•  
麻类产业技术体系
您现在的位置:首页 >> 国家麻类技术产业体系 >> 体系工作 >> 2010首席科学家述职报告(二)

2010首席科学家述职报告(二)

浏览次数: 日期:2015年5月7日 10:46

(2)纤维乙醇制造技术与工艺研究

通过比较稀硫酸、氢氧化钠、脱胶菌、复合酶等预处理方法处和进一步的糖化效果,优化了稀硫酸及菌脱胶预处理方法(酸浓度6%、处理时间为1h、温度120℃),其中脱胶菌预处理苎麻韧皮糖化液还原糖浓度比不作预处理高出115%

对大麻韧皮纤维进行微生物、蒸汽爆破及微生物-蒸汽爆破联合处理技术研究,明确了各种处理技术的优缺点,确定了微生物-蒸汽爆破联合处理技术。

通过紫外诱变和高温、高酒精浓度筛选得到高耐受性酵母S132,可在35℃高温条件正常发酵,具有良好的酒精发酵性能,保持发酵液中10%糖浓度,发酵终止的酒精浓度可达15%-17%。通过分子育种技术获得的菌株L-LX65,在甲醇作为诱导物条件下可发酵生产较高活性的木聚糖酶,并且具备一定产果胶酶活性。同时,对国外引进的木聚糖酶菌株进行培养条件研究,获得了改良的平板生长培养基配方,菌株在改良培养基上生长菌落直径为原培养基上生长2-3倍。

(2)新型纺织技术与产品研发

利用精细化亚麻纤维,已开发出3040公支的可用于针织的纯亚麻(干纺)纱以及5060公支的亚麻55/45纱,并结合新型的赛络纺技术,开发出70公支的大麻/棉混纺纱。

重点任务完成情况对照表

考核指标

完成情况

评价

创制光钝感、耐逆境的高产优质种质材料4-5份。

创制优良种质资源43份,其中苎麻8份,亚麻6份,黄麻8份,红麻3份,大麻18份。

超额完成

登记苎麻、亚麻或红麻、大麻新品种1-2个。

登记品种7个,其中苎麻1个,亚麻1个,红麻3个,黄麻1个,大麻1个。

超额完成

研究苎麻、亚麻病虫异常灾变的早期预警系统。

2009年的工作基础上,进一步完善了病虫草害异常灾变的早期预警系统,并制定了多项防治预案。

超额完成

初步形成病虫草害综合防控技术2-3套。

针对苎麻根腐线虫、亚麻立枯病、麻田玉米螟等主要麻田病虫害提出了综合纺织技术,并筛选出高效、低毒、环保药剂33种。

超额完成

初步建立苎麻、亚麻、红麻、大麻和剑麻高效栽培模式。

提出华苎4号肥水管理实用技术1套,适合湖南省最佳肥水模式1套,云南、湖南、吉林省高效栽培技术各1套,山西省大麻优质栽培技术1套,筛选出安徽、河南高产优质多抗黄麻、红麻品种及配套技术各1套。

超额完成

形成一套亚麻简约化栽培技术,与传统种植模式比较,降低投入10%-15%

形成了亚麻免耕简约化种植技术,与常规翻耕相比,平均增产11.6%,出苗率增长28.6%,显著降低了整地投入。

完成

开展功能型麻地膜产品研究,维持麻地膜生产示范基地3个以上。

开展了将避虫剂添加到麻地膜上的工艺技术和配方研究。在江苏镇江、浙江萧山、湖南沅江、湖北仙桃维持麻地膜生产示范基地4个。另外开辟河南信阳、安徽六安、湖北咸宁3个示范点,2010年用于生产示范的麻地膜3.5吨,累计示范面积达到10公顷以上。

超额完成

研制并向不同地域推介麻类机械。

试制出剥制机械5台,第一代苎麻收获机械1台,成功研制出剑麻园喷药装置,并在河南、浙江、广东等地进行了试用和示范。

超额完成

形成纤维变性产品2-3个。

开发出3040公支的可用于针织的纯亚麻(干纺)纱,5060公支的亚麻55/45纱,70公支的大麻/棉混纺纱。

超额完成

建立苎麻生物脱胶示范车间,减少有机和无机污染物排放量60%以上,纤维提取率提高3-5个百分点,纤维制品规格提高2-4个档次,加工成本降低30%

建成了湖北省第一个“高效节能清洁型苎麻生物脱胶示范工程”,苎麻生物脱胶加工成本比化学脱胶方法降低30%以上;脱胶制成率、精干麻梳成率及其纺织性能明显优于化学脱胶方法;脱胶工艺废水的污染物处理负荷比化学脱胶方法降低60%上。

