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草原是中国重要的陆地生态系统和自然资源，在维持生态系统平衡和畜牧业产业发展方面具有重要意义。以沙葱为主的葱属植物是内蒙古天然草原植被的重要组成部分，在荒漠草原以及退化草原春季防风固沙、水土保持等方面发挥了重要作用，同时作为一种优质牧草以及特色蔬菜，具有重要的经济和药用价值。沙葱萤叶甲是一种严重为害葱属牧草生长的新害虫，常在春季牧草返青时将沙葱、多根葱等葱属牧草啃食殆尽，严重影响牧草生长和植被恢复。该虫于2009年在内蒙古锡林郭勒草原突然大面积暴发，此后发生面积不断扩大、危害日趋严重。该虫暴发成灾前，国内外对该虫的发生规律与成灾机制均无报道，给监测预警和防治工作带来了极大困难，严重影响该区草原畜牧业与特色沙产业的高质量发展，同时也对北方草原生态系统的稳定性造成严重威胁。 自2010年起，由内蒙古农业大学草原昆虫研究中心牵头，组织内蒙古自治区农牧业科学院、内蒙古自治区林业和草原有害生物防治检疫总站、锡林郭勒盟草原工作站和乌兰察布市草原工作站等科研和草原管理与技术推广部门骨干力量组成科研攻关团队，在国家公益性行业(农业)科研专项、国家自然科学基金项目、内蒙古自然科学基金等项目的支持下，围绕沙葱萤叶甲的发生规律、成灾机制及防控技术开展了系统的技术攻关及成果推广工作。经过十多年的研究，团队探明了沙葱萤叶甲的发生规律，揭示了沙葱萤叶甲抗寒及夏滞育的分子机理，明确了沙葱萤叶甲化学感受机制，掌握了生物源杀虫剂、生态调控及药剂处理的防治效果并集成沙葱萤叶甲绿色防控技术体系，上述成果为有效控制沙葱萤叶甲持续危害、保护中国北方生态安全做出了突出贡献。 围绕上述成果，先后在国内外学术期刊发表论文54篇，其中SCI收录22篇，包括中国科学院1区Top文章2篇，制定地方标准1项，获授权国际发明专利和实用新型专利各1件、计算机软件著作权1件；培养了18名草原保护高级专门人才。2014～2023年项目组在锡林郭勒盟、乌兰察布市、呼伦贝尔市、鄂尔多斯市、巴彦淖尔市和阿拉善盟6个盟市草原沙葱萤叶甲主要发生区，进行大面积示范推广，防治效果达85%以上，累计应用推广防治面积433.38万公顷，挽回经济损失58506.3万元，总经济效益20432.205万元，推广投资年均纯收益率为9.08元/元，经济效益显著。该项技术在草原沙葱萤叶甲防治工作中发挥了积极作用。

1.背景意义：白蚁是一种以木质纤维为食的古老社会性昆虫，因其危害具有隐蔽性、广泛性和严重性等特点，被国际昆虫生理和生态学研究中心列为世界五大害虫之一。据不完全统计，在中国范围内，每年由于白蚁危害造成的经济损失约20亿-25亿元。西南地区由于其特定的气候条件和地理环境，成为白蚁高发区域，水库堤坝、园林树木、房屋建筑等均遭到白蚁破坏。长期以来，中国防治白蚁主要依赖化学防治措施，容易产生抗药性并导致生态环境污染，增加其治理困难和防治成本。利用病原微生物进行白蚁生物防治研究并结合防治结合、综合管理、持续监控等防控技术已成为新时期白蚁防治工作的重点。 为此，该项目围绕白蚁生物信息素诱杀、物联网图像采集、大数据分析预警等方面开展了西南生态区白蚁绿色综合防控技术研究与应用。 2.主要科技创新： (1)基于杀白蚁蛋白、芽孢新菌株MC28、YWC2-8和HD521和白蚁诱食及示踪信息素研发了白蚁防治“生物导弹”，取代了化学药物的使用，提高了白蚁生物防治的针对性、有效性和可持续性，实现了白蚁的绿色可持续综合防控。 (2)依托信息素引诱装置进行地面以下白蚁活动状态监测，结合背景建模技术和AI深度神经网络学习技术，利用“背景差分法”降噪提高AI识别精准度，实现对白蚁活动的实时监测和精准识别。在指定区域内，集成无线红外图像传感技术，模拟白蚁环境感知，引诱其进入监测装置。系统在白蚁数量达阈值时自动预警，从而实现对白蚁活动的全方位实时监测。系统构建了生物信息素诱杀技术、物联网图像及大数据采集传感技术为核心的堤坝白蚁绿色综合防治技术体系和相关设备，遵循“监测-诱杀-预防(趋避)-监测”的四步循环防治模式，实现了堤坝白蚁主动防控。 (3)构建了META新模式cry基因克隆技术，开展了16000株资源菌株的模式基因鉴定，发现了11个有特异白蚁灭杀作用的cry类新基因，为水利工程白蚁绿色防控提供了新菌株和新途径。 3.核心知识产权情况：该成果获授权发明专利7件、实用新型专利4件、软件著作权6件；参编国家标准2项、行业标准2项，制定地方标准2项；发表论文35篇，出版专著5部。 4.应用情况和综合效益：该项目作为一项重要的社会公益类项目，先后在西南地区鲁班、升钟等大型水库、近百座中小型水库大坝及灌区渠(河)堤中应用，经济、社会和生态效益显著。成果研发的关键技术已相继被制订成国家标准和行业标准，该成果广泛应用于水库大坝及灌区渠(河)堤治理和生态修复工程及设计中，直接经济效益3500余万元，间接经济效益超1.5亿元，实现了西南地区水利工程白蚁的绿色可持续综合防控。

全球气候变暖是人类目前所面临的最重大环境问题，而大气中CO₂浓度的增加是引起气候变暖的一个重要原因。作为植物进行光合作用的原料，CO₂浓度的变化将会对植物及以之为食的昆虫产生影响。重大入侵害虫西花蓟马（Frankliniella occidentalis）不仅直接取食为害寄主植物，还能传播番茄斑萎病毒等多种重大植物病毒并造成巨大经济损失，严重制约花卉、蔬菜及水果等产业发展，2023年被农业农村部列入《一类农作物病虫害名录》。然而，针对全球气候变化下西花蓟马入侵扩张与种群暴发成灾机制的研究还不够系统深入。项目组经过14年的联合攻关，在多项国家自然科学基金的持续资助下，综合运用种群生态、生理生化、分子生物学等技术方法，聚焦西花蓟马竞争取代本地蓟马的生理生态学响应机制、西花蓟马对寄主植物的适应性机理以及西花蓟马对杀虫剂产生抗性的生理机制等关键科学问题开展系统研究，建立了CO₂浓度变化驱动寄主植物-害虫动态互作的研究模式，为深入理解害虫抗药性演化提供了新认识，也为深入解析气候变化下西花蓟马传播扩散与种群暴发机制奠定了坚实理论基础，对促进云南花卉等特色产业发展具有重要意义。取得的原创性重要发现如下： 1. 首次阐明CO₂浓度升高加速了西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代机制，为深入解析西花蓟马入侵扩张及其种群暴发成灾机制提供了科学依据。通过在不同CO₂浓度条件下开展入侵害虫西花蓟马与本地近缘种花蓟马的生物学、种群生态学及生理响应机制比较研究，首次发现高CO₂浓度条件下西花蓟马的适应能力明显强于花蓟马，且CO₂浓度的升高加速了入侵种的种群扩张及其对本地近缘种的竞争取代；明确了生活周期短、繁殖力高、世代重叠明显、适应性强、种群数量大且多虫态并存等特性是西花蓟马暴发成灾的重要内因。 2. 探明了高CO₂浓度下西花蓟马对寄主植物的适应性机理，为有效利用寄主植物防控西花蓟马奠定了理论基础。研究明确了高CO₂浓度下寄主植物的营养品质提升及部分防御性化合物含量下降，促进了西花蓟马的生长发育与繁殖。高CO₂浓度下寄主植物对西花蓟马为害的防御反应增强，但西花蓟马对寄主植物的反防御能力同步增强；高CO₂浓度下西花蓟马唾液活性蛋白FoDESP8对寄主叶片H₂O₂和茉莉酸的抑制作用增强，进而削弱了寄主基于植物激素和次生代谢等的防御反应，提升了西花蓟马的寄主适应性。寄主选择试验表明，邻苯二甲酸二酯、反式角鲨烯、乙基苯等可开发成引诱剂用于西花蓟马的田间生态防控。 3. 发现CO₂浓度升高加速了西花蓟马的抗药性发展，高CO₂浓度下杀虫剂的使用将进一步加速西花蓟马对本地近缘种花蓟马的竞争取代。从昆虫毒理、生理生化、转录组等方面全面解析并比较了高CO₂浓度条件下西花蓟马和本地近缘种花蓟马对杀虫剂的响应，发现西花蓟马对杀虫剂胁迫的适应性强于花蓟马，并揭示了其生理生化机制，阐明了西花蓟马在传播扩散过程中不断积累的强耐药性是其成功定殖到新入侵地的原因之一。高浓度CO₂和杀虫剂双重胁迫进一步加速了西花蓟马对花蓟马的竞争取代，为系统解析全球气候变化下重大入侵害虫西花蓟马的种群扩张与暴发成灾机制奠定了理论基础。 该成果共发表学术论文36篇，其中SCI论文11篇（中科院一区TOP期刊6篇）；20篇核心期刊论文的累计影响因子54.962，他引306次；获授权国家发明专利2件、软件著作权2件；培养省级人才4名、博士硕士研究生10名，省级优秀博士、硕士学位论文5篇。该项目成果得到国内外同行的广泛关注和高度认可，部分成果处于国际领先水平，证实了该成果的科学发现和学术观点对昆虫学科的发展具有重要的推动和促进作用。

