伴随千百年来自然物种进化与人类科技进步，世界农业育种经历了原始育种、传统育种和分子育种三个时代的跨越。生物育种是生物技术育种的简称，属于从转基因育种3.0版跨入智能设计育种4.0版、集各种前沿技术大成的新一代分子育种技术，其中最具代表性的包括培育革命性和颠覆性新品种的全基因组选择、基因编辑和合成生物技术。回顾了国内外农业转基因和生物育种技术的发展历程，分析了我国生物育种面临的严峻挑战，提出了加快我国生物育种技术创新的产业化对策。
随着生物技术的飞速发展，作为食品生物工程的主要组成部分，食品发酵工程技术不断升级，在传统发酵食品的菌种、发酵过程、产品品质得到改善的同时，生物制造的功能食品组分、未来食品等新型产品也应运而生。首先概述了由生物技术和信息技术的进步带来的食品发酵研究手段与生产方式的多层面变革，并重点阐释了利用食品合成生物学设计构建细胞工厂的思路和方法，以及食品生物工程在微生物分析、过程工程和分离工程方面的智能化进程。其次，介绍了现代食品生物工程技术在改善传统发酵食品品质及安全性、生产功能食品组分、添加剂和酶制剂、创制未来食品和开发新型益生食品方面的应用进展。最后，对全球和我国食品发酵产业面临的挑战和未来发展趋势进行了总结和展望，以期为食品发酵的技术革新和工业化应用提供参考。
随着转基因产品商业化种植面积不断增加、国际贸易日趋频繁，对转基因生物安全管理提出了更高的要求。转基因产品检测技术作为安全评价的关键环节，逐渐引起了各国政府的关注。目前，针对转基因产品的快速检测方法层出不穷，但这些检测方法对于设备、试剂和专业的实验人员均有较高的要求。因此，为了有效支撑转基因相关产业的发展和管理，亟需建立一种高灵敏度、高特异性及高效的转基因检测技术。基因组编辑技术是近年来迅速发展的一类遗传修饰技术，其代表技术——CRISPR/Cas技术，更是极大地推动了生物技术的发展。CRISPR/Cas技术除了被应用于基因编辑领域，也逐渐被应用于核酸分子检测领域。基于此，以转基因产品检测技术为立足点，从CRISPR/Cas的检测原理、检测效果等技术层面分析了CRISPR/Cas检测技术发展的必然性，并对其在转基因产品检测上的应用前景进行展望，旨在为我国转基因产品快速检测和有效监管工作提供资料，对于保障我国转基因产品贸易的顺利进行具有重要意义。
当前国内外生物技术产业革命加速推进，以基因编辑为代表的转基因新技术发展迅猛，新基因、新性状、新产品不断涌现。围绕基因编辑产品的检测方法将成为转基因生物安全监管的重要一环和有效支撑。因此，基于测序技术、酶切技术、PCR技术和其他检测技术4个方面，总结了目前应用于基因编辑产品检测的一些技术方法，并对每种方法的优缺点进行了分析，以期为今后基因编辑产品的检测提供思路，做好转基因监管技术储备。
对功能核酸概念的分析需要建立在对功能核酸研究的基础上，从内涵和外延两个方面来进行探析。从内涵来看，它是对具有特殊结构、执行特定生物功能的核酸分子的统称；从外延来看，它包括适体、核酸核酶、核糖开关、发光核酸、修饰核酸、功能核酸裁剪、核酸自组装、功能核酸纳米材料、核酸纳米酶、核酸药物、核酸补充剂以及DNA存储技术等。目前功能核酸已成功地应用于生物传感、生物成像、生物医学等诸多领域。对功能核酸这一概念进行了探讨，并尝试对其范畴、特点进行归纳总结，以期梳理和完善功能核酸的基本概念，促进该领域的进一步发展。
矿物元素在畜禽生长发育、新陈代谢、神经活动、免疫功能、内分泌等几乎所有的生命活动过程中都发挥着重要的生理作用，分为钙、磷、钠、镁等常量元素和铁、锰、钴、铜等微量元素。某种矿物元素摄入不足或在体内过量蓄积、矿物元素间比例失调，都将引起严重后果。随着畜禽养殖业的集约化规模化发展，饲用矿物元素用量迅速增加，但存在不合理使用的情况，造成了资源浪费和环境污染。因此，在满足畜禽营养需要量的前提下，合理地使用矿物元素剂型及剂量，实现降低矿物元素经畜禽粪污向环境中的排放量，不仅利于集约化畜禽养殖业的发展，同时也能有效降低畜禽粪污中的重金属含量，为种植业提供优良的有机肥来源，维护生态系统的平衡，促进种植业和养殖业的可持续健康发展。基于此，以畜禽体内含量最高的常量元素钙磷和微量元素为切入点，介绍了饲用矿物元素的应用现状、畜禽矿物元素基础需要量及合适的添加范围，着重综述了新型饲用微量元素的开发与应用进展，并探讨了矿物元素动态饲喂模式的可行性及有效性，以期为合理利用矿物元素资源及进一步解决全球生态农业研究的畜禽矿物元素导致的环境污染提供参考。
