科技前沿

棉花基因组学研究获重大进展二倍体棉花雷蒙德氏棉基因组草图公布

由中国农业科学院棉花研究所主持，深圳华大基因研究院、北京大学等单位共同完成的二倍体棉花—雷蒙德氏棉的全基因组草图于8月26日发表在国际权威学术期刊《自然—遗传学（Nature Genetics）》，标志着我国棉花基因组学研究取得了国际领先的地位。

棉花是全球最重要的经济作物之一，也是纺织工业主要的天然原料，还是一种研究多倍体化、细胞伸长和细胞壁生物合成极好的模式系统。目前，陆地棉占棉花种植面积的90%以上，而雷蒙德氏棉是陆地棉祖先的两个供体种之一。为深入挖掘与利用棉花重要功能基因，加快分子育种和全基因组育种的进程，棉花所所长喻树迅院士发起并主持实施了棉花基因组计划（Cotton Genome Project，CGP）。研究团队采用全基因组鸟枪法结合新一代的高通量DNA测序技术对雷蒙德氏棉进行了全基因组测序，获得了其87.7%的全基因组序列。研究结果表明，雷蒙德氏棉是由其祖先历经多次基因组复制而形成的。

研究发现，基因组包括了约4.1万个蛋白质编码基因，其中，92.2%已得到了转录数据的进一步证实。此外，科研人员还从基因组注释结果中发现了有可能为早期纤维发育所必需的基因。

雷蒙德氏棉基因草图的完成，为进一步解析陆地棉全基因组序列奠定了坚实的基础，有利于棉花优质、高产、抗逆等重要农艺性状的深入研究，将进一步加快优良新品种的培育进程。

农业部副部长、中国农业科学院院长李家洋特地发来贺信。他称赞该项成果的取得为我国在世界棉花基因组学研究方面占得先机，希望研究人员继续加强棉花基因组学研究，并将研究成果应用到培育优良棉花品种上，最终实现基因组水平上的棉花分子设计育种，做到“顶天立地”。

（中国农业科学院棉花研究所）

国内首台乘坐自走式全自动采茶机研发成功

9月1～3日，由国家茶叶产业技术体系茶园机械岗位专家、农业部南京农业机械化研究所特色经济作物生产装备研究中心主任肖宏儒研究员及其团队研究开发的国内首台乘坐自走式全自动采茶机，在江苏省句容市茶博园完成了样机试验，并取得成功。

此次研发的4CJ—20型乘坐自走式全自动采茶机采用往复切割式弧面采摘器，与茶树蓬面相适应，采摘高度可调，采摘幅宽1.2米左右，刀片双动，作业时由往复切割式刀片将茶树芽梢切断，由风机等集叶装置将采摘叶送入集叶袋。这种形式的机器，成功解决了单人和双人抬式采茶机需背负人抬、劳动强度大、工耗多等难题。目前国内市场尚未出现乘坐自走式全自动采茶机，该机为国内首创。

同时，该团队还针对试验中出现的采摘高度不一致、鲜叶完整率低等问题，对样机进行了多次试验改进。目前4CJ—20型乘坐自走式全自动采茶机作业性能稳定，单台作业效率为3～8亩/小时，具有结构合理，油耗少，对茶树污染小，机动性好，操作省力，工效较高和采摘鲜叶质量较好等特点，适合在20°以下缓坡、条播、地面比较平整、地头留有一定回转地带的茶园中使用。

（农业部南京农业机械化研究所）

生物农药高毒菌株基因库建立

由福建农业科学院农业生物资源所完成的生物农药高毒菌株筛选利用与菌种资源基因库建立项目，日前通过专家验收。

据介绍，该项目建立了生物农药菌株的收集、鉴定、筛选和保藏系统；收集不同土壤样本5613份，分离、保藏菌株约1.59万株，从国外引进芽胞杆菌标准菌株173株；采用磷脂脂肪酸和生理生化等方法鉴定菌株1万多株。

