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2600140060
甘肃
S812.6
基础研究
农业科学研究与试验发展
1.课题来源与背景:青藏高原为中国草地鼠害主要成灾区,其中高原鼠兔和高原鼢鼠是中国高寒草地鼠害面积最大的两种害鼠,然而,高原鼠兔和高原鼢鼠是高寒草地生态系统的重要组分,在能量流通和物质循环中扮演重要角色。因此,面对平衡生物多样性保护和草原鼠害防治的挑战,解析其灾变机制,研发智能化监测预警、危害评价、环境友好型种群调控以及鼠害地近自然修复技术,对于实现青藏高原高寒草地生物多样性保护和鼠害科学防控具有重要意义。
2.技术原理及性能指标:
2.1高原鼠兔和高原鼢鼠致灾机制:
(1)致灾因子。采用定点研究和大尺度调查方法,利用物种分布模型和地统计学等方法,明晰两种害鼠的种群动态驱动因子,发现归一化植被指数和人类干扰是导致种群分布变化的主要驱动因子,且高强度放牧通过改变植被群落结构,降低植物群落高度、盖度和生物量,提升害鼠栖息地适合度,进而引发害鼠种群数量的扩张。
(2)灾变规律。采用采用Meta分析方法和野外控制实验方法,研究两种害鼠对植物群落、土壤理化性状和土壤生物的多维度影响,发现高原鼠兔种群密度增加导致植被群落高度、盖度、生物量下降,且增加了土壤有机质和全磷含量,降低土壤pH和土壤紧实度,减少大型土壤动物类群。高原鼢鼠种群密度增加提升了植物物种多样性,减少群落地上生物量,增加土壤水分含量,降低土壤温度和紧实度,增加土壤大型无脊椎动物和土壤细菌物种多样性。
2.2高原鼠兔和高原鼢鼠危害监测预警技术:
(1)危害地特征指标筛选。通过对比不同危害地特征对草地生产和生态功能的影响,筛选可被无人机解译的危害地特征影像,发现秃斑(边缘总长度)对草地植物群落多样性的影响更为显著。
(2)航测技术和图像解译技术确定。通过对比不同航拍高度、时间、机器学习等算法,筛选基于无人机遥感的最佳航测和图像解译技术,发现高原鼠兔航拍高度为20m,时间为返青期和盛草期的晴朗无风正午;高原鼢鼠航拍高度30m,时间为返青末期9:00-15:00。针对高原鼠兔危害地特征图像的最优解译模型为神经网络和GS-YOLO深度学习模型,高原鼢鼠危害地特征图像解译模型为阈值分类和PZM-YOLO深度学习模型。
2.3高原鼠兔和高原鼢鼠危害评价技术:
(1)生态阈值界定。采用实地调查和文献数据相结合的方法,以草地生产力和多样性为指标,量化高寒草地高原鼠兔和高原鼢鼠生态阈值。高原鼠兔在高寒草甸和高寒草原的生态阈值分别为有效洞口数613~700个/hm2和197~218个/hm2,宽松防治阈值分别为600个/hm2和200个/hm2,高原鼢鼠在高寒草甸夏季牧场和冬季牧场的生态阈值分别为286个新鼠丘/hm2和940个新鼠丘/hm2。
(2)危害评价模型。通过确定高寒草地害鼠对草地生态系统影响的关键指标,构建基于多指标危害评价模型进行危害等级划分。高原鼠兔:DRI(高寒草甸)=-0.001×有效洞口数-0.012×秃斑比+0.001×地上生物量+0.668,DRI(高寒草原)=-0.002×有效洞口数+0.239×群落高度+0.164×物种丰富度-0.055,高原鼢鼠:DRI(夏季牧场)=0.00060×地上生物量-15.40×旧鼠丘面积+1.16,DRI(冬季牧场)=1.489-8.354×旧鼠丘面积-0.000273×新鼠丘数。
2.4环境友好型鼠害防控技术及产品:
(1)新型植物源害鼠不育剂。研发了新型害鼠种群调控药-雷公藤(登记号PD20090003;农药生许(苏)0107),建成了年产雷公藤提取物原药5吨(折百率)产业化生产线1条。
(2)不同鼠药剂型的精准药量投放器。研发了针对不同鼠药剂型的精准药量投放器,大剂型料槽出药量标准误差在0.03~0.07之间,小剂型料槽出药量标准误差在0.02~0.04之间,药剂投放量精准。相比单人投放效率可提高30%~50%。
(3)非灭杀型种群调控技术。研发了无人机模拟天敌干扰高原鼠兔繁殖的新技术,明确了干扰日期、干扰时长和干扰飞行参数。无人机在繁殖期干扰15天后,高原鼠兔胎仔数下降21.91%,相对种群密度下降26.44%;研发了震动波干扰高原鼢鼠繁殖新技术,明确了干扰日期、干扰设备和干扰方法等,相比非干扰区,干扰区高原鼢鼠怀孕率下降50%。
2.5秃斑型鼠害地近自然、低扰动修复技术:
(1)秃斑块植被恢复的限制因子。通过调查不同面积秃斑块土壤理化性质(土壤渗透率、土壤孔隙性质、土壤全N、全P、全K含量)以及种子库数量,发现秃斑土壤有机质和土壤孔隙度是影响秃斑内植被恢复的主要限制因素。