随着中国对外经贸往来日益频繁，国门生物安全防控面临新的挑战与压力。近年来，中国口岸在入境交通工具、集装箱及货物检疫查验中频繁检出输入性病媒生物。据2023年海关数据显示，全国口岸截获病媒生物7.5万种次。有效防范外来病媒生物输入已成为海关卫生检疫工作的核心任务。 该成果针对传统病媒生物监测工作中长期存在的自动化程度低、对人力资源依赖性强和风险预警时效性差等问题，建立了病媒生物智能监测信息系统；采用DNA条形码、基因芯片等技术建立常见重要蚊类、吸血蠓和蝇类的分子鉴定技术体系，大大提高医学昆虫鉴定的准确性和时效性；将计算机智能识别技术应用在蚊虫自动鉴定中，有力地促进了病媒生物鉴定智能化；以新一代信息技术赋能传统口岸应用场景，通过3D建模技术构建口岸重要病媒生物-蝇类形态特征库，并基于VR技术构建口岸重要病媒生物-蝇类3D形态特征检索系统，实现了口岸重要病媒生物-蝇类形态特征的3D数字化。 该项目共获得国家专利9项（其中发明专利4项、实用新型专利5项）、计算机软件著作权4项、制定行业标准4项、发表论文6篇（SCI收录1篇）。主要研究内容如下： 1.建立了病媒生物智能监测信息系统，提高了病媒生物监测的智能化水平： （1）综合利用现代通讯技术（NB-IoT/北斗/GPRS）、传感器技术、地理信息系统、大数据、云计算和移动互联网等多种技术，建立鼠类智能监测信息系统，为鼠类监测提供集信息化、网络化、智能化、可视化和自动化于一体的全新解决方案。 （2）开展基于窄带物联网的蝇类智能监测系统的研究，把多种智能传感器嵌入于诱蝇笼中，构建蝇类监测物联网，实现蝇类监测网络化、信息化和智能化。 2.建立了重要医学昆虫分子鉴定技术体系，极大地提高了重要医学昆虫鉴定的准确性和时效性： （1）建立蚊虫条形码和DNA芯片鉴定技术，可准确鉴定不同发育时期和残缺的蚊虫。研发常见按蚊多重检测试剂盒，提高常见按蚊鉴定结果的准确性。 （2）采用CoⅠ、ITS、Cytb等多基因标记，建立了常见重要吸血蠓分子鉴定技术体系并获得多条特异性基因序列，促进吸血蠓的快速鉴定。 （3）将DNA条形码技术应用于福建省蝇类鉴定，初步建立福建省蝇类基因数据库。 3.建立了病媒生物数字化鉴定技术平台，极大地降低了病媒生物鉴定的技术门槛： （1）开展蚊类自动识别鉴定研究，将计算机智能识别技术应用在蚊虫种类自动识别领域，研发了对一线鉴定能力薄弱技术人员友好的常见重要按蚊智能识别系统。 （2）利用机械臂、三维建模、VR等技术研发了蝇类形态鉴定VR检索系统，实现了蝇类标本同轴360度旋转连续拍摄，蝇类标本三维数字化，实现了蝇类标本永久保存，构建了蝇类鉴定VR环境，提高了蝇类鉴定准确性，降低了蝇类鉴定技术门槛。 （3）研发境内外病媒生物信息收集查询及数字化图文鉴定检索系统，建立基于移动端的境外病媒生物信息查询鉴定系统，有效提升口岸病媒生物工作信息化和数字化水平。

①课题来源与背景：红点唇瓢虫Chilocorus kuwanae Silvestri在中国分布极为广泛，可捕食盾蚧科、链蚧科、蜡蚧科等多种蚧虫，对危害花卉、果树、农林业的5科38种蚧壳虫均有捕食作用。据文献报道，通过红点唇瓢虫对拟白须盾蚧Kuwahaspis Pesudoleucaspis、半球竹链蚧Bambusaspis hemisphaerica、杨圆蚧Quadraspidiotus gigas、矢尖蚧雌成虫Unaspis yanonensis、松突圆蚧Hemiberle pitysophila等的功能反应，研究发现红点唇瓢虫对很多蚧壳虫有较强的寻觅和捕食能力，作为天敌昆虫用于防治蚧壳虫有捕食范围广、搜寻能力强、捕食量大等优点，在生物防治中有很好的应用前景。 