发展现代农业 建设社会主义新农村

  • http://www.aweb.com.cn 2007年04月18日09:19 《中国科技成果》

  农业是国民经济的基础。我国人均耕地、水资源量明显低于世界平均水平;农业增产、农民增收和农产品竞争力增强的压力将长期存在;农业结构不合理、产业化发展水平及农产品附加值低;生态与环境状况依然严峻,严重制约农业的可持续发展;食物安全、生态安全问题突出。统筹城乡经济社会发展、建设现代农业、建设社会主义新农村,是全面建设小康社会的重大任务。针对这一系列问题,迫切需要强化农业科技创新,把科技创新作为加快解决“三农”问题的一项根本措施。

  (一)培育优质高产动植物新品种,实现新品种更新换代

  1.我国超级稻育种理论与新品种选育技术继续保持国际领先

  由国家杂交水稻工程技术研究中心承担的国家863计划课题——“优质超级两系杂交水稻新组合的选育”取得了突破性进展,标志着在国家863计划的支持下,由袁隆平院士领衔的我国超级杂交稻育种水平再上一个新台阶,使得我国超级稻育种理论及新品种选育技术继续保持国际领先地位。

  课题组所取得的标志性成果之一,两系法超级杂交稻两优培九的育成与应用技术体系,在两系法利用亚种间杂种优势选育超级杂交稻的育种理论和技术、提高安全性的制种技术和种子纯度保障技术、将亚种间杂种优势与理想株型及强光合生理功能相结合等方面有重大发明创新。该成果已获国家发明二等奖,是第一个通过国家审定的两系法杂交水稻,它的育成实现了我国第一期超级稻育种目标。课题组的另一项标志性成果,超级杂交稻88S/0293组合在百亩示范片中连续两年平均亩产超过800公斤,提前1年实现了中国超级稻长江流域中稻研究的第二期目标,使我国的超级杂交稻研究继续保持国际领先水平。

  本课题成果优质超级杂交稻组合、两系不育系以及专利技术通过与相关种业集团和企业合作开发,加快了科技成果的转化力度和产业化步伐,已取得良好的社会经济效益。实现年总产值2.8亿元,创造利润4500多万元,课题成果获转让费达1700多万元。

  2.优质超高产农作物培育取得丰硕成果

  “优质超高产农作物新品种培育”是国家863计划重点支持的重大专项计划,重点开展了水稻、小麦、棉花、大豆、玉米、油菜、薯类、花生和蔬菜等主要农作物的现代高效育种技术体系构建、新品种繁育技术和产业化研究,投入经费总额1.4亿元,旨在建立作物现代育种创新技术体系的基础上,全面提升我国主要作物育种水平,培育优质、高产、超高产新品种,为国家粮食安全提供技术支撑,为农民增收,农业增效、农业结构调整提供优质、高产品种保障。

  专项实施四年来,总体执行情况良好,超额完成了预期目标和任务,并完成了总结验收。申报获得国内外发明专利和技术标准171项,国家植物新品种保护权339个,攻克了一批主要农作物杂种优势利用和分子育种的关键技术,推动了我国农作物育种技术原始创新能力的自主发展。培育优质超高产农作物新品种650个,其中有重大应用前景的新品种262个,累计推广面积超过17.5亿亩,增产粮食600亿公斤,创直接经济效益735亿元,获国家科技进步和发明成果奖14项,显著增强了我国发展现代农业的核心竞争力。培育高科技种业15家,逐步建立起符合市场化和产业化特点的育种技术体系,推进了育繁推加一体化、研产营贸一条龙,加速种子产业升级,促进了我国农作物育种科技产业化快速发展。

  3.我国农作物育种技术进展顺利

  在国家863计划支持下,我国农作物育种技术进展顺利:(1)航天育种技术。从粒子生物学、物理场生物学和重力生物学等不同角度研究了航天环境各因素的诱变特性,初步建立了“多代混系连续选择与定向跟踪筛选”的空间诱变育种技术。进一步优化了高能粒子辐照、物理场处理等地面模拟航天诱变靶室设计与样品处理程序,使得样品批处理效率大大提高;比较分析了高能粒子诱变与γ射线诱变的差异,探讨了高能粒子诱变小麦的分子生物学机制,完善了地面模拟航天育种技术方法,开创了地面模拟航天环境诱变作物进行遗传改良的新途径。(2)杂种优势利用技术。超级稻育种理论与技术不断完善,研究成果保持国际领先;制定了杂交小麦制种技术规范,二系杂交小麦生产技术体系进一步实用化;首次培育出抗草甘膦除草剂的陆地棉种质系—R1098,可有效用于杂交棉生产和育种;切叶蜂繁殖技术获得突破,杂交大豆制种技术体系进一步完善;实现了玉米杂交种全不育化制种,树立了通过三系配套技术培育玉米杂交种的典范;建立了“纯合两用系、临时完全保持系、恢复系”三系授粉控制系统,解决了杂交油菜制种技术中的世界性难题;大白菜核基因雄性不育性遗传规律及不育系转育研究取得重大突破,成功指导育种实践。(3)分子标记辅助育种技术。发掘出32种抗病、抗逆、品质等重要性状基因的紧密连锁分子标记或功能标记110个。奠定了大规模开展分子标记辅助育种的技术基础。应用分子标记辅助育种技术与常规育种技术相结合,显著提高了农作物定向选育水平,成功选育出优质抗白叶枯病高配合力恢复系中恢8006,育成了兼具高抗白叶枯病、抗稻瘟病、白背飞虱和褐飞虱、且全部米质指标达到国标1级米标准的优质中晚籼兼用型新品系中组14。创制出聚合了水稻白叶枯病基因Xa21、Xa7和抗虫Bt基因的多基因品系;育成6个聚合高产、优质(Bx14和Dx5)和抗条锈病(YrQz)基因的稳定品系。