(2)秃斑型退化草地近自然修复技术。采取非补播的修复技术,通过对秃斑采取浅翻、浅翻+施加椰糠、浅翻+施加椰糠+生物炭的修复措施后,显著提升了地上生物量,其中浅翻+施椰糠措施效果最好。
3.技术创造性与先进性:创新研发了两种害鼠的监测预警技术体系和危害评估技术,创新研发了高寒草地鼠害种群调控和精准防控技术体系,包括鼠害精准防控技术、无人机干扰高原鼠兔非灭杀型种群调控技术、震动干扰的高原鼢鼠非灭杀型种群调控技术。该技术经过科技评价机构评定认为科技创新度和先进度在国际范围内未见相同文献报道。
4.技术的成熟程度,适用范围和安全性:该成果中所涉及的关键技术现均已顺利完成,达到了在实际环境中成功应用的水平,适用于两种害鼠栖息的高寒草甸和高寒草原等区域。
5.应用情况及存在的问题:已在甘肃省甘南藏族自治州的玛曲县、碌曲县、合作市等县区,四川省阿坝藏族羌族自治州若尔盖、甘孜州藏族自治州色达等县区,青海省果洛藏族自治州、海南藏族自治州、黄南藏族自治州的13个县区和西藏省那曲市聂荣县、班戈县等地成功应用。
6.历年获奖情况:(1)2011年,甘肃省科技进步一等奖;(2)2012年,甘肃省科技进步二等奖;(3)2015年,中国草业科技三等奖;(4)2016年,中国草业科技一等奖。
草地鼠害防治草地生态系统害鼠防治
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2600011021
陕西
S435.121
基础研究
农业服务业
小麦赤霉病由禾谷镰刀菌引发,是中国“一类”农作物病害:不仅致小麦大幅减产、威胁国家粮食安全,还让粮料中积累DON毒素等,损害人畜健康。赤霉病初侵染源是病菌在病残体上通过有性生殖产生的子囊孢子;而病菌有性生殖会增加遗传多样性,助推抗药性。近年受全球气候变暖和耕作制度改变影响,田间病菌变多、初侵染源过量,病菌抗药性突出,导致小麦赤霉病在中国频繁暴发、危害加重。因缺乏高抗性或免疫的小麦品种,防控难度很大。该项目聚焦小麦赤霉病病害循环的关键环节-病菌有性生殖(初侵染源产生过程),建立了小麦赤霉病菌有性生殖“表观遗传-信号识别-激酶调控”新理论,并找到了控制初侵染源的关键靶点,该理论整合了从RNA表观修饰到膜信号感知再到细胞内磷酸化调控的多层次机制,为理解赤霉病菌有性生殖的分子基础提供了系统框架,也为开发靶向初侵染源的绿色防控策略奠定了关键理论基础。已取得的重要科学发现如下:
1.发现真菌有性生殖中的全新表观遗传学现象-A-to-ImRNA编辑,并证明其对赤霉病菌有性生殖及适应性进化具有关键调控作用。A-to-ImRNA编辑是一种改变遗传信息传递的表观遗传学现象,相当于RNA水平发生的A到G突变,此前科学界普遍认为该现象仅存在于动物界。项目组在赤霉病菌中发现这一现象,也是动物界之外的首次发现。研究证实,该现象特异发生在有性生殖阶段,能改变近五千个基因编码的蛋白序列,且其发生机制与动物中的不同,属于一种全新机制(代表作1)。进一步研究发现,A-to-ImRNA编辑在丝状子囊真菌中普遍存在,并揭示了其在有性生殖过程中的发生动态,证实其通过增加蛋白组多样性,提升真菌有性生殖过程的环境适应性,是病菌适应性进化的重要驱动力(代表作2);证明A-to-I mRNA编辑对赤霉病菌等真菌有性生殖至关重要,若单个位点不发生编辑,有性后代便无法正常产生。发现A-to-ImRNA编辑相比DNA上的A到G 突变,具有“杂合子”优势,为RNA编辑的适应性意义提供了首个实验证据(代表作3)该发现不仅为真菌有性生殖调控及表观遗传学研究开辟了新方向,也为赤霉病初侵染源的控制提供了关键靶点。
2.率先开展病原真菌膜受体组研究,深入解析G蛋白偶联受体功能,成功发现控制赤霉病菌有性生殖的关键受体。真菌有性生殖的启动以及不同阶段的转换,都依赖膜受体介导的分子识别过程,而G蛋白偶联受体(GPCR)是生物体内最大的一类膜受体家族,在信号传递中发挥核心作用。项目组率先对赤霉病菌中全部105个GPCR基因进行基因敲除。通过系统研究,成功筛选出1个调控有性生殖起始阶段信号识别的关键受体,并阐明了其下游信号传导途径(代表作4)。这是首次在病原真菌中系统开展膜受体功能研究,不仅为真菌信号识别机制建立了新模式,也为小麦赤霉病初侵染源的精准控制提供了关键靶点。