桑白盾蚧Pseudaulacaspis pentagona Targioni-Tozzetti又名桑盾蚧、桑白蚧、桃白介壳虫，隶属同翅目盾蚧科昆虫。该虫在核桃、樱桃、桃、李、杏、等果树上发生普遍且严重，也为害樱花、丁香、榆叶梅、杏梅、桑等上百种果树和园林树木。由于近几年来桑白盾蚧的严重发生直接影核桃和樱桃的产量，给果农造成了极大的经济损失，桑白盾蚧具有体背覆盖蜡质层、群集性、体小、发育历期短、易产生抗药性等特点，这给传统的化学农药防治带来了极大的挑战。因此，捕食性天敌昆虫的开发和利用就显得尤为重要，而在该地区利用害虫天敌进行生物防治的方法应用极少。 ②研究目的与意义：该研究以核桃、樱桃和桃园中红点唇瓢虫自然种群为研究对象，以期通过田间调查明确种群的自然分布状况，进而研究该瓢虫对桑白盾蚧的捕食功能反应、寻找效应，农药对该瓢虫的安全性评价以及田间对桑白盾蚧的防治效果，总结制订出综合治理技术方案，为桑白盾蚧的防治提供参考依据，实现对桑白盾蚧的绿色可持续治理。 (1)通过对红点唇瓢虫的田间自然种群的调查以及研究红点唇瓢虫对桑白盾蚧的捕食功能反应和寻找效应，明确红点唇瓢虫自然种群生物学习性、分布类型及其对桑白盾蚧的捕食能力和防治潜力； (2)通过农药对红点唇瓢虫的安全性评价和红点唇瓢虫对桑白盾蚧的田间防效研究，形成相关报告或论文为陇南经济林果桑白盾蚧的绿色可持续控制提供技术参考。 ③主要论点与论据：(1)明确陇南核桃、樱桃园红点唇瓢虫自然种群生物学习性和分布类型；(2)明确了红点唇瓢虫对桑白盾蚧的捕食功能反应；(3)红点唇瓢虫对桑白盾蚧的寻找效应；(4)常用杀虫剂对红点唇瓢虫的安全性评价；(5)红点唇瓢虫在果园中对桑白盾蚧的防治效果。 ④创见与创新：(1)红点唇瓢虫对桑白盾街的功能反应及寻找效应；(2)高效安全杀虫剂的筛选以及亚致死剂量浓度药剂对天敌的影响。 ⑤社会经济效益，存在的问题： (1)为桑白盾蚧的防治寻找新思路，实现可持续绿色防控。 (2)明确了红点唇瓢虫在果园中的生物学习性和分布类型：a.陇南核桃园自然分布的天敌昆虫有39种，可以对桑白盾蚧起到自然控制作用的发现为红点唇瓢虫。害虫已经发现60余种，病害12中，其中主要害虫10种，主要病害5种。为利用天敌昆虫防治桑白盾蚧提供了依据；b.红点唇瓢虫在陇南地区la发生2代，以2代成虫越冬，越冬后成虫无滞育现象，越冬代成虫4月上句开始产卵，幼虫4月中旬开始出现。各代成虫羽化盛期分别为6月上旬、8月中旬；成虫产卵场所隐蔽，多产于空壳下、树皮裂缝或羽化后的蛹壳内。 (3)存在的问题：天敌昆虫在田间应用后收到自然环境干扰因素较大，还需进一步研究明确。

卵巢早衰是女性常见疾病之一，也是年轻女性面临的影响生育能力及生活质量的重大难题；发病率逐年上升（已超过3.7%），且呈现明显的年轻化趋势。卵巢颗粒细胞凋亡与卵巢早衰密切相关。美洲大蠊活性物质具有促进组织修复、抗癌和抗心衰作用，但美洲大蠊小肽对生殖功能及卵巢方面的作用机制尚不清楚。该项目在3项国家自然科学基金的资助下，开展了美洲大蠊小肽抗氧化应激作用、抑制卵巢颗粒细胞凋亡、促进线粒体自噬、减缓卵巢早衰和卵泡外膜细胞模型构建的系统研究，取得重要科学发现如下： 1、首次发现美洲大蠊小肽显著抑制氧化应激及诱导的卵巢颗粒细胞凋亡和减缓卵巢早衰，开辟了美洲大蠊小肽在生殖领域中的应用。率先建立H₂O₂诱导的卵巢颗粒细胞系（KGN细胞）和卵巢原代颗粒细胞（PGC细胞）氧化应激诱导的细胞凋亡模型，发现美洲大蠊小肽先促进后抑制细胞活力、显著抑制氧化应激诱导的KGN细胞和PGC细胞凋亡，并明确了其抑制氧化应激和颗粒细胞凋亡的作用。 2、阐明美洲大蠊小肽抑制氧化应激诱导颗粒细胞凋亡和增强线粒体自噬的新机制，为卵巢早衰的治疗提供新思路。通过细胞和动物水平研究，发现美洲大蠊小肽通过JNK/FoxO1信号通路促进FoxO1与14-3-3蛋白的相互作用，进而调控FoxO1的核质易位和Sirt1介导的FoxO1乙酰化修饰、以及Bcl2L13介导的线粒体自噬显著抑制氧化应激诱导的卵巢颗粒细胞凋亡和卵巢早衰；还发现美洲大蠊小肽通过Sirt1/p53通路显著抑制卵巢早衰的作用机制。