日前，從國家重點基礎研究發展計劃（973計劃）項目“生物固氮及相關抗逆模塊的人工設計與系統優化”項目驗收會知悉，我科學家在人工高效固氮及抗逆系統建設方面的研究取得顯著進展，該項目的完成將有利于助推我國高效固氮生物學基礎與農業應用發展。
據專家介紹，不合理的氮肥施用帶來了嚴重的土壤退化、環境污染和食品安全等問題，已成為我國保障糧食安全和生態安全、實現可持續發展的重大障礙。利用非豆科作物根際固氮部分或替代化學氮肥，是提高氮肥利用率的最具應用潛力的技術途徑。但是，根際環境是造成非豆科糧食作物根際固氮效率低下的重要根源，也成為制約生物固氮在農業中廣泛應用的關鍵瓶頸。
生物固氮技術研發曾一直處于發展瓶頸期，而合成生物學為其農業應用提供革命性的解決途徑。為此，2015年國家973項目設立了第一個固氮合成生物學項目“生物固氮及相關抗逆模塊的人工設計與系統優化研究”。該項目針對影響固氮效率的主要因素，系統開展了高效固氮、智能耐旱和廣譜抗蟲等調控機制和相關元件、模塊和線路等研究，通過人工改造天然固氮系統，大幅度提高農作物固氮效率和抗逆性能。項目在RNA聚合酶-σ54復合體的晶體結構、非編碼RNA調控、作物逆境信號傳導和小RNA介導的廣譜抗蟲等方面取得了重要理論和技術突破，3個代表性成果“新型生物固氮體系的構建與功能評價”“氮高效利用與相關抗逆模塊的構建與功能評價”和“抗蟲元器件的發掘及其在地下害蟲防治中的應用”處于國際先進地位。
該項目由中國農業科學院生物技術研究所林敏研究員主持，于近日在北京通過課題結題驗收，完成既定任務指標，取得創新性成果。項目實施5年期間發表SCI論文106篇，包括1篇Science、1篇Nature Genetics、6篇PNAS、3篇Nature Communications和3篇Plant Cell，申請國家發明專利41項，獲得發明專利授權28項。培養了一支在國內外有重要影響力的農業合成生物學與高效固氮生物學研究團隊， 3人獲得國家自然基金委“優秀青年基金”資助。（通訊員 崔艷）