3.系统解析小麦赤霉病菌蛋白激酶组的调控功能,成功挖掘出多个控制病害初侵染源的关键靶点。蛋白激酶介导的磷酸化对细胞分裂、形态发育具有关键调控作用,但此前对其的系统性研究仅局限于模式酵母,在病原真菌领域尚未开展。项目组率先针对小麦赤霉病菌基因组中编码的116个蛋白激酶基因进行系统性功能验证,最终鉴定出26个对有性生殖有重要调控作用的蛋白激酶基因。发现赤霉病菌中存在两个细胞周期蛋白依赖性激酶(CDK),且二者在有性生殖阶段具备独特功能,揭示了病菌有性生殖特异的细胞周期调控机制(代表作5)。这是首次在丝状真菌中系统开展蛋白激酶组功能研究,打破了“真菌CDK仅有一个”的传统认知,且挖掘出多个控制病害初侵染源的关键靶点。
该项目5篇代表性论文总被引频次达536次,其中他引413次,获国内外同行高度认可与关注。代表作1获国际权威推荐至全球知名学术评价系统F1000,国际著名真菌遗传学家在专题评述中称“该发现对真菌遗传学研究具有重大意义”;代表作2获微生物学、细胞生物学领域权威专家共同推荐至F1000,均获最高等级(Exceptional)评价,认为其“对该领域发展具有重要推动作用”;代表作3获《PNAS》期刊特别配发的专家评述高度认可,被评价为“为RNA编辑的适应性进化提供首个实验证据,革新对真核生物蛋白组复杂性的认知”;代表作4被国内外知名小麦赤霉病领域专家撰文一致认为“是赤霉病研究领域的重要进展”;代表作5获植物病理学顶级综述期刊《Annual Review of Phytopathology》称赞,被评价为“在病原真菌蛋白激酶研究上迈出重要一步”。此外,项目组凭借在RNA编辑、膜受体功能及蛋白激酶信号转导领域的突破性研究,多次受邀在国际权威期刊发表综述,或在重要国际学术会议上作成果报告。该项目部分成果获第十六届中国青年科技奖,2023年度陕西高等学校科学技术研究优秀成果奖-特等奖,陕西省第十四届、十五届自然科学优秀学术论文一等奖。
小麦赤霉病病害防治病原真菌
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2500050167
内蒙古
S812.8
基础研究
农业科学研究与试验发展
一、草原鼠害应急防治及技术推广应用情况:2019年发生鼠疫疫情后,由锡盟草原工作站统筹推进,紧急筹备鼠害防治药品、机械设备、作业飞机,并调运至发生鼠疫旗县,盟、旗两级草原有害生物防治部门合力开展了草原鼠害应急防治工作,并形成相应防治技术。2019年应急防治工涉及正镶白旗、镶黄旗、苏尼特右旗、苏尼特左旗、二连浩特市、锡林浩特市等6个旗县市。鼠疫区防治面积9.526万公顷(142.89万亩),防治结束后对6个旗市开展防效调查,调查区域涵盖18个苏木,21个嘎查,共设置调查样方60个。综合抽样调查结果表明,鼠害防治后效洞口密度最高的样地为70个/公顷。符合中华人民共和国农业行业标准《草原鼠荒地治理技术规范》NY/T1240-2006规定的长爪沙鼠Ⅰ级防治标准(最低级,200个/公顷)。该调查所有样点总体灭效均大于90%,符合《草原治虫灭鼠实施规定(修正)》(根据一九九七年十二月二十五日农业部令第39号修订)中的规定。2020年至2022年之间加强推广草原鼠害应急防治技术,在当年发生及往年发生鼠疫地区累计推广面积325.535万亩,其中:2020年推广应用286.355万亩、2021年推广应用29.18万亩、2022年推广应用10万亩。草原鼠害应急防治技术推广应用期间,为草原保护工作持续健康稳定发展,注重使用植物源农药及生物制剂等绿色防治药剂,如c型肉毒素、雷公藤甲素、α-氯代醇、莪术醇等,绿色防治比例从2020年的61.34%,2021年达到了100%。2020-2022年疫点区域防治效果分别为91.3%、87.9%、89.7%。经几年有效开展草原鼠害应急防治,取得的成效,一方面是鼠疫疫点数量显著减少,2020年至2022年数量呈下降趋势,近两年未发生;另一方面鼠疫发生区内鼠密度显著减少,2020年-2022年鼠疫发生区内鼠密度平均有效洞口分别为228个/公顷、107个/公顷、105个/公顷,呈逐年减少趋势。
二、草原鼠害应急防治的目的与意义:开展草原鼠害应急防治,其最首要及最重要的目的是有效减少鼠类传播疾病的风险。鼠类活动频繁的区域,鼠疫等疾病的传播风险也会增加。通过控制鼠害,可进一步保障人民群众的生命安全和身体健康,维护社会稳定和经济发展。其次开展应急防治的目的与意义在于以下几点,一是保护草原植被、维护草原生态安全。草原鼠害的频繁发生会导致草原植被破坏,进而引发草原退化和沙化,这不仅破坏了草原的生态平衡,还对畜牧业和农牧民的收入产生负面影响。二是有助于促进草原畜牧业的可持续发展。草原鼠害会降低草原的载畜能力,影响畜牧业的发展。通过有效的防治措施,可以保护草原植被,提高草原的利用率,从而保障畜牧业的健康发展。三是防治草原鼠害对于保护生物多样性和维持生态平衡具有重要意义,鼠害会导致一些物种消失,破坏生态平衡,进而影响整个生态系统的稳定。
