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2600140245
甘肃
S664.1
基础研究
水果、坚果、饮料和香料作物的种植
1.课题来源与背景:
(1)课题来源:2022年甘肃省科技计划项目(创新基地和人才项目),项目号为:22JR5RK1049;项目类别为:自然科学基金。
(2)课题背景:核桃是世界四大干果之一,因其核仁富含大量营养物质和具有一定的保健、美容及药用价值而被大量种植和消费。核桃在中国栽培历史悠久,分布广泛,除上海、广东、海南、黑龙江外,其他省市均有栽植,已形成西北、西南、华中和东南沿海栽培区域。近年来,中国核桃产业发展逐年向好,产量稳步提升,2017年全国核桃总产量达384.55万t,比2010年增产2.63倍,位居世界第一。
甘肃是中国西北区核桃主产区之一,近年来核桃产业得到了快速发展,已形成陇南山地产业带、陇南浅山丘陵产业区、陇东黄土高原产区和陇西南产区的产业发展格局。陇南市作为甘肃省核桃第一大产区,核桃栽植覆盖全市90%的乡镇,截止2017年,全市核桃栽培面积达27.34万hm2,年产坚果10.7万t,产值21.4亿元。产量的迅速提升对核桃的采后商品化处理和贮藏提出了新的要求。因核桃内种皮含有大量酚类物质,采后处理和贮藏方法不当会导致内种皮褐变,褐变逐渐加重导致组织溃散和霉生菌滋生,污染核仁内部组织,加速油脂酸败和蛋白质氧化损伤,从而降底核仁品质,且种皮颜色是评价核桃商品最直观的品质指标,褐变不仅影响核桃的口感和风味,而且会降低其营养品质和商品价值。因此,核桃内种皮褐变的控制已成为核桃采后处理和贮藏的关键技术。
陇南核桃油脂和蛋白质含量高,尤其是多不饱和脂肪酸含量高,香味浓,风味物质多,口感好,营养品质极高。然而,高油脂、高蛋白并不利于核桃的贮藏,极易发生酸败和氧化。另外,当地核桃的采摘和采后处理多以个体农户为主,规模化程度较低,缺乏专业和科学的指导,加之当地核桃采摘期多值阴雨天气,大量果实不能及时处理,造成果皮腐烂霉变,从而加速了内种皮的褐变,降低了核仁的营养品质和商品价值,导致陇南核桃的市场竞争力和市场占有率不高。内种皮褐变已成为陇南核桃加工和贮藏的主要障碍,每年因褐变造成的经济损失不可估量,对当地核桃产业的发展造成了极大伤害。
2.研究的目的意义:该项目通过测定核桃贮藏过程中内种皮的生理指标的变化,结合褐变相关生理代谢的研究,揭示核桃内种皮褐变的机理,同时通过不同处理对核桃内种皮褐变的影响,明确核桃内种皮褐变的调控机制,为建立陇南核核桃科学的采后处理及贮藏方法提供理论依据和技术指导。
3.主要论点与论据:
(1)通过透射电镜观察不同贮藏时期核桃内种皮的细胞超微结构,并测定褐变相关生理指标的变化,同时,结合转录组学和代谢组学对贮藏过程中内种皮差异基因的表达及差异代谢物的积累进行联合分析,明确核桃贮藏过程中内种皮褐变的规律,从生理特性角度揭示核桃内种皮褐变机理。
(2)通过研究核桃内种皮酶促褐变相关底物及其氧化酶活性、膜脂代谢及其相关酶活性、细胞能量代谢及其相关酶活性、活性氧代谢及其相关酶活性的变化,明确各类细胞代谢与核桃内种皮褐变的关系,从生理代谢角度揭示核桃内种皮褐变机理。
(3)通过研究不同采摘期(成熟度)、不同干燥方式、不同贮藏温度和初始含水量(湿度)、及褐变抑制剂对核桃贮藏过程中内种皮褐变效应及各类细胞代谢的影响,明确核桃内种皮褐变的调控因素、及不同处理对核桃内种皮褐变的调控机制,为制定科学的核桃贮藏方法提供理论依据。
