秈稻粳稻為何存在生殖隔離？吃玉米也能更好補鐵？葡萄是人類馴化的首個水果？12月12日，在中國農科院召開的2024中國農業農村科技發展論壇暨全球農業研究熱點前沿與科技競爭力成果發布會上，中國農科院副院長、黨組成員葉玉江發布了《2024中國農業科學重大進展》報告，遴選了十項農業科學研究成果。
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破解水稻秈粳亞種生殖隔離之謎
南方多秈稻，北方多粳稻，那么秈稻和粳稻能否雜交，培育出兼具南北特色，秈粳稻優勢的新品種？
該研究揭示水稻雜種不育的分子機制，厘清其起源演化路徑和資源分布規律，揭開了水稻秈粳亞種生殖隔離之謎。為利用秈粳亞種間雜種優勢、培育超高產水稻新品種，提供重要基因資源與理論技術支撐。
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打造我國自主的堿基編輯工具
基因編輯是當前最熱門的科研方向之一，大量運用于農業科研中，但基因編輯的工具長期掌握在國外科學家的手里，成為我國科研卡脖子的重要一環。
該研究首次開發了基于結構的蛋白聚類方法用于脫氨酶挖掘，成功實現大豆高效堿基編輯。同時開發出一系列具有我國自主產權的新型堿基編輯器，為加快生物育種進展提供重要技術支撐，也為其他領域功能蛋白的發現提供重要參考。
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吃玉米怎樣才能更好補鐵
鐵是人體必需的微量元素，而通過食物攝取，是補充微量元素最好的方法。
該研究鑒定到調控鐵元素進入玉米籽粒的關鍵基因，首次發現該基因和金屬轉運蛋白共同組成分子開關，解析出控制鐵元素進入玉米籽粒的分子機制，創制含鐵量超2倍以上的高產玉米。研究為解決鐵等微量元素缺乏問題提供新基因，為培育高產與營養協同的作物品種提供理論和技術支撐。
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突破大白菜遠緣雜交障礙
大白菜是中國人最熟悉的蔬菜，也是主要的大宗蔬菜之一。如何培育更多優質的白菜品種？遠緣雜交無疑是一個重要的途徑。
該研究揭示大白菜遠緣雜交障礙的形成機制，發現大白菜識別遠緣物種花粉的原理，并通過升高活性氧抑制遠緣花粉的生長，揭示了大白菜遠緣雜交障礙的形成機制，研發了打破雜交障礙的育種技術。研究開辟了遠緣育種新途徑，為充分利用遠緣物種優異基因資源進行種質創新提供科技支撐。
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葡萄是最早馴化的水果
葡萄富含多種維生素和人體必需的微量元素，是優質的水果。但很少人知道，葡萄究竟是哪里來的，又是怎樣走進人類園圃的。
該研究證實，葡萄確實是人類歷史上首個被馴化的水果，揭示栽培葡萄馴化為雙起源中心模式，構建了栽培葡萄遺傳資源高精度親緣關系譜系圖，發現葡萄人工馴化形狀控制基因。這為葡萄育種提供了重要遺傳資源，也為人類農業文明起源以及其他水果的馴化歷史研究提供新的視角。
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領先世界的雜交馬鈴薯育種
馬鈴薯是人類最重要的食物之一，但長期以來，馬鈴薯育種進度緩慢，當前全球主流的品種中，有許多還是100多年前育成的。
該研究開發出鑒定馬鈴薯有害突變位點的“進化透鏡”，繪制了首個馬鈴薯有害突變二維圖譜，構建全基因組預測新模型，加速雜交馬鈴薯育種進程。研究提出自交系親本選育的新策略，推動我國馬鈴薯育種基礎理論和技術站在世界領先地位。
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鹿茸再生為再生醫學開辟新路徑
壁虎斷尾會再生，螃蟹斷腿也會再生，哺乳動物中，也有類似的現象，如鹿茸，割去后還會生出新的鹿茸，究竟是什么樣的機制影響它的再生？這樣的再生，如果可以應用到其他領域，必然會徹底改變哺乳動物的醫療、健康狀況。
該研究構建了鹿茸再生的細胞圖譜，鑒定出一類全新驅動鹿茸骨再生的關鍵間充質干細胞，揭示鹿茸再生的細胞學基礎及分子調控機制。這為哺乳動物器官完全再生提供理論基礎，為未來鹿茸產業的發展和再生醫學的研究開辟了新路徑。
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揭示植物氣傳性免疫的分子機制
許多動物病毒會通過空氣傳播，如普通的感冒，打個噴嚏，就可能感染附近的人。植物中是否也有類似的現象？
該研究鑒定出識別氣態水楊酸甲酯的植物受體，揭示植物氣傳性免疫的分子機制及其植物病毒的反防御機制。填補植物間通訊介導抗病蟲分子機制領域的空白，為病蟲害防治及抗性作物育種提供新基因、新思路和新方向。
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破解農業面源污染控制的全球難題
土壤是農業的基礎，也是人類生存的根基。保護土壤不只是一個科學技術的問題，同時更是社會問題。
該研究首次將社會科學的激勵機制引入到農業污染治理中，提出構建氮素信用系統和補貼農民綠色生產行為的政策建議，破解農業面源污染控制的全球難題。這對推動全球農業可持續發展，保障全球糧食安全、環境保護和公眾健康具有重要意義。
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小鯉魚也找到了祖先
小蝌蚪找媽媽，它是如何找到和它形態完全不一樣的媽媽呢？在農業科研中，找到馴化品種的野生種祖先，是找到更豐富基因資源，育成更好更多品種的重要途徑之一。
該研究構建了21種鯉科魚類高質量基因組，確定三次獨立多倍化魚類進化關系最近的二倍體祖先現存種，揭示母本優勢及轉座子密度有利于亞基因組不對稱進化的普遍規律。這為闡明多倍體魚類基因組進化、物種多樣性、環境適應性提供重要理論基礎，同時為魚類基因庫保護、分子育種提供科學依據。