退化草原生态修复治理草原生态系统
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2600140933
甘肃
S563.2
基础研究
谷物及其他作物的种植
一.项目来源与背景:高山亚麻种植加工循环农业集成技术研究项目,2021年由秦安县源农宏农业发展有限公司申请,天水市科学技术局推荐,2021年6月由甘肃省科学技术厅立项,实施年限为2021年10月1日至2023年9月30日,项目由秦安县源农宏农业有限公司主持实施,秦安县植保植检站、秦安县畜牧兽医事务服务中心、秦安县农技推广中心等单位协作,天津市农业科学院提供技术支撑共同完成。项目类别:民生科技专项-东西部协作专题,项目编号为21CX6NE181。
引进亚麻新品种,在高山区开展规模化生产,实现早熟丰产、优质增效。通过田间试验和农业综合技术配套,改造高标准亚麻纤维初级产品和麻芯生物质燃料生产线,利用脱毒亚麻粕饲喂肉羊,羊粪堆肥腐熟还田,改良土壤肥力,使项目区土壤有机质含量明显提高,从而增强亚麻植株抗病能力,实现化肥农药施用和亚麻产量的“两减一增”。带动项目区农民显著增收,改善人居生态环境,巩固脱贫攻坚成果,实现资源持续利用、农业循环发展,有效助推乡村振兴战略实施。该项目自启动以来,经过精心策划与实施,已成功实现了从亚麻品种引进到规模化种植、再到产品深加工的全链条成果转化,为地方经济发展注入了新活力。
二.技术原理及性能指标:项目以亚麻新品种引进种植为出发点,通过亚麻纤维加工、销售、亚麻籽生产、亚麻粕脱毒饲喂反刍动物、有机肥还田、土壤有机质改善和生长力提质增效等一系列措施和手段,延长产业发展链条,形成循环农业发展模式,突出种植与加工的统一。通过亚麻品种引进,筛选高纤、高杆、株型紧凑的亚麻新品种进行种植,实施核心示范、集中示范和辐射带动,开展渭北高山区优质亚麻规模化生产,实现早熟丰产、优质增效,形成亚麻“种-养-加”循环农业模式。
三.技术的创造性与先进性:
1、亚麻丰产栽培技术方面的创新:研究筛选出适合在甘肃省渭北高山地区种植的高纤亚麻品种黑亚14号、高脂亚麻品种陇亚14号,通过对亚麻不同播期、不同种植密度、不同施肥方法等的测试,结合亚麻病虫害防治等,总结出亚麻丰产栽培技术要点,是一种创新的亚麻综合种植技术。
2、亚麻粕脱毒育肥肉羊方面的创新:利用翻炒脱毒法,使亚麻粕中抗营养因子失去活性,脱毒后的亚麻粕饲喂肉羊不至于使肉羊中毒,同时,翻炒脱毒的亚麻粕具有油脂的芳香气味,能够促进肉羊的采食量,起到迅速育肥肉羊的目的,这种技术方法在育肥肉羊方面有创新。
3、土壤有机质含量提升方面的创新:土壤在逐年施用有机肥后,土壤有机质含量得到有效提升,从而促进农作物的抗病能力,提高农作物的产量,达到农药和化肥施用的“减量增效”。利用有机肥促进土壤有机质含量提升,从而促进绿色无公害农作物的生产方面有创新。
4、形成先进的“种-养-加”循环农业发展模式。项目通过一系列技术方法的配套落实,形成“亚麻种植-亚麻产品(亚麻籽、亚麻粕、亚麻芯)生产-亚麻产品(亚麻油、亚麻粕脱毒、亚麻芯加工成生物质颗粒燃料、亚麻初级纤维)加工-肉羊育肥-有机肥制作(还田)-土壤有机质提升-农药化肥施用的‘减量增效’-亚麻等农作物种植”的先进循环农业种植模式。
四.技术的成熟程度,适用范围和安全性:
1.技术成熟程度:项目取得的技术成果经过反复验证,有准确的试验数据支撑,技术非常成熟,现已在秦安县源农宏农业发展有限公司及周边乡镇、甘谷县、通渭县部分亚麻种植户中广泛应用。
2、适用范围和安全性:该技术可广泛应用于甘肃省渭北高山地区的亚麻种植上,技术成果经过进一步改造之后,应用范围可进一步扩大。技术应用安全,可促进绿色无公害农产品的生产,生态效益显著。
五.应用情况及存在的问题:项目取得的技术成果在秦安县源农宏农业发展有限公司及周边乡镇、甘谷县、通渭县部分亚麻种植户中广泛应用。
存在的主要问题有:(1)全面落实测土施肥面临困难。由于项目推广面积较大,在项目推广区全面开展测土施肥,工作量大,难以全面实施,推广区土壤肥力差异较大。(2)亚麻粕脱毒育肥肉羊技术难度高。主要体现在采用翻炒脱毒亚麻粕的过程中,翻炒温度和脱毒程度的把控,火候过大,会造成亚麻粕的脱毒过度,甚至炒糊,火候过小,脱毒不彻底,都会影响亚麻粕的营养和使用效果。
亚麻种植加工循环农业丰产栽培技术
