在新的历史时期，粮⻝安全不但要关注⼈⼝迅速增加对粮⻝总量的需求，也要为⼈们的健康提供保障，同时还要关注粮⻝⽣产的资源与环境的可持续发展。因此，粮⻝安全是⼀个不断演进的理念，应以提供丰富的对⼈类和地球都健康的⻝品为总体⽬标。随着我国消除贫困、全⾯建成⼩康社会，我国稻⽶产业正在经历由数量驱动向以数量为基础的品质驱动的变⾰。国内外⼤量的研究结果表明，⾜量摄⼊全⾕⻝物可全⾯降低罹患各种疾病⻛险 30%以上。稻⽶果⽪的颜⾊丰富多彩，其中⿊⽶的营养健康效应⼀直备受关注。完整的⿊⽶是全⾕，包括果⽪、种⽪、糊粉层、胚和胚乳。近⼗⼏年来，我们以“⿊⽶主⻝化”为⽬标展开系统的探索，取得了系列进展。对⼤量⿊⽶品种分析表明，除淀粉和蛋⽩质外，全⾕⿊⽶富含膳⻝纤维、矿质元素、不饱和脂肪酸、B、E 族维⽣素、胡萝⼘素、类⻩酮、花⻘素等营养健康元素；我们培育出了⻝味特优的“⽶饭型全⾕⿊⽶”品种华墨⾹，并制定了相关标准；开展了⿊⽶健康效益的评价，揭示了⿊⽶的多重健康效益；与企业合作开启了产业化进程。我们预期，“⿊⽶主⻝化”将不仅更好地保障粮⻝安全和农业可持续发展，也将对⼈类社会的⻝品营养和健康产⽣重⼤⽽深远的影响。

80%以上的作物病害由病原真菌引起，它们常对农作物的⽣产造成严重的破坏，威胁我国粮⻝安全和农业绿⾊发展。真菌病毒(mycovirus)，⼜称噬真菌体(mycophage)，是指在真菌中复制的病毒，在⾃然界⼴泛存在。引起病原真菌致病⼒衰退的真菌病毒具有防病潜⼒，是重要的作物病害⽣物防治资源。⾃1962年⾸次发现真菌病毒以来，国际上同⾏致⼒于利⽤真菌病毒控制作物病害研究。虽然利⽤真菌病毒（低毒病毒）成功控制了欧洲板栗疫病，但是“在北美利⽤低毒病毒防治板栗疫病⼏乎完全失败”，也没有利⽤真菌病毒控制⼤⽥作物病害的报道。国际上普遍认为真菌复杂的⾮我识别反应机制限制病毒扩散、感染病毒的真菌适应环境能⼒差及真菌病毒没有细胞外阶段、缺乏传播介体等是利⽤真菌病毒控制病害难以克服的限制因⼦。2010年我们⾃湖南益阳⼤通湖地区的罹病油菜植株中分离获得了丧失致病⼒的核盘菌菌株DT-8，并从该菌株分离鉴定出⾸例真菌DNA 病毒（SsHADV-1）。发现 SsHADV-1具有强侵染⼒，其病毒粒⼦可以直接由菌丝侵⼊核盘菌，发现该病毒与噬真菌昆⾍互惠性互作并驱使昆⾍作为传播介体；进⼀步发现，SsHADV-1可以将核盘菌从死体营养型病原真菌转变为促进油菜⽣⻓、抗病的内⽣真菌，同时发现核盘菌及DT-8可以在⽔稻、⼩⻨等⽲⾕类作物上⽣⻓，并赋予它们⼴谱抗病能⼒。由此，提出了真菌病毒介导的“植物疫苗”概念并利⽤DT-8作为疫苗菌株创制了在⽔稻、⼩⻨和油菜等粮油作物上应⽤的植物疫苗菌剂。2023-2024年度，在襄阳市襄州区⼩⻨上开展了试验示范。⽥间测产表明，植物疫苗拌种后，在稻茬⽥，襄⻨25的产量可达397.4kg/亩，⽐未处理增加约18.0%；扬⻨33的产量为410,7kg/亩，⽐对照增加约14.0%。另外，2023年⽥间试验现场测产表明，植物疫苗可以使⽔稻兆优5455品种增加14.8%左右的产量，亩产达到779.8 kg。总之，真菌病毒介导的植物疫苗概念突破现有利⽤真菌病毒防治病害的理论和技术瓶颈，为我国作物病害绿⾊防控提供了新理论、新技术和新产品，为我国粮油作物增产、增效提供了潜在的新质⽣产⼒。

