勢難以得到利用。后來，科學家發現存在著能突破生殖隔離的水稻資源，被稱為廣親和品種。水稻科研工作者在上世紀80年代就發現，S5可能是控制水稻秈粳雜種不育性狀，導致廣親和現象的主效基因位點。鑒于廣親合基因的重大價值，1987年國家啟動“863”計劃時，就將分離克隆該基因列入研究計劃。從1990年開始，張啟發課題組經過18年不懈的努力，并與多家研究單位合作，于2008年成功克隆了S5位點的5號基因，該成果2008年在《美國國家科學院院刊》發表。然而，仍然使他們困惑的是，僅5號基因的作用無法解釋該位點引起雜種不育的機理。又歷經4年，此次發表的最新成果表明，兩個與之緊密連鎖的基因（3號和4號基因） 與5號基因協同作用控制雜種不育及廣親和現象。

生殖隔離在物種進化和新物種的形成中起著十分重要的作用，一直是生物進化研究中的重要課題。國外對生殖隔離基因的研究主要集中在果蠅，在植物中研究很少。水稻秈粳亞種間雜種不育是生殖隔離的一個典型例子。

張啟發介紹，該研究從分子水平對S5的作用機理進行了比較完善的闡述，揭示了水稻秈粳雜種育性調控的分子機制，為有關秈粳雜種不育、物種生殖隔離分子機理、生物進化的研究提供了借鑒和參考。該項成果在水稻品種改良中有廣闊的應用前景，其有關信息可被直接用于發掘其他廣親和基因，培育廣親和品種，進而有效地跨越生殖隔離，克服水稻秈粳亞種間雜種的不育性，利用秈粳亞種間強大的雜種優勢，提高水稻產量。

（華中農業大學）

青海三江源區有機養畜相關技術成果國內領先

近日，從青海省科技廳了解到，作為三江源地區生態保護和建設重要科研課題的“三江源區有機養畜技術推廣及產業化示范”項目于9月14日通過專家驗收，專家組評價認為，項目建立了當地生態保護與發展的可持續模式，相關成果達到國內領先。

三江源地區位于青海省，是一個以畜牧業為主的區域，長江、黃河和瀾滄江均發源于此。青海省是中國五大牧區之一，擁有近5.47億畝天然草場，大部分位于三江源地區。為探索載畜量控制、草地生態保護、畜牧產業升級、牧民收入增加的可持續發展模式，2012年3月，項目組選擇在三江源地區的青海省河南蒙古族自治縣建立草地有機畜牧業規模化生產基地，通過相關生產技術突破，為三江源區生態保護與建設后續產業的發展提供示范。

項目負責人、青海省畜牧獸醫科學院院長毛學榮介紹，項目實施兩年來，引導牧民成立10個有機畜牧業專業合作社，建立了約3.75萬頭牦牛、5.68萬只歐拉藏羊有機養殖檔案，開通河南縣有機產品網并實現了牦牛、藏羊從有機養殖、屠宰加工、銷售的有機產品質量可追溯，共生產符合國家有機食品生產標準的畜產品1733噸，并通過發展種羊產業等新增產值2898萬元。

據了解，項目同時研究解決了高寒牧區有機畜牧業生產中牛、羊糞便無害化發酵、生產有機肥技術和中獸藥驅蟲及微生態制劑防治幼畜腸道疾病技術，示范生產的1445噸有機肥就地分戶生產利用，有效保護了天然草場生態環境。同時，研制的中獸藥驅蟲劑對牦牛、綿羊消化道線蟲蟲卵減少率均達到70%以上，微生態制劑防治效果達到90%，為中藏藥和微生態制劑替代化學獸藥提供了新途徑。

（青海省科技廳）

山西省雜交大豆技術實現重大突破

9月19日，記者從山西省農科院科研處獲悉，該院品種資源研究所在承擔的國家“十一五”、“十二五”“863”重大專項——雜交大豆高效繁育制種技術上取得了重大突破。

該項技術的重大突破之一是提高了親本繁育和F1雜交制種產量，繁種異交率達到80%～100%，制種田平均畝產83.5公斤，為我國及世界大豆的雜種優勢利用開辟了廣闊前景；同時，該項技術還實現了大豆雜交種不育系、保持系和恢復系三系的技術配套，并已應用于雜交種的配置和生產，選出的2個大豆強優勢組合生產試驗示范平均畝產250公斤，比目前生產上的主推品種分別增產16.8%和29.8%，為我國大豆雜交種產業化及安全生產提供了強有力的技術支持。

（山西省農科院科研處）

河南玉米新品種“偉科702”將成為“鄭單958”的下一代大面積推廣品種

“這是一個突破性成就，可能會使我國玉米育種史進入一個新的階段。”8月28日，中國工程院院士、中國農業大學教授戴景瑞在考察了河南省玉米新品種“偉科702”后給予了高度評價。

當天上午，戴景瑞院士和中國工程院院士、四川農業大學教授榮廷昭這兩位國內玉米育種界領軍人物，和全國十多位著名玉米專家一起，對鶴壁農科院國家玉米產業體系展示田和新鄉小店鎮高產創建“偉科702”千畝示范田進行了考察。

“偉科702”是農業部推廣展示的河南省最新玉米品種，該品種是在我國著名玉米遺傳育種專家、河南農業大學陳偉程教授指導下，由偉科育種和金苑種業組建的育種團隊選育而成，已經通過河南、河北和內蒙古三省區品種審定，而且完成了2011年國家玉米三大主產區的審定試驗程序，被國內玉米種業公認為潛力巨大的新品種。

“‘偉科702’的產量性狀特別好，果穗大，結實飽滿，單株出籽率高達89%，抗倒伏能力和抗病害能力強，是目前眾多新品種中綜合性狀最好的。增產幅度很高，比對照品種產量增加了8%～10%，非常難得。在黃淮海、東華北和西北三大玉米主產區的兩年區域試驗中，它的成績都是第一，這在國內玉米育種史上是前所未有的。”戴景瑞院士認為，“偉科702”將成為“鄭單958”的下一代大面積推廣品種，非常有發展前景。

（河南省鶴壁農科院）