鲑鳟鱼类是典型的冷水性鱼类，经济价值高，市场前景广阔，是世界重要经济鱼类之一。我国鲑鳟鱼类养殖近年来蓬勃发展，产量及规模不断提高，养殖模式不断创新，与此同时，各地鲑鳟鱼类流行疾病的暴发日趋频繁，国内疫病防控体系与挪威、智利等主产国仍存在较大差距，严重制约了产业的健康发展。基于此，概述了细菌、病毒及其他病原引起的鲑鳟鱼类主要流行性疫病的发病症状、发病条件等方面的研究成果，系统介绍了相应的诊断技术，并重点介绍了国内鲑鳟鱼类免疫防控手段，以期为研究人员提供较为系统的鲑鳟鱼类常见流行疫病相关基础知识、常用的检测技术以及免疫防控手段，为从业者和研究人员对鲑鳟鱼类疫病防控提供参考。
兽用诊断试剂产业服务于动物疾病防控的技术需求，既是一个独立的产业，也是多学科交叉、技术密集、资金密集型产业。和国际兽用诊断试剂产业相比，我国兽用诊断试剂产业起步晚，底子薄，产品质量差距明显。通过对比和分析兽用诊断试剂产业的国内外现状，提出了我国兽用诊断试剂行业所面临的挑战，指出了未来的发展趋势，以期为我国兽用诊断试剂产业的发展提供有益的参考建议。
肌肉生长抑制素基因（myostatin，MSTN）是骨骼肌发育的负调节因子，在不同物种中具有高度保守性。自然突变或通过基因编辑技术对该基因进行操作，均可以获得肌肉异常发达的动物个体。研究表明，MSTN基因突变可以通过多种调控途径影响肌肉发育过程。因此，从成肌细胞增殖、分化、蛋白质合成分解代谢、组蛋白修饰以及巨噬细胞极化等5个方面对MSTN突变促进肌肉发育的机理进行综述，以期为农业动物育种新材料生产及重大恶病质的治疗提供借鉴。
随着世界人口的不断增长、食物需求量的不断增加，以及气候的不断变化，如何提高农作物产量已成为人类面临的一个巨大挑战。传统设计育种耗时长、效率低，已经不能满足新时代的育种需求。随着基因型和表型数据成本的不断降低，以及各种组学数据的爆炸式增长，人工智能技术作为能够在大数据中高效率挖掘信息的工具，在生物学领域受到了广泛关注。人工智能指导的设计育种将大大加快育种的效率，给育种带来革命性的变化。介绍了人工智能特别是深度学习在作物基因组学和遗传改良中的应用，并进行了总结与展望，以期为智能设计育种提供新的思路。
转基因大豆是目前种植最广泛的转基因作物之一，其中具有耐除草剂特性的转基因大豆占比最高。公众对转基因食品一直争议不断，因此，其批准商业化种植前的食用安全性评价显得尤为重要。已有研究显示，转基因耐除草剂大豆已经商业化种植了二十多年，迄今为止还没有观察到任何不良反应。目前已经批准的转基因耐除草剂大豆均进行了严格的毒理学评价、过敏性评价和营养学评价，经过严格评价后上市的转基因大豆可以放心食用。综述了转基因耐除草剂大豆的主要类型，分析了可能存在的安全性问题，对转基因耐除草剂大豆的食用安全性评价方法进行了总结，以期为后续相关转基因食品安全性评价工作的开展提供借鉴。
反式翻译（trans?translation）是细菌翻译质量控制的关键，几乎存在于所有细菌之中。反式翻译系统由转移信使mRNA（tmRNA）和小蛋白B（SmpB）组成，能够拯救因翻译不终止mRNA (non?stop mRNA)而滞留的核糖体。此外，反式翻译还能够调控特定基因的表达水平，参与细菌的应激反应。概括了细菌反式翻译系统近年来最新的研究进展，阐明反式翻译识别与拯救滞留核糖体的分子机制，归纳了反式翻译的功能及应用前景，以期为相关研究提供参考。