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2600142546
甘肃
R273
基础研究
医院
①课题来源与背景:该项目为国家自然科学(地区)基金项目,项目名称:基于多组学方法探讨甘草及内生菌对顺铂抗肿瘤“增效减毒”作用与机制研究,项目编号:81960723,执行时间:2020.01-2023.12,资助经费:34.00万元。肿瘤为危害人类健康的一大顽疾,已严重威胁人们的生命安全,临床多数抗肿瘤药物无选择性,具有两面性,发挥疗效的同时会产生毒性反应。如顺铂为临床常用铂类抗肿瘤药物,渗透力强,抗癌谱广,对多种肿瘤具有很好的疗效,但存在耳毒性、肾毒性及肝毒性等严重的毒副作用,使得临床应用存在一定局限性。甘草是解毒的“圣药”,对多种药物中毒、动物毒素中毒及其机体代谢产物中毒,都有一定的解毒作用,能缓解中毒症状,降低死亡率,且其有效成分具有抗肿瘤作用,同时前期研究也亦证实甘草内生菌与其宿主具有相同的化学成分及相似的药理作用,但甘草及内生菌与抗肿瘤药物顺铂的“增效解毒”作用及机制尚未见报道,故该项目基于多组学技术进行探讨和揭示。
②研究目的与意义:随着肿瘤的发生率逐年增加,抗肿瘤药物的药效与毒性被越来越重视。甘草在中国分布广泛且有长久的临床应用历史,与抗肿瘤药物顺铂联合用药,可提高二者临床应用价值,具有较好的应用前景。植物内生菌数量众多,种群结构多样。是潜力巨大的微生物新资源,在药物研究领域有着广阔的前景。该项目在前期试验基础上,利用网络药理学结合转录组学、蛋白质组学、代谢组学等高通量组学技术,获得更为丰富的生物化学标记物,深入研究甘草及内生菌对顺铂“增效减毒”的药理机制及具体化学成分,最终为筛选高效、低毒的活性物质或新型化合物提供依据。
③主要论点与论据:1.采用网络药理学构建甘草与顺铂“活性成分-药物靶标-疾病靶标/毒性靶标”网络,预测其“增效减毒”作用靶标,并进行功能通路富集分析;2.采用分子生物学手段验证甘草及内生菌对不同组织肿瘤细胞、顺铂中毒靶细胞及肿瘤移植大鼠的肿瘤凋亡和中毒靶器官相关蛋白的表达。3.采用蛋白质组学、转录组学寻找甘草或内生菌与顺铂联合给药后血清中的差异蛋白,进行生物信息学分析;采用代谢组学技术分析甘草内生菌代谢产物的化学成分,与宿主进行比较。4.将网络药理学、分子生物学、多组学所得结果进行细胞验证及关联性分析。最终通过多角度、多层面揭示甘草及内生菌对顺铂抗肿瘤“增效减毒”的作用与机制。
④创见与创新:1.首次探讨甘草内生菌有效菌株与药物联合用药作用,比较甘草内生菌与宿主甘草活性的异同。2.寻找甘草及内生菌与顺铂联合用药“增效减毒”的差异蛋白和转录因子,发现潜在的抗肿瘤生物标志物。3.采用多组学整合策略探讨甘草及内生菌对顺铂抗肿瘤活性“增效减毒”的作用及机制,比较甘草内生菌有效菌株与宿主甘草的药效-物质间的关系。
⑤社会经济效益,存在的问题:中药抗肿瘤已成为临床治疗肿瘤的一种重要辅助手段,因其多成分、多靶点的特点和提高机体免疫、毒性作用少等特性,为肿瘤患者提供了更多样化、个性化的治疗方案,满足不同患者的需求。该项目的实施,从多角度、多层面揭示甘草及内生菌对顺铂抗肿瘤“增效减毒”的作用与机制,为扩展天然药物新资源提供思路与依据,也为临床中西医联合用药提供参考价值,有助于推动中医药的传承和创新,对于实现减轻肿瘤患者痛苦,提高其生活质量,延长生存周期具有重要意义。
顺铂抗肿瘤药物甘草中药
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2500020595
四川
TS972.111
应用技术
工程和技术研究与试验发展
中式菜肴工业化是国家推进农产品加工业发展的重大战略部署之一,以麻辣著称的川味菜肴是中式菜肴的重要组成部分,其中,川味肉类菜肴深受国内外消费者青睐。要推进菜肴传统制作到工业化生产的转变,亟需实现原料处理、品质控制、工艺设计和装备研发等关键环节的技术突破。该项目在赓续传承川味特色菜肴传统烹调技艺的基础上,聚焦川味肉类特色菜肴工业化中品质控制及核心装备研制等关键问题,系统开展理论研究与技术创新,在解析主要肉类原料特性、典型菜肴风味和品质保持机制的基础上,突破了原料预处理、氧化调控和危害物防控等核心技术,创制了新型智能控温油炸、多重定量自动分装和肉品风味智能在线检测等多个关键设备,构建了典型菜肴工业化生产线。主要科技创新如下:
1.阐明了川味特色菜肴关键原辅料的品质特性、互作规律和呈味机制。解析了川味特色菜肴中肉类原料的品质特性,明晰了特色菜肴风味结构及关键风味的物质基础,阐明了肉类脂质组分对其风味的影响机制;揭示了特色菜肴关键挥发性风味(己醛、1-辛烯-3-醇和(E)-2-壬烯醛)、麻(羟基-α-山椒素)、辣(辣椒素、二氢辣椒素)组分与肉蛋白的互作机理及菜肴呈味机制,为川味肉类特色菜肴品质控制、风味改善奠定了理论基础。
2.创新了川味特色菜肴风味保持、品质控制和风险防控等共性技术。基于对川味特色肉类菜肴原料品质形成机制的解析,建立了脱腥、嫩化、脂质-蛋白氧化调控等风味保持与品质控制技术;采用新型植物酯酶、金属纳米酶、适配体、肽探针等技术手段,创新构建多种危害物快速检测技术,突破了川味菜肴复杂食品基质中致病菌、农残和兽残检测灵敏度低、时间长、成本高等技术难题,为保障川味特色肉类菜肴安全控制提供了技术支撑。
3.创建了川味肉类特色菜肴系列产品标准化、工业化生产体系。基于对菜肴品质控制技术的研发和典型川味肉类菜肴风味形成机制的解析,创新开发了风味小酥肉、东坡肉、梅菜扣肉和麻辣牛肉等系列特色肉类菜肴;设计了菜肴工业化生产新工艺,创制了新型智能控温油炸、多重定量自动分装和肉品风味智能在线检测等关键设备,构建了典型油炸类和炖煮类菜肴生产线,实现了川味肉类特色菜肴的标准化、工业化生产。
项目获国家授权专利26件,其中发明专利12件;出版专著1部;参与制定国标1项、行标1项、地标3项,团标6项;获软件著作权3项;发表论文60篇,其中SCI收录论文44篇;开发了小酥肉、东坡扣肉等30余款创新产品,成功实现川味典型菜肴的标准化、工业化生产,直接经济效益超51亿元。以金征宇院士为组长的同行专家评价认为:该成果创新性突出,整体达到国际先进水平。该成果促进了基于经验的传统烹饪方式向标准化与工业化生产的转变,有利于推动川味菜肴的全球化,有效地将川菜的文化优势、品牌优势转化为经济优势,带动了川菜产业的高质量发展,有效推进了国家的重大战略部署,为区域经济发展做出了重要贡献。
川味菜肴中式菜肴肉类菜肴
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2500050171
内蒙古
S443
基础研究
农业服务业
1.项目研究的目的意义:该技术主要根据国家战略及企业发展要求,随着炼铁生产的日益发展和高炉容积的逐渐增大,对焦炭质量的要求也越来越高。主焦煤是国家稀缺资源,在各种炼焦煤中占比仅20%,通过配煤技术进步,可节约主焦煤,实现中国钢铁工业持续发展。同时钢铁行业全面过剩,企业生存成为首要问题,如何在满足在焦炭质量与成本的双重压力下,立足众多矿点煤种中选取价格低、质量好的高性价比煤种进行配煤炼焦成为焦化工作者面临的突出问题。同时煤的炼焦特性是评价炼焦煤质量必不可少的指标,现有国内外炼焦煤资源评价方法仍存在一定的局限性,无法定量评价,无法整体评价其在配煤炼焦中发挥的作用。
2.项目主要技术创新点:该技术主要创新点有:在构建焦炭质量预测模型基础上,自治区首创构建了从单种煤直接预测焦炭热性能模型;首次建立内蒙古自治区炼焦用煤自动量化评价体系,实现了对炼焦煤在配煤炼焦中发挥的作用整体评价,为优选性价比高的煤种进行配煤炼焦生产和炼焦煤煤种性价比排序奠定了技术支撑;首次构建了内蒙古自治区配煤成本最低寻优设计模型,该模型以焦化可用单种煤种类及配比作为自变量,以配合煤化学成分及性能参数、焦炭性能参数作为过程变量,最低配煤成本为输出结果,为实现在满足在焦炭质量条件下,降低配煤成本提供了技术支持;首次找到了计算不同焦炭质量要求的成本情况及配合煤质量指标变动时的成本变动情况,实现铁焦联动系统降本。
3.项目成果产生的价值:该项目实施后,在该技术的应用的主导下,结合新煤种应用等因素。2022年包钢股份配煤结构较基础计划降本1.35亿元元。2023年配煤结构较基础计划降本3.17亿元,效益巨大。该技术应用和推广情况:为了确保包钢股份烟气达到超低排放标准,降低焦炭硫分,2022年初通过人工计算为包钢股份提出降低煤焦化工分公司焦炭技术方案,年底该技术研成果重新计算配煤成本,成本降低明显,在保证达到同样质量条件下,应用软件计算平均吨煤降低成本37.1元/吨煤。新区每月消耗炼焦煤按35万吨,老区按33万吨预算,平均每月产生效益2800万元,折合全年效益达3亿元左右。通过该课题研究可在满足高炉对焦炭质量的前提下。节约国家稀缺资源主焦煤,提高内蒙古周边地区用煤量,实现自治区钢铁工业持续发展,同时可降低焦炭配煤结构成本,实现可观的经济效益和地区社会效益。
草原鼠害防治生物制剂生态系统
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2600140989