此外，该项目还建立了优良菌株的筛选评价系统，年研究通量可达100株以上，累计为外单位测试样品1500多份，交换菌株1200多株。

（福建农业科学院农业生物资源所）

武汉植物园从长春花中分离出抗癌合成基因

中科院武汉植物园从药用植物长春花中，首次分离了两个基因，它们是药用化合物熊果酸、齐墩果酸合成途径中的关键因素。近日，该研究成果在国际著名植物学杂志《植物学》上发表。两个基因分别被命名为CrAS、CrAO。药用化合物白桦酯酸、熊果酸、齐墩果酸，具有抗肿瘤、艾滋病病毒及抵抗多种微生物病菌的功效，尤其是白桦酯酸，被认为是继紫杉醇之后，又一最具潜力的抗癌药。这两个基因转入微生物酵母细胞，构建的转基因酵母系，具备合成熊果酸与齐墩果酸的能力。而利用组合生物技术，CrAO能够催化羽扇豆醇，合成白桦酯酸。白桦酯酸此前通过白桦树的树皮提取，生产成本高昂且不利于可持续发展。该研究成果为白桦酯酸、熊果酸、齐墩果酸的合成提供了一条新的生产途径，具有广泛的应用前景。

（中科院武汉植物园）

中山大学发PlantCell解析水稻天然免疫

来自中山大学生命科学学院的研究人员发表了题为“Lysin Motif-Containing Proteins LYP4 and LYP6 Play Dual Roles in Peptidoglycan and Chitin Perception in Rice Innate Immunity”的文章，发现了两个在水稻天然免疫调控中扮演重要作用的模式识别受体，并解析了这两个受体的作用机制，为进一步探讨植物天然免疫提供了宝贵的资料。相关成果公布在植物性领域权威期刊thePlantCell杂志上。

植物的天然免疫是植物免疫系统的重要组成部分，植物能通过细胞表面免疫受体和胞内免疫受体感受来源于病原微生物的分子，激活天然免疫，抵御病原物的侵染。这些存在于植物细胞膜上的受体能通过识别病原体上的一些共有的、保守的分子基序（也即病原相关分子模式），引发先天免疫反应。

在这篇文章中，研究人员发现两个水稻同源赖氨酸结构域蛋白：LYP4和LYP6能感应细菌肽聚糖PGN结构以及真菌几丁质结构，作为模式识别受体PRRs，作出应答。

（中山大学生命科学学院）

纳米技术除饮用水微污染物

近日，从中科院合肥物质研究院了解到，以该院智能所为首席单位的科技部国家重大研究计划项目“应用纳米技术去除饮用水中微污染物的基础研究”取得成果，这套包括新型纳米材料及配套处理程序的技术对控制饮用水源砷、氟等污染具有重要意义。

目前这项技术已在我国部分农村地区现场使用，为改善当地农民饮用水质作出了突出贡献。这也是我国第一次在饮用水处理上使用纳米材料及其处理程序。

据了解，常规饮用水处理方式下，部分重金属等微污染物会有明显残留，长期饮用会对人体造成伤害。所以，饮用水中微污染物的处理是饮用水安全领域最富有挑战性的前沿课题。

负责此项研究的中科院合肥物质研究院智能所刘锦淮研究员介绍，富有活力的纳米材料具备常规材料无法比拟的高吸附效率等优势，为解决这些关键问题提供了新的机遇。

刘锦淮及其合作团队设计合成了一系列同时具有微米级材料的易处理性和纳米级材料高效率、高活性等优点的三维微纳分级结构材料，包括花状镁铝双氢氧化物、花状氧化镁、类棉花糖状氧化铜、铁基金属有机骨架等，对于砷、氟等微污染物具有快速吸附动力和超大吸附容量。同时，科研人员还配套设计了有别于常规自来水处理的应用程序。

科研人员在内蒙古呼和浩特市托克托县伍什家镇兴旺庄村建立了纳米技术去除饮用水中微污染物的示范基地。

兴旺庄村的饮用水主要来自于地下水，水质非常恶劣，砷超出国家标准（10ppb）10倍以上，氟离子含量接近国标限值（1.0ppm）的3倍。另外，水呈淡黄色并有微臭味，一些具有危害性的有机物含量非常高。

经过近一年的努力，科研人员在兴旺庄村实现了对饮用水中的砷、氟以及有机物的有效去除，经过处理的饮用水已经基本达到国家生活饮用水卫生标准（GB5749－2006）。当地各族老百姓终于喝上了安全的饮用水。