提示细胞凋亡关键因子FoxO1和线粒体自噬关键因子Bcl2L13是卵巢早衰潜在的治疗新靶点。 3、发明了一种鸡小黄卵泡外膜细胞分离和培养方法（ZL202111123622.X），突破了外膜细胞分离培养难的技术瓶颈，为卵巢早衰药物筛选和功能研究提供新材料。外膜细胞是芳香化酶生成的唯一位点，是雄激素转化为雌激素的重要部位，是研究生殖的重要细胞，但原代外膜细胞分离培养困难，发明的鸡小黄卵泡（直径5-7mm）外膜细胞分离和培养方法，得到的细胞纯度高（95%以上）、生长发育一致性好、易于细胞传代，应用该细胞揭示了美洲大蠊小肽抑制氧化应激诱导颗粒细胞凋亡的作用效果。 该项目发表论文22篇，其中在生殖医学TheriogenologyTOP期刊等SCI收录12篇，被Fish&ShellfishImmunolo、IntJMolSci和Nutrients等TOP期刊多次引用，总他引次数252次，8篇代表性论著累计影响因子20.12，他引85次，1篇文章被Wiley评为高引用文章，1篇被北大核心杂志《四川动物》评为年度优秀论文；授权国家发明专利1项、实用新型专利5项、外观设计专利1项；获得美洲大蠊产品1个（妇用抑菌凝胶）；在国内学术会议上作大会报告两次。入选云南省中青年学术和技术带头人后备人才3人，省“科技副总”1人、省科技特派员1人，培养硕士和博士26名，研究生培养效果突出；支撑“药用特种昆虫开发国家地方联合工程研究中心”和“云南省昆虫生物医药研发重点实验室”的建设；新增获批国家自然科学基金地区基金项目5项、云南省院士专家工作站3个，建成美洲大蠊小肽“功能-机制-应用”相结合的国内先进的研究团队。

一.课题来源与背景：该课题由国家自然科学基金项目“黄粉虫浆凝乳酶特性及其对干酪风味的调控机制研究/31960486”资助。该成果由甘肃农业大学食品科学与工程学院等单位的科研人员联合实施，执行期为2020.1～2023.12。 二.研究目的与意义：凝乳酶是干酪生产的关键酶，皱胃酶替代品是凝乳酶研究的热点。前期研究表明黄粉虫浆具有凝乳作用，但对其作用机制尚不明确。该项目拟分离纯化黄粉虫浆凝乳酶，利用光谱法及ComputePi/MW、ProtParam、FeatureMap3D等软件工具对酶的结构进行分析和预测，揭示黄粉虫浆凝乳酶的特异性；在确定黄粉虫浆凝乳酶的最适作用底物和作用位点的基础上，分析在乳凝胶形成过程中的胶粒直径、乳凝胶的流变性和微观三维结构的变化规律，揭示黄粉虫浆凝乳酶的凝乳机理；采用黄粉虫浆凝乳酶制备干酪，研究凝乳酶对干酪成熟过程中蛋白质降解的影响规律，并分析其与干酪的风味前体物质和风味物质变化的相关性，揭示黄粉虫浆凝乳酶对干酪风味的影响机制，为新型昆虫凝乳酶的开发和应用奠定基础。 三.主要论点与论据： 1.对黄粉虫凝乳蛋白酶的理化性质和结构进行预测研究。理化性质预测分析表明，该酶的等电点为4.22，是一种酸性蛋白酶；净电荷为-18；不稳定性指数为31.49，说明该酶性质稳定；疏水性氨基酸比例为43.37%。黄粉虫凝乳蛋白酶的二级结构预测表明，其与小牛凝乳酶和骆驼凝乳酶的相比差别很大，α螺旋占比较高；构建了其三维结构模型，该模型的外层大多是α螺旋和一些无规则卷曲，而酶分子的β折叠结构占据了内部的大部分位置，并构成了一个夹层，其中包裹着该酶的活性位点。 2.对黄粉虫凝乳蛋白酶的酶学性质进行了研究。该酶的最适温度为65℃，最适pH为5.5，能够在35-45℃之间保持酶活稳定，在pH3.0-6.0保持酶活稳定，最适Ca²⁺浓度为55mM，最适底物浓度为2.5%，Na⁺和Ca²⁺对该酶酶活力有促进作用，Cu²⁺、K⁺、Mg²⁺、Zn²⁺、Mn²⁺均会抑制酶活力；该酶以酪蛋白为底物的米氏常数Km为1.39g/L；通过蛋白抑制剂试验发现，该酶的水解活力被PMSF降低超过90%，因此该酶是一种丝氨酸蛋白酶；该酶水解κ酪蛋白的主要水解位点为Lys116-Thr117。 3.研究了黄粉虫凝乳酶对Cheddar干酪成熟中理化特性、蛋白水解及游离氨基酸的影响。