  4.我国高效制种技术取得重大突破

  在国家863计划支持下,我国杂种优势利用技术和高效制种技术取得重大突破,在更广泛的农作物种类和更高层次上实现了高产育种、品质育种与抗性育种的有机结合。

  杂交水稻是我国具有自主知识产权的重大科研成果,但相对落后的制繁种技术已成为制约我国杂交水稻进一步发展的瓶颈。通过培育谷壳褐色的不育系中7A以及色差分选技术,发展了一套适宜机械化制种的技术体系。开发出新型化学杀雄技术,并通过CHA途径,实现了大面积小麦杂交制种,每亩可收获杂交种364.35公斤。利用“油菜细胞核+细胞质雄性不育三系选育方法”选育出了油菜新型不育系8086A,与恢复系7-5配组后选育出的双低甘蓝型油菜杂交品种华杂6号,在湖北、湖南和全国区试中产量均位居第一,比对照增产15%以上。在大豆杂种优势利用方面,发现了天然异交率高的新型细胞质雄性不育系和光敏核不育系,建立了大豆昆虫传粉技术体系,杂交种制种田不育系的结荚率达到60%。在国际上育成了第一个大豆杂交种“杂交豆1号”。通过培育带标记性状的转基因棉花双隐性核雄性不育系,建立了蜜蜂辅助传粉高效杂交制种技术体系,其成本比人工杂交制种降低50%以上。在国际上首先发现甘蓝显性雄性不育纯合株,利用甘蓝显性雄性不育系制种技术可显著提高杂交种子纯度,已育成了3个优良的甘蓝显性不育系。

  5.我国定向育种水平显著提高

  国家863计划优质超高产农作物培育重大专项主要农作物分子标记辅助育种技术成功用于种质创新和新品种培育,显著提高了定向育种水平。综合回交转育和分子标记技术,建立了滚动回交与标记辅助选择相结合的水稻、小麦、玉米等主要农作物聚合育种技术体系,成功选育出一批育种新材料和新品种。有效转移抗白叶枯病基因Xa21,创制出含目的基因Xa21的恢复系中恢218和中恢8006,选育出优质高产水稻新品种国稻1号、II优6号等。首次选育出优质耐贮藏水稻新品系W017,富含γ-氨基丁酸的水稻新品种W025,以及低水溶性蛋白水稻新品种W3660。转移抗条锈基因YrQz和YrT32,育成1个聚合优质(Bx14和Dx5)和抗条锈病(YrQz)基因的稳定小麦品系,培育的面包新品种科农213(1Bx14标记)已通过审定。转移opaque2基因,选育出优质蛋白玉米自交系R60和R63,组配出两个杂交种中试401和中试308,已连续两年参加陕西省、山西省和天津市玉米区试。

  通过专项的实施,全面构筑了我国农作物育种技术创新体系,整体提升了我国农作物育种和产业化水平,推进了我国农作物品种的更新换代,显著提高了我国重要农产品产量、品质、水肥能等资源的利用效率,提高了农产品转化效率和附加值,进一步增强了优势农产品的市场竞争力,成为保障国家粮食安全、促进农业增效和农民增收、推动农村经济健康发展的重大措施。专项成果对于在我国农业发展新阶段解决“三农”问题和构筑国家粮食安全和农民增收的长效机制将起到重要作用。

  6.小麦杂种优势利用技术取得突破进展

  北京杂交小麦工程技术研究中心承担的国家863计划“优质超高产农作物新品种选育”重大专项“小麦杂种优势利用技术研究与应用”课题,在小麦杂种优势利用的基础研究和应用研究方面均取得了重大突破。课题组在不育系、恢复系的选育及研究等方面取得重要进展,二系杂交小麦组合“京麦6”通过北京审定。京麦10、京麦20、京麦203等高产杂交小麦组合,在北京开展了联合试验示范。课题组还围绕二系杂交小麦制种中的育性稳定性、父母本配制、开花习性、辅助授粉、化学调控等关键技术,开展了18项次试验与大面积中试,建立了“二系杂交小麦高产高效制种技术”体系,并据此,三年累计制种1300亩,制种产量和纯度分别提高到260公斤/亩和96%;研究人员还创造性地提出了“小麦雄性育性的相对性原理”,建立了冬小麦光温敏型雄性不育系选育的四条途径,共获得各类光温敏不育性资源5700余份,选育出优异光温敏不育系247份。这些重大进展和成果为保障我国小麦杂种优势利用与开发应用技术达到世界先进水平打下了良好的基础。

  7.我国北方抗旱节水冬小麦新品种的筛选与利用取得重要进展

  国家863计划课题“中国北方抗旱节水冬小麦新品种的筛选与利用”取得重要进展,首次提出了小麦不同生长发育阶段抗旱节水鉴定评价的技术参数、控制条件和量化标准,为抗旱节水小麦品种筛选提供了科学的评价方法。利用创建的抗旱节水鉴定评价技术和优异种质资源,筛选出适宜于我国北方冬麦不同生态区种植的抗旱节水、高产稳产新品种17个,其中国审品种8个;新品种的抗旱性显著优于对照,水分利用效率可以提高10%~41%,增产5%~35.7%;新品种累计推广应用4290.35万亩,新增社会经济效益16.11亿元。创新和提升了我国抗旱节水冬小麦品种选育及利用的标准,筛选的新品种洛旱2号和长6878于2005年分别被全国农作物品种审定委员会确定为我国黄淮和北部两大冬小麦区旱地区试对照品种,为旱地小麦新品种选育及利用树立了更新更高的硬件标尺。根据品种的抗旱节水特性和不同地区的生态生产特点,提出了我国北方冬小麦抗旱节水品种的生态区域布局方案,探索出品种抗旱节水栽培的综合配套技术措施,为充分发挥生物节水潜力、高效利用水资源提供了重要指导。

  8.我国高产优质燃料油植物种质资源研究工作进展顺利

  由四川大学承担的“高产优质燃料油植物种质资源研究及规范化示范基地的建立”课题组成功培育出了燃料油植物新品种并建立了示范推广基地。“高产优质燃料油植物种质资源研究及规范化示范基地的建立”课题组培育或筛选出适合长江上游生态环境的高产、优质及具有综合利用价值的燃料油植物新品种或种源4~5种,产量和含油量均提高10%以上(如麻疯树现有产量平均值为450公斤/亩,含油量为50%);引种驯化含油量在50%以上国外优良燃料油植物种源2~4种;建立种质资源基地4000亩,物种资源30-60种;种植能源植物1.2亿株,示范推广燃料油植物麻疯树50万亩,为建立500万亩燃料油植物种植基地和年产10万吨生物柴油工厂提供技术基础。该课题的实施提高了我国南方地区燃料油植物如麻疯树种植技术水平,掌握了先进的生产管理方式,为今后走专业化、产业化发展的路子,逐步建立比较完善的产、加、销体系,推动地方经济发展,带动广大农户脱贫致富产生了积极意义。