完成

(二)基础性工作

1.基础研究

开展了苎麻多胚苗选育单倍体研究。对处于开花期的10个苎麻品系共30余株苎麻进行了杂交、自交及孤雌生殖试验,以期获得更多高频多胚种子。通过大量室内播种和筛选,获得了100多对双胚苗,并对双胚苗做了分子标记鉴定。

红麻光钝感机理、杂种优势利用、抗逆性抗病性鉴定和利用研究以及抗除草剂、耐盐、抗旱等特异红麻种质资源的创制工作进展顺利。

开展剑麻种质资源研究,利用ISSR分子标记技术对79份剑麻种质资源进行分子标记研究,构建了种质资源指纹图谱并进行了遗传多样性分析。

通过大田调查收集到生命周期特长(18年)的H.11648优良母株,利用其珠芽进行组培繁殖,培育了组培苗2万株,并通过不同基质组合进行大田移栽技术研究,熟化了种苗的组培繁殖与大田移栽技术,大田移栽成活率达90%以上。

2.完善基础数据库

2009年的工作基础上,基础数据库的完善和信息利用与共享取得了较大进展:

1)育种

55个苎麻品种的结晶度数据库的基础上,筛选出结晶度较低的优良种质9个,并通过不同品质性状的聚类分析,将55个苎麻品种分为5组。

亚麻数据库新增80份种质资源,5家企业,3个亚麻主产国的79篇科技论文。

大麻数据库新增29个大麻主栽品种的特征特性及系谱数据,4家大麻种子经营企业,2010年地区级以上科技计划大麻科研与推广立项情况,8000多条国外大麻研究文献摘要和10个大麻主产国技术研发档案,并实现了内部共享。

按季度观察了80份剑麻种质生物学特性,测定了50份剑麻种质材料的纤维长度和拉力等纤维特性,初步建立了剑麻种质资源基础数据库。

2)栽培

收集了湖南省两个苎麻主产县,安徽、河南和广西红麻主产区,全国亚麻、大麻主产省区的土壤、气候、种植制度及生态资源数据,并绘制出苎麻、亚麻、大麻种植分布图,初步建立不同苎麻产区近30年生产主推技术的发展和演变数据库。

收集了广东、广西剑麻园土壤及叶片样品共158份,并进行养分含量测定,补充了部分剑麻园土壤肥力的基础数据。

3)植保

实地调查了湖南省、湖北省、四川省、吉林省、黑龙江省和新疆维吾尔自治区等麻类主产县重大病虫害发生情况,收集了苎麻、亚麻主产地近10年的主要病虫害发生情况。

麻类作物虫害信息库新录入麻类虫害125种,并对部分虫害的生物学特性、发生发展规律做了补充。

完成了41种麻类作物田常见杂草的种类、形态特征、原色图谱、防治药剂的基本资料收集,建立了农药企业和农药产品信息库。信息库已录入农药生产企业45家,农药产品56个,记录了农药品种名称、主要防治对象等,并通过与专业网站—中国农林化学除草网协作,进一步完善和更新了信息库。

从种植区域、种植麻类品种、推广面积、主要病害种类、防治用药情况等方面建立了主要麻类作物病害防治的技术推广档案。并于70余家农药生产企业建立合作关系,筛选出适用于麻类病害防治的高效、低毒、环保型杀菌剂33种,建立了农药产品使用信息数据库。

4)设施设备

通过对全国麻类收剥机械研发与生产单位的调研,进一步完善了苎麻、红麻等麻类剥制机械生产企业和使用情况资料,并向全国苎麻产区推荐了2-3种机型供生产推广应用。

5)加工

初步建立了200余篇论文的麻类纤维改性资料数据库,麻类脱胶技术研发的科技论文、著作、专利等数据库,主产国麻类脱胶技术研发档案和涉农麻类加工企业档案。

6)产业经济

麻类产业经济数据库已经录入2009年度采集的样本数据,信息发布模块已经累计发布相关信息百余条。并通过麻类信息咨讯平台,实现数据上网,实现了农户、企业、政府等产业链主体对数据信息的交流共享。

3.科技培训

2010年,各团队采用举办技术培训班、技术讲座、科技入户、生产现场指导、电话咨询、发放技术资料等多种方式,共培训人员4546人次,超额完成体系培训任务(300-500人次)。

