2023年度福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)揭曉 福州109項(xiàng)科技成果獲獎(jiǎng)

2023年度福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)揭曉

在榕高校、科研院所和企業(yè)有109項(xiàng)科技成果獲獎(jiǎng)

近日，2023年度福建省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)揭曉，評(píng)出省自然科學(xué)獎(jiǎng)、技術(shù)發(fā)明獎(jiǎng)、科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化獎(jiǎng)四類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)。四類(lèi)獎(jiǎng)項(xiàng)均有福州高校、企業(yè)主導(dǎo)或參與的項(xiàng)目獲獎(jiǎng)。

記者從市科技局獲悉，在榕高校、科研院所和企業(yè)的109項(xiàng)科技成果獲省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)。其中，自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)3項(xiàng)，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)13項(xiàng)；自然科學(xué)獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)4項(xiàng)，科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)32項(xiàng)，科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化獎(jiǎng)二等獎(jiǎng)1項(xiàng)。

值得一提的是，本次授予“核反應(yīng)堆用新材料的輻照行為與機(jī)制研究”等5項(xiàng)成果福建省自然科學(xué)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。其中，有三個(gè)是福建農(nóng)林大學(xué)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)或參與的研究成果，分別是“水稻抵御重大致病性病毒分子機(jī)制研究”“被子植物（睡蓮）基因組解析及其基因資源挖掘”“甘蔗基因組學(xué)研究”。

破解睡蓮基因密碼

福建農(nóng)林大學(xué)團(tuán)隊(duì)主導(dǎo)的、歷時(shí)五年的研究“被子植物（睡蓮）基因組解析及其基因資源挖掘”，揭開(kāi)了被子植物起源的進(jìn)化謎題，更為培育新型花卉作物找到了“基因鑰匙”。

在植物界的“懸案檔案”中，被子植物起源之謎始終位列榜首。就像偵探尋找關(guān)鍵目擊者，科學(xué)家鎖定了一群“活化石”——早期被子植物，其中擁有絢麗花色與醉人芳香的睡蓮，成為破解謎題的最佳突破口。

研究團(tuán)隊(duì)通過(guò)基因組測(cè)序技術(shù)重現(xiàn)了億年前的進(jìn)化場(chǎng)景。“睡蓮就像植物界的‘跨界藝術(shù)家’，既有原始特征，又進(jìn)化出與玫瑰、牡丹相似的花香系統(tǒng)。”福建農(nóng)林大學(xué)教授秦源介紹。

科研人員在睡蓮基因譜中發(fā)現(xiàn)，這種古老植物自帶兩套“芳香制造系統(tǒng)”，除了與核心被子植物共有的萜烯類(lèi)合成路徑，還獨(dú)創(chuàng)了脂肪酸代謝的“植物香水生產(chǎn)線”。這項(xiàng)發(fā)現(xiàn)解釋了為何睡蓮香氣既熟悉又獨(dú)特。

最令人驚嘆的是藍(lán)色花瓣的基因密碼。研究組通過(guò)代謝組學(xué)與基因編輯技術(shù)，首次捕捉到控制睡蓮藍(lán)紫色調(diào)的兩個(gè)“調(diào)色師基因”。“這相當(dāng)于找到了植物調(diào)色板的原廠配方，未來(lái)可以培育出自然界從未有過(guò)的花卉色彩。”秦源興奮地解釋。

這項(xiàng)研究帶來(lái)的不僅是科學(xué)發(fā)現(xiàn)，更革新了基因組學(xué)研究工具。團(tuán)隊(duì)開(kāi)發(fā)的“植物基因組拼圖大師”算法，已成功應(yīng)用于油菜基因組解析。就像用同一把鑰匙打開(kāi)不同寶箱，科學(xué)家從睡蓮中挖掘出花色調(diào)控基因，為培育觀賞型油菜提供了基因資源庫(kù)。研究人員說(shuō)：“這個(gè)研究也可以應(yīng)用至油菜等植物。例如，未來(lái)可以嘗試將睡蓮的藍(lán)色基因與油菜結(jié)合，或許有一天，我們就能看到藍(lán)色的油菜花海。”

這項(xiàng)曾刊登于《自然》系列期刊的研究，不僅改寫(xiě)了被子植物進(jìn)化的教科書(shū)，更架起了基礎(chǔ)研究與產(chǎn)業(yè)應(yīng)用的橋梁。

水稻抗病毒研究取得突破

由福建農(nóng)林大學(xué)李毅教授與福建農(nóng)林大學(xué)吳建國(guó)教授領(lǐng)銜的聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)，在國(guó)際上首次揭示水稻抵御重大致病性病毒的核心分子機(jī)制，相關(guān)成果近日獲國(guó)際權(quán)威期刊連續(xù)刊發(fā)。“我們的突破在于系統(tǒng)解析了病毒與宿主互作機(jī)制，為廣譜抗病品種培育開(kāi)辟了新路徑。”研究團(tuán)隊(duì)成員表示。

福建農(nóng)林大學(xué)李毅教授（右）、吳建國(guó)（左）在觀察水稻病毒病害。

吳建國(guó)介紹，研究團(tuán)隊(duì)取得的四大核心突破尤為矚目。

“信號(hào)傳遞員”與“分子鎖扣”。研究發(fā)現(xiàn)，水稻體內(nèi)有一種叫做“茉莉酸”的信號(hào)分子（可以理解為“警報(bào)信號(hào)”），它能激活一種名為AGO18的“防御衛(wèi)士”。AGO18通過(guò)抓住一種叫miR168的“破壞分子”，保護(hù)了另一種重要的“防御衛(wèi)士”AGO1。這就像一把“分子鎖扣”，鎖住了病毒的進(jìn)攻路線，讓水稻的免疫系統(tǒng)更強(qiáng)大。

