农业科学研究成果(上)
1.基础和应用基础研究成果
(1)农业生物遗传资源保存、评价与利用研究
建成世界最大的种质资源库。“主要农作物和林木种质资源评价与利用研究”的顺利完成,使国家种质库增加了34种作物和2.2万余份种子,加上以前入库的数量,国家库长期贮存种子数量达到33.3万份。至此,国家库保存种质资源数量处于世界第一。同时,国家资源圃保存种质数达到3.8万份,国家拥有种质资源总数达到37万份。这一数量仅次于美国贮存的55.5万份种质资源,位居世界第二。与此同时,国家种质资源库还收集、抢救了三峡、赣南、粤北等开发区的一批珍稀、濒危、优异种质和近缘野生植物。
对水稻耐冷性、小麦抗纹枯病和小麦穗长、千粒重、株粒重等基因进行了作图群体培育和QTL分析。首次在国内对小麦纹枯病进行QTL分析,并已得到多个F3家系。鉴定出小麦优异抗旱资源“旱选10号”,明确抗旱指标,进行了分子标记,筛选出13个综合性状表现优良的株系。鉴定出3个抗白粉病新抗源。
完善了中国作物种质资源信息网络及作物种质资源特性分布信息系统,绘制了140幅水稻、小麦、大豆、野生大豆、小豆、棉花种质资源特性分布图。引进粮食、经济、蔬菜、牧草、绿肥等作物新品种(系)878份,向国外提供资源9687份。
(2)动植物生物技术研究
1)“中国超级稻”基因组计划
2000?2001年,“中国超级稻”基因组研究工作已取得可喜的成果。科学家共测了近22亿个碱基对的序列,序列和基因的覆盖率均达95%以上,90%的区域准确率达到99%。值得一提的是,科学家还发现了与光合作用相关的基因位点,而光合作用与超高产密切相关。目前已完成对有关数据的整理,对已定位的基因进行了深入的功能鉴定和分析,并构建了DNA库。超级水稻遗传密码的破译,将有助于了解小麦、玉米等其他重要经济作物基因组中的相关基因,从而带动了整个粮食作物的基础与应用研究。
2)水稻抗病基因工程研究
在国际上首次育成6个粳稻抗白叶枯病主效基因的近等基因系,已被国际水稻所引入国际水稻种质基因库。该成果获2000年国家技术发明二等奖。育成近等基因系WBB1携有的普通野生稻抗白叶枯病新基因Xa-23,是迄今国际已命名的抗病基因中抗谱最广、抗性导入效应极强、水稻全生育期都高度抗病的完全显性基因。育成了国际适用的鉴别稻瘟病生理小种的水稻近等基因系,在国际上得到应用。
3)转基因抗虫棉研究
我国在转基因抗虫棉研究方面取得突破性进展。已成功地将双价抗虫基因(Bt+CpT1)直接导入到优良棉花新品种(系)中,培育出我国第二代转基因抗虫棉。该类抗虫棉抗虫性强,丰产性好,预计在今后几年内将会全面替代单基因Bt抗虫棉。抗虫棉在试种示范和大面积种植中总体表现良好,抗虫性强,丰产性较好,纤维品质大体上均能符合纺织工业的需要。
4)病虫害对转基因作物的抗性研究
明确了我国主要玉米产区东北春播玉米区、华北和西北夏播玉米区等9省(区)11个地区亚洲玉米螟不同地理种群对Bt毒蛋白CryIA(b)和国内生产的Bt制剂的敏感基线,室内抗性汰选研究已进行汰选29代,对Bt制剂的抗性达15倍。田间剖秆结果表明Bt基因玉米心叶期、雄穗和花丝对亚洲玉米螟具有较高的抗性。研究证明了双价转基因棉不同器官对棉铃虫的杀虫活性,特别是对具有一定抗性水平的棉铃虫的杀虫活性要高于Bt单基因抗虫棉;双价抗虫棉的蕾和铃对棉铃虫化蛹率和羽化率的影响也更明显。
5)小麦抗条绣近等基因系研究
通过抗性基因的转育建立了小麦抗条绣近等基因系,通过遗传分析和RAPD标记技术,明确了20个基因供体品种对特定小种抗性的抗条绣基因组成及遗传特点,获得了与Yr8、Lee基因紧密连锁的RAPD标记。确定了突变和异核作用是我国小麦条绣菌毒性新小种产生的主要途径;在国内外首次筛选出4个条绣菌基因蛋白DNA特异性中度重复序列,揭示了我国小麦条绣菌主要小种间及越夏易变区小种间的演化关系。该项研究达到了国际领先水平。