4.创见与创新:针对陇南当地核桃采摘和初步商品化处理多以个体农户为主,采后处理水平参差不齐,普遍对核桃贮藏方式不重视,且当地核桃成熟期多值雨季,加之陇南核桃油脂和蛋白质含量较高,导致当地核桃在采后贮藏中品质劣化严重,内种皮褐变尤为严重的问题,通过透射电镜观察不同贮藏时期核桃内种皮的细胞超微结构,并测定褐变相关生理指标的变化,同时,结合转录组学和代谢组学对贮藏过程中内种皮差异基因的表达及差异代谢物的积累进行了联合分析,对贮藏过程中核桃内种皮褐变的主要原因进行了全面的研究,其结果为核桃和其他果实在贮藏加工时的褐变机理的研究提供了参考。
5.社会经济效益、存在的问题:该项目研究了不同采收期对贮藏过程中核桃内种皮褐变的影响,确定了当地核桃的最佳采收期。同时,研究了不同干燥方法对贮藏过程中核桃内种皮褐变的影响,确定了最佳干燥方法,为核桃贮藏技术和内种皮褐变控制技术的研究提供新的思路,同时对解决陇南核桃采后处理及贮藏的关键制约因素、保持陇南核桃较高的营养品质及提高商品价值和经济效益具有重要的理论意义和应用价值。但是由于项目经费不足、实施周期较短,该项目对核桃贮藏期间内种皮褐变的调控机制研究不够深入,未能对贮藏温度、包装方式及褐变抑制剂对核桃内种皮褐变的影响进行深入研究。课题组将继续深入研究贮藏过程中内种皮褐变的调控机制,为制定科学的核桃贮藏方法提供理论依据。
核桃贮藏方法栽培技术
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2600142286
甘肃
S641.2
基础研究
蔬菜、园艺作物的种植
1.课题来源与背景:樱桃番茄是一种水果型蔬菜,不仅以成熟果实供食,酸甜可口,营养丰富,还可煮食、制成罐头贮藏或制成果脯等。这些突出特点使樱桃番茄在市场上倍受青睐。大量的樱桃番茄种植,加大了种植户的劳力财力,成熟的樱桃番茄被运输到各个市场和加工厂,在运输过程中容易损坏。近年来,困扰番茄生产的病害愈发严重,造成大面积减产,甚至绝收,给农户带来极大的经济损失。为满足市场需求和减少种植户的生产成本,该公司制定培育出高抗病、坐果多、耐裂、耐压的适应于机器的樱桃番茄品种。
2.技术原理及性能指标:育种过程中运用了以下技术:应用生物技术开展种质创新,品种创制;高抗病虫害作物品种创制的研发及育种设计;种子室内纯度检测的分子技术创新及解决方案;病毒RNA提取及反转录;各种植物、真菌及细菌DNA提取纯合;种质资源的高通量表型鉴定及分类保藏;抗病基因的筛查、分子标记、前景选择及基因分型纯化;病原菌分离、纯化、扩繁及接种;种子样品管理及发芽力、活力测试;SCAR等分子标记技术进行功能基因的筛查;SSR等分子标记技术实现低密度基因分型以及Indel分子标记技术改良种子纯度鉴定技术、花药离体培养技术。该公司实验室运行多年有着完善的引物序列对各种分子标记进行正确的对比,各种生理生化实验也严格按照国家标准进行试验。
3.技术的创造性与先进性:该公司实验室累计多年经验,独立找出并完善了适用于该公司品种的相关分子标记的引物序列。
4.技术的成熟程度,适用范围和安全性:该公司实验室各种分子标记实验流程及生理生化实验流程经过多年实践已完全成熟,适用于该公司任何品种的品质试验,安全性也在多年的实践中逐渐提高,并且没有出现任何的安全事故。
5.应用情况及存在的问题:这些技术应用在该公司所有品种中,进行着品种改良及创新。实验室对公司诸多品种进行的优化试验并未出现问题。
水果型蔬菜樱桃番茄品种培育病害防治
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2500050131
内蒙古
S158.3