  9.我国成功选育出优质瘦肉型猪新品系

  在国家863计划支持下,我国科研人员采用BLUP和MAS技术,并与肉质和繁殖性状的分子标记辅助选择相结合,成功选育出优质瘦肉型猪新品系。

  通过BLUP和MAS与分子标记辅助选择相结合,探索了多基因合并基因型的途径,并在采用肌细胞膜受体标记技术(S100和CAM)及定位分析技术评价肌纤维直径和肌内脂肪与嫰度和风味相关性的基础上,建立了优质瘦肉型猪新品系培育技术体系。在猪3、4、7号染色体上定位了5个影响猪肌肉品质性状的QTL,分离克隆了3个猪新基因,筛选出5个与猪生产性状显著相关的分子标记,应用所筛选的分子标记,在品系群中进行了分子标记检测和遗传效应分析,培育了8个优良肉质瘦肉型猪新品系。开展了选育品系免疫抗病性方面的研究。通过选育品系与大白猪免疫指标的差异比较分析,新选育的品系优质、抗病,其体液免疫、细胞免疫都显著高于外来品种大白猪。太湖猪/淮猪等优质瘦肉型新品系和配套系选育已进入3~4世代,从分子水平上选择出抗应激、繁殖性能好的种猪--中育猪配套系1号(CB01)。培育的新品系猪具有饲料报酬高、繁殖性能好、肉质好的优良特性,满足了市场需求。其中中育猪配套系于2004年10月通过了国家猪品种审定专业委员会的审定,对提高我国养猪业的水平将起到积极作用。

  10.建立了我国优质肉用羊、细毛羊新品种(系)育繁新模式

  在国家863计划支持下,我国科研人员将常规育种、分子标记辅助选择与MOET扩繁技术结合起来,形成了优质肉用羊、细毛羊新品种(系)选育、快速扩繁、规模化生产的育繁新模式。

  应用BLUP技术和DNA标记技术筛选出了三个与肉山羊经济性状相关的基因,筛选出了4~5个具有多态性的微卫星标记位点,选育出3个品系的育种核心群。应用MOET技术扩繁了三大品系的核心群种羊,研制出了山羊除精浆方法及冷冻精液稀释液配方,填补了国内空白,解决了我国山羊冷冻精液受精率偏低的问题,提升了我国肉山羊的选育水平,加快了良种肉山羊改良速度。

  采用高新生物技术与常规育种技术相结合技术路线,以进口胚胎和现有超细型种羊作为育种基本素材,建立育种基础群,实施核心群、育种群、改良群三级开放式育种体系。选育出我国超细型绵羊新品系,群体平均被毛综合品质达到澳大利亚同类型品种的被毛品质,并形成初级产业化格局,加快了超细型优质细毛羊在生产中的作用。

  通过选用优秀的肉用品质和饲料报酬高的引进品种与我国适应性强和繁殖力高的地方品种相结合,采用MOET、BLUP、分子标记选择技术等,成功培育我国北方两个新品种群――西北肉羊新品种群、华北肉羊新品种群,初步育成两个新品系――肥羔品系和多胎品系,新品种的育成填补了我国无肉用绵羊的空白,并将在我国肉羊生产中发挥重要作用。

  通过超数排卵技术、MOET技术以及引进技术的创新和消化吸收,极大地缩短了新品种的培育进程,加快了新品种的繁育速度,为我国肉羊新品种的培育做出了贡献。

  11.我国优质特色畜禽、水产专门化品种培育及快速扩繁关键技术取得阶段成果

  在国家863计划支持下,我国优质特色畜禽、水产专门化品种培育及快速扩繁关键技术取得阶段成果。项目实施以来,在奶牛、肉用牛、肉用羊、细毛羊、瘦肉型猪、肉用鸡和罗非鱼等新品种选育、快繁和集约化养殖生长调节与环境控制关键技术方面取得了重大进展,促进了现代育种技术如分子辅助标记选择技术、BLUP技术、MOET技术等在畜禽育种中的应用,加快了我国传统、特色畜禽地方品种的遗传改良和开发应用,为我国畜牧业的进一步发展奠定了坚实的基础。目前专题共申请国家发明专利37件、实用新型专利2件,其中获得发明专利授权3件,获得使用新型专利授权1件;制订国家、地方标准和技术操作规程53个;获得国家和省级科技进步奖和发明奖6项;审定畜禽、水产新品种(系)17个,研发各类新设备和产品23种,其中一半产品已进入生产销售阶段性;培养博士后、博士和硕士研究生274名;出版专著17部,发表论文400余篇,其中SCI收录39篇;建立新技术和新品系示范、中试和产业化基地90个,有70家企业参与了畜禽新品种的研发工作,其中国家级和省级龙头企业14个,加快了863课题科技成果的产业化进程,显著地提高了项目区相关产业的科技含量和经济效益;转让成果7项,转让费655万元,成果创直接经济效益40.1亿元。

  12.耐高温海带良种选育技术取得重大成果

  我国海带养殖产量及规模均居世界首位,海带养殖业年总经济产值约22亿元,可提供近40万个劳动力就业岗位,具有显著社会经济效益。据国家农业部渔业局发布的海洋渔业统计资料显示,近几年,虽然我国海带种植面积不断增加,但产量却呈下降趋势。从海带养殖业发展的角度来看,培育海带高产新品种,为养殖业提供优良苗种将是保障养殖业可持续发展刻不容缓的任务。

  国家863计划资源环境技术领域海水养殖种子工程重大专项设立了“耐高温海带良种选育技术”课题。根据我国海带养殖产业对优良品种的需求,重点进行海带抗逆高产育种技术、种质纯度检测及标准化养殖技术的研究开发工作。经过几年的努力,课题突破了海带配子选择育种、多源杂交育种与种质创新、高产抗逆优质多目标育种、种质评价与纯度检测等海洋生物遗传改良关键技术,在海带遗传理论与育种实践方面取得了重大进展。通过杂交育种技术充分地融合了海带属大西洋1个物种与太平洋2个种群的遗传基因,培育出耐高温的优质、高产海带新品种——“荣福”海带,填补了大型海藻抗逆育种研究与应用工作的空白。