通过多种方式的科技培训,还充分结合了产业调研,进一步把握麻类产业发展现状,尤其是加强了与企业间的联系,为进一步交流合作奠定了良好的基础,形成了高效的成果转化平台,例如精细化亚麻改良技术成果在江西东亚芭纤、苏州华麻科技有限公司等得到推广应用,精细化处理后的亚麻纤维细度达到2300-2500公支,长度在30mm左右,可以在棉纺设备上进行干法纺纱,该精细化纤维在广州的广纺联公司和苏州利飞纺织品有限公司生产出可以应用于针织的精细化纯亚麻纱及亚麻/棉混纺纱,大大拓宽了亚麻纤维的应用领域。

4.建立高效生产示范点

岗位专家和试验站协作,共同在福建、浙江、安徽、河南、湖南和湖北主产麻区的6个县10个乡镇建立起红/麻病害防控试验点共10个,累计示范辐射面积80多万亩。与广东国营东方红农场、海南茂源剑麻制品有限公司和海南东茂剑麻有限公司建立了剑麻植株养分基础需求长期观察点10亩、科技示范基地3个,累计示范辐射面积2万余亩,并对剑麻植株不同发育阶段基础养分和根际土壤养分进行跟踪测定。在广西桂北农场布置了抗寒性大田鉴定试验点,来年春即可鉴定大田相对耐寒性。在广西山圩农场低洼地带的剑麻病区确立了抗斑马纹病大田试验点。

基础性工作任务完成情况

 

考核指标

完成情况

评价

完善中国主要麻类种植分布图、麻类生态资源与种植制度数据库、阶段性推广技术档案

收集了湖南省两个苎麻主产县,安徽、河南和广西红麻主产区以及全国亚麻、大麻主产省区的土壤、气候、种植制度及生态资源数据,并绘制出苎麻、亚麻、大麻种植分布图各1张,初步建立不同苎麻产区近30年生产主推技术的发展和演变数据库。

超额完成

完善主栽品种特征特性及系谱数据库

亚麻数据库新增80份种质资源,大麻数据库新增29个大麻主栽品种的特征特性及系谱数据,剑麻新增80份剑麻种质生物学特性和50份剑麻种质材料的纤维长度和拉力等纤维特性数据。

完成

完善主要病虫草害变化情况数据库、主要病虫草害防治术档案、主要农药企业和农药产品数据库。

收集了苎麻、亚麻主产地近10年的主要病虫害发生情况,麻类作物虫害信息库新录入麻类虫害125种,并对部分虫害的生物学特性、发生发展规律做了补充。完成了41种麻类作物田常见杂草的种类、形态特征、原色图谱、防治药剂的基本资料收集,建立了农药企业和农药产品信息库。信息库已录入农药生产企业45家,农药产品56个。

超额完成

完善麻类机械与制造企业档案、麻类初加工企业档案

通过对全国麻类收剥机械研发与生产单位的调研,进一步完善了苎麻、红麻等麻类剥制机械生产企业和使用情况资料,并向全国苎麻产区推荐了2-3种机型供生产推广应用。建立主产国麻类脱胶技术研发档案和涉农麻类加工企业档案。

超额完成

(三)前瞻性研究

1.育种

对转BtCpTi基因苎麻进行了夜蛾活体成株抗性试验,并与室内鉴定结合,摸索出室内离体叶片法与活体成株法观测结果的异同与机理,并对抗性植株F1代进行PCRRT-PCR鉴定,证实了后代中外源基因的存在,筛选出抗性优良株系4个。

以黑亚14号为材料,开展亚麻木质素合成酶基因转化研究,已建立适合黑龙江省主栽亚麻品种高效的转基因植株再生体系。配制亚麻多胚杂交组合60个,并利用多胚材料创造双单倍体种质2份。

开展黄麻杂种优势利用的研究,构建了黄麻长果种和圆果种两张高密度、分布均匀的遗传连锁图。

通过多种总RNA提取方法的比较试验,筛选出最适于苎麻花序RNA的提取方法“改良CTAB法”,并建立了差别表达cDNA片段的PCR扩增和重组克隆技术。

初步构建工业大麻分子育种技术平台,提取了来自全国各地120个大麻品种的基因组DNA,并建立了大麻AFLP的最佳反应体系,利用该体系进行了遗传多样性、品种鉴定、重要性状分子标记等分析。