甘肃
S432.4
基础研究
农业服务业
课题来源甘肃省科学技术厅的科技计划项目“甘肃省杰出青年基金”。该项目采用紫花苜蓿和SPF级KM小鼠作为供试寄主,采用跨界病原细菌桃色欧文氏菌Erwinia persicina Cp2作为对照菌株。通过构建紫花苜蓿根部感染模型和小鼠灌胃感染模型评估了该菌的致病性。随后,通过泛基因组学、比较基因组学和转录组学等方法探究了该菌的毒力因子和致病机理,探明了共患的分子进化基础。与此同时,提纯了桃色欧文氏菌和苜蓿泛菌的多糖,明确了多糖对紫花苜蓿的免疫功能。
具体的研究发现如下:1.明确了桃色欧文氏菌Cp2和苜蓿泛菌CQ10对紫花苜蓿的致病机理。通过生长瓶(课题组自制并获批实用新型发明专利:ZL202021672986.4)接种2种病原细菌。紫花苜蓿根部接种细菌后从第10d开始,CQ10组和Cp2组的紫花苜蓿叶片上开始出现小斑点。随着感染时间的增加,叶斑的数量和面积不断增加,到第21d时,大多数叶片完全黄化和枯萎。2.明确了桃色欧文氏菌Cp2和苜蓿泛菌CQ10对小鼠的致病机理灌胃接种后,与CK组相比,CQ10组和Cp2组小鼠均表现出精神不振、食欲减退和扎堆不动的症状。通过测定脏器系数得出菌株CQ10对小鼠胃系数和脾脏系数有显著影响,这与对照菌株表现的一致。同时,CQ10组和Cp2组小鼠白细胞、中性粒细胞和单核细胞在灌胃后24h和48h时高于CK组,然而48h之后均表现出下降趋势,红细胞和血红蛋白在48h之后也呈下降趋势。3.明确了桃色欧文氏菌Cp2对植物和动物的分子致病机理。通过转录组分析得出菌株CQ10在紫花苜蓿寄主内差异表达基因(DEGs)为2338个,包括1065个上调基因和1273个下调基因;在小鼠体内的DEGs为43个,包括38个上调基因和5个下调基因。其中,有20个DEGs是菌株CQ10在两个寄主中共表达的。这些DEGs主要参与营养/代谢因子、免疫、运动性、黏附、效应子分泌系统以及生物膜等过程。进一步分析得出参与生物膜形成与黏附功能的毒力因子Bap和参与免疫调节的NAP是菌株CQ10在紫花苜蓿和小鼠寄主中共同差异表达的。值得注意的是,Bap在对照菌株Cp2感染紫花苜蓿和小鼠寄主时也差异表达,这说明生物膜形成对于这两个跨界病原细菌的感染至关重要。此外,在病原菌与寄主互作(PHI-base)数据库中分析DEGs功能时发现致病因子LeuB和Dps(atu2477)在菌株CQ10和Cp2的感染中也发挥重要作用,其中LeuB与亮氨酸合成有关,主要调节铁代谢、菌毛生成、趋化性以及Ⅵ型分泌系统等毒力因子的表达;Dps(atu2477)主要调节细菌的铁稳态。由此得出,菌株CQ10跨界致病时所采用的策略是利用生物膜、运动性、铁获取、Ⅵ型分泌系统等毒力因子来实现对寄主的黏附、定殖、免疫调节以及感染,其中由毒力因子Bap介导的生物膜合成可能对菌株CQ10的成功感染至关重要。
项目完成考核指标情况简述及取得成果和应用情况:①明确了植物和动物跨界侵染共致病的毒力因子;②细菌的植物和动物跨界侵染新理论产出(发表了学术论文18篇,其中SCI9篇,中文9篇);③开发植物和动物跨界共患细菌病的免疫制剂(申报发明专利4项,第一授权人获批2项;获批实用新型4项,研发小试新产品1个);④培养研究生5名。
社会经济效:项目重点研究了牧草种传病原微生物,针对新的一类植物和动物跨界侵染共致病病原细菌的危害评价,同时攻克其共致病机制。在此基础上,结合传统和现代分子育种方法创制抗细菌性病害的优质高产牧草品种,同时将育成的牧草新品种通过饲喂动物后使其带有细菌性疾病的免疫作用,进而防控动物细菌性疾病,为保障中国草牧业绿色健康发展提供技术支撑。
紫花苜蓿免疫制剂细菌性疾病
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2600140081
甘肃
S816.7
基础研究
其他食品制造
该项目的成果转化是以国家农业政策中畜牧业禁抗、限抗和无抗为导向,以项目实施地当地中草药及边角料资源为基础,联合高等院校的技术成果、人力资源、仪器设备以及先进成熟的科研成果、发明专利和学科优势,通过现有科技成果转让或许可的方式,促进高等院校和地方政府、企业的产学研合作,共同研发中草药边角料型饲料预混料和添加剂产品,进而推广应用,提高当地的经济效益和生态效益,为当地畜牧行业的发展提供有利的依据和数据基础。
