把黄瓜的苦味“开关”关上

 

　　相声大师侯宝林的《改行》有这么一段，封建时代京剧演员被迫改行卖黄瓜，内心郁闷，一声叫板“苦啊——”，吓跑了顾客。的确，苦黄瓜谁愿意吃？

 

　　现在，市场上黄瓜品种琳琅满目，再找到一根苦黄瓜可是不容易了。因为我国科学家现在研究培育的黄瓜品种具有高产、抗病害、口感好、外形好等等优点，并且苦味“开关”可以关闭。在2018年度国家科学技术奖励大会上，中国农科院蔬菜花卉研究所两项有关黄瓜的研究均获得国家级大奖。

 

　　黄三文研究员带领团队开展的黄瓜基因组和重要农艺性状基因研究获得2018年度国家自然科学奖二等奖。

 

　　他们首次利用新一代基因组测序技术，破解了第一个蔬菜作物——黄瓜的基因组遗传密码，发现了导致果实变大且基本失去苦味等性状改变的基因，推动黄瓜育种进入分子设计时代，带动我国蔬菜基因组学科进入国际领先行列；发现了控制黄瓜苦味物质合成的9个基因及其精准调控机制，并培育了“蔬研”系列黄瓜品种，成功解决了华南黄瓜品种变苦而丧失商品价值的生产难题，累计推广约100万亩，创造约80亿元的经济价值，取得了显著的社会效益。

 

　　据介绍，黄瓜叶片苦是植物进化出的抗虫有效手段，但黄瓜出现苦味就影响了人类食用愿望。黄三文团队在研究中发现了控制黄瓜叶片和果实苦味的“开关”，可以实现叶片有苦味以抗虫、果实无苦味口感好的理想效果。

 

　　无独有偶，顾兴芳研究员带领的团队在研究黄瓜优质多抗种质资源创制与新品种选育时也发现苦味基因和光泽基因，该团队侧重点放在成果落地、造福百姓方面，率先创制出聚合多个优质基因和抗病基因的新品种，条直把短、色泽光亮、口感好、产量高、抗病虫，解决了密刺型黄瓜不抗黑星病、水果型黄瓜不抗病毒等难题，能大幅减少化肥农药使用量，极大推动了黄瓜育种技术创新和产业发展，育成的设施品种在我国北方5省市占50%；露地品种在南方7省区占30%，新品种累计推广1187.9万亩，新增社会经济效益91.61亿元，获得2018年度国家科技进步二等奖。

 

　　顾兴芳团队的成果还包括：构建了全球多样性最丰富的黄瓜种质资源库，包含5637份种质，发掘抗病优质资源19份；构建了国际上首张栽培黄瓜高密度SSR和超饱和含有10629个SNP的遗传图谱，创建了国际领先的黄瓜分子标记多基因聚合育种技术，开创了密刺型黄瓜高品质多抗育种的新局面。

 

　　同样，黄三文团队的价值不仅体现在发现了黄瓜的苦味“开关”，而在于给黄瓜等葫芦科作物基础生物学和分子育种研究提供了全新的知识框架和工具平台，实现了蔬菜基因组学的跨越式发展，推动了蔬菜基础生物学和植物代谢调控研究进入国际先进水平。

 

　　业内人士介绍，黄瓜原产于印度，本来是满身长刺的圆形苦瓜，经长期驯化才逐渐变成现在的模样。目前，黄瓜是我国第一大设施蔬菜，2015年栽培面积达1500万亩，总产量达到5000万吨，为蔬菜周年供应和农村经济发展做出了重大贡献。然而，原有的一些黄瓜品种在不利生长条件下易发苦而严重影响商品价值，消费者对外观和风味品质以及品种多样性要求也越来越高。要解决黄瓜生产中的主要问题，亟须黄瓜育种的理论和技术体系创新。中国农科院蔬菜花卉研究所两个专家团队正是在这些方面实现了突破，获得国家大奖实至名归。

 

