資訊 > 市場動態(tài) > 探訪中國農(nóng)作物基因資源與基因改良重大科學工程項目
位于北京市海淀區(qū)中關(guān)村南大街12號中國農(nóng)業(yè)科學院院內(nèi)的作物科學研究所重大科學工程樓,即使是在建成16年后的今天,外表看起來也頗為壯觀。
鮮為人知的是,這里擁有著世界先進、國內(nèi)領(lǐng)先的作物基因資源與基因改良研究核心設(shè)施和技術(shù)平臺。
植物育種是一個緩慢的過程。使用傳統(tǒng)的育種技術(shù)開發(fā)新的作物——抗旱、抗病、產(chǎn)量更高、營養(yǎng)更豐富,可能需要10年或更長時間。
隨著更便宜、更強大技術(shù)——現(xiàn)代育種方法的出現(xiàn),快速改良全球作物的機會之門被打開。
基因支持著生命的基本構(gòu)造及其具備的功能,記錄和儲存著生命從物種演化到個體生長發(fā)育的遺傳變異的全部信息。
“‘中國農(nóng)作物基因資源與基因改良重大科學工程項目’是我國農(nóng)業(yè)和生物領(lǐng)域個國家重大科學工程,是我國農(nóng)業(yè)科學基礎(chǔ)研究與應用基礎(chǔ)研究領(lǐng)域能力建設(shè)的重大進步和標志性工程。”中國工程院院士、中國農(nóng)業(yè)科學院副院長萬建民接受科技日報記者專訪時表示。
“我國是世界上農(nóng)作物基因資源最豐富的國家之一,保存數(shù)量居世界第二位,遺傳多樣性十分豐富,其中蘊藏著大量的、具有重大應用前景的功能基因。”萬建民說。
由中國農(nóng)業(yè)科學院承建的“中國農(nóng)作物基因資源與基因改良重大科學工程項目”(以下簡稱“重大科學工程”)首要任務就是要建設(shè)世界的、大規(guī)模、高效率進行作物基因資源與基因改良研究的現(xiàn)代化設(shè)施平臺與技術(shù)平臺。
“這個平臺包括高質(zhì)量文庫構(gòu)建、分子標記和遺傳多樣性研究平臺,快速、準確、高效進行種質(zhì)資源基因鑒定平臺,基因克隆與功能研究平臺,快速、高效的分子育種平臺和生物信息平臺等。迄今為止,‘重大科學工程’中已有50萬元以上應對外開放大型科研儀器51臺(套),50萬元以下可對外開放的儀器數(shù)量140臺(套)。比如,中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所研發(fā)了科研儀器共享平臺運行管理系統(tǒng),包括儀器設(shè)備預約、DNA測序管理、科研試劑耗材采購3個子系統(tǒng)。”萬建民說。
利用這些設(shè)施與技術(shù)平臺,“重大科學工程”累計為全國27個省、自治區(qū)、直轄市的223家科研院所、大專院校及企業(yè)提供技術(shù)服務150萬份次,累計支撐465個各級各類科技計劃(項目/課題)的研究,提供專業(yè)技術(shù)培訓285次累計6200人次。
“依托‘重大科學工程’,研究人員分離克隆了生育期、育性、株型、適應性、養(yǎng)分高效利用等重要性狀基因,明確其功能及表達調(diào)控網(wǎng)絡(luò),為育種提供了基因和材料。比如,解析了水稻株型調(diào)控與抗褐飛虱的分子機制;解析了3000份水稻核心種質(zhì)資源的基因組變異等。”萬建民說。