结果表明，CF和TF干酪在外观形态上没有明显差异，两组干酪的出品率分别为9.05%和8.13%。理化特性表明，CF和TF干酪的水分、蛋白和脂肪含量随着成熟的进行均显著下降(P<0.05)，pH先下降后上升，氯化钠含量显著增加(P<0.05)；但TF干酪中的水分、蛋白和氯化钠含量显著高于CF(P<0.05)。两组干酪中的蛋白水解程度随着干酪的成熟显著增加(P<0.05)。 4.采用GC-IMS分析干酪成熟过程中风味物质的变化。结果显示，CF和TF干酪中的挥发性风味成分以酯类为主，包含少量醇醛酮等类物质。随着成熟过程的进行，TF干酪中的酯类物质含量显著增加，部分醛酮类物质含量显著降低(P<0.05)。其中，酯类物质的含量显著高于CF干酪(P<0.05)。因此，黄粉虫凝乳酶有利于干酪在成熟过程中产生丰富的酯类物质，并且酯类物质在理论上可以作为标志物指示成熟过程的进程。 四.创见与创新：该项目已解决的关键技术包括凝乳酶的分离提纯方法，凝乳酶的酶学性质，凝乳酶的序列测定技术，凝乳酶的最适作用底物和作用位点的确定技术，乳凝胶形成过程中的胶粒直径、流变性和微观三维结构的测定技术等。 五.社会经济效益，存在的问题：该成果属基础研究成果，研究成果属于基本理论方面的成果，还无法进行推广应用；但所应用的方法和结果可为以后的相关研究提供参考。 六.历年获奖情况：无。

深化漂浮物全链条系统治理，是新时代统筹推进碧水保卫战和美丽河湖建设的前沿攻坚领域。随着经济社会快速发展和水利工程建设的持续推进，福建省河湖水域面临漂浮物污染加剧的严峻挑战。汛期库区及电站坝前漂浮物和水葫芦大量聚集现象尤为突出，引发多重生态安全隐患：破坏水域生态环境，阻碍泄洪并危及水利设施运行；传统填埋方式更面临堆存场地不足和二次污染风险。现有漂浮物治理体系存在监测滞后、识别困难、处置效率低、资源化利用不足等问题，亟需系统性技术突破。 该项目聚焦河湖水域漂浮物协同防治中的关键技术需求，由闽江学院、福建省闽江流域中心（福建省木兰溪流域中心）、共享数据（福建）科技有限公司、福建省水投勘测设计有限公司、福建省华舜水利水电工程有限公司及吉威斯(福建)环保设备有限公司联合组建产学研团队，整合环境保护、流域管理、数字技术、装备研发等领域专业力量开展系统性研究，突破了漂浮物“巡查-预测-防控-打捞-处置-资源化利用”全链条技术瓶颈，形成四大技术创新成果： （1）研发遥测巡查与AI智能识别技术，对漂浮物快速监测与精准定位。基于时空数据底座构建全域共享数据库及智能预警系统，形成“数据采集-智能分析-行动调度”全链条数字化治理体系，显著提升响应效率，为漂浮物治理决策提供有力支撑。 （2）研制反捞式清污机与粉碎型格栅装备，基于流体力学优化设计阶梯式栅条组，适配高速水流工况，攻克了横纵向漂浮物同步高效拦截。为提高运行稳定性与安全性，研发联轴器减震技术，有效吸收启停及运行中的机械冲击；集成智能电控系统，实现动态参数调节与自动保护机制，显著降低人工干预与能耗。 （3）为提升漂浮物机械打捞作业的规范性及安全效率，制定《河湖水域水葫芦机械打捞作业规程》，开发“水陆联动”“水上联合”等机械化打捞方案，规范现场勘查、设备选型、作业实施及无害化处理全流程，建立标准化管理体系，实现作业流程统一、生态效益可控的精细化管控目标。 （4）研发水葫芦蚯蚓堆肥及多孔生物炭制备技术，实现漂浮物无害化处理与资源循环利用；构建多维生物防控体系，协同天敌昆虫、防控菌株及水生生物应用，形成长效、低生态扰动的防控方案；创建“生物防控剂+无人机”精准施放模式，集成智能监测与动态调控功能，推进水葫芦防治向绿色、低碳化转型。 项目成果累计获得知识产权44项，其中授权中国发明专利8项，国内外刊物发表论文15篇（SCI索引9篇），成果已在福建省闽江、九龙江、晋江、鳌江、赛江等15个重点河湖流域实现规模化应用，近三年累计新增产值约35000万元，新增利税超600万元，取得显著的社会、生态和经济效益，具备全国推广潜力。研制的系列装备出口至俄罗斯、乌克兰、尼日利亚、贝宁、马里、泰国、智利、萨尔瓦多、巴西、阿根廷、巴拿马等“一带一路”沿线国家，服务全球十余个水域治理项目，实现出口创汇逾120万美元，为全球河湖漂浮物治理提供了可复制推广的“中国模式”。

