2021年度10项重大科学发现

1.首次证实植物到动物的功能基因转移

烟粉虱是全球第二大害虫，也是唯一的“超级害虫”。该研究发现烟粉虱具有“以子之矛、攻子之盾”的本领，揭示了昆虫如何利用水平转移基因来克服宿主的防御，为探索昆虫适应性进化规律开辟新视角，为新一代烟粉虱田间精准绿色防控技术研发提供了新思路。研究由蔬菜花卉所张友军团队完成，于4月1日以封面文章形式发表在《细胞》上。

2.首次发现烷基型产甲烷古菌

一种新型的产甲烷古菌被发现，这对枯竭油藏残余原油的生物气化开采奠定了科学基础。中国农科院供图

该研究发现了直接降解原油产甲烷的古菌，提出了第五条产甲烷途径，拓展了碳素生物地球化学循环的认知，为开发“地下沼气工程”提供了理论依据。研究由沼科所承磊团队完成。12月23日在线发表于《自然》杂志上。

3.第一代基因组设计的杂交马铃薯问世

优薯1号含有极高的类胡萝卜素，蒸煮后金黄色的肉质口感极佳。中国农科院供图

该研究利用基因组大数据进行育种决策，建立了杂交马铃薯基因组设计育种流程，培育出了第一代高纯合度（>99%）二倍体马铃薯自交系和具有显著杂种优势的杂交马铃薯品系“优薯1号”。这是马铃薯育种技术从0到1的突破，标志着第一代基因组设计的杂交马铃薯问世。研究由基因组所黄三文团队完成，于6月24日发表于《细胞》杂志上。

4.首次揭示陆地棉群体地理分化和纤维品质改良基因组学基础

该研究成果分析了当前最大规模的陆地棉种质群体，首次揭示了陆地棉群体地理分化是由染色体倒位所致，同时发现其他棉种的渐渗片段是改良陆地棉纤维品质的关键，为进一步研究陆地棉适应性演化和突破纤维品质改良瓶颈提供了理论依据。研究由棉花所杜雄明团队完成，于4月15日发表于《自然遗传学》上。

5.首次揭示氯法齐明广谱性抗冠状病毒的机制

该研究发现氯法齐明对多种冠状病毒感染有广谱性限制功效，揭示了其抗病毒感染的作用机制。证明氯法齐明与瑞德西韦联用有显著协同抗病毒效应，具有临床治疗新冠肺炎的应用价值，为氯法齐明II期临床试验的开展提供了数据及理论支撑。研究由哈尔滨兽医所尹鑫团队与香港大学联合攻关完成。于5月20日发表于《自然》杂志上。

6.自主创新算法助力超大基因组解析

该研究使用了自主开发的三代测序组装算法，用很短时间就完成了1.5TB的三代校正数据分析，得到39.1GB的基因组序列，完整度高达95%，高质量解析了迄今为止组装难度最大的非洲肺鱼基因组。该基因组是目前已知最大的脊椎动物基因组，这一成果标志着我国在超大基因组解析方面已经达到国际顶尖水平。研究由基因组所阮珏团队完成，于2月5日发表于《细胞》杂志上。

7.首次利用耦合方法描述生物质酶解过程机理

该成果利用试验和模型耦合方法，对生物质酶解过程进行综合分析，比较分析了纤维素酶和底物结构组成特性等不同参数对酶解过程的影响，讨论了影响酶解过程的关键因素和主要作用机制，为优化酶解工艺参数和工艺过程提供支持。研究由环发所董红敏团队完成。于1月31日发表在《可再生能源和可持续能源评论》上。

8.基于细胞生物学提出生物燃料规模生产新思路

该研究提出了基于细胞生物学的代谢工程技术，来扩大乙酸菌代谢产物的思路，阐明了利用发酵过程中合成气体生产生物燃料的过程工艺提升方法，为生物燃料的大规模和工业化生产提供了重要路径。研究由饲料所董立锋团队完成，于8月9日发表于《可再生能源和可持续能源评论》上。

