來源：云南日報

基礎研究是科技創新之源。近年來,我省健全基礎研究和應用基礎研究投入穩定增長機制,聚焦天文、生態、植物化學、非人靈長類等優勢領域,打造基礎研究高地,基礎研究經費從2017年的8857萬元增長到2023年的2.26億元,年均增長近21%。在國家和我省相關科技項目的支持下,科研團隊產出一批具有云南特色、世界水平的重大原創性成果。

加快育種創新發展

2022年底,國際學術期刊《科學》雜志公布年度十大科學突破,云南大學資源植物研究院胡鳳益團隊多年生稻研究成果成為中國唯一入選的研究成果。聚焦維護糧食安全和生態完整性的重大需求,胡鳳益團隊經過二十余年的探索,將長雄野生稻地下莖無性繁殖特性轉移到一年生栽培稻中,選育具有多年生性的水稻品種。

“一年生的栽培種雖提升了作物的產量和品質,但同時也帶來了種子投入量大、勞動力投入多等問題?！焙P益教授說,經過科研攻關,研究團隊將一年生的栽培種變成多年生的栽培種,育成“多年生稻23”“云大25”“云大107”等多個多年生稻品種。

據介紹,多年生稻種植一次,可連續免耕收獲3至4年,每年收獲兩季,其平均每季產量與一年生稻產量基本相當。與一年生稻相比,多年生稻自第二季起不需要重復買種、育秧、犁田耙田和栽秧等生產環節,有助于節約勞動力和生產投入。目前,多年生稻在我省12個州(市)的76個縣(市、區)先后試驗示范取得成功,惠及2.3萬戶農戶,并在湖南、廣東、廣西和貴州等13個主要水稻種植省份試種推廣。

對于胡鳳益團隊成果,《科學》雜志評價,世界上主要的糧食作物每次收獲后都必須重新種植,這對農民來說是一項繁重的勞作,并可能導致土壤侵蝕等環境問題。中國的研究人員培育出的“多年生稻23”可以達到廣適、高產穩產、多年生性強的標準,并為農民節省了數周的繁重勞動。

探索生物醫學領域

經過8年科研,昆明理工大學李天晴、季維智院士團隊在帕金森疾病治療方法上取得重大突破,開發出用于帕金森病治療的可持久穩定分泌多巴胺神經遞質的基因工程化間充質干細胞,將其移植到大鼠和猴帕金森病模型后,可通過恢復紋狀體多巴胺水平,實現中腦多巴胺環路的原位重建,并可快速恢復急性和慢性帕金森病猴模型的運動和非運動障礙缺陷。這一研究成果于2022年底發表在國際期刊《自然合作期刊——帕金森病》上。

目前,我國帕金森病患者已超300萬人,年醫療費用龐大。該疾病發病率和死亡率很高,6年內的死亡率高達66%。臨床上主要采用口服L-左旋多巴補償丟失的多巴胺神經遞質或腦深部電刺激術,但兩類方法長期使用會帶來明顯副作用且后期會失去效果。

為了精確遞送多巴胺神經遞質到紋狀體局部部位,科研團隊開發出一種全新的治療策略,將多巴胺神經遞質合成的3個特定基,轉入一個間充質干細胞系里,讓其可以穩定分泌多巴胺神經遞質,移植后可在腦部紋狀體持久、連續、穩定地分泌多巴胺。

據介紹,通過這一治療策略,帕金森病猴子,包括重度帕金森病猴,僅通過一次移植后,臨床癥狀就快速表現出顯著的恢復效果,并保持了良好的治療效果。長達5年的結果評價,證明了該方法的安全性和有效性,顯示出基因工程化間充質干細胞在未來帕金森病臨床治療應用中的巨大潛力。

推進生物資源研究

2023年3月,云南農業大學召開新聞發布會,介紹了學校董揚團隊在葡萄生物資源研究方面取得的成果。通過科研,董揚團隊形成葡萄起源、遷徙、品種分化研究領域的多個重要結論,相關成果在《科學》雜志上作為封面文章發表,這也標志著我國葡萄生物資源研究達到世界領先地位。

作為全球綜合產值最大的經濟作物之一,葡萄的誕生地區、起源馴化和傳播等問題,是相關領域科研人員研究的重點之一。董揚團隊聯合26個國家和地區的70多名科學家,匯集了全球5000份野生葡萄和栽培葡萄的樣本,并對部分樣本進行基因測序分析。

研究成果顯示,栽培葡萄起源的時間大約在距今1.1萬年前,表明葡萄是最早馴化的水果之一,為研究作物起源馴化、葡萄栽培考古學研究提供了重要線索。研究揭示了栽培葡萄馴化中心為兩個,是雙起源中心模式,糾正了此前的單起源中心理論,是葡萄研究的重要里程碑成果。此外,研究還發現,釀酒葡萄和鮮食葡萄在不同區域同時起源,并且起源初期遺傳背景就具有重大的差異,徹底解決了學術界對鮮食葡萄和釀酒葡萄起源長達數百年的爭議。

“云南是中國的早熟葡萄產區,而早熟是葡萄經濟性狀的一個重要體現,我們在研究中也找到了一個控制早熟的基因?！倍瓝P教授表示,立足此次研究相關成果對葡萄經濟性狀控制基因全面解析,可建立葡萄基因組輔助育種技術,在短期內突破葡萄“種業”難題,為我國葡萄產業高質量發展保駕護航。

揭示昆蟲演化奧秘

蜜蜂作為典型的社會性昆蟲,其“舞蹈語言”表達能力是否需要“言傳身教”?通過合作研究,中國科學院西雙版納熱帶植物園譚墾研究員團隊給出了答案:社會學習改善了蜜蜂的“舞蹈語言”表達能力,而“幼教缺失”會導致蜜蜂舞蹈準確性降低。這一研究成果作為封面文章于今年3月發表在《科學》雜志上。

“長期以來,蜜蜂的‘舞蹈語言’是科學家關注的焦點,蜜蜂搖擺舞的持續時間、角度、搖擺次數,分別傳遞出食物的距離、方向等信息,巢內蜜蜂通過接收搖擺舞,最終找到蜜源位置。”中國科學院西雙版納熱帶植物園譚墾研究員介紹,很多脊椎動物能通過社會學習來提升環境適應能力,但近年來科學家發現,昆蟲的小腦袋并不會限制學習能力。

為探究蜜蜂間是否存在“言傳身教”,研究人員采用一種全新的實驗模式,創建了一種全部由剛出房的幼蜂組成的蜂群,并與在自然蜂群里成長的蜜蜂進行比較。結果顯示,缺乏向有經驗蜜蜂互動學習機會的幼蜂群表演的舞蹈存在明顯的缺陷和誤差。雖然蜜蜂舞蹈是一種與生俱來的行為,其舞蹈擺動角度(指示方向)的誤差會隨著采集經驗的積累有所減少,但擺動時間(指示距離)的誤差卻始終不會改善。研究表明,社會學習對蜜蜂“舞蹈語言”的傳承有重要作用,幼教缺失導致蜜蜂舞蹈發展出新的“方言”,并將終身保持。

研究同時證實,腦容量很小的無脊椎動物也具備“言傳身教”的能力,相互交流和學習是蜜蜂社會取得成功的基石。（云南日報記者 季征）