一.课题来源与背景：甘肃省自然科学基金资助，计划实施年限为2021-2023年。在该项目实施之前，承担了甘肃省自然科学基金项目“旱区昆虫病原线虫行为特征对低湿胁迫的响应”，起止年限2018-2020年。 二.研究目的与意义：害虫防控，一直是粮食生产中的重要环节。随着人们对环境与食品安全重视度的提升和对农药残留容忍度的降低，害虫绿色防控势在必行。昆虫病原线虫Entomopathogenic nematodes(EPNs)作为一种高效安全且对环境友好的生防因子，已成为害虫绿色防控中倍受重视和最具发展前景的高效生物杀虫剂之一。 全球约60多个国家的100多个实验室在开展昆虫病原线虫的研究，致力于这种新型生物杀虫剂的推广应用(David et al.，2012；Raquel et al.，2019)。低湿胁迫对昆虫病原线虫的影响是近年来研究者关注的焦点问题之一，因为湿度直接决定了昆虫病原线虫在田间种群的建殖及其对害虫的控制效能，同时低湿胁迫也是昆虫病原线虫商品化中急需解决的关键问题。 甘肃省大部分地区处于500mm等雨量线以下，总的气候特征是干旱。项目组在前期的研究中发现，甘肃省(跨古北区和东洋区)昆虫病原线虫资源比较丰富(8种51个品系，其中4种属中国新记录种)，且对低湿胁迫有较强的抗逆性，在生物学和行为学方面均有响应和变化。那其能量物质与抗低湿胁迫之间存在怎样的联系？其体内能量物质如何响应和调控这些行为应答？如何对这种响应加以利用，以解决线虫制剂化中脱水休眠此关键问题？是亟待探讨的科学问题。因此，该项目以甘肃省抗低湿胁迫能力较强的Steinernema kraussei，和抗旱性较差的Heterorhabditis brevicaudis为对象，研究低湿胁迫对昆虫病原线虫体内能量物质的影响，揭示能量物质与抗逆性之间的关系，可为线虫制剂化生产提供理论支持，也为开发和利用旱区昆虫病原线虫资源奠定基础。 三.主要论点与论据： 1.阐明不同抗旱性昆虫病原线虫种类能量物质对低湿胁迫的响应。2.明确昆虫病原线虫能量物质、行为特征与其抗低湿胁迫适应性之间的关系。3.该项目首次阐明卡森斯氏线虫S.kraussei 0657L对低湿胁迫的主要避逆策略为避逆行为和低湿休眠，而短尾异小杆线虫H.brevicaudis 0641TY对低湿胁迫的避逆策略为干旱逃避；4.发表论文3篇，接受论文3篇，培养本科生10名。 四.创见与创新：昆虫病原线虫区系的研究，国外较广泛和系统，国内仅对部分省区进行了系统调查，且都集中在中东部较湿润地区，在西北干旱地区的区系研究还未见研究报道，该项目在国内首次对甘肃省对旱区昆虫病原线虫资源进行了进一步调查，筛选出对低湿胁迫抗逆性较强的昆虫病原线虫1种；低湿胁迫对线虫寄主搜寻与识别能力、迁移能力及群体行为等特征的影响方面的报道相对较少。该项目阐明了低湿胁迫对昆虫病原线虫行为特征的影响； 1.该项目首次注释昆虫病原线虫能量物质与行为特征之间的相关性，阐明能量物质对低湿胁迫在生理水平的响应及其对行为学的调控，揭示昆虫病原线虫能量物质、行为特征与抗低湿胁迫适应性之间的关系，有利于昆虫病原线虫在旱区或低湿环境中建立种群、对害虫的控制效能和持效期长短，也直接决定了线虫商品货架期的长短及品质；2.首次研究并报道了低湿胁迫下昆虫病原线虫的避逆策略，作为商品制剂，昆虫病原线虫的避逆策略有助于筛选出适应低湿环境的优势品系，不仅可提高其田间控制效能，也可以为昆虫病原线虫生防制剂拓宽商业道路，进一步实现田间害虫的绿色高效防控。3.阐明了S.kraussei 0657L和H.brevicaudis 0641TY体内能量物与抗低湿胁迫适应性之间的相互关系，明确能量物质的代谢对S.kraussei 0657L的生物学特性(存活率、致病力)具有调控作用，其中总脂肪和海藻糖代谢在线虫抗低湿机制中起着十分重要的作用。4.发表相关论文9篇，培养研究生4名，本科生7名。 五.