  该新品种大规模养殖期间的耐受温度达到21℃,比现有品种可延迟采收20天左右;且新品种产量和干鲜比较高,大规模养殖生产的平均增产幅度达到20%以上;“荣福”海带基本经济成分较高、综合品质优良,可充分满足海带食品加工与藻类化工生产的品质需要。

  (二)提高粮食单产,增加畜禽水产效益

  13.粮食主产区主要经济作物增效技术研究取得显著成效

  国家科技攻关计划“粮食丰产科技工程”项目中的“粮食主产区主要经济作物增效技术研究”课题紧紧围绕大豆、棉花、油菜、花生和马铃薯五大经济作物的增效技术展开攻关研究及示范,取得了显著成效:(1)课题以解决大豆、棉花、油菜、花生和马铃薯关键增效技术为重点,开展了品质区划、栽培生理、超高产试验、关键农具的研制配套等7个方面研究,获得成果8项,专利9项,建立五大作物标准化技术规程10套。核心区和示范区五大经济作物平均单产较前三年单产分别提高10%和8%。(2)课题分别在黑龙江、新疆、湖北、山东、贵州五省区实施。累计建立核心区2.85万亩,示范区130.2万亩,辐射区1130万亩,两年累计辐射推广2500万亩,增加经济效益28亿元,产生了显著的经济效益。(3)课题在大豆超高产技术、经济作物营养调控、品质生态区划、机械化全程标准化技术模式、少免耕简化技术、多熟种植以及生物防治技术等方面取得重要进展,带动了不同区域经济作物优质高效生产技术水平的提高,对于进一步促进经济作物产业升级,增加粮食主产区整体效益具有重要意义。

  14.我国规模化、集约化畜禽饲养和生产水平显著提高

  我国农业科研人员经过攻关在畜禽养殖的应激监测、环境调控和营养生理调控技术方面取得创新,为规模化、集约化畜禽饲养和生产提供了决策依据。系统研究了猪环境应激生理生化规律、敏感监测指标和对肉品质的影响,为集约化养猪应激监测、环境优化和营养生理调控技术开发提供了决策依据和研究平台。结合我国肉猪、肉鸡生产发展实际需求,将动物环境应激管理和饲料营养、代谢调控有机结合起来,是利用高新技术解决产业技术需求的重大创新,是将国际学科发展前沿与中国具体国情有机结合的重大创新。研制出的具有国际领先水平的肉鸡能量代谢调控新型添加剂,可以较大幅度地降低配方中油脂的使用量,并表现出优良的生产成绩,提出高温与高产应激对肉鸡骨骼、骨骼肌生长发育的综合影响机制及营养调控技术,完成免疫应激和环境有害气体对肉鸡免疫器官生长发育、免疫机能的影响及营养调控技术的研究,建立了猪、鸡应激监测方法和预警技术,研制了新型高效肉鸡体表喷淋降温系统设备,研究开发开放式猪舍新型通风降温技术,对行业科技具有重大推动作用,已产生显著经济和社会效益。

  15.我国建立了畜禽分子育种与规模化繁育饲养技术体系

  在国家863计划支持下,我国建立了畜禽分子育种与规模化繁育饲养技术体系,进一步提高了新品系的生产性能和遗传稳定性,推动了我国地方、特色畜禽品种的遗传改良和开发利用,为我国畜牧业的进一步发展奠定了良好基础。

  对影响奶牛产奶性能的QTL进行了精细定位和分子标记,建立了分子标记辅助选择与胚胎规模化生产和移植相结合的高效育繁技术创新体系。

  利用高密度DNA标记对影响奶牛产奶性状的主效基因(QTL)进行了精细定位,在奶牛的第6条染色体上开发了15个新的微卫星标记,获得了覆盖产奶性状主效基因区域的高密度标记连锁群,建立了分子标记辅助选择与胚胎规模化生产和移植相结合的高效育繁技术创新体系。培育出低脂肪高蛋白种公牛18头,其女儿头胎平均产奶量达8200千克,第三胎年产奶量可达10吨,乳蛋白含量达到3.52%,乳脂率3.6%。完善优化了超数排卵和冲卵技术,完善优化了胚胎移植和分割技术工艺,建立了一套胚胎早期性别鉴定的PCR快速检测方法和高产奶牛体细胞克隆技术体系。共超排高产供体母牛2900余头次,生产可用胚胎17605枚,头均获可用胚胎6.1枚,共移植5300余头次,鲜胚移植受胎率62%;冻胚解冻后的可移植胚率为90%以上,移植后的受胎率为56%,均达到了国际先进水平。利用PCR技术进行胚胎早期性别鉴定,准确率达97.09%,建立了活体采卵、受精的胚胎体外生产技术体系,同时研究了克隆胚胎的常规和玻璃化冷冻解冻技术,在我国首次获得成活的玻璃化冷冻克隆胚胎和常规冷冻克隆胚胎移植后出生的犊牛。

  16.促进我国优质肉鸡产业的发展和农业结构调整

  在国家863计划支持下,科研人员通过基因组扫描和候选基因的分子标记,研究了控制鸡生长、产蛋(繁殖)和肉质等重要经济性状的基因位点,对指导我国优质鸡育种具有重要意义。

  研究建立了国内唯一的青胫、黄麻羽系列肉用鸡资源群和三黄鸡资源群,开展了地方鸡种质资源优异性状发掘创新,成功地选育出了固始鸡自别雌雄配套系。通过基因组扫描和候选基因的分子标记,研究了控制鸡生长、产蛋(繁殖)和肉质等重要经济性状的基因位点,对指导我国优质鸡育种具有重要意义。利用微卫星标记(Ⅰ)、血浆蛋白多态性(Ⅱ)、SNP标记(Ⅲ)和核型近似系数(Ⅳ)对白耳鸡和藏鸡等地方鸡种进行聚类分析,研究了肌苷酸和肌内脂肪含量的相关选择反应。对3种与肌苷酸代谢有关的基因进行了PCR—SSCP分析或测序,分别发现与肌苷酸含量有关的多态位点,并初步判定这些突变位点可以作为分子遗传标记对肌苷酸含量进行早期标记辅助选择。