6)稻瘟病菌遗传及作用机制研究
首次运用分子技术分析了稻瘟菌的菌丝融合菌株及其后代菌株的RFLPs,结合DNA指纹分析和致病性测定,从分子水平上证实了稻瘟菌(无性/有性)自身普遍存在的菌丝融合现象,是引起该菌致病性变异的原因之一。该项研究处于国际先进行列,获得国家科技进步二等奖。
7)棉铃虫病毒基因全序列测定
中科院武汉病毒所成功测定出中国棉铃虫单核衣壳核型多角体病毒(HaSNPV)的全序列,这是世界上报道的首例HaSNPV全序列,此项研究为进一步改良棉铃虫病毒杀虫剂提供了良好的条件。据称,一只虫子中提取的毒素就可防治一亩棉花地的虫害。研究证实,中国棉铃虫病毒来自于中国棉铃虫,并非来自于美洲棉铃虫。
8)“转基因抗旱耐盐碱水稻”研究
我国科学家首先构建成功了一种被称为脯氨酸合成酶的基因,之后将这种基因导入水稻悬浮细胞,从而得到转基因水稻植株。目前专家已经得到第四代转基因植株种子。对照性实验表明,脯氨酸含量的增加提高了转基因水稻的抗旱耐盐碱能力,在干旱和盐胁迫的条件下,多数转基因水稻能够正常结实,尽管产量降低20%-30%,但在同等条件下普通品种的产量却降低了40%以上。
9)生物农药的研制
目前已从印楝种子中分离和完成化学结构的印楝素类化合物16个,其中有4个是国外尚未发现的新物质,并已生产出0.3%印楝素制剂、70%印楝油制剂、10%印楝素原油,完成了农业部指定的毒性、安全性和田间试验,并制定了产品化学、原料药、制剂的企业标准,建立了一套与国际接轨的检测和控制方法。预计这个项目经一年建设投产后,可达到年产0.3%印楝素制剂67万立升、印楝油250吨、诱捕器300万套、诱芯1500万只的规模。
10)生物转基因菌的研制
研究人员经过3年的潜心研究,首次应用了基因工程技术,将病原微生物的抗药基因转至生物防治菌中,以毒攻毒,既治病害,又能防御杀菌剂的“攻击”。
11)抗虫转基因水稻的培育
培育的抗虫转基因水稻无需喷撒任何杀虫剂可以完全避免鳞翅目害虫的危害,达到完全防治的效果;获得了具有自主知识产权的抗虫转基因水稻;可以直接应用于水稻生产;创立了严格有效的抗虫转基因水稻育种的程序,研究方法先进可靠;建立了较为完整的转基因水稻育种技术体系;经国家农业生物基因安全委员会批准,在全国率先进入水稻区域试验。
12)口蹄疫病毒基础研究
建立了以核酸序列分析为核心的分子流行病学方法,完成了我国数十年来105个流行病毒株系的VP1序列分析,绘制了中国口蹄疫病毒系统发生树,摸清了病毒之间的亲缘关系,为猪口蹄疫的防治和近年国外流行的牛口蹄疫的防治提供了技术依据。该成果获得2000年国家科技进步二等奖。
13)“抗猪O型口蹄疫基因工程疫苗”研制
我国在口蹄疫基因工程研究领域获得重大突破。经科研人员运用这种基因工程苗二次免疫接种猪体后,再用O型口蹄疫病毒进行人工感染,试验结果表明,发酵生产所制成的疫苗免疫效果良好,每批疫苗的免疫保护效力都在80%-100%。此疫苗不带任何感染性病毒,也无副作用,相当安全有效。
14)鸡马立克病双价基因工程疫苗研究
在以HVT作为活疫苗病毒载体的实用性禽病基因工程疫苗的研制方面取得了突破性进展,为开发新型疫苗奠定了坚实的基础。
15)伪狂犬病基因缺失疫苗研究
我国研究成功首株伪狂犬病基因缺失疫苗。
四川农业大学自20世纪80年代承担这项课题的研究以来,在近10多年的研究中率先在国内系统开展了伪狂犬病分子生物学研究,首次在国内通过缺失、重组等基因操作方法,去掉伪狂犬病主要毒力基因和具有潜伏感染性的基因,构建了系列伪狂犬病基因缺失株,同时还开展了伪狂犬病毒分离鉴定、伪狂犬病毒在动物体内分布和伪狂犬病病理组织学等基础研究工作,终获成功。
16)基因工程酵母生产饲料用植酸酶研究