（《科技日报》）

南京农业大学荒漠生态治理新技术示范工作取得重大进展

近日，由南京农业大学麻浩教授率领的项目组进行的“荒漠区无灌溉管件防护梭梭造林新技术”示范工作取得重大进展。该技术成为我国多年来在梭梭无灌溉条件下植树造林技术领域形成突破性的新技术，将有望推动我国荒漠生态治理和荒漠生态产业化进程。

据悉，该技术在新疆自治区防沙治沙多业一体化发展工作会议上被评为重点推介和参观的示范技术。其实用性和创新性得到了国家林业局治沙办、新疆自治区林业厅、新疆防沙治沙领导协调小组等负责同志的高度评价。

梭梭是一种耐旱、耐高温、耐盐碱、耐风蚀的优良防风固沙和生态保护植物，也是我国荒漠半荒漠区固沙造林面积最大的建群树种，在这些地区防沙固沙、减缓荒漠化、维护生态安全上具有不可替代的生态地位。但在荒漠半荒漠地区植树过程中，梭梭存在无灌溉条件下直播苗、移栽苗成活率普遍较低（10%以下，某些年份几乎为零）和生长缓慢(移栽当年普遍株高仅为10～30cm，分枝少)等瓶颈问题。

“荒漠区无灌溉管件防护梭梭造林新技术”具有不需浇水或灌溉、可直播也可移栽、移栽成活率高和当年生长量大、亩投入成本少、也可运用于其他荒漠半荒漠植物种植和造林过程中等特点。目前，围绕该项技术体系，项目组已获国家发明专利授权6项、实用新型专利授权2项，经过近几年多个荒漠生态地点的试验、组装集成和示范，已具备围绕该技术体系进行荒漠生态治理推广应用和产业化开发雏形。

（南京农业大学科学研究院）

美国《科学》杂志刊载华中农业大学水稻生殖隔离机理重要成果

9月14日从华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室获悉，由中国科学院院士张启发教授率领的课题组最新研究成果揭示了水稻籼粳亚种间生殖隔离的机理，论文以“A killer-protector system regulates both hybrid sterility and segregation distortion in rice”为题，于9月14日在《科学》杂志（Science）发表。

亚洲栽培稻分为籼稻和粳稻两个亚种，籼粳亚种间的杂种优势要远大于籼粳亚种内的优势。但由于自然界普遍存在的亚种之间生殖隔离法则，籼粳稻亚种间杂种育性下降，结实率很低。受此制约，长期以来，杂交水稻的育种工作基本限制在亚种内进行，亚种之间更加强大的杂种优势难以得到利用。后来，科学家发现存在着能突破生殖隔离的水稻资源，被称为广亲和品种。水稻科研工作者在上世纪80年代就发现，S5可能是控制水稻籼粳杂种不育性状，导致广亲和现象的主效基因位点。鉴于广亲合基因的重大价值，1987年国家启动“863”计划时，就将分离克隆该基因列入研究计划。从1990年开始，张启发课题组经过18年不懈的努力，并与多家研究单位合作，于2008年成功克隆了S5位点的5号基因，该成果2008年在《美国国家科学院院刊》发表。然而，仍然使他们困惑的是，仅5号基因的作用无法解释该位点引起杂种不育的机理。又历经4年，此次发表的最新成果表明，两个与之紧密连锁的基因（3号和4号基因） 与5号基因协同作用控制杂种不育及广亲和现象。

生殖隔离在物种进化和新物种的形成中起着十分重要的作用，一直是生物进化研究中的重要课题。国外对生殖隔离基因的研究主要集中在果蝇，在植物中研究很少。水稻籼粳亚种间杂种不育是生殖隔离的一个典型例子。

张启发介绍，该研究从分子水平对S5的作用机理进行了比较完善的阐述，揭示了水稻籼粳杂种育性调控的分子机制，为有关籼粳杂种不育、物种生殖隔离分子机理、生物进化的研究提供了借鉴和参考。该项成果在水稻品种改良中有广阔的应用前景，其有关信息可被直接用于发掘其他广亲和基因，培育广亲和品种，进而有效地跨越生殖隔离，克服水稻籼粳亚种间杂种的不育性，利用籼粳亚种间强大的杂种优势，提高水稻产量。

