日前，從國家重點基礎(chǔ)研究發(fā)展計劃（973計劃）項目“生物固氮及相關(guān)抗逆模塊的人工設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化”項目驗收會知悉，我科學家在人工高效固氮及抗逆系統(tǒng)建設(shè)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(chǔ)與農(nóng)業(yè)應(yīng)用發(fā)展。
據(jù)專家介紹，不合理的氮肥施用帶來了嚴重的土壤退化、環(huán)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(tài)安全、實現(xiàn)可持續(xù)發(fā)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(yīng)用潛力的技術(shù)途徑。但是，根際環(huán)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(nóng)業(yè)中廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸。
生物固氮技術(shù)研發(fā)曾一直處于發(fā)展瓶頸期，而合成生物學為其農(nóng)業(yè)應(yīng)用提供革命性的解決途徑。為此，2015年國家973項目設(shè)立了第一個固氮合成生物學項目“生物固氮及相關(guān)抗逆模塊的人工設(shè)計與系統(tǒng)優(yōu)化研究”。該項目針對影響固氮效率的主要因素，系統(tǒng)開展了高效固氮、智能耐旱和廣譜抗蟲等調(diào)控機制和相關(guān)元件、模塊和線路等研究，通過人工改造天然固氮系統(tǒng)，大幅度提高農(nóng)作物固氮效率和抗逆性能。項目在RNA聚合酶-σ54復(fù)合體的晶體結(jié)構(gòu)、非編碼RNA調(diào)控、作物逆境信號傳導(dǎo)和小RNA介導(dǎo)的廣譜抗蟲等方面取得了重要理論和技術(shù)突破，3個代表性成果“新型生物固氮體系的構(gòu)建與功能評價”“氮高效利用與相關(guān)抗逆模塊的構(gòu)建與功能評價”和“抗蟲元器件的發(fā)掘及其在地下害蟲防治中的應(yīng)用”處于國際先進地位。
該項目由中國農(nóng)業(yè)科學院生物技術(shù)研究所林敏研究員主持，于近日在北京通過課題結(jié)題驗收，完成既定任務(wù)指標，取得創(chuàng)新性成果。項目實施5年期間發(fā)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(fā)明專利41項，獲得發(fā)明專利授權(quán)28項。培養(yǎng)了一支在國內(nèi)外有重要影響力的農(nóng)業(yè)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(yōu)秀青年基金”資助。（通訊員 崔艷）
