省部级奖成果
五倍子(角倍)高效培育及产业化关键技术创新与应用
时间:2023-03-09 来源: 文字: 图片: 编辑:kxyj 点击:
主要完成人员:陈晓鸣 陈赤清 杨子祥 任竹梅 张弘 查玉平 陈航 张玉荣 张亮亮 邱建生 陈京元 邵淑霞 刘娟 刘涓 宋德应
主要完成单位:五峰赤诚生物科技股份有限公司 中国林业科学研究院资源昆虫研究所 湖北省林业科学研究院 山西大学 中国林业科学研究院林产化学工业研究所 湖南省林业科学研究院 贵州省林业科学研究院 五峰土家族自治县林业局
项目起止时间:2003-2017年
获  奖  情  况 :2021年度湖北省科学技术奖科技进步类三等奖

        五倍子倍蚜虫在盐肤木等植物上取食,刺激植物组织增生形成的虫瘿,是我国重要的林特资源,在医药、化工、矿冶、电子、化妆品、食品和饲料等行业应用广泛,具有重大经济价值。角倍是五倍子中产量最大的种类,针对角倍培育中基础研究不足、倍蚜培育关键环节中重大科学问题不明,培育和加工技术落后、产量低、高附加值产品缺乏等严重制约五倍子产业发展的问题,项目组历时18年研究,取得以下主要成果:

创新点一、倍蚜与寄主植物互利共生等基础研究取得重要进展,丰富了昆虫与寄主植物相互作用和协同进化理论,为构建新型五倍子高产生产技术提供了科学依据。

数千蚜虫在封闭的虫瘿内生活,产生了高浓度二氧化碳和大量的蜜露,碳13同位素示踪和基因表达证实蚜虫代谢产物二氧化碳被寄主吸收进行光合作用,排泄的蜜露被寄主吸收进行糖代谢,促进虫瘿和植物生长;而虫瘿则为瘿蚜生长提供营养,抵御天敌及不良环境,形成营养交换的互利共生新模式。首次发现无口器(退化)的性蚜完全依赖空气中的氮和水分而生存的独特方式,阐明了性蚜获得氮和水分的方法和途径;解析了倍蚜适应高单宁环境和虫瘿形成机制、瘿蚜与寄主植物相互作用、协同进化、瘿蚜冬夏2个寄主植物的微环境和种群动态特征等科学问题,为构建新型五倍子生产技术提供了理论支撑。

创新点二、基于理论上的创新突破,创建了新型的五倍子生产综合配套关键技术,以湖北五峰为中心,在湖南、贵州等7个省市推广,形成了全国五倍子培育产业体系,获得了显著的经济和扶贫效益。

基于互利共生理论创建了倍蚜多次挂放高产技术;基于性蚜固氮和获取水分特征,创建了性蚜保育技术,基于微环境研究,研发出无土植藓养蚜技术;基于倍蚜迁飞特性,构建了春迁蚜收集和半自动包装技术;基于蚜虫和寄主植物遗传多样性遗传分析,筛选出倍蚜和寄主植物优良种源;创建了“林-药-蜂”立体产业模式,提高了单宁生产多层次综合效益;利用倍渣研制出有机肥,解决了废料污染,提高了生产价值,形成单宁高效循环利用新模式。以上技术广泛应用于湖北、湖南、贵州、四川、重庆、云南、陕西等省市。

创新点三、创制了五倍子系列衍生新产品和新材料,打破了国外光刻胶对我国的垄断,在无抗饲料的应用取得重要突破,经济效益显著。

拓展了单宁酸新用途,研制出电子级单宁酸、饲料用单宁酸、2,3,4-三羟基二苯甲酮(3HBP)等多种产品,在光刻胶、无抗饲料、单宁酸提取锗等方面取得重要突破,对我国芯片、饲料和贵金属行业具有重要意义。

创新点四、创新了单宁酸加工技术及工艺,提升了五倍子产业的技术水平。

通过技术和工艺的改进和创新,降低了污染、提高了效能、提高了生产效率,降低了人工成本,提升了单宁资源与能量节约型产业发展水平。建立了完善的五倍子培育和加工技术标准体系,使我国五倍子加工技术居于国际领先水平。

        项目发表论文105篇(SCI收录43篇),出版专著2部;获得专利14件(发明专利9件,实用新型专利5件);制修订国家行业标准12项、地方标准1项;获得软件著作权2件、国家地理标志产品1个、高新产品2个;出版教学光盘2部。在湖北、湖南、重庆、云南、贵州、四川和陕西等省区进行示范和推广, 培训技术骨干14190人次,营建高产示范林8.90万亩,辐射推广170.50万亩。9个企业参与项目实施和应用,提供了2140个就业岗位。产品在高新技术和无抗饲料等行业应用,经济效益显著,新增产值35.71亿元,带动相关产业产值300多亿元,极大地促进了我国五倍子产业发展。

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