基礎研究是科技創新的源頭，事關國家核心創新能力和國際戰略地位。6月2日，中國農業科學院發布消息稱，在國家科技計劃項目的長期布局和支持下，我國科學家在作物種業基礎研究領域取得重大進展，突破了一系列重要科學問題和關鍵技術，部分研究領域已處于世界引領地位，實現了從基礎研究到應用研究的全鏈條創新，為保障國家糧食安全做出了突出貢獻。
該院生物技術研究所相關人士介紹說，“十三五”期間，中國農科院堅持前沿基礎研究驅動農業產業發展的目標導向，聚焦作物種業重大科學問題解析和前沿關鍵技術創新，在作物高光效生物學基礎、人工高效固氮機理、作物育種遺傳改良規律、表觀遺傳與環境適應性等方面取得系列進展。
基因組研究在挖掘作物優良種質與優良性狀方面成果突出，保障糧食豐產的基因資源自主可控。譬如，圍繞水稻和玉米的理想株型調控機理開展原創性研究，克隆數十個與水稻株高、分蘗、籽粒大小、根系發育、株型建成等相關的關鍵基因，明確了現代玉米育種過程中耐密株型的選擇規律及其基因組選擇與遺傳改良規律，挖掘出一批調控耐密株型、株高、開花、防御反應、光信號傳導和營養吸收利用相關的基因，創制一批育種新材料。
代謝組研究在提升農作物品質與安全方面發揮重要作用，為種業高質量發展提供關鍵支撐。譬如，以代謝組結合多組學技術手段，揭示玉米葉酸代謝途徑和調控機制，提出與代謝途徑改造相結合的生物強化作物設計育種策略；通過引入β-胡蘿卜素羥化酶基因和β-胡蘿卜素酮化酶基因，將玉米籽粒中的類胡蘿卜素合成途徑延伸至蝦青素合成，創制出蝦青素玉米。
表觀組研究開創第二層次調控作物產量和環境適應性研究，為實現作物增產與耐逆提供了新策略，擴展作物種業基礎研究的廣度和深度。譬如，建立了DNA腺嘌呤和RNA甲基化表觀遺傳技術體系，開發出“單細胞分離和鑒定”技術體系，繪制了秈稻和粳稻首個根組織單細胞轉錄組圖譜。
合成生物學推動高光效和生物固氮等重大科學問題研究，提出新的解決路徑，驅動從“0”到“1”的源頭創新。譬如，在作物高光效的生物學基礎研究方面，對比C3、C4植物葉片結構，揭示C4解剖學結構和生化途徑進化的遺傳調控網絡，模擬C4植物高光效回路的特點，設計并優化了6條新的光合作用通路，創制了一批具有類C4結構、光合效率提升的水稻材料。
微生態研究聚焦作物與微生物互作及與環境的交互適應，在促進種業可持續發展上發揮重要作用。譬如，解析了鹽脅迫調控水稻生長發育機理，鑒定到一批調節鹽脅迫下株高發育的位點，發現水稻泛素受體蛋白OsDSK2a可同時調節植物生長發育和耐鹽性，闡釋了鹽脅迫通過促進乙烯合成抑制根伸長生長的分子機理，為作物耐鹽性分子育種提供了多個關鍵基因。
前沿技術與理論創新促進育種關鍵技術突破，提升育種水平，保障種業自主創新發展。譬如，發現水稻“自私”基因，破解了自私基因在促進新物種形成中的分子機制，探討了毒性-解毒分子機制在水稻雜種不育上的普遍性，創制出廣親和的水稻新種質，實現秈粳交雜種優勢的有效利用。
記者獲悉，“十四五”期間，中國農科院將以需求導向、問題導向、應用導向為指導原則，重點突破作物高光效和生物固氮的生物學基礎研究，重點開展作物重要性狀形成與環境適應性機理研究，闡明作物雜種優勢形成的生物學基礎，系統研究作物優異種質形成與演化規律，推進作物設計育種技術基礎創新。
