中国农业科学院棉花所破解棉蚜适应新寄主「开关」——首次构建寄主转换动态表观遗传图谱,DNA甲基化重编程机制

中国农业科学院棉花研究所棉花虫害防控与生物安全创新团队研究发现,棉蚜通过DNA甲基化重编程,实现从解毒生存到建立种群的时序性适应策略,研究成果发表于Journal of Advanced Research。研究构建了棉蚜寄主转换的动态表观遗传图谱,发现棉蚜在适应新寄主过程中全基因组DNA甲基化水平呈先升后降趋势,核心调控因子在早期优先激活棉蚜解毒基因帮助克服新寄主的化学防御,随后激活繁殖基因保障种群建立,为开发棉蚜新型绿色防控技术与可持续害虫管理提供了理论支撑。

8月24日中国农业科学院棉花研究所联合西部农业研究中心发布全球首个棉花领域专属知识大语言模型「棉芯1.0」(CottonMind1.0)，采用「网页端+小程序端」双端设计：网页端为科研人员提供云端智研工作台(AI检索、文献加速阅读、知识图谱)，小程序端成为棉农随身「农技专家」(AI问答、拍照诊断、专家咨询)。模型已整合41680篇中外文科研文献、2000余项专利与国家标准、559部专业著作、1806条审定品种信息，覆盖基因功能、性状调控、品种选育、栽培管理、病虫害防控等全维度专业知识，并支持中英多语言服务。项目组负责人杨作仁表示，棉芯1.0打通了科研成果转化「最后一公里」，可服务于政府部门种植规划、防控策略与产业政策制定。

中国农业科学院西部农业研究中心在昌吉州老龙河综合试验基地举办棉花优质高产关键技术集成示范观摩会。千亩示范方实测籽棉平均亩产601.4公斤,集成中棉113优系、中新棉1号、3号等优质多抗新品种,以及高光效群体调控、智慧棉田管理、绿色病虫害防控等成套技术,节药15%以上、人工成本降低30%以上。

中国农业科学院烟草研究所烟草病虫害绿色防控创新团队开发出按一按就能检测的新型微流控芯片，实现低浓度生物信号的高灵敏、可视化和多重快速检测，相关研究成果发表在《Chemical Engineering Journal》上。芯片设计为无需外接动力设备的指压式结构，液体在芯片内流动依次完成样品反应和检测过程；同时搭建特殊纳米识别界面的芯片，能够像生物雷达一样精准锁定目标细菌，启动信号放大过程输出清晰可见的荧光结果，实现极低浓度细菌的快速读取。

中国农业科学院西部农业研究中心联合棉花研究所揭示了干旱区滴灌棉田温室气体排放变化规律,建立了三节点滴灌棉田温室气体精准采集技术体系。膜下滴灌水肥一体化技术为新疆棉花高产稳产提供了重要技术支撑,但灌溉施肥过程会引起土壤温室气体排放快速波动,传统采样方式难以实现农田温室气体的精准监测。研究发现,灌溉施肥后第1天是温室气体排放峰值形成的关键时期,据此提出了'灌溉前1天—灌溉后1天—灌溉后5天'三节点精准采样方案,相关研究成果发表在《农业水管理》(Agricultural Water Management)上。

中国农科院棉花所杨作仁团队创制棉花首个油菜素内酯缺陷型突变体,证实内源油菜素内酯是棉花纤维伸长的中枢调控因子;首次发现油菜素内酯通过促进超长链脂肪酸合成推动纤维细胞发育,系统解析调控网络并构建发育模型。团队还建立基于茎尖分生组织的不依赖基因型的遗传转化体系,将棉花遗传转化周期从7~8个月缩短至2~3个月。基于此创制出自然界不存在的粉红色纤维,以及高效合成虾青素的功能型棉花新材料。目前纤维改良新材料已发放给全国13家育种单位,创制优异种质500余份,15份材料进入转基因安全评价程序,授权发明专利6项,获新疆自然科学奖一等奖。