  以北京油鸡、白耳鸡、三黄胡须鸡、崇仁麻鸡、固始鸡等地方鸡种为主要素材,采用现代数量遗传学原理与基因纯合度检测相结合的高效选育技术,对一些重要肉质性状如肌苷酸、嫩度、pH、失水率等进行最适综合指数选择,建立各具特色的优质肉鸡新品系,首次将重要肉质性状列入肉鸡选育指标,培育出具有我国自主知识产权的优质高效肉鸡品系,将推动我国优质肉鸡育种技术的进步,尤其是肉质性状选育研究,将进一步推动我国鸡种资源的保存、开发、研究和利用,将促进我国优质肉鸡产业的品种更新,促进优质肉鸡产业的发展,促进农业结构调整。制订了肉用固始鸡优质、绿色产品“三段制”模式的生产技术规程和肉质评定标准,实现了固始鸡饲养管理标准化、程序化、生产技术规范化,确保了产品质量。

  (三)提高农产品加工转化能力

  17.我国冷却肉加工关键技术研究及产业化取得突破

  国家“农产品深加工”重大科技专项在冷却肉加工关键技术研究及产业化方面取得突破,以温度控制为核心,优化了冷却肉生产的工艺流程,保证了冷却肉的安全性,推动了冷却肉的畅销,从而促进了饲料、养殖、运输、屠宰产业等相关行业的发展。

  该专项攻克了冷却肉初始菌落控制、汁液流失控制、护色等关键技术问题,使冷却肉初始菌数得到有效控制;在0℃~4℃条件下的色泽稳定性达到20天,货架期延长到20天以上。同时建立了生猪收购、分级和屠宰控制系统,成功地将冷却肉汁液流失率由3%降至1%以下,保证了冷却肉的营养性和安全性。

  双汇集团等企业对相关研究成果迅速进行了产业化,建立了6个产业化基地、20余条生产线。双汇冷却肉产量快速增长,2001年屠宰量为120万头,2004年达到800万头,同年冷却肉年销售量达到40万吨,销售额达到44亿元。冷却肉的畅销带动了饲料、养殖、运输、屠宰、商业等相关行业的发展,直接带动10万户养猪农户致富,使农民增收3亿多元,并吸纳农村剩余劳动力3万多人。

  18.浓缩苹果汁加工关键技术取得突破

  国家“农产品深加工重大科技专项”在浓缩苹果汁加工关键技术取得突破,支撑我国成为世界苹果汁出口第一大国,带动1000万果农年均增收近40亿元。

  全面突破了浓缩苹果汁防褐变技术、二次浑浊、棒曲霉素控制技术和芳香物回收等关键技术,首次在原料预处理环节采用高效清洗工艺控制原料表面微生物和农药残留,使浓缩苹果汁色值达到70(11.5Brix)以上,耐热菌数1个/20克,棒曲霉素25ppb(11.5Brix),果汁中的甲胺磷农残<10ppb,达到国际市场高端客户的要求。

  首次实现了苹果浓缩汁加工离心泵的叶轮、密封件、带式榨汁滤网带和超滤膜系统的国产化,大幅度降低了生产成本,扭转了苹果加工关键零部件大量依赖进口的不利局面。

  在攻克单项关键技术后,迅速在企业实现技术集成与产业化示范,新增、扩建苹果浓缩汁生产线3条,使浓缩汁加工能力从5万吨/年增加到14万吨/年,出口量约占全国出口总量的30%。

  苹果浓缩汁加工关键技术的开发和产业化示范,全面提升了苹果浓缩汁产业技术水平和国际竞争力,支撑我国成为世界苹果汁出口第一大国,出口量由占世界贸易量的15%提高到70%以上。出口价格从原来的500美元/吨增加到700美元/吨,出口创汇41250万美元。带动全国苹果加工量从180万吨/年增加到480万吨/年,苹果价格由0.15元/公斤上升到0.40元/公斤,“白条现象”一去不返,全国1000万果农每年增收40多亿元。

  19.我国农产品加工标准体系建设和快速检测技术研究及设备开发取得阶段进展

  我国农业科技攻关项目“农产品加工标准体系和快速检测技术研究及设备开发”取得新进展,为全面提高我国农产品质量和安全水平奠定了坚实的基础。

  研究首次构建了我国农产品加工标准体系总框架和主要农产品加工标准体系分框架,开发了我国农产品加工标准数据库的网络版和单机版。共收集国家标准2314条、收录国际组织标准1332条、发达国家与地区标准4355条。

  研制开发了油菜芥酸硫甙快速检测技术及设备,获得国家科技进步二等奖;开发了稻谷品质快速检测技术、大豆近红外快速检测技术、小麦粉电子式拉伸仪、粮油黄曲霉毒素B1快速检测技术、水果内部品质在线探测分级技术等农产品质量快速检测技术,以及开发出了基于DSP技术的NIR水果内部品质快速检测仪等13种快速检测设备,实现了快速检测关键技术的产业化。

  研究开发了“粮食杂质检测及自动滴定技术”、“油脂色泽、烟点、粗脂肪质量快速检测技术”、“稻谷玉米新陈判别技术”、“油脂储藏稳定性快速检测技术”“脂储藏安全保障预警系统软件”等新技术,建立了数学模型,已完成技术标准草案的研究、二代样机的开发和考核工作,有的已小批量生产,将为粮食“按质论价”和质量控制提供有效技术支撑。

  (四)降低粮食等主要农产品产后损失率,提高水、肥、药等农业投入品的利用率

  20.产品储藏保鲜和现代物流关键技术的突破与产业化开发取得新进展

  我国农产品储藏保鲜和现代物流关键技术的突破与产业化开发,在农业科技攻关中取得显著进展,为延伸农业产业链提供了技术保证。

  在粮食储藏及检测设备研究方面,开发了一批利用新能源进行稻谷低温储粮及无公害储粮的新技术,筛选了无公害储粮药剂,为稻谷安全储藏提高了技术保障;研究开发并建成了大型CO2气调储粮示范库、适合多种处理规模的O3储粮防护成套技术设备;研制开发了高水分玉米整粒无损快速检测水分的KX—2000型近红外粮食成分测定仪;开发出具有自主知识产权、适合现场收购的JYDB100型小麦硬度测定仪;开发出“JZSG—1谷物脂肪酸值测定仪”,并将其应用于粮食品质监控;初步建立了《粮食质量检测仪器信息库》。研制成功了300吨/日大型低温真空干燥装备,干燥后的玉米感观评价级别较高,出粉率增加,解决了东北高寒地区高水分玉米一次性快速降水导致高破碎率的问题。