9.建立秸秆资源估算方法助力燃料乙醇产业转型升级

该研究建立了一种快速估算我国秸秆资源量的方法，从秸秆原料均衡供应、秸秆预处理、酶解糖化、菌种选育及发酵工艺等方面提出中国未来加快推进秸秆高值利用产业化进程的路径，对秸秆资源化利用、燃料乙醇工业转型升级和“碳中和”目标实现均有较好指导意义。研究由沼科所何明雄团队完成，于4月13日发表于《可再生能源和可持续能源评论》上。

10.构建作物估产系统提供大面积作物估产新途径

该研究提出了新的数据同化算法，并基于作物生长模型和同化算法，构建了新的作物估产系统，提升了区域作物产量模拟预测精度。完成了对区域冬小麦产量的定量模拟和估算，为开展大面积作物产量预测提供了新的可行方法，对于保障国家粮食安全具有重要意义。研究由资源区划所陈仲新团队完成，于2月16日发表于《环境遥感》上。

2021年度10项重大成果产出

1.“中麦895”助力黄淮海小麦稳产增产高产

该品种由作科所联合育成，具有耐热性突出、高产稳产、优质抗病等性能。累计推广5100万亩，创造亩均实收782公斤的高产纪录，成为黄淮麦区耐热高产育种骨干亲本，助力黄淮海地区小麦稳产增产高产，为保障国家粮食安全作出重要贡献。

2.草地贪夜蛾防控实现技术升级，引领国际技术进步

由植保所升级的草地贪夜蛾实时监测预警技术体系，围绕草地贪夜蛾防治研发新型生物农药、种衣剂、造粒工艺和施用技术，实现从0到1的突破，草贪防治效果提升显著，虫口夺粮保丰收再创佳绩，获联合国粮农组织推荐全球推广。

3.创制新型高效生物农药，引领国内农药发展新方向

由植保所自主研发的生物农药苏云金芽胞杆菌工程菌G033A，是我国第一例具有自主知识产权的基因工程微生物农药，引领了我国微生物农药新的发展方向，打破了国外垄断。

4.“中甘21”打造“高原夏菜”重大品牌

由蔬菜花卉所育成的“中甘21”是利用国内外首次发现的显性雄性不育系配制的农业农村部主推甘蓝品种，种植比例占北方露地春甘蓝和高原夏菜的70%以上，为脱贫攻坚和乡村振兴作出重大贡献。

5.“广明2号”育成标志我国白羽肉鸡实现自主育种

由牧医所联合培育的白羽肉鸡“广明2号”通过审定，标志着我国白羽肉鸡自主育种实现从0到1的突破，打破了国外垄断。

6.反刍动物肠道甲烷减排技术促进畜牧业减碳增效

由饲料所完成的反刍动物肠道甲烷减排技术，在降低畜牧养殖业温室气体排放的同时提升养殖效益，已列入农业农村部减排固碳十大技术模式，为“双碳”战略实施提供科技支撑。

7.把脉生猪产业形势助力国家宏观决策

农经所运用大数据分析与监测预警技术，准确研判生猪市场供需形势及行业发展趋势，提出的政策建议为科学决策提供了有力支撑。

8.“中油杂19”育成标志我国油菜含油量育种迈入世界领先行列

由油料所培育的油菜新品种“中油杂19”，是我国首个含油量达到50%的国审冬油菜品种，突破了油菜高油高产多抗协同改良的难题，推动油菜高油育种跃居世界领先水平。

9.口蹄疫病毒样颗粒疫苗迈出产业化关键一步

兰州兽医所“猪口蹄疫O型病毒样颗粒疫苗”“牛口蹄疫O型病毒样颗粒疫苗”分别获得国家一类新兽药证书，突破了传统灭活疫苗的抗原制备方式，实现了口蹄疫新型防控产品的技术创新。

10.植物工厂水稻快速繁育关键技术实现作物育种方法重大突破

植物工厂中种植的水稻。中国农科院供图

由都市所研发的植物工厂水稻快速繁育关键技术，在国际上率先实现水稻生育期减半、60天左右收获的重大突破，引领了全球作物快速育种的发展方向。