随着社会经济的发展和⼈⺠⽣活⽔平的不断提⾼，⾁蛋奶在膳⻝结构中的⽐例持续增加。然⽽我国草原正逐年退化，可提供的喂饲产品有限，导致我国牧草⼤量进⼝，为我国牧草供给和粮⻝安全造成重⼤隐患。我国是全球第三⼤盐碱地分布国家，盐碱地分布⼴、⾯积⼤、类型多，是重要的后备耕地战略资源和粮⻝增产的“潜在粮仓”。牧草具有很强的固⼟、涵养⽔分、培肥地⼒的功能，发展草牧业不仅能够解决牧草供给短缺的问题，还能够改良盐碱地、提⾼⼟地⽣产⼒。报告将从我国草牧业发展所⾯临的挑战和关键问题出发，以新型⾖科牧草⽥菁为例，介绍其在基础研究⽅⾯的进展及在盐碱地改良⽅⾯的应⽤，提出利⽤现代⽣物技术助⼒牧草育种，并对我国草牧业发展进⾏展望。

随着 DNA 合成技术的⻜速发展，从头合成⼀个⽣物的基因组已成为可能，催⽣了合成⽣物学的⼀个重要研究⽅向—合成基因组学。⽬前，病毒、细菌基因组都已经实现了从头合成与组装，第⼀个真核⽣物酿酒酵⺟基因组合成计划（Sc2.0）业已接近尾声，开启了⼈类解析天然⽣物基因组功能、定制化合成构建合成⽣物体的新篇章。作为 Sc2.0 的参与者之⼀，我课题组完成了多条染⾊体的设计与合成。在此次报告中，我将简要介绍合成⽣物学和合成基因组学的发展历史，随后汇报我们过去⼗⼏年在 Sc2.0 计划中的研究⼯作，以及我们最近提出的 Sc3.0 计划及进展。最后，我将汇报近期我们在植物基因组合成的最新进展，并探讨合成基因组学领域的未来研究⽅向。

⼤⾖是重要的经济粮⻝饲料作物，是⼈类和牲畜优质植物油和蛋⽩的主要来源。近年来，我国⼤⾖消费维持在 1.2 亿吨左右，但80%以上依赖进⼝。我国⼤⾖单产远低于国外，是世界平均单产的60%左右；同时，我国⼈多地少，在现有 18 亿亩耕地难以进⼀步扩增⼤⾖种植⾯积。创新育种理论，培育突破性⾼产优质耐逆新品种，⼤幅度提⾼单产和利⽤边际⼟地扩增种植⾯积是我国⼤⾖的重⼤需求。针对这⼀国家重⼤需求，团队开展了⼤⾖分⼦设计育种⼯作。构建了世界⾸个⼤⾖图形泛基因组，绘制了全球近 3000 份代表性⼤⾖种质的遗传变异图谱，系统解析了⼤⾖种质资源演化遗传基础，通过对⼤⾖驯化和改良过程中遗传变异的系统研究，⾸次揭示 DNA遗传变异和表观遗传变异是相对独⽴发⽣的，解析了⼤⾖多倍化和驯化中重复基因的演化规律，为种质资源利⽤和分⼦设计育种提供了理论基础；创新多组学联合分析⽅法，挖掘和功能解析了控制⼤⾖产量、品质、耐逆和适应性的相关基因，为⼤⾖设计育种提供了重要基因资源；创新性状分析⽅法，解析了⼤⾖重要农艺性状的多性状遗传调控耦合⽹络，发现了不同性状协同调控的关键调控位点，建⽴了⼤⾖分⼦设计育种体系。成功培育出科⾖ 10、科⾖ 2号、科⾖ 7 号、科⾖ 17、科⾖ 24、科⾖ 103、晋⼤ 88 等⾼产优质⼤⾖新品种。同时，创新性地开展了耐盐⼤⾖种质资源筛选、品种选育等研究⼯作。选育的“科⾖ 35”等系列新品系在东营盐碱地⼤⾯积示范亩产超过 300 公⽄。