2024年2月29日，国家自然科学基金委员会发布2023年度中国科学十大进展，国科大现代农学院、遗传发育所谢旗研究员“农作物耐盐碱机制解析及应用”和高彩霞研究员“新方法实现单碱基到超大片段DNA精准操纵”两项成果入选。
据联合国粮农组织的调查数据显示，目前全球有超过10亿公顷的盐渍化土壤未被有效利用，且不合理的施肥灌溉将会进一步加剧盐碱地面积的扩张，土壤盐渍化问题已经成为世界性难题，我国也有15亿亩盐碱地未被有效利用。盐渍化土地中高pH的苏打盐碱地约占60%，目前学术界对植物耐碱胁迫的认识严重不足，阻碍了耐盐碱作物的培育。遗传发育所谢旗团队、中国农业大学于菲菲团队和华中农业大学欧阳亦聃团队等单位经过长期合作，利用起源于非洲撒哈拉高盐碱地的高粱自然群体材料定位克隆到一个与耐碱性显著相关的主效基因AT1，揭示了在碱胁迫条件下，AT1如何调控水通道蛋白磷酸化水平来促进植物细胞中H2O2的外排，从而赋予植物高耐盐碱性的机制。在主要苏打盐碱地进行了大田实验，发现基于耐盐碱等位基因AT1改良的五大谷物均显著提高了其耐盐碱性，其中水稻、高粱和谷子等粮食作物均有效增产20-30%。因此，这一发现不仅突破了人们对作物耐碱理论的认知，而且该基因用于耐盐碱作物的分子设计育种改良，将为我国盐碱地的综合利用，保证我国粮食安全提供保障。上述研究成果于2023年3月24日发表在《科学》和《国家科学评论》杂志上，并申请了多项国内和国际专利。
基因组编辑是基因功能研究、疾病治疗、生物育种的变革性技术，但核心元件工具酶难以满足日益多元化的应用需求。遗传发育所高彩霞团队创新性地运用人工智能（AI）辅助的大规模蛋白结构预测，建立起基于三级结构的高通量蛋白聚类分析新方法，实现了脱氨酶功能结构的深入挖掘，鉴定到完全区别于已知脱氨工具酶的新型底盘元件，成功挖掘到具有靶向单链DNA的脱氨酶(Sdd)45个，以及靶向双链DNA的脱氨酶(Ddd)13个，并开发了一系列具有我国自主知识产权的新型碱基编辑工具。这一系列原创工具具有紧凑、高效、特异、功能多样等特点，突破了医疗领域中常规碱基编辑器过大导致的递送瓶颈，解决了农业领域中长期悬而未决的大豆碱基编辑效率低下的应用难题。这项研究实现了工具酶挖掘方法和基因组编辑技术的源头创新，有望打破碱基编辑体系的底层专利壁垒。相关研究论文发表在2023年7月20日《细胞》杂志上。
“中国科学十大进展”遴选活动由国家自然科学基金委员会主办，旨在宣传我国重大基础研究科学进展，激励广大科技工作者的科学热情，开展基础研究科学普及，促进公众了解、关心和支持基础研究，在全社会营造浓厚的科学氛围。2023年度遴选活动由《中国基础科学》《科技导报》《中国科学院院刊》《中国科学基金》《科学通报》等推荐了2022年12月1日至2023年11月30日期间正式发表的600多项科学研究成果，由近100位相关学科领域专家从中遴选出30项，在此基础上邀请包括中国科学院院士、中国工程院院士在内的2100多位基础研究领域高水平专家进行投票，评选出10项重大科学研究成果，经国家自然科学基金委员会咨询委员会审议，最终确定了入选成果名单。