在此基礎(chǔ)上,研究人員創(chuàng)新農(nóng)作物種質(zhì)資源精準鑒定、雜種優(yōu)勢利用、轉(zhuǎn)基因育種、基因編輯等核心技術(shù),獲得優(yōu)質(zhì)節(jié)水小麥、矮敗小麥、抗病水稻、雜交玉米、高產(chǎn)大豆、轉(zhuǎn)基因抗蟲棉、高產(chǎn)抗蟲三系雜交棉、轉(zhuǎn)植酸酶基因玉米、轉(zhuǎn)基因抗蟲玉米、耐除草劑大豆等標志性成果。
這些成果推廣使用后,田間表現(xiàn)十分優(yōu)異。“重大科學工程”主持培育小麥、玉米、大豆、水稻等作物新品種184個,其中國審(認、鑒)品種42個,年推廣應用面積2000多萬畝。
“中麥175分別創(chuàng)造北部冬麥區(qū)水地及陜西省和甘肅省旱地高產(chǎn)紀錄;中麥895曾兩次創(chuàng)造陜西省水地高產(chǎn)紀錄;中黃13大豆品種已連續(xù)9年穩(wěn)居全國大豆年種植面積之首,累計推廣面積1億多畝……”萬建民如數(shù)家珍。
在創(chuàng)造紀錄的同時,這些新品種也創(chuàng)造了巨大的社會經(jīng)濟效益。
中麥175累計推廣約4000萬畝,社會經(jīng)濟效益35億元;綠豆新品種中綠3號、中綠4號、中綠5號,據(jù)不完全統(tǒng)計,近4年在18個省份累計種植1620.5萬畝,增產(chǎn)2.7億公斤,增收超25億元……
萬建民表示,“重大科學工程”意義重大,使我國具備了世界水平的大規(guī)模、高通量和高效率開展農(nóng)作物基因資源與基因改良研究的現(xiàn)代化設(shè)施,更使我國農(nóng)作物基因資源與基因改良研究躋身世界前列。
在追求天然、健康生活方式的今天,植物提取物因其豐富的生物活性成分和潛在的健康益處而備受矚目。其中,源自中國特有珍稀樹種——青錢柳的青錢柳葉提取物,憑借其獨特的成分組合和顯著的生理調(diào)節(jié)功能,正逐漸成為健康食品和功能性原料領(lǐng)域的新星。
近年來,人工智能與機器學習迅速從高科技概念演變?yōu)橥苿痈餍袠I(yè)創(chuàng)新的實用工具。從醫(yī)療、金融到制造業(yè),這些技術(shù)正不斷顛覆傳統(tǒng)模式,使流程更加高效、精準和數(shù)據(jù)驅(qū)動。作為融合了科學與藝術(shù)的產(chǎn)業(yè),食品行業(yè)同樣也正被AI深刻改變。
棉籽蛋白是一種營養(yǎng)價值高、品質(zhì)良好的植物蛋白資源,主要成分是球蛋白,其次是谷蛋白。其氨基酸組成除蛋氨酸含量稍低外,其余必需氨基酸含量均達到聯(lián)合國糧食及農(nóng)業(yè)組織(FAO)推薦的標準。
鼠尾草是唇形科鼠尾草屬多年生草本植物,因其葉子形狀類似鼠尾而得名。其原產(chǎn)于地中海地區(qū),目前在北美洲、歐洲、中國等地均有栽培。實際上,鼠尾草也是一種歷史悠久的藥用植物,古埃及人用鼠尾草來治療不孕癥,中古世紀的歐洲普遍沖泡鼠尾草茶來保健,所以希臘、羅馬人又稱其為“神圣的藥草”。
檸檬苦素(Limonin)作為柑橘類水果中典型的四環(huán)三萜類次生代謝產(chǎn)物,其化學結(jié)構(gòu)特征、生物合成路徑、生物活性機制及在食品工業(yè)中的應用研究已形成系統(tǒng)性進展。
硒是人體必需的微量礦質(zhì)元素,為人體提供營養(yǎng),并具有解毒和抗氧化的功能,是維持生命正常生長代謝的重要元素。硒在人體無法長期貯存,也無法合成,人體必須從膳食中不斷獲得硒元素來供機體需要。
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