氢气以其安全、有效、渗透性强、代谢产物只有水等特点，逐渐进入医学研究者和临床工作者的视野，并在近年来快速发展。大量研究证明，氢气对于包括肿瘤、炎症损伤、代谢疾病、神经性疾病等百余种疾病具有潜在的治疗作用。2020年新型冠状病毒肺炎（新冠肺炎）疫情全球大流行期间，氢气在新冠肺炎辅助治疗中也崭露头角。对氢气在生物医学的动物学、细胞学和临床研究领域的研究进展进行了总结，并主要综述了氢气在代谢性疾病、神经退行性疾病、急救和创伤医学以及肿瘤领域的研究进展，以期为氢气在生物医学领域的应用研究提供参考。
基因治疗是指利用基因编辑技术对细胞基因进行“修饰”而达到治疗的目的。CRISPR/Cas的出现为基因编辑提供了简单、高效和多功能的平台，同时，为克服DNA双链断裂产生的不良影响，基于CRISPR/Cas的新型技术，如碱基编辑器（base editors，BE）、Prime Editors（PE）和Cas13效应器，被相继开发出来。目前，CRISPR/Cas及其衍生编辑技术已被广泛应用于动物细胞模型构建、药物靶点筛查和基因功能研究等领域，在基因治疗领域也展现出广阔的应用前景。基于此，简要介绍了CRISPR/Cas及其衍生编辑技术，综述了其在单基因遗传病、肿瘤和其他疾病的基因治疗中的应用进展，并分析了其当下面临的挑战，以期为基因编辑在单基因遗传病、肿瘤和其他疾病治疗领域提供理论参考。
辅酶Ⅰ——烟酰胺腺嘌呤二核苷酸（nicotinamide adenine dinucleotide，NAD+）是一种在糖酵解、糖异生、三羧酸循环及呼吸链中发挥重要作用的辅酶，广泛参与DNA修复、组蛋白去乙酰化等生命过程。近年来研究表明NAD+合成的前体和中间化合物（具有维生素B3活性的烟酸、烟酰胺、烟酰胺核苷和烟酰胺单核苷酸）在预防糙皮病、延缓衰老,治疗神经和心血管多种疾病、调节胰岛素分泌、调控mRNA的表达等方面具有重要疗效。着重介绍了辅酶Ⅰ体内的合成代谢以及参与的调节衰老进程，以期为利用合成生物学技术在大肠杆菌中富集NAD+中间化合物提供理论依据和技术支撑。
水域是地球环境的重要组成部分，也是最易受污染的生态系统之一。水生态系统中不同营养级别的水生生物可通过摄食、接触等多种途径摄入水体中的污染物。因此，监测水域污染物对水生生物和生态系统的影响，解析污染物对不同水生生物的毒性机制，筛选敏感、有效的生物标志物对生态毒理学研究和环境风险评价具有重要意义。RNA测序（RNA sequencing，RNA?seq）技术因所需样品量少，且不需参考序列，可在整体水平上鉴定基因差异表达，成为水生生物生态毒理学研究的最佳方法之一。基于此，介绍了RNA?seq技术的基本流程与数据分析过程，对该技术在不同生态位的水生生物（如鱼类、两栖类、贝类、甲壳类等）生态毒理学中的应用展开综述，并对RNA?seq技术面临的不足、挑战及发展趋势进行探讨，以期为该技术在水生生物生态毒理学研究中的应用，尤其是水生态环境中污染物胁迫水生生物机制的阐明及污染水域生态环境恢复提供参考。
中国是典型缺硒大国，一条马鞍形土壤缺硒带呈东北-西南走向分布，占主要农耕区土壤面积的33.34%，但同时也存在点状分布的富硒-高硒地区，占主要农耕区土壤面积的8.69%，成为湖北恩施、陕西安康、安徽石台、广西巴马、江西宜春等地方农业转型升级的新抓手，得到大力开发利用。伴随着硒资源的开发利用，一些科学问题被广泛提出，如：硒摄入有何健康效果？天然富硒区人群是否有实证研究数据？硒-镉共生导致天然富硒农产品富硒的同时是否存在镉含量超标问题？硒资源中的硒形态组成有何重要意义？硒超积累植物-壶瓶碎米荠的超积累硒的机制是什么？这些关键科学问题亟待解答。基于对天然硒资源近10年的研究成果，对以上科学问题进行了一些有益探讨，以期为未来高效安全科学地利用硒资源提供一些研究思路。
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