(1)经济效益:项目实施期间,提高了当地中草药边角料原料的饲料化应用,增加了周边中草药种植合作社及农户的经济收入。项目计划生产销售中草药型预混合饲料(添加剂)500吨/年,预计产生销售额750.0万元,利润90.0万元,对当地的经济有积极促进作用。
(3)社会、生态效益:该项目的实施符合绿色、健康、可循环的基础上,采用中草药边角料作为饲料载体或非常规饲草资源的形式发挥中草药无抗、绿色的价值和作用,通过生物发酵、超微粉碎和膨化等不同的预处理或加工方式提高中草药边角料的饲用价值和改善畜禽消化利用率,对改善生态环境具有重要的作用。并且项目实施期间,对相关专业技术人员和群众进行培训,促进了产业的规范化运作;其次对饲料加工生产线进行升级改造,提高了产品质量,增强产品的核心竞争力,加大与市场上同类产品的市场竞争力。通过该项目的实施带动作用,除产生较好的经济效益外,还可以通过丰富本地特种药材的原材料,促进药材深加工业的发展,不仅可以解决当地农民剩余生产力,增加农民收入,同时提高产业竞争力,提升区域经济发展水平,具有良好的社会效益。
(4)环境效益:中国自然环境复杂,中药资源极其丰富。天然植物饲料添加剂在无药残畜产品生产中具有重要的意义。为了追求丰厚的回报,畜牧养殖者在生产中广泛地应用抗生素与有抗菌、促生长活性的化学药物,结果是疾病得到了暂时或者一定程度的控制,产量得到了提高,但是生产的畜产品中药物残留已经严重超标,这样的产品流入市场,轻则危害人类健康,造成慢性蓄积性伤害,重则引起急性中毒,甚至死亡。新型环保饲料添加剂是纯天然源的中草药复方制剂,成分复杂,病原微生物不易对其产生耐药性,事实上,它本身并不直接作用于病原微生物,所以也就不可能产生耐药性。使用后不但不引起有害物质的畜产品中的残留,不产生环境后效应,而且具有许多抗生素类药物抗病促生长的作用,有益于人类健康。因此,天然植物饲料添加剂适合于作为饲料添加剂少量长期的使用,保障畜禽养殖业的健康发展。如果用天然植物饲料添加剂替代抗生素在中国畜禽养殖业中全面推广,产畜产品都成为“放心肉”,“放心蛋”,“品牌肉”,就能全面提升中国畜产品的国际形象,增强中国畜禽产品的国际竞争力,同时利用中药材加工的下脚料和不能入药的部位制作饲料添加剂,进行特色土鸡养殖,发展现代循环农业。
项目实施期间得到了当地政府的大力支持,尤其是中草药边角料饲料化应用技术的推广应用,不仅提高了当地的经济收入,而且发挥了中草药替抗、绿色、安全的饲用价值,对畜禽健康养殖有积极作用。
(5)存在的问题:该项目实施过程中对中草药及边角料饲料化产品的研发和应用均得到了初步的结果,但是还是存在部分问题,主要是对于中草药复方添加剂的合理配伍问题还需进一步探讨,其次对于现有的中草药加工工艺还需优化升级,提高产品的质量,进而促进中草药饲料添加剂的药用价值和动物利用效率,最后提高畜产品质量。
中草药边角料饲料添加剂复方制剂
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2600030252
上海
X52
应用技术
环境治理
该技术是利用生物改良技术、生物操纵技术、食物链重建修复技术等对受污染水体进行生态修复,实现被污染水体向清水型稳态的自然转变。其主要包含河湖诊断、底质改良专利、大型溞强化净水、微生物优化调控、水生动植物群落构建、曝气增氧集成、复合生态浮岛、人工湿地构建、水质调控等9项技术。该技术体系重点应用于水域污染治理工程中,针对国内有些河、湖及流域地表径流、大气沉降和内源污染物淤积等带来的河湖富营养化、有机污染物及重金属元素含量超标、水生动、植物缺失导致的水质下降和生境恶化等问题。该技术体系是在近5年的工程实践和不断研发升级中摸索的贴合水污染治理工程实际的技术体系,为打造宜居、生态、健康的生活环境提供了良好基础。
主要性能指标:“SHEP技术体系”可去除水体中60~70%的COD,50~80%的高锰酸盐指数,70~90%的氨氮和40~85%的总磷。同时还可将水体中溶解氧浓度提升至7mg/L以上。
“SHEP技术体系”所研发、使用的微生物菌剂属于《病原微生物实验室生物安全管理条例》(2018年修订版)中的第四类微生物,在通常情况下不会引起人类或者动物疾病。其对藻类、大型溞、鱼类等水生动、植物无明显急性毒性效应,根据《全球化学品统一分类和标签制度》(GHS)(第七修订版),该微生物菌剂不符合急性(短期)水生危害和急性经口毒性危害的分类标准,对水生动、植物无明显眼睛刺激性以及无皮肤刺激性和腐蚀性。
适用范围:适用于黑臭河道治理与生态修复、乡村生活环境综合治理、城市内河环境综合治理、流域水体污染治理、景观水体营造、污水处理厂尾水水质提升等。
水环境治理水体污染治理