（华中农业大学）

青海三江源区有机养畜相关技术成果国内领先

近日，从青海省科技厅了解到，作为三江源地区生态保护和建设重要科研课题的“三江源区有机养畜技术推广及产业化示范”项目于9月14日通过专家验收，专家组评价认为，项目建立了当地生态保护与发展的可持续模式，相关成果达到国内领先。

三江源地区位于青海省，是一个以畜牧业为主的区域，长江、黄河和澜沧江均发源于此。青海省是中国五大牧区之一，拥有近5.47亿亩天然草场，大部分位于三江源地区。为探索载畜量控制、草地生态保护、畜牧产业升级、牧民收入增加的可持续发展模式，2012年3月，项目组选择在三江源地区的青海省河南蒙古族自治县建立草地有机畜牧业规模化生产基地，通过相关生产技术突破，为三江源区生态保护与建设后续产业的发展提供示范。

项目负责人、青海省畜牧兽医科学院院长毛学荣介绍，项目实施两年来，引导牧民成立10个有机畜牧业专业合作社，建立了约3.75万头牦牛、5.68万只欧拉藏羊有机养殖档案，开通河南县有机产品网并实现了牦牛、藏羊从有机养殖、屠宰加工、销售的有机产品质量可追溯，共生产符合国家有机食品生产标准的畜产品1733吨，并通过发展种羊产业等新增产值2898万元。

据了解，项目同时研究解决了高寒牧区有机畜牧业生产中牛、羊粪便无害化发酵、生产有机肥技术和中兽药驱虫及微生态制剂防治幼畜肠道疾病技术，示范生产的1445吨有机肥就地分户生产利用，有效保护了天然草场生态环境。同时，研制的中兽药驱虫剂对牦牛、绵羊消化道线虫虫卵减少率均达到70%以上，微生态制剂防治效果达到90%，为中藏药和微生态制剂替代化学兽药提供了新途径。

（青海省科技厅）

山西省杂交大豆技术实现重大突破

9月19日，记者从山西省农科院科研处获悉，该院品种资源研究所在承担的国家“十一五”、“十二五”“863”重大专项——杂交大豆高效繁育制种技术上取得了重大突破。

该项技术的重大突破之一是提高了亲本繁育和F1杂交制种产量，繁种异交率达到80%～100%，制种田平均亩产83.5公斤，为我国及世界大豆的杂种优势利用开辟了广阔前景；同时，该项技术还实现了大豆杂交种不育系、保持系和恢复系三系的技术配套，并已应用于杂交种的配置和生产，选出的2个大豆强优势组合生产试验示范平均亩产250公斤，比目前生产上的主推品种分别增产16.8%和29.8%，为我国大豆杂交种产业化及安全生产提供了强有力的技术支持。

（山西省农科院科研处）

河南玉米新品种“伟科702”将成为“郑单958”的下一代大面积推广品种

“这是一个突破性成就，可能会使我国玉米育种史进入一个新的阶段。”8月28日，中国工程院院士、中国农业大学教授戴景瑞在考察了河南省玉米新品种“伟科702”后给予了高度评价。

当天上午，戴景瑞院士和中国工程院院士、四川农业大学教授荣廷昭这两位国内玉米育种界领军人物，和全国十多位著名玉米专家一起，对鹤壁农科院国家玉米产业体系展示田和新乡小店镇高产创建“伟科702”千亩示范田进行了考察。

“伟科702”是农业部推广展示的河南省最新玉米品种，该品种是在我国著名玉米遗传育种专家、河南农业大学陈伟程教授指导下，由伟科育种和金苑种业组建的育种团队选育而成，已经通过河南、河北和内蒙古三省区品种审定，而且完成了2011年国家玉米三大主产区的审定试验程序，被国内玉米种业公认为潜力巨大的新品种。

“‘伟科702’的产量性状特别好，果穗大，结实饱满，单株出籽率高达89%，抗倒伏能力和抗病害能力强，是目前众多新品种中综合性状最好的。增产幅度很高，比对照品种产量增加了8%～10%，非常难得。在黄淮海、东华北和西北三大玉米主产区的两年区域试验中，它的成绩都是第一，这在国内玉米育种史上是前所未有的。”戴景瑞院士认为，“伟科702”将成为“郑单958”的下一代大面积推广品种，非常有发展前景。

（河南省鹤壁农科院）