  在粮食和鲜活农产品物流技术研究方面,建立了符合现代粮食物流特点的粮食物流信息平台的体系、架构、标准及规范;建立了粮食栈单交易规则、管理标准,建立了适合粮食物流及电子交易的数据交换格式及标准;构建了网上粮食交易标准化模式,采用基于WEB的多层结构体系和CA数字证书认证技术、内存撮合技术,重点开发了粮食竞价交易系统。在国内率先解决了粮食网上交易的安全技术问题和交易多用户规范化管理问题,保障了网上交易的灵活性、实用性和安全性;开发了粮食现代物流公共信息平台和业务信息平台,汇集业务管理系统和运营管理系统的各种供求信息;构建了区域性粮食现代物流信息平台体系,运用现代物流管理模式和计算机网络技术,对粮食仓储、加工、运输、配送等环节进行优化,制定了物流服务的全程解决方案,完成了东北粮食现代物流信息平台体系、架构、标准及规范的设计。

  21.作物采后保鲜技术降低了我国化学杀菌剂的使用

  国家863计划现代农业研究成果——“采后保鲜技术”降低了我国农作物化学杀菌剂的使用,有利于无毒、无残留、无公害果实产品的生产。

  在国内首次用胺鲜酯诱导荔枝、芒果采后抗病性,明确了胺鲜酯能明显减轻荔枝炭疽病、荔枝霜疫霉病、荔枝酸腐病和芒果炭疽病、芒果蒂腐病的发病率。还明确了采前或采后施用抗病诱导剂如水杨酸(SA)、胺鲜酯、Acibenzolar-S-methyl(ASM)等处理措施,提高荔枝、芒果、鸭梨采后抗病能力和果品品质。

  将控制生理、病理,蜡质涂膜、基因诱导抗病抗褐变作为核心技术,与采前管理、采收、冷链贮运等措施系统集成,形成了荔枝综合保鲜技术体系。首次将基因诱导剂胺鲜酯用在了采后保鲜领域,利用胺鲜酯对荔枝进行诱导调控,诱导激活其本身的免疫机制,提高荔枝的抗病、抗逆能力,延缓了荔枝褐变和衰败。

  另外,从温度、气体、成熟度等三个角度揭示缓慢降温延缓鸭梨果心褐变以及延迟采收加重鸭梨果心褐变的生理学原因,较为全面系统地研究了早采缓慢降温抑制鸭梨果实褐变的原因,首次报道了晚采鸭梨容易褐变的生理学原因,首次提出鸭梨果实褐变可能是与组织内高浓度的CO2溶解量有关的观点,首次报道了种子生理代谢与果实成熟衰老及褐变存在一定关系。

  22.我国果蔬采后保鲜新技术取得显著进展

  国家863计划现代农业研究加强了果实采后基因沉默诱导和诱导启动子及其应用技术创新,开辟了果蔬采后保鲜新技术领域。首次通过抑制果实中成熟关键基因LeACS2的表达,来实现延长番茄果实的贮藏寿命。成功实现了使得番茄果实中与乙烯合成和果实成熟相关的关键基因沉默,从而达到延迟成熟的目的,建立起一种基于VIGS技术的全新的果蔬贮藏保鲜方法。该方法操作简单,效果明显,快速且特异性强,以经在包括番茄等多种植物中被应用。植物中病毒诱导基因沉默的表型能够在一定时间内得到恢复,果实能自动恢复成熟过程,其品质形成也能恢复正常,很好的解决了转基因番茄果实品质差的问题,是专题的一个特色之处。另一方面,乙烯是植物的成熟激素,它调节了水果蔬菜成熟衰老过程中的许多生理生化反应,如果实脱绿、软化、呼吸增强、香味物质形成、抗病反应等。从番茄成熟果实中克隆到在果实成熟衰老中发挥作用LeERF1和LeERF2基因(AY077626、AY275554),研究表明二者。利用LeERF1、LeERF2蛋白,在番茄基因组中分离LeERF1、LeERF2所结合和调控的启动子和基因,明确乙烯信号转导途径中通过LeERF1、LeERF2对番茄果实采后保鲜过程中所调控的抗病和抗冻生理过程中的作用,为最终阐明水果蔬菜的成熟衰老机理和开发果实贮藏保鲜新技术打下基础。

  23.我国控制浓缩果汁质量安全和后混浊技术取得了显著进展

  国家863计划农业研究明确了浓缩果汁后浑浊的诱因,开发了离子交换纤维和螯合吸附纤维等新型后浑浊控制分离功能材料,使我国控制浓缩苹果汁质量安全和后混浊技术取得了显著进展,提高了果汁的质量和安全性。

  (1)研究了苹果浓缩汁色值、后浑浊和有毒有害物质变化规律,明确了苹果浓缩汁后混浊最难去除和控制的是酚类物质氧化聚合成的大分子物质,或与蛋白质形成的聚合物,进一步明确了苹果浓缩汁活性蛋白对引起苹果汁后混浊所起的作用。

  (2)首次将离子交换纤维和螯合吸附纤维用于果汁加工,以及用离子交换纤维吸附去除果汁中总酚、色素物质和农药残留,用螯合吸附纤维去除果汁中一些重金属离子,为解决苹果汁生产中后混浊和褐变的控制提供了一条新途径,具有广阔的应用前景。

  (3)明确了金属离子对果汁浊度和色值的影响规律,丰富了果汁褐变理论;建立了利用离子交换纤维对酚类物质分离吸附和螯合纤维功能材料去除重金属离子的技术体系,并结合分离功能纤维材料的不同形态,设计了连续化吸附分离组件和装置的运行方案。

  (4)制备了离子交换吸附纤维和重金属离子螯合吸附纤维等新型分离材料,完成了PP基离子交换吸附纤维(IEF)中试制备,并可批量生产。所制备离子交换吸附纤维对浓缩苹果汁中的多酚类化合物的吸附效果明显;以离子吸附分离膜组件为分离元件的果汁连续吸附分离小试设备具有高效、智能、连续离子吸附分离功能,拥有自主知识产权,可望打破国外的技术保护,提高果汁加工装备水平。

