2023年度福建省科學(xué)技術(shù)獎揭曉
在榕高校、科研院所和企業(yè)有109項科技成果獲獎
近日，2023年度福建省科學(xué)技術(shù)獎揭曉，評出省自然科學(xué)獎、技術(shù)發(fā)明獎、科學(xué)技術(shù)進步獎、科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化獎四類獎項。四類獎項均有福州高校、企業(yè)主導(dǎo)或參與的項目獲獎。
記者從市科技局獲悉，在榕高校、科研院所和企業(yè)的109項科技成果獲省科學(xué)技術(shù)獎。其中，自然科學(xué)獎一等獎3項，科學(xué)技術(shù)進步獎一等獎13項；自然科學(xué)獎二等獎4項，科學(xué)技術(shù)進步獎二等獎32項，科學(xué)技術(shù)成果轉(zhuǎn)化獎二等獎1項。
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制研究”等5項成果福建省自然科學(xué)獎一等獎。其中，有三個是福建農(nóng)林大學(xué)團隊主導(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)團隊主導(dǎo)的、歷時五年的研究“被子植物（睡蓮）基因組解析及其基因資源挖掘”，揭開了被子植物起源的進化謎題，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。
研究團隊通過基因組測序技術(shù)重現(xiàn)了億年前的進化場景。“睡蓮就像植物界的‘跨界藝術(shù)家’，既有原始特征，又進化出與玫瑰、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合成路徑，還獨創(chuàng)了脂肪酸代謝的“植物香水生產(chǎn)線”。這項發(fā)現(xiàn)解釋了為何睡蓮香氣既熟悉又獨特。
最令人驚嘆的是藍色花瓣的基因密碼。研究組通過代謝組學(xué)與基因編輯技術(shù)，首次捕捉到控制睡蓮藍紫色調(diào)的兩個“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，未來可以培育出自然界從未有過的花卉色彩。”秦源興奮地解釋。
這項研究帶來的不僅是科學(xué)發(fā)現(xiàn)，更革新了基因組學(xué)研究工具。團隊開發(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。研究人員說：“這個研究也可以應(yīng)用至油菜等植物。例如，未來可以嘗試將睡蓮的藍色基因與油菜結(jié)合，或許有一天，我們就能看到藍色的油菜花海。”
這項曾刊登于《自然》系列期刊的研究，不僅改寫了被子植物進化的教科書，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)吳建國教授領(lǐng)銜的聯(lián)合研究團隊，在國際上首次揭示水稻抵御重大致病性病毒的核心分子機制，相關(guān)成果近日獲國際權(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制，為廣譜抗病品種培育開辟了新路徑。”研究團隊成員表示。
▲福建農(nóng)林大學(xué)李毅教授（右）、吳建國（左）在觀察水稻病毒病害。
吳建國介紹，研究團隊取得的四大核心突破尤為矚目。
“信號傳遞員”與“分子鎖扣”。研究發(fā)現(xiàn)，水稻體內(nèi)有一種叫做“茉莉酸”的信號分子（可以理解為“警報信號”），它能激活一種名為AGO18的“防御衛(wèi)士”。AGO18通過抓住一種叫miR168的“破壞分子”，保護了另一種重要的“防御衛(wèi)士”AGO1。這就像一把“分子鎖扣”，鎖住了病毒的進攻路線，讓水稻的免疫系統(tǒng)更強大。
廣譜抗病毒“防火墻”AGO18/SPL9雙重保護機制。不同種類的病毒是否有共同的“克星”？科研團隊發(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制。這意味著，通過調(diào)控這一通路，或許可以培育出對多種病毒都具備抵抗力的作物品種，為農(nóng)作物健康提供更強大的保護屏障。
病毒的“偽裝術(shù)”與水稻的“反擊”。病毒很狡猾，它們會利用水稻體內(nèi)的“miR319-TCP-JA”模塊，試圖關(guān)閉水稻的“警報系統(tǒng)”（茉莉酸通路），從而悄悄入侵。但研究團隊發(fā)現(xiàn)了這一機制，并揭示了水稻如何通過調(diào)整自身的“防御策略”來反擊病毒的“偽裝術(shù)”。
病毒的“挾持計劃”與水稻的“自救”。病毒還會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這些“挾持計劃”實現(xiàn)侵染，并提出了水稻如何通過調(diào)整自身機制來“自救”。
這些發(fā)現(xiàn)不僅填補了該領(lǐng)域多項理論空白，更構(gòu)建起完整的抗病毒分子調(diào)控網(wǎng)絡(luò)。
“這項研究相當(dāng)于繪制了水稻與病毒斗爭的‘分子作戰(zhàn)地圖’。”研究團隊表示。
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)合研究團隊針對甘蔗，成功開發(fā)出國際領(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、推動分子設(shè)計育種奠定關(guān)鍵理論基礎(chǔ)。“甘蔗基因組學(xué)研究”這項歷時多年的研究成果已在國際權(quán)威期刊發(fā)表，標(biāo)志著我國在復(fù)雜多倍體作物基因組研究領(lǐng)域邁入世界前列。
該項目第一完成人張積森介紹，該項目有三大創(chuàng)新型突破值得關(guān)注。
一是破解國際性難題，填補技術(shù)空白。甘蔗的基因組復(fù)雜度堪稱植物界之最，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序的主要農(nóng)作物，嚴重制約著分子育種進程。
福建農(nóng)林大學(xué)與廣西大學(xué)團隊創(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)，成功實現(xiàn)多倍體甘蔗單條染色體的精準識別與分離。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)建出國際上首個甘蔗全基因組精細圖譜，其單倍型分辨率達到國際最高水平。
二是開辟研究新范式，驅(qū)動產(chǎn)業(yè)升級。基于突破性多倍體基因組學(xué)技術(shù)手段，研究團隊系統(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。
“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)可精準識別優(yōu)良等位基因，可望縮短傳統(tǒng)育種周期。目前團隊已建立包含甘蔗多維組的分子數(shù)據(jù)庫，為培育高糖高產(chǎn)、抗逆性強的新品種提供了數(shù)字化育種平臺。
三是護航食糖安全，賦能鄉(xiāng)村振興。該研究成果使我國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，研究團隊正結(jié)合我國主產(chǎn)區(qū)甘蔗生產(chǎn)需求開展育種，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入田間試驗階段。（來源：福州晚報 記者 梁凱鴻/文 受訪者供圖）