　　动物疫病防控就是畜牧业健康发展的重中之重，也是我国生猪产业与发达国家主要差距所在。“生得少，死得多，长得慢”是压在养猪业头上的三座大山，猪传染性胃肠炎病毒（TGEV）、猪流行性腹泻病毒（PEDV）和猪轮状病毒（PoRV）引起的猪病毒性腹泻就属于“死得多”那座大山。这三种病毒可导致7日龄以内仔猪死亡率高达100%，导致“连窝端”，被誉为哺乳仔猪死亡的“第一杀手”，且无有效的治疗药物，每年因此造成的经济损失超过百亿元。

 

　　针对我国这三种病毒普遍存在且混合感染日趋严重的现实问题，遏制其带来的严重产业危害，中国农业科学院哈尔滨兽医研究所猪消化道传染病创新团队首席科学家冯力研究员带领项目组历经12年的艰苦卓越的科学攻关，发明了我国首个安全、高效猪传染性胃肠炎、猪流行性腹泻、猪轮状病毒（G5型）三联活疫苗（以下简称三联活疫苗），攻克了三种病毒混合感染无疫苗可用的产业难题，实现了猪病毒性腹泻精准高效的防控，该项目获得2018年度国家技术发明奖二等奖。

 

　　冯力介绍，三联活疫苗不是单单把三个病毒混在一起那么简单，为保证三个病毒混在一起效果不打折，在如何提高效价方面他们投入了大量的精力。通过坚持不懈的攻关，他们发明了适应传代细胞系的安全性高、免疫原性好，具有独特分子标记的弱毒株，攻克了三种猪腹泻病毒难以适应细胞、致弱过程中免疫原性减弱、强弱毒株难以区分的世界性难题。通过筛选敏感传代细胞系，优化等辅助因子使病毒成功适应细胞。在病毒致弱过程中，采用敏感细胞系和未吃初乳仔猪交替继代，结合固相病毒蚀斑克隆及全基因组测序等技术，优选安全性高、免疫原性好的克隆株，独创了猪腹泻病毒分离致弱体系，发明了安全、稳定、免疫原性好并具有独特分子标记三种弱毒株，为三联活疫苗的创制及产业化生产奠定了关键性基础。除此之外，他们创建的传代细胞系替代原代细胞系的生产新工艺，突破了原代细胞培养过程中外源病毒污染难以控制的技术瓶颈，能降低生产成本约2/3，为疫苗制造与检验规程及质量标准的制定提供了新路径。

 

　　目前三联活疫苗已推广到我国除台湾、香港、澳门以外的所有省、市、自治区，已推广2560万头份，免疫覆盖仔猪1.54亿头，对三种病毒混合感染引起的腹泻防控收到了很好的效果，达到了一针免疫防控三种疫病的效果。同时因为减少了免疫次数，降低了免疫劳动强度，减少了免疫应激，极大地方便了免疫接种，受到使用者的一致好评。

　　对猪遗传育种精准“定位”

 

　　1月8日，华中农业大学动科动医学院赵书红教授领衔的研究团队历时近14年，完成了“猪整合组学基因挖掘技术体系建立及其育种应用”科技成果，荣获2018年度国家技术发明奖二等奖。

 

　　猪肉是我国肉食消费的主要产品，养殖户一直希望猪长得快、瘦肉多、病少、饲养成本低。而一个优良猪品种，需要几代人、几十年工作才能育成，不仅费用高，而且选种准确性有限。“若能利用分子改良技术与常规技术结合，这一现状或能改变，将来甚至能在‘猪宝宝’刚出生时，就通过分子技术帮助人们决定哪一头猪值得留种。那该多好！我所做的研究正是为这个目标而努力。”赵书红说。

 

　　据了解，该成果突破了猪基因组学研究方法和工具数量不足、效率不高的局限，构建了首个猪整合组学数据库，发掘出一批新分子育种标记，选育了“硒都黑”猪新品种，恩施黑猪肉获国家地理标志保护产品证书。该项目在猪多组学分析方法与工具创新、猪整合组学基因挖掘技术体系创建等方面取得重要进展，丰富了猪种质创新方法，有力地推动了猪分子育种技术的发展。

 

　　华中农大园艺林学学院包满珠教授参与的“月季等主要切花高质高效栽培与运销保鲜关键技术及应用”、华中农大食品科学技术学院李斌教授参与的“半纤维素酶高效生产及应用关键技术”均获2018年度国家科学技术进步二等奖。

　　引领水稻机械化栽培技术发展

 

　　一直以来，我国机插稻栽培发展缓慢，极大地制约了水稻生产全程机械化进程。扬州大学张洪程院士团队联合南京农业大学、安徽省农业科学院、江苏省农业科学院、江苏省农业技术推广总站等单位组成攻关协作组，针对我国南方多熟制地区水稻机插栽培普遍存在“苗小质弱与大田早生快发不协调、个体与群体关系不协调、前中后期生育不协调”，导致产量、品质不高不稳与多熟季节矛盾加剧的突出难题，潜心研究十余年，研发项目“多熟制地区水稻机插栽培关键技术创新及应用”，取得了突破性重要创新，获得了国家科学技术进步奖二等奖。

 

　　该项目创建了机插毯苗、钵苗两套“三控”育秧新技术；阐明了毯苗、钵苗机插水稻生长发育与高产优质形成规律，创立了“三协调”高产优质栽培途径及生育诊断指标体系；同时以上述关键技术的突破性创新为主体，创建了毯苗、钵苗机插水稻“三协调”高产优质栽培技术新模式，集成应用了适应不同稻区的毯苗、钵苗机插高产优质栽培技术，在各地涌现出一批高产典型。项目技术成果先后被农业部与江苏、安徽、湖北、江西等省列为主推技术，引领了我国水稻机械化栽培技术发展，促进了多熟制地区水稻机插栽培与生产水平的提升，成果整体达国际同类研究领先水平。

 

　　经过多年、多地验证和示范应用，项目成果相继在苏、皖、鄂、赣等地大面积示范推广，取得了显著的经济、生态、社会效益，展示出广阔的应用前景。在2015至2017年期间，苏、皖、鄂、赣累计应用8952.7万亩，新增稻谷335.1万吨，增收97.6亿元，节本17.3亿元，累计新增效益114.9亿元。

 
      涉农研究项目获奖一览

　　国家自然科学奖

 

　　二等奖

 

　　黄瓜基因组和重要农艺性状基因研究

 

　　杂交稻育性控制的分子遗传基础

 

　　国家技术发明奖

 

　　二等奖

 

　　小麦与冰草属间远缘杂交技术及其新种质创制

 

　　扇贝分子育种技术创建与新品种培育

 

　　猪传染性胃肠炎、猪流行性腹泻、猪轮状病毒三联活疫苗创制与应用

 

　　猪整合组学基因挖掘技术体系建立及其育种应用

 

　　菊花优异种质创制与新品种培育

 

　　耐胁迫植物乳杆菌定向选育及发酵关键技术

 

　　国家科学技术进步奖

 

　　二等奖

 

　　梨优质早、中熟新品种选育与高效育种技术创新

 

　　月季等主要切花高质高效栽培与运销保鲜关键技术及应用

 

　　大豆优异种质挖掘、创新与利用

 

　　黄瓜优质多抗种质资源创制与新品种选育

 

　　高产优质小麦新品种郑麦的选育与应用

 

　　农林剩余物功能人造板低碳制造关键技术与产业化

 

　　林业病虫害防治高效施药关键技术与装备创制及产业化

 

　　灌木林虫灾发生机制与生态调控技术

 

　　猪抗病营养技术体系创建与应用

 

　　高效瘦肉型种猪新配套系培育与应用

 

　　长江口重要渔业资源养护技术创新与应用

 

　　优质肉鸡新品种京海黄鸡培育及其产业化

 

　　淡水鱼类远缘杂交关键技术及应用

 

　　地方鸡保护利用技术体系创建与应用

 

　　特色海洋食品精深加工关键技术创新及产业化应用

 

　　羊肉梯次加工关键技术及产业化

 

　　主要蔬菜卵菌病害关键防控技术研究与应用

 

　　多熟制地区水稻机插栽培关键技术创新及应用

 

　　沿淮主要粮食作物涝渍灾害综合防控关键技术及应用

 

　　苹果树腐烂病致灾机理及其防控关键技术研发与应用

 

　　杀菌剂氰烯菌酯新靶标的发现及其产业化应用

 

　　我国典型红壤区农田酸化特征及防治关键技术构建与应用

 

　　畜禽粪便污染监测核算方法和减排增效关键技术研发与应用