社会经济效益，存在的问题：该项目研究了低湿胁迫对昆虫病原线虫体内能量物质的影响，明确了昆虫病原线虫体内能量物质对低湿胁迫在生理水平的响应及其对行为特征的调控，揭示了能量物质与抗逆性之间的关系，为线虫制剂化生产提供了理论支持，为开发和利用旱区昆虫病原线虫资源奠定了基础，进一步为扩大其应用范围、开发推广奠定了基础，对昆虫病原线虫低湿逆境行为学亦具有重要科学意义。课题组筛选出来1种对低湿胁迫有较好适应性的昆虫病原线虫，同时应用该项目研究得到的昆虫病原线虫防治地下害虫技术，2021-2022在武威进行了防治应用示范，取得良好的防治效果具有广阔的应用前景。成果的推广应用，对于减少环境污染，改善生态环境，发展绿色农业都具有重要的作用。 六.历年获奖情况：依托该项目研究成果及项目相关研究，获得了如下科研奖励：钱秀娟等.葱蒜类作物根蛆类害虫绿色防控关键技术创新与应用，2021，甘肃省科技进步三等奖(2/7)；钱秀娟等.甘肃省农田主要地下害虫发生规律及绿色防控技术研究与示范，2017，甘肃省科技进步二等奖(4/10)；钱秀娟等.甘肃省昆虫病原线虫产业化生产技术研究及应用示范，2015，甘肃省科技进步三等奖(2/7)；钱秀娟等.重大蔬菜害虫韭蛆绿色防控技术创新与应用，2019，国家科技进步二等奖，主持单位颁发二级获奖证书(2/10)；钱秀娟等.苜蓿蚜虫种群数量变动的生态机制研究，2016，甘肃省高等学校科技进步三等奖(3/5)。

1.课题来源与背景：牛结节性皮肤病(LSDV)是世界动物卫生组织(OIE)列为必须通报的疫病，中国暂对其按二类动物疫病进行管理，并采取相应防控措施。LSDV能感染所有的牛类，发病率5%85%，死亡率可达20%，其中泌乳牛发病最严重导致泌乳牛产奶量显著下降。由于睾丸炎和睾丸萎缩，可致公牛永久性或暂时性不育，并通过精液长期排毒。另外，可导致奶牛暂时性不育、流产和胎儿发病。此外，结节性和坏死性皮肤，易受蚊蝇等昆虫叮咬，在皮肤中留下深孔，影响皮毛质量。根据欧洲国家对牛结节性皮肤病控制经验，最有效方法是应用有效的同源性牛结节性皮肤病疫苗。由于尚无供牛结节性皮肤病病毒高效增殖的传代细胞系，严重制约了疫苗的研发和生产。因此，建立安全有效的牛结节性皮肤病病毒生产用传代细胞系对牛结节性皮肤病灭活疫苗的研发至关重要。基于上述情况，该项目了开展了稳定支持牛结节性皮肤病病毒增殖的永生化羊源细胞系构建及鉴定的研究。 2.研究的目的与意义：开发出的适宜牛结节性皮肤病病毒增殖细胞系将填补无高效增殖牛结节性皮肤病病毒用细胞系的空白，极大的降低疫苗生产成本，为牛结节性皮肤病疫情防控提供坚实的技术支撑。 3.主要论点与依据： (1)文献记载，牛结节性皮肤病病毒可在羔羊、犊牛肾或睾丸细胞、绵羊胚胎肾和肺细胞、鸡胚成纤维细胞等原代细胞中增殖并产生细胞病变。但是，其中牛肾或者牛睾丸原代细胞，需采集新鲜牛睾丸进行制备，近年来随着牛病疫情的日趋复杂，采集新鲜牛睾丸制备生产用细胞存在外源病毒、细菌及支原体污染的风险，作为牛源细胞，牛源的其他病毒也更容易适应该细胞，并在细胞上增殖，导致牛源病毒污染。这些外源因子的污染对疫苗的安全性和效力构成严重威胁：此外，原代细胞培养条件苛刻且传代次数受限。 (2)细胞永生化的机制多种多样，文献记载利用端粒酶和猴病毒40(SV40)病毒因素可实现部分原代细胞永生化。 4.创见与创新：该研究是首例从羊胚胎成纤维细胞中筛选出适宜牛结节性皮肤病病毒增殖的细胞系，构建出表达SV40-LT基因的慢病毒并感染羊胚胎成纤维细胞，成功筛选出适宜牛结节性皮肤病病毒增殖的传代细胞系。筛选出传代细胞系生产牛结节性皮肤病病毒效价比常用传代细胞系MDBK高50倍以上。 5.社会经济效益，存在的问题：该细胞系的培养方式为贴壁培养，放大后可用于转瓶培养或者利用载体介质悬浮培养，可用于少量或小规模LSDV抗原的制备；利用该细胞系生产的病毒效价高，在一定程度上降低了LSD灭活疫苗的生产成本。但是，该项目制备的细胞系唯一不足之处是：培养需要添加高浓度的胎牛血清，并且培养方式为贴壁培养，为疫苗生产中工艺放大造成了一定困难；后续还需要进一步进行培养基的开发和优化，以及细胞的悬浮驯化培养。