廣譜抗病毒“防火墻”AGO18/SPL9雙重保護(hù)機(jī)制。不同種類(lèi)的病毒是否有共同的“克星”？科研團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)，AGO18/SPL9通路在條紋病毒和黑條矮縮病毒等多種病毒防御中發(fā)揮了關(guān)鍵作用，揭示了一種廣譜抗病毒機(jī)制。這意味著，通過(guò)調(diào)控這一通路，或許可以培育出對(duì)多種病毒都具備抵抗力的作物品種，為農(nóng)作物健康提供更強(qiáng)大的保護(hù)屏障。

病毒的“偽裝術(shù)”與水稻的“反擊”。病毒很狡猾，它們會(huì)利用水稻體內(nèi)的“miR319-TCP-JA”模塊，試圖關(guān)閉水稻的“警報(bào)系統(tǒng)”（茉莉酸通路），從而悄悄入侵。但研究團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了這一機(jī)制，并揭示了水稻如何通過(guò)調(diào)整自身的“防御策略”來(lái)反擊病毒的“偽裝術(shù)”。

病毒的“挾持計(jì)劃”與水稻的“自救”。病毒還會(huì)挾持水稻的激素通路和“蛋白質(zhì)清理系統(tǒng)”（泛素-蛋白酶體系統(tǒng)），導(dǎo)致水稻出現(xiàn)矮化、分蘗增多等癥狀。研究人員首次揭示了病毒如何通過(guò)這些“挾持計(jì)劃”實(shí)現(xiàn)侵染，并提出了水稻如何通過(guò)調(diào)整自身機(jī)制來(lái)“自救”。

這些發(fā)現(xiàn)不僅填補(bǔ)了該領(lǐng)域多項(xiàng)理論空白，更構(gòu)建起完整的抗病毒分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。

“這項(xiàng)研究相當(dāng)于繪制了水稻與病毒斗爭(zhēng)的‘分子作戰(zhàn)地圖’。”研究團(tuán)隊(duì)表示。

構(gòu)建甘蔗全基因組圖譜

福建農(nóng)林大學(xué)與廣西大學(xué)聯(lián)合研究團(tuán)隊(duì)針對(duì)甘蔗，成功開(kāi)發(fā)出國(guó)際領(lǐng)先的基因組分型算法及染色體探針技術(shù)，首次構(gòu)建甘蔗全基因組圖譜，為破解甘蔗遺傳密碼、推動(dòng)分子設(shè)計(jì)育種奠定關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。“甘蔗基因組學(xué)研究”這項(xiàng)歷時(shí)多年的研究成果已在國(guó)際權(quán)威期刊發(fā)表，標(biāo)志著我國(guó)在復(fù)雜多倍體作物基因組研究領(lǐng)域邁入世界前列。

該項(xiàng)目第一完成人張積森介紹，該項(xiàng)目有三大創(chuàng)新型突破值得關(guān)注。

一是破解國(guó)際性難題，填補(bǔ)技術(shù)空白。甘蔗的基因組復(fù)雜度堪稱(chēng)植物界之最，且存在高度的多倍體化和異源雜交特征。這種復(fù)雜的遺傳背景使得甘蔗成為迄今唯一未完成全基因組測(cè)序的主要農(nóng)作物，嚴(yán)重制約著分子育種進(jìn)程。

福建農(nóng)林大學(xué)與廣西大學(xué)團(tuán)隊(duì)創(chuàng)新研發(fā)出“甘蔗復(fù)雜基因組分型組裝算法”，結(jié)合自主研發(fā)的染色體全涂染探針技術(shù)，成功實(shí)現(xiàn)多倍體甘蔗單條染色體的精準(zhǔn)識(shí)別與分離。該技術(shù)突破不僅攻克了復(fù)雜基因組組裝的技術(shù)壁壘，更構(gòu)建出國(guó)際上首個(gè)甘蔗全基因組精細(xì)圖譜，其單倍型分辨率達(dá)到國(guó)際最高水平。

二是開(kāi)辟研究新范式，驅(qū)動(dòng)產(chǎn)業(yè)升級(jí)?；谕黄菩远啾扼w基因組學(xué)技術(shù)手段，研究團(tuán)隊(duì)系統(tǒng)揭示了甘蔗基因組的復(fù)雜結(jié)構(gòu)特征：首次闡明甘蔗祖先種間染色體重組規(guī)律，定位到控制糖分積累的關(guān)鍵基因簇，解析了光合作用與糖代謝的協(xié)同調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。這些發(fā)現(xiàn)為定向改良甘蔗品種提供了重要靶點(diǎn)。

“這就好比為甘蔗基因組選擇育種裝上了分子導(dǎo)航儀。”張積森介紹，新技術(shù)可精準(zhǔn)識(shí)別優(yōu)良等位基因，可望縮短傳統(tǒng)育種周期。目前團(tuán)隊(duì)已建立包含甘蔗多維組的分子數(shù)據(jù)庫(kù)，為培育高糖高產(chǎn)、抗逆性強(qiáng)的新品種提供了數(shù)字化育種平臺(tái)。

三是護(hù)航食糖安全，賦能鄉(xiāng)村振興。該研究成果使我國(guó)首次掌握甘蔗基因組的“底層密碼”，為突破種源“卡脖子”難題提供核心技術(shù)支撐。

據(jù)悉，研究團(tuán)隊(duì)正結(jié)合我國(guó)主產(chǎn)區(qū)甘蔗生產(chǎn)需求開(kāi)展育種，首批利用基因組技術(shù)選育的高糖抗逆型甘蔗新品種已進(jìn)入田間試驗(yàn)階段。（記者 梁凱鴻/文 受訪者供圖）