研究成功的“单胃畜禽用酸性植酸酶”生产菌株的单位表达量在中试和工业化生产水平上比原始天然菌株提高了3000倍,比国外的基因工程菌高2倍以上,而生产成本低约2倍。现已完成了从实验室研究到产业化生产的全过程,成为我国农业微生物领域第一个进入商业化生产的生物技术产品。2001年已生产、销售酸性植酸酶产品4000多吨,销售额达到6000万,利税达3200万元,并打入了国际市场。该研究成果获2001年国家科技进步二等奖。
17)菌克毒克生物农药研制
菌克毒克系利用诱变育种和原生质体融合技术制成的一种高效、低毒、低残留、无公害的生物农用抗生素,所用主要原材料都是如玉米、花生饼粉等无毒无害的农副产品。在防治水稻白叶枯病、小麦白粉病、蔬菜白粉病方面优于国内同类化学农药,用药成本下降10%-20%。
(3)农作物病虫害发生规律研究
1)棉铃虫地理型组成及兼性迁飞规律研究
该项目系统地研究了我国各气候带棉铃虫的滞育特征、遗传分化程度、抗寒能力与越冬区域、生境适应特性及兼性迁飞行为和区域间的迁飞规律。该项研究澄清了长期悬而未决的我国各地棉铃虫虫源性质问题,奠定了组建我国棉铃虫区域性预警系统和防治体系的理论基础。制定了我国长江流域、黄河流域、辽河流域和新疆地区棉铃虫的预测预报和防治策略,该项成果的推广应用,对提高各地棉铃虫的控制技术水平发挥了重要作用,获得了巨大的社会经济效益。本项研究获2000年国家科技进步奖二等奖。
2)褐飞虱的迁飞行为机制研究及其迁飞过程的雷达观测
本研究成果为制定预测预报办法与控制策略提供了理论依据和技术基础,已应用于褐飞虱的发生预报,取得了很好的预报效果,获2000年国家自然科学奖二等奖。
3)花生病毒株系、病害发生规律和防治研究
科研人员对我国三种主要花生病毒株系、病虫害发生规律和防治开展了全面和系统研究,完成了我国花生矮化病毒(PSV)株系生物学、血清学研究和壳蛋白基因序列分析,完成了我国花生条纹病毒(PStV)株系生物学特性研究和壳蛋白基因序列分析,为花生抗病毒病育种提供了科学依据;通过对三种病毒发生规律的研究,分别建立了三种病害流行预测式,为病害防治提供了理论依据;育成了抗PSV的花生品种“中花3号”并在病区推广180万亩,对控制PSV病害发挥了重要作用。病害综合防治技术在鲁、豫、冀、苏、鄂、京6省市推广应用1585万亩,防病效果在80%以上,挽回花生损失40多万吨,增收6.5亿多元。该成果获2001年度国家科技进步奖二等奖。
(4)全国土地资源调查
这项工作由全国农业区划委员会负责领导,投入人员200万人,投入经费13亿元。汇总的主要成果有:《中国土地资源》和《中国土地资源调查技术》等专著;《中国土地资源调查数据集》;全国1∶50万土地利用分幅图、全国1∶250万和1∶450万土地利用挂图;《中国土地资源调查画册》和技术专题片等10多项成果。
(5)节水农业基础理论研究
研究制定了主要作物与水高效灌溉制度,提出了非充分灌溉(“NOn?FU11 Irrigation )理论,从根本上改变农田灌溉的内涵,是农田灌溉理论的一场革命,必将对我国农田灌溉的设计、施工和管理产生重大影响。
(6)畜禽营养代谢与调控机理研究
通过对猪鸡生理及营养代谢的研究,证实了饲用抗生素对大肠杆菌和肌体免疫系统有平衡关系、影响动物肌体营养代谢、促进动物生长的作用。提出了抑制畜禽消化道内源酶活性是麦类饲料可溶性非淀粉多糖(SNSP)抗营养作用的重要机制之一。
(7)农业科技发展与宏观战略研究
1)加入WTO与中国农业的对策
在建立一套能够适应市场经济发展需要的中国农业政策分析和预测模型的基础上,对中国农产品未来发展趋势作了总体判断,并为国家决策部门提供了一些政策建议。
2)利用高新技术改造传统农业的理论基础及模式的实证研究
本课题深入而系统地研究了高新技术改造传统农业的理论基础,对农业高新技术给予界定,提出了高新技术渗透理论、高新技术选择理论、高新技术组装理论以及农业科技园区理论,形成了高新技术改造传统农业的理论框架和技术体系。
信息来源:《我国若干重点领域科技发展动态》2001 (2003-10-28)