  24.新型缓/控释肥料研制和产业化技术挤身国际先进行列

  国家863计划现代农业技术主题在新型缓/控释肥料研制和产业化技术方面挤身国际先进行列,构建了拥有自主知识产权、有中国特色的新型缓/控释肥料研制和产业化技术平台,开发了新型缓/控释肥料创制新技术、新工艺20余项,研制开发了包膜型、胶结型、生物生化抑制型、有机复合型4大系列、7大类型的各类缓/控释肥料24个品种,有10个肥料新品种进行了登记;控缓释肥料和低磷无磷型、高磷长效型缓释与控释肥料获国家重点新产品证书,Luxacote品牌系列营养材料包裹缓/控释肥料,与世界上的Osmocote、MEISTER、Nutricote等国际著名品牌齐名,已为世界公认的缓释肥著名品牌。

  (五)降低农林重大生物灾害的暴发率,以及农作物病虫害损失和畜禽死亡率

  25.我国建立并完善了重要植物有害生物分子检测和抗药性诊断技术体系

  通过国家863计划现代农业攻关,我国建立并完善了重要植物有害生物分子检测和抗药性诊断技术体系,为重要有害生物预警和有效控制提供了技术保障。

  针对10多种外来检疫性有害生物和国内重要病原物,在对病原生物基因组和功能基因研究的基础上,开发了特异性分子探针筛选、抗药性相关基因克隆技术和设计工艺,建立了植物疫病分子检测和抗药性分子诊断技术平台,构建了植物疫病检测及其抗药性诊断分子检测试剂盒组装和规模化生产流程和工艺,组装并研制出一批可用于口岸检验检疫或田间早期诊断的分子检测试剂盒。其中大豆疫霉实时PCR检测技术被我国农业部确定为我国大豆疫霉疫情普查的标准技术之一;苜蓿黄萎病菌检测技术比国外采用的平板培养方法,灵敏度提高了20倍,被我国农业部确定为我国进口苜蓿种子的标准检测技术;番茄细菌性斑点病菌IMS—PCR检测技术,能够检测到种子带菌率为0.1%的样品,填补了国内空白。

  在棉铃虫对Bt毒素Cry1Ac抗性分子机理方面取得了突破性进展,明确了棉铃虫对Cry1Ac的抗性为单基因、不完全隐性遗传,抗性基因位于常染色体。发现钙粘蛋白基因突变与棉铃虫对Cry1Ac抗性直接相关,并建立了突变基因的分子检测技术。建立了棉铃虫细胞色素P450基因表达的实时定量PCR检测技术,确认了4个与棉铃虫对拟除虫菊酯抗性相关的细胞色素P450基因(Cyp9A12,Cyp9A14,Cyp9A17v2,Cyp6b7),并建立了相应的快速检测技术和实用化试剂盒,确认了棉蚜乙酰胆碱酯酶基因功能突变位点及其与抗药性相关,并建立了相应的快速检测技术和实用化试剂盒,明确了辣椒碳疽病对甲氧基丙烯酸酯类杀菌剂的抗性诱导和分子机理是相关基因突变。

  26.我国建立了具有自主知识产权的重要病原物小种鉴别技术体系

  经过国家863计划现代农业攻关,我国建立了具有自主知识产权的重要病原物小种鉴别技术体系,为病害的生态控制提供了品种基础。研究成功选育出8个抗条锈病近等基因系,其中有4个近等基因系作为辅助鉴别寄主用于小种鉴定;明确了具有特别鉴别能力的中国小麦条锈菌鉴别寄主的抗条锈基因及其遗传特点。分别建立了1套适于我国水稻白叶枯病菌、小麦条锈菌和稻瘟病小种分化的鉴别品种(遗传背景清楚)体系;在病原菌群体遗传结构研究的基础上,建立了对我国水稻稻瘟病菌、白叶枯病菌和小麦叶锈病菌部分小种具有鉴别能力的分子标记体系;获得了一套能鉴别水稻和小麦品种抗病基因组成的代表菌系(株);以候选抗病基因同源序列和探针,并配合基因分析,明确水稻和小麦主栽品种的抗病基因的遗传背景,为不同生态区病害的生态调控提供了可种植的抗病品种(系)。

  27.我国建立了动植物疫病监测、预警和防控技术体系

  国家863计划现代农业研究建立了动植物疫病监测、预警和防控技术体系,为防止外来生物入侵,降低动植物疫病危害,保障国家食物安全提供了有效保证。研究开发出系列动植物疫病检测、预警和防控技术配套产品,为动植物无特定疫病生产提供了产品保证。

  开发出动植物疫病检测、预警和防控技术配套产品50多个,包括猪繁殖与呼吸综合征病毒抗体检测ELISA试剂盒、猪瘟抗体检测ELISA试剂盒;鸡法氏囊病快速检测试纸条、旋毛虫病快速检测试纸条;大豆疫霉病菌PCR检测试剂盒、玉米枯萎病菌Nested-PCR检测检测试剂盒、油菜菌核病菌对多菌灵抗药性分子诊断试剂盒、E26生防菌制剂、氨基寡糖制剂、树木抗病保健活性动力土、褐天牛引诱剂缓释胶囊、复方牛皮蝇浇泼剂2号等。其中“鸡法氏囊病快速检测试纸条”获得国家级新兽药证书。

  28.我国农药残留降解与检测技术进展显著

  国家863计划现代农业研究在农药残留降解与检测技术获得突破性进展,取得了国际领先或先进水平的技术成果,为无公害农产品生产保障体系建立提供了有效的技术支撑和保障。

  (1)化学农药多残留免疫检测技术研究取得重要突破,实现了对同类农药的同时在线检测。以间苯氧基苯甲酸(PBA)为半抗原,通过活性酯法与BSA偶联后免疫新西兰大白兔,获得对多种菊酯类农药有免疫学反应的通用抗体。该抗体对氯菊酯、甲氰菊酯、氯氰菊酯、三氟氯氰菊酯、溴氰菊酯、功夫菊酯、二氯苯醚菊酯均有特异性识别,而对氰戊菊酯识别弱;以二乙基膦酸乙酸为半抗原,分别用NHS—DCC法和EDC法与BSA连接合成了人工免疫原,免疫后获得了针对双乙氧基硫代磷酸酯类有机磷农药的通用多抗血清。该抗体与毒死蜱、氧乐果、二嗪农、乙基对硫磷、丙溴磷、辛硫磷等农药均有特异性反应。

  (2)农药重组抗体技术研究处于国际领先水平,为试剂盒的规模化生产提供了高质量的抗体保证。先后完成了免疫小鼠脾细胞mRNA的提取和cDNA链的合成,全套VH和VL基因的扩增和鉴定,并将全套VH和VL基因拼接成ScFv基因,构建了重组ScFv抗体库。通过加入辅助噬菌体富集和多克隆ELISA筛选,能产生甲胺磷抗体的特异性ScFv噬菌体阳性克隆;对部分阳性克隆进行了表达研究,并经竞争ELISA方法验证获得了甲胺磷特异性重组抗体。目前,化学农药重组抗体的制备在国内外还未见报道。

  (3)重金属单克降抗体技术研究取得突破,为重金属残留检测和治理奠定了技术基础。先后制备了三种重金属(Hg、Cd和Pb)的人工合成抗原。将免疫原免疫Balb/c小白鼠,鉴定后取其脾细胞与骨髓瘤细胞融合,检测后获得阳性孔,阳性孔克隆后获得能特异性识别重金属Cd的杂交瘤细胞株4株(Aa4、Aa6、Ac4、Ba2),并在对这些细胞株产生抗体的特性进行了鉴定。

  (4)研发了甲胺磷、速灭威、氟虫腈、对硫磷、玉米赤霉醇、MilbemycinOxineELISA检测试剂盒,初步建立了化学农药快速免疫检测技术体系。

  (5)筛选到农业生产过程中常用菊酯类、有机氯、氨基甲酸酯类农药的高效降解菌株20余株,其中多株降解能力国际领先;实验室条件下对相关农药的降解效率在95%以上。

  (6)开发了六六六、DDT阿特拉津、磺酰脲类除草剂、有机磷、有机氮、菊酯类等农药的微生物降解菌剂。建立了菌剂生产的企业质量标准,产品获得了国家级的重点新产品和农业部肥料临时登记证。

  29.我国林木重大害虫防治体系逐步形成

  我国建立了基于化学生态调控的杨树天牛灾害林分生物多样性优化结构模式,为我国生态脆弱区域人工林重大害虫防治提供了有益的尝试。

  鉴定出了光肩星天牛嗜食树种复叶槭的主要挥发性化合物种类,筛选出对松褐天牛具有较强引诱活性的目标化合物,并通过野外诱捕试验筛选出对松褐天牛更加有效的二个配方。筛选出优于国外诱芯的红脂大小蠹引诱剂配方,研制出红脂大小蠹信息素引诱剂释放装置。

  进行了外生菌根菌、植物生长调节剂等耦合因子对杨树苗生长及抗病性的效应研究,揭示了耦合因子通过促生和激活土壤酶活性等作用,加速土壤中各种养分的分解和释放,有利于植物根系对养分的吸收和利用,耦合因子与苗木根系形成菌根,菌根真菌直接或间接地影响了根际环境,刺激根系分泌更多有机酸和其它有机化合物,增加土壤养分的溶出,通过菌丝体延伸直接促进根系的吸收能力,直接或间接地促进了苗木的抗逆抗病性。提出持续控制我国干旱半干旱地区寄主主导性病害的具有自主知识产权的产品——树木抗病保健活性动力土,对于生态脆弱区苗木的成活及抗胁迫能力均有重要意义。

  基本掌握了天牛在目标树种(抗性树种)和诱饵树不同配置比例的林带和片林中种群动态的变化规律,进行了不同生物多样性优化结构控制天牛灾害的综合效益的评估。初步提出调控杨树天牛灾害的林分生物多样性优化结构类型4种;明确了优化人工林树种结构控制杨树天牛灾害的关键技术是诱饵树的比例,阐明了基于优化林分生物多样性结构的生态调控机理是,提出了防护林动态经营前提下杨树天牛灾害自我生态调控技术与模式。

  (六)发展工厂化农业,加快农业信息技术集成应用

  30.我国设施园艺科技的总体水平显著提升

  在农业科技人员的攻关中,我国工厂化农业技术取得重要进展,显著提升了我国设施园艺科技的总体水平。在温室环境调控及配套工程设施的研发方面取得了重要成果,显著提高了温室设施的技术性能和设计水平;选育出了一批具有自主知识产权的工厂化生产专用蔬菜新品种,扭转了我国主栽蔬菜品种依赖进口的被动局面。研究形成了园艺作物高产栽培技术体系,缩短了与国外发达国家的技术差距。“十五”期间新研制的工厂化农业生产关键技术,与“九五”相比,可降低生产能耗15%~20%,运行成本降低10%~15%,提高水、肥、药施用效率10%~20%,提高产量15%~20%,降低化肥、农药施用量50%以上。

  31.我国研制出一批具有自主知识产权的农业信息化和精准农业软硬件产品

  我国现代农业信息和精准农业关键技术创新取得突破性进展,获得了系列农业信息硬软件产品,推进了我国农业信息化进程,加快了传统农业向现代农业的转变。

  科研人员研制并获得了一批具有自主知识产权的农业信息化和精准农业软硬件产品,为我国农业信息产业的壮大和发展奠定了坚实基础。

  硬件设备:获得了20余个农业信息化和精准农业硬件产品,包括6类9种型号传感器以及相应的信号变送器、农田信息采集与精量灌溉控制系统、温室环境参数采集与精量灌溉控制系统、联合收割机智能测产系统、精准变量施肥机、掌上型农田信息采集系统、变量农药喷洒机、基于GSM/GPRS无线网络的远程智能测产仪、多串口数据通讯传输器、森林综合监测集成仪、电子角规等。

  软件系统:获得了70多个农业信息化和精准农业硬件系统,如畜牧业市场分析预测及其预警系统、小麦、玉米、棉花管理决策支持系统、精准农业地理信息系统、精准农业农田信息采集系统、基于Arcview的农业病虫害综合治理系统、基于GPS的林业飞行作业系统、小麦管理知识模型系统V1.0、水稻生长模拟模型系统V1.0、精确农作决策支持系统V1.0、网络化农业信息管理系统V1.0、基于知识模型的网络化作物管理决策支持系统V1.0、作物生产管理地理信息系统V1.0、数字化农作决策支持系统V1.0、农业企业生产成本动态分析与管理系统V1.0、农业企业生产计划动态管理系统V1.0等。

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