2023年度福建省科學技術(shù)獎揭曉 福州109項科技成果獲獎

2023年度福建省科學技術(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年度福建省科學技術(shù)獎揭曉，評出省自然科學獎、技術(shù)發(fā)明獎、科學技術(shù)進步獎、科學技術(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技術(shù)獎。其中，自然科學獎一等獎3項，科學技術(shù)進步獎一等獎13項；自然科學獎二等獎4項，科學技術(shù)進步獎二等獎32項，科學技術(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獎一等獎。其中，有三個是福建農(nóng)林大學團隊主導或參與的研究成果，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”“甘蔗基因組學研究”。

破解睡蓮基因密碼

福建農(nóng)林大學團隊主導的、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。就像偵探尋找關鍵目擊者，科學家鎖定了一群“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發(fā)現(xiàn)，更革新了基因組學研究工具。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，更架起了基礎研究與產(chǎn)業(yè)應用的橋梁。

水稻抗病毒研究取得突破

由福建農(nóng)林大學李毅教授與福建農(nóng)林大學吳建國教授領銜的聯(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。

“這項研究相當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)林大學與廣西大學聯(lián)合研究團隊針對甘蔗，成功開發(fā)出國際領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、推動分子設計育種奠定關鍵理論基礎。“甘蔗基因組學研究”這項歷時多年的研究成果已在國際權(quán)威期刊發(fā)表，標志著我國在復雜多倍體作物基因組研究領域邁入世界前列。

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

一是破解國際性難題，填補技術(shù)空白。甘蔗的基因組復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)林大學與廣西大學團隊創(chuàng)新研發(fā)出“甘蔗復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?；谕黄菩远啾扼w基因組學技術(shù)手段，研究團隊系統(tǒng)揭示了甘蔗基因組的復雜結(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。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。（記者 梁凱鴻/文 受訪者供圖）