理清了大麻中主要酚类物质的合成途径、遗传方式、基因克隆等情况,开展了大麻组培再生体系建立的工作,得到了少量再生植株。

通过剑麻茎尖和无菌叶片为外植体进行愈伤诱导,成功分化出再生植株,而且愈伤诱导率均在90%以上。

2.栽培

测定了6个不同品种苎麻田根际土和非根际土水解氮含量、脲酶活性、酸性磷酸酶活性、细菌数量、含水量、pH等指标,为探明苎麻败蔸的微生物因素取得了第一手资料。

基于亚麻基因芯片进行了湖南沅江和云南昆明栽培及环境因子条件下韧皮组织基因差异表达初步分析。进一步加强了亚麻、大麻连作土壤养分演变规律及根际营养研究,开展了亚麻、大麻抗逆机理及抗逆高产栽培研究,进行了亚麻抗旱基因型筛选。开展了亚麻、大麻作物水肥需求机理研究,为亚麻、大麻的测土施肥提供依据。

利用红麻不育系材料和常规品种,通过测定NPK胁迫处理条件下不同生长期红麻茎叶主要营养成分及生理指标的变化规律得出,杂交种表现出明显的超亲优势,耐营养胁迫的能力大大强于常规品种,并验证了在NPK胁迫条件下所导致的硝酸还原酶活性、叶绿素含量等指标下降的因素。

通过水培实验比较分析了红麻细胞质雄性不育系和保持系在缺钾条件下的形态和生理生化指标差异,一方面探明了钾是影响叶片气孔开闭的关键元素,缺钾能诱导抗氧化酶系统活性增强;另一方面验证出CAT可用于快速筛选钾敏感品种,为今后筛选耐钾和钾敏感红麻品种奠定基础。

开展了红麻细胞质雄性不育系抗寒、抗旱和抗涝性机理,种植资源筛选和越冬栽培技术研究,并筛选出一批优良种植资源。

3.植保

开展了抗病种质资源的筛选工作,并对红麻顶端黄萎病(暂定名)、大麻黑穗病(暂定名)等麻类潜在暴发性新病害进行了监测和分子检测。

初步明确了麻菜套种栽培方式减轻麻类作物病害发生和危害,肥水管理与病害发生流行规律变化关系。继续收集苎麻花叶病样品,开展了苎麻花叶病的基因序列及其分子进化机制研究和苎麻病毒病害的新型控制技术研究。

在湖南省对防治苎麻根腐线虫的环保型生物农药进行了大田应用试验,其校正防效比5%阿维菌素EC提高23.8%,提升了对苎麻败蔸的防控效果,并具有良好的增产作用。

针对南麻北种病虫草害迁移问题,开展了主要病虫草害调查和防控机理研究,提出建立病虫草害预警系统与加强检疫的建议。

观测了大麻顶枯病病原菌(厚垣镰孢霉,Fusarium chlamydosporum的形态和微生物学特性,并对其致病性进行了测定。

从具有剑麻紫色卷叶病症状的剑麻叶片上分离病原真菌,经分生孢子形态显微镜观察和序列分析初步鉴定为细链格孢属真菌,目前正在进行科赫氏法则验证。在该病防治方面,提出了加强麻田管理、提高植株抗性、改善农田生态环境、杀虫防虫并及时清理病株的建议。

4.设施设备

开展了避虫麻地膜的避虫效果研究,提出避虫麻地膜配方1个,生产工艺1个,同时提出PHA处理麻地膜配方1个,生产工艺1个。

开展麻类作物剥制机械、小型收获机械与装备生产技术的储备性、跟踪性、前沿性研究及配套技术规程的研究,并提出了麻类机械适应性、工作可靠性等参数的优化研究。

5.加工

进行了纤维素酶EGC及木质素降解蛋白LDP的异位表达及验证研究,已从树干毕赤酵母中克隆得到具有全长ORF的纤维素酶EGC基因,并对木质素降解相关蛋白LDP进行载体构建并进行原核表达。

对纤维素酶和木聚糖酶进行了苎麻纤维质降解产物分析结果显示,纤维素酶和木聚糖酶在降解苎麻韧皮的产物成分上差异不大,但含量有差别,从而得出,苎麻韧皮纤维是作为纤维燃料乙醇的优良原材料。

S132为发酵菌株进行苎麻韧皮糖化发酵试验,分析了苎麻纤维质糖化发酵过程物质中物质的变化规律,对提高发酵效率,降低成本提供了理论基础。

经国际细菌协会审核,IBFC2009菌株是世界上首次发现的微生物新菌种,被正式命名为鞘胺醇属竹鞘胺醇种(Sphingobacterium bambusae),并由国际微生物系统与进化名典(IJSEM)收录。

