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科研人员开发内源基因非编码区定向进化新技术

近期，中国农业科学院植物保护研究所作物病原生物功能基因组研究创新团队开发了核酸酶LbCas12a介导的内源基因非编码区定向进化技术。相关研究成果发表在《植物通讯（Plant Communications）》。

大量自然或随机诱变形成的非编码区变异为作物驯化和育种作出了贡献。目前主要利用核酸酶SpCas9对作物内源基因非编码区进行编辑和改造。与SpCas9相比，LbCas12a介导的内源基因非编码区技术更倾向于识别富含胸腺嘧啶的基因序列，并在植物细胞中诱导更大的缺失，更适合用于非编码区编辑和定向进化。

该研究通过使用LbCas12a介导的基因编辑技术和crRNA融合文库，对水稻株高内源基因SD1的非编码区进行大规模饱和覆盖打靶，创制出株高呈不同变化的突变群体，进一步研究证实，其株高数量性状变异主要是由该技术编辑全新的非编码区调控序列造成的。该技术为作物数量性状变异创制、分子育种研究提供技术支撑。

研究揭示蜜蜂外寄生螨的适应性取食策略

近期，中国农业科学院蜜蜂研究所资源昆虫生物学与饲养团队联合国内外高校对蜜蜂两种外寄生蜂螨的取食特性进行研究，揭示了蜂螨在与蜜蜂协同进化过程中形成的寄生适应性。相关研究成果发表在《自然·通讯（Nature Communications）》上。

螨害是危害蜜蜂健康最重要的生物因素，其中，狄斯瓦螨（俗称大蜂螨）给全球蜂产业带来巨大损失；梅氏热厉螨（俗称小蜂螨）在亚洲危害严重，并有全球传播的潜在威胁。

螨的生活周期分为繁殖期和传播期两个重要时期。研究发现在繁殖期，大蜂螨在蜜蜂封盖巢房中主要取食蜂蛹的血淋巴，血淋巴为母螨的生殖及后代的发育提供了充足的营养；在传播期，大蜂螨主要取食成蜂腹部的脂肪体，脂肪体的高热量为其寄生生活提供了充分的能量。与大蜂螨不同，小蜂螨的口器特征决定其不能取食成蜂，主要以蜜蜂幼虫和蛹的血淋巴为食。该研究揭示了蜂螨在与蜜蜂的长期协同进化中，其取食策略和自身生理需求与蜜蜂的生物学特征形成了高度的适应性。该研究为全面解析蜂螨生物学特性、有效防控蜜蜂螨害提供了重要理论依据。

研究构建玉米地上生物量高精度估算模型

近期，中国农业科学院农田灌溉研究所节水高效灌溉技术与装备创新团队构建玉米地上生物量高精度估算模型，该模型可实现不同水肥管理模式下玉米地上生物量快速、无损估算，预测精度超过80%。相关研究成果发表在《农业计算机与电子（Computers and Electronics in Agriculture）》上。

玉米地上生物量是判断植株生长状态、产量潜力，制定灌溉、施肥决策的关键指标。传统地上生物量依靠人工取样测算，破坏作物生长、费时费力。遥感技术已被认为是大范围有效估算生物量的非破坏性方法，但如何精准构建预测模型仍待探索。

科研人员从玉米拔节期、喇叭口期等关键生长期无人机遥感数据中，归纳与生物量密切相关的冠层光谱特征和热特征，并添加叶片实测叶绿素含量，构建了多源数据集。通过对比多种学习算法建模发现，该数据集与CatBoost算法结合构建的生物量模型，其估算精度最高，对不同水肥管理模式下玉米全生育期生物量的估算精度达80%。该研究为农情信息现代化精确获取提供支撑。