《科学通报》“功能农业关键科学问题与发展战略”专题＋“解读2021年度诺贝尔自然科学奖”专题

发布时间：2025-06-01 19:34

封面说明：功能农业(functional agriculture)是赵其国院士2008年提出的现代农业发展概念. 封面图显示功能农业的科技创新研究和产业过程的两条路径: 一条重点围绕硒、锌、钙等矿物质沿“岩石-土壤-植物-动物-食品-人体”这一链条中的传输规律与调控技术, 及其特定矿物质达到人体后的健康影响; 另一条重点关注维生素、抗性淀粉、花青素等生物化合物通过“种子-土壤-植物-食品-人体”的生物营养强化规律和技术的研究, 以及对人体健康影响的研究. 详见本期功能农业关键科学问题与发展战略专题.

“功能农业关键科学问题与发展战略”专题

编者按

尹雪斌, 赵其国

进展

土壤-植物体系中硒生物有效性评价研究进展

周菲, 彭琴, 王敏, 薛明月, 翟辉, 刘娜娜, 王梦柯, 齐明星, 梁东丽

准确评价土壤硒生物有效性对作物硒生物强化及土壤硒污染修复具有重要意义. 本文综述了现有土壤有效硒的测定方法, 推荐0.1 mol/L KH2PO4-K2HPO4浸提法可作为土壤有效硒的最适测定方法, 并讨论了多个表征土壤硒有效性指标的适用性, 为土壤-植物体系中硒生物有效性的评价提供了依据.

硒蛋白对人体健康重要作用的研究进展

张迪, 何娜, 杨晓莉, 张丹丹, 李强, 熊咏民

从硒蛋白的结构、生物学功能、分类以及与疾病关系等方面进行综述, 重点介绍了谷胱甘肽过氧化物酶、硫氧还蛋白还原酶、碘甲状腺氨酸脱碘酶家族的生物学功能, 其通过抗氧化、抗炎症、抗细胞凋亡等参与疾病的发生发展.

评述

畜禽饲料源微量元素营养代谢和排放规律研究进展

郭鎏, 刘栓, 印遇龙, 万丹

中国是畜禽养殖大国, 为提高畜禽生长性能, 微量元素作为饲料添加剂被广泛添加在畜禽日粮中. 然而日粮中微量元素添加往往超过动物的需求, 过量的微量元素添加不仅对动物的健康造成不良影响, 未被动物吸收的微量元素还会随畜禽粪便排放造成严重的环境污染, 尤其是锌、铜、铬、镉等重金属元素. 本文讨论了从动物营养的角度解决畜禽矿物元素污染可能的方案.

功能农业关键科学问题研究进展与“十四五”发展建议

尹雪斌, 赵其国, 印遇龙, 陈清清, 王张民, 宋佳平, 王晓丽, 林锦钰, 王莉莉, 刘晓航, 张泽洲, 张宁

功能农业是我国未来农业的发展方向, 也是实现人类健康福祉必由之路. 本文叙述了功能农业的基本理论及其发展, 以及功能农业关键科学问题, 其中包括功能农业的环境效应、功能农产品与人体健康研究和功能农业的新技术、新方法等, 并对我国“十四五”功能农业发展给出了发展目标与建议.

论文

江西宜春市明月山地区土壤和多种作物中硒的含量及形态分布特征

王晓丽, 张泽洲, 王张民, 陈清清, 宋佳平, 刘瑛, 尹雪斌

查明了宜春明月山地区土壤硒含量, 初步探究不同种类农产品硒的含量及硒形态组成特征, 利于人体通过食物链摄入富硒农产品进而提高硒营养水平, 并为当地发展富硒农业提供理论依据.

异亮氨酸调控大鼠小肠黏膜形态和结构的作用机制

任曼, 杨亚南, 赵春芳, 车传燕, 李升和

作为动物体重要的必需氨基酸, 异亮氨酸不仅是蛋白质合成底物还具有其他功能. 本研究通过体内和体外试验发现异亮氨酸可影响上皮细胞增殖和紧密连接进而改善小肠的组织结构.

硼对去卵巢大鼠骨质疏松症发生的减缓作用

胡倩倩, 江幸, 张旭, 靳二辉, 周金星, 李升和

以骨质疏松症为代表的骨代谢疾病不仅威胁人类的健康, 也严重影响着宠物行业和畜牧业. 硼元素广泛参与人和动物机体代谢调节活动, 是骨代谢的必需微量元素. 本研究通过建立大鼠卵巢摘除骨质疏松模型, 研究硼元素对骨质疏松症的影响, 为防治以骨质疏松为代表的骨代谢疾病提供理论依据.

天然富硒区广西壮族自治区桂平市水稻土壤线虫群落结构特征及其指示意义

宋佳平, 袁林喜, 刘晓东, 刘永贤, 王张民, 陈清清, 张泽洲, 龙泽东, 林锦钰, 尹雪斌

为了保证人与自然和谐共存, 在发展富硒农业时, 我们也需要关注环境中其他生物的安全问题. 本研究揭示了天然富硒区水稻土壤中硒对线虫的影响, 筛选了对硒敏感的线虫指标, 为评价天然富硒水稻土壤的生态安全提供了数据参考.

“解读2021年度诺贝尔自然科学奖”专题

观点

从全球变暖到复杂物理系统——2021年诺贝尔物理学奖解读

胡永云

2021年诺贝尔物理学奖授予了两位气候学家和一位理论物理学家, 以表彰他们在“理解复杂物理系统领域所作出的开创性贡献”. 本文针对两位气候学家对全球变暖的科学贡献以及全球变暖的物理基础和科学简史进行解读.

解读2021年诺贝尔物理学奖: 浅谈Klaus Hasselmann的科学贡献

宋丰飞, 吴立新

讨论了2021年诺贝尔物理学奖获得者Klaus Hasselmann的两项重要工作, 即发展随机气候模型和建立检测归因的统计框架, 对这两项划时代工作的时代背景、科学意义及局限性进行了简明扼要的分析, 并探讨了其对我们未来工作的启发.

陈思, 张建朋, 彭争春, 丁建宁

2021年诺贝尔生理学与医学奖颁给了David Julius和Ardem Patapoutian, 以表彰他们发现了温度和触觉受体, 并揭示了人体皮肤对温度、压力及疼痛的感知机理. 本文分析了人类对触觉感知和认知的研究历程及获奖者在该领域的核心贡献, 并展望了本次获奖对人工触觉(即触觉智能)的未来发展的积极影响.

温度及触觉受体的发现及研究——浅析2021年诺贝尔生理学或医学奖

潘学琪, 王瑞, 闫致强

2021年诺贝尔生理学或医学奖授予感知觉研究领域, 其中来自美国旧金山加州大学(UCSF)的David Julius发现温度觉受体TRPV1, Scripps研究所的Ardem Patapoutian发现Piezo1/2受体. 本文着重对本次诺贝尔奖进行解读, 并对感知觉的发展提供建议.

进展

温度感应和触觉受体研究进展——2021年度诺贝尔生理学或医学奖解读

郭江涛, 柳振峰

2021年度David Julius和Ardem Patapoutian两位教授因为发现温度感应受体和触觉受体而共同获得了诺贝尔生理学或医学奖. 本文围绕该系列研究工作进行深度解读, 在回顾温度感应和触觉受体研究进展的基础上, 展望相关领域的未来发展方向.