DCE-01菌株(Dickeya dadantii)因加快了原料中水溶性还原糖的消耗速率和原料中键合型非纤维素物质的降解速率而将完成脱胶的发酵时间比CXJZU-120菌株缩短乐18.2%。同时,对DCE-01菌株进行了全基因组测序麻类脱胶关键酶基因鉴定,并开展了该菌株用于红麻韧皮生物制浆的工艺技术研究。

6.产业经济

2010年度麻类产业经济分析的编写重心将由种植向市场、企业转移,通过市场带动种植。同时,围绕产业结构调整、企业生产加工关键技术、国内市场拓展等重大问题进行专项研究,提交了“十二五”发展规划建议。

前瞻性研究任务完成情况

 

考核指标

完成情况

评价

研究麻类新病虫害发生机理和防治技术

对剑麻紫色卷叶病、大麻顶枯病、红麻顶端黄萎病(暂定名)、大麻黑穗病(暂定名)等麻类潜在暴发性新病害进行了监测和分子检测,并针对南麻北种病虫草害迁移问题,开展了主要病虫草害调查和防控机理研究。

超额完成

深入麻类作物抗逆栽培机理研、水肥需求机理研究

开展了亚麻、红麻抗旱、抗涝、耐盐碱等逆境栽培机理研究,开展了亚麻、大麻作物水肥需求机理研究,为亚麻、大麻的测土施肥提供依据。

完成

形成新型环保型麻产品1-2个,开展麻类机械储备性研究

提出避虫麻地膜和PHA处理麻地膜配方及生产工艺各1个。开展麻类机械储备性研究,并提出了麻类机械适应性、工作可靠性等参数的优化研究。

超额完成

开展生物脱胶及新产品、新技术研究

进行了纤维素酶EGC及木质素降解蛋白LDP的异位表达及验证、苎麻韧皮糖化发酵等研究,并在世界上首次发现新微生物菌种IBFC2009

超额完成

提交产业经济分析报告1

2010年度麻类产业经济分析的编写重心将由种植向市场、企业转移,通过市场带动种植。同时,围绕产业结构调整、企业生产加工关键技术、国内市场拓展等重大问题进行专项研究,提交了“十二五”发展规划建议。

超额完成

二、体系开展的各项工作

(一)对产业发展的决策咨询

1.响应农业部开展“百日科技服务”活动,向政府和企业提供服务

为落实《农业部办公厅关于开展百日科技服务行动的通知》精神,国家麻类产业技术体系于2010318日下发通知,组织全体专家,根据“一个中心、两个层面、三个环节、四面八方”的实施措施,制订活动方案、开展科技服务活动,即以国家麻类产业技术体系试验站和示范县等为引导,组织体系岗位专家、试验站及示范县骨干成员,支撑全年有个“丰收年”为中心,以首席科学家办公室组织和各岗位组织两个层面,利用生产关键季节,抓住种、收、产三个重点环节,在麻类主产区全方位开展农业科技服务活动。以首席科学家办公室组织的活动主要有以下两项:

1)平果县剑麻产业科技服务

412日至14日,国家麻类产业技术体系受广西百色市平果县人民政府的邀请,积极部署,联合国内大型剑麻企业,就该县剑麻产业发展的瓶颈问题,现场调研、会商并进行指导,以推动当地剑麻产业的快速发展。同时与当地政府在建立麻类体系剑麻科技服务基地、规范化种植示范点、剑麻产业研究样本点等问题上达成了共识,签订了相关的合作协议。

2)兰西县亚麻产业科技服务

2010531日,国家麻类产业技术体系执行专家组成员、兰西县人民政府有关部门代表和亚麻企业代表共聚一堂,开展了以企业、政府和科技专家三方对接的亚麻产业科技服务活动。活动以参观企业生产、听取生产情况汇报和政府意见,然后以三方会诊的形式,探讨一条适合兰西县亚麻产业发展的道路。

2.整合科研成果,传播麻类生产轻简化实用技术

为了及时总结、应用国家麻类产业技术体系的科研成果,切实加强农技推广工作,帮助农民选择优良品种和先进适用技术,全面提升农民科技水平,各岗位专家共总结形成16项轻简化实用技术,其中育种研究室5项、病虫害防控研究室3项、栽培与土壤营养研究室2项、设施设备研究室2项、加工研究室4项。在考虑各个研究环节的基础上,首席科学家办公室共筛选出6项上报农业部:

所属类别: 体系工作

该资讯的关键词为: