浙江农林大学黄坚钦教授获国家科技进步二等奖

11.01.2016  09:07

  中新浙江网1月8日电(记者  谢盼盼  通讯员  陈胜伟)1月8日,国家科学技术奖励大会在北京人民大会堂举行,浙江农林大学黄坚钦教授应邀代表所在研究团队进京领奖。奖励大会上,黄坚钦领衔完成的科研项目《南方特色干果良种选育与高效培育关键技术》获得2015年度国家科学技术进步奖二等奖。

  该项目实施20多年来,累计在7个省92个县市山核桃、薄壳山核桃、香榧重点产区和新产区进行示范推,选育推广25个优质林木良种,累计繁育良种嫁接苗6745万株,累计新增造林面积121.5万亩,新增干果产量9.6万吨,累计增加产值57.7亿元,大大推进了山核桃、薄壳山核桃、香榧等南方特色干果树种栽培良种化进程。

  专家联合选育南方特色干果良种

  山区一直是我国经济社会发展滞后的区域,也是我国贫困人口相对集聚的区域,要全面建成小康社会,重点难点在山区。山核桃、薄壳山核桃、香榧是我国南方山区特色优势干果,营养价值高、栽培效益好,在山区农民脱贫致富中具有重要作用。山核桃、薄壳山核桃、香榧等南方干果产业成为我国效益林业的典范,在山区农民脱贫致富、农村经济发展中起到重要作用,相关示范林亩产干籽分别达到163kg、275kg和151kg,产区农户源于干果的收入占总收入的70%以上。

  山核桃、薄壳山核桃、香榧等3个树种,虽然已经被国家有关部门列为南方山区发展首选推荐树种。但是这些优秀的经济树种栽培区域狭窄,产业发展缓慢,助农致富成效一般。浙江农林大学专家们调研后发现,这主要是因为良种缺乏,繁殖困难,结实迟、产量低等共性关键技术瓶颈的制约,尤其是山核桃嫁接技术一直难以突破、缺乏良种,薄壳山核桃引种近百年、结实不丰产,香榧造林成活率低、造林不成林。

  为了解决这一些列影响产业发展的难题,从1994年开始,浙江农林大学联合中国林业科学研究院亚热带林业研究所等6家单位,由黄坚钦、姚小华、戴文圣、吴家胜等专家教授共同牵头合作,在“863计划”、“973计划”前期、国家自然科学基金、国家星火计划重大项目等资助下,经过20多年的合作攻关,在良种选育、无性快繁、高效培育等理论和技术方面取得了重大突破。

  《南方特色干果良种选育与高效培育关键技术》以产业发展问题为导向,针对制约南方特色干果产业发展的良种缺乏、无性繁育困难、营养期长、产量不高不稳等关键问题,系统开展了山核桃、薄壳山核桃、香榧良种选育、嫁接快繁以及早实丰产栽培技术等基础理论研究、技术开发与推广应用工作。项目先后获国家授权发明专利13件,登记软件著作权1项,审(认)定林木良种25个,其中审定国家级良种1个,编制标准10项,其中国家标准1项、行业标准4项,发表学术论文182篇,其中SCI收录19篇,一级期刊24篇,出版专著8部……成果整体处于国际同类研究先进水平,极大地推动了相关干果产业的快速发展。

  创新技术攻克良种选育与高效培育关键技术

  在20多年时间的科研攻关和成果推广的过程中,浙江农林大学黄坚钦教授和科研团队先后揭示了相关干果的重要经济性状的遗传变异规律,选育出优质高效良种,填补了栽培品种空白;突破了嫁接技术难题,形成快繁技术体系,实现了良种规模化生产;同时还突破了以营养调控和授粉控制为核心的关键技术,形成高效培育技术体系,实现了早实丰产。  “我们的研究系统阐明了3个树种种实重要经济性状的遗传变异规律,制定了遗传改良策略;建立了山核桃全同胞家系、香榧半同胞家系遗传分析模型,绘制了山核桃、香榧遗传连锁图谱,定位了影响苗期生长性状的QTL。营建了资源最丰富的种质基因库,收集优异种质636份;通过在浙江、安徽、江苏等7省32个试验点的无性系测试,审(认)定山核桃良种6个、薄壳山核桃良种15个、香榧良种4个,结束了栽培没有良种的历史,填补了空白。”黄坚钦教授介绍说。

  说起攻克嫁接难题的过程,黄坚钦说:“我们从细胞和分子水平研究了嫁接成活过程,发现了质体内束缚态生长素释放是嫁接成活关键因子,克隆并验证了一些关键基因,构建了嫁接成活的基因调控网络,揭示了嫁接成活机理,丰富了嫁接理论。同时研发出种子增温催芽、贴枝嫁接、容器育苗等技术,筛选出专用砧木,形成了无性快繁技术体系。种子当年萌发率提高到80%~96%;接穗产量提高3倍以上;嫁接成活率提高到84%~93%,出圃率提高到75%以上,工效提高20%以上,实现了良种规模化繁殖。”

  此外,研究团队还解析了山核桃成花、成油的生理和分子生物学过程,克隆了成花、成油新基因,构建了基因调控网络;揭示了3个树种苗期生理生态学特性,集成了提高造林成活率的关键技术,扩大了栽培区域,成活率从不到50%提高到95%;突破了早实丰产栽培技术,实现了山核桃、香榧造林4年始果、薄壳山核桃3年始果;揭示了主要矿质营养元素的动态变化规律、养分需求特性和施肥临界期,研发出专家施肥系统;明确了最佳授粉期,提出了授粉品种配置方案。集成高效培育技术体系,克服了结实大小年现象,平均亩产增加30%以上。

  科研成果产生巨大经济、社会和生态效益

  黄坚钦和专家们十分重视技术研究与生产实践密切结合,通过采用研究与推广相结合的方式,使技术成果能够迅速在生产实践中推广,选育的林木良种、研发的无性快繁、早实丰产栽培技术在生产实践中取得良好的效果。

  随着南方特色干果良种选育与高效培育关键技术的攻克,相关的技术成果于2004年起在浙江、安徽、江苏、江西、云南等7个省92个县市山核桃、薄壳山核桃、香榧重点产区和新产区进行示范推,推广25个林木良种和3个树种的种子催芽、嫁接、容器育苗等一系列良种快繁技术,累计繁育良种嫁接苗6745万株,结束了山核桃没有良种、香榧品种单一、薄壳山核桃没有自主知识产权品种的历史,保障了浙江、安徽、江苏等南方省份山核桃、薄壳山核桃和香榧的良种基地建设。

  科研团队的王正加教授介绍说:“在项目成果推广期间,我们推广应用良种造林、生态高效栽培、树体营养调控、测土配方施肥和人工辅助授粉等技术,产生显著的经济、社会和生态效益,累计新增造林面积121.5万亩,新增干果产量9.6万吨,累计增加产值57.7亿元,大大推进了山核桃、薄壳山核桃、香榧等南方特色干果树种栽培良种化进程。”

  此外,科研团队还构建了各级地方林业部门和产区广大林农参与和现代信息技术相结合的特色科技服务体系。科研团队应用3个特色干果树种高效培育技术,推行栽培技术标准,举办各类技术培训300余期,培训林技人员和林农23950人次,发放培训资料6.8万份,提高了种植农民的科技素质。

  科研创业和推广道路上还有更多挑战

  《南方特色干果良种选育与高效培育关键技术》获得了2015年度国家科学技术进步奖二等奖,这更坚定了黄坚钦教授和科研团队从事相关研究的信心,根据“木本植物生长周期长、高度杂合、遗传负荷大,遗传转化体系构建困难,基因功能难以验证;适合不同环境栽培的国家级良种还不够多,还不能满足发展的需要”等实际情况,团队也进一步确立了未来努力的方向。

  黄坚钦介绍说:“山核桃、薄壳山核桃和香榧是南方特色珍稀干果,富含不饱和脂肪酸,营养价值和销售价格均居干果前列,但全国人均占有量不到4颗,产品供不应求。以薄壳山核桃为例,我国每年至少从美国等地进口10万吨,进口额高达40多亿元,以满足国内市场的需求。因此,项目组要进一步加大成果的推广力度,把品种和技术充分应用到南方可发展区域,扩大受益面,促进山区农民增收致富。”

  他说,山核桃、薄壳山核桃和香榧集果用、药用、油用于一体,可开发功能性食品。项目研究证实山核桃具有促进神经细胞发育、阻止神经退行性疾病的功效,香榧假种皮具有抗肿瘤的功效,今后要进一步加强功能因子的挖掘,开发分子标记,开展定向育种。此外,科研团队今后还将加强基因与环境互作研究,希望进一步揭示基因与光温水气热之间的关系,继续围绕产量与品质,开展成花、成油的机理及环境与基因互作的研究,实现定向培育。

  研究团队相信,再经过若干年的努力,研究团队一定会培育生产出品质更好、效益更高的山核桃、薄壳山核桃和香榧,为山区农民脱贫致富奔小康做出新的更大贡献。(完)