基础研究
农业科学研究与试验发展
针对中国‘三北’地区沙地经济林急缺支撑其产业发展的良种,以及栽培技术落后、深加工产品少、产品附加值不高等重大科学与技术问题,项目以中国第一大干鲜果兼用经济树种-枣为研究对象,以‘三北’地区沙地作为产业发展区,开展了枣种质资源的收集、评价与鉴定工作,培育高产优质高抗的系列良种,建立其良种快繁技术和高效栽培技术体系,进行了大面积的推广应用,并研发了多种绿色无污染的高附加值产品,极大的提高了沙地经济林生产效率和产品质量,取得了巨大的经济、生态和社会效益,为沙地干鲜果经济林产业健康持续发展夯实了基础。
项目主要成果如下:
1.开展了全国枣种质资源收集与保存工作,提升了种质资源共享和供给水平。项目对枣主产区及分布区的9省(区)8万余份资源摸底调研,收集保存全国各地的主栽、名、特、优、稀种质959份,建成枣种质资源大田保存基地3个、产学研基地2个、国家级枣科技小院1个,大幅度提升了种质资源共享和供给水平,并为枣长期育种工作提供了宝贵基础材料。
2.创建了“表型+品质+分子”标记相结合的枣种质评价和鉴定技术体系,挖掘一批优异种质。以“表型+品质+分子”标记评价种质资源,发掘抗寒、抗旱、大果、抗裂果,以及富含功能成分黄酮、水溶性多糖的优特异种质87份,完成枣果实发育过程中可溶性糖、有机酸、原花青素、芦丁等代谢物空间分布的可视化,筛选出抗坏血酸及糖酸共表达调控模块3个,挖掘经济性状相关关键候选基因9个,筛选出具有重要育种价值的‘抗旱、抗寒、大果、抗裂果’种质5份,对种质资源的进一步利用,尤其对枣育种具有重要意义。
3.建成“实生选育结合分子辅助选择”的枣快速育种技术体系,选育出适应‘三北’沙地的高产、优质、高抗良种,支撑产业健康发展。利用实生选育结合分子辅助育种技术,培育了适应‘三北’沙地的高产、优质、高抗、早中晚熟等特色各异枣良种10个、新品种6个,将‘三北’沙地现有平均亩产350kg枣果提高至439kg,尤其是填补了内蒙古地区枣良种空白。各具特色、系列良种的培育对于枣品种的更新换代、产业升级意义重大,具有广阔的推广利用前景。
4.创立了枣良种扦插、嫁接和组培快繁技术体系,以及轻简化栽培模式,显著提高了枣繁殖系数、单位面积产量和生产效率。开展高抗砧木选择、插穗与穗条处理、嫁接时间与扦插时间选择、组织培养等良种快繁技术研究,研发了枣良种扦插和嫁接快繁技术体系,使繁殖系数由4以下提高至12以上,培育苗木641万株;在‘三北’沙地建立了“宽行密株机械化栽培、水肥一体化、绿色安全病虫害防治”为核心的枣轻简化栽培模式,与传统栽培相比提高生产效率50倍以上,使苗木成活率达到97%以上,3年生苗木单株平均结实量达到1kg以上,果实平均总氨基酸含量3.8mg/100mg,平均总糖含量43.6%,实现了高效益、高成活、高产量、高品质的目标,完成良种及其配套栽培技术的推广应用17万亩。
5.创新产品研发技术,研发了多种绿色无污染的枣高附加值产品,延伸了产业链。挖掘亮点产品,研发了市场紧缺的蒙枣原汁、酥脆蒙枣、酥脆芝麻枣、枣茶、枣夹核桃、芝麻香心枣等富含糖、维生素、蛋白质、脂肪酸成分的绿色无污染高附加值产品15种,进一步延伸了产业链,为枣产业的规模化发展提供了重要技术支撑。
授权专利17件,制定行业标准1项、团体标准2项、地方标准5项;出版专著6部,发表论文40篇,培养研究生5名,授权商标2个。按苗木10元/株,鲜果15元/kg以及产品开发获益情况,净累计经济效益达37.472亿元,累计生态服务功能价值达2.31亿元,极大提高了‘三北’沙地经济林的产业效益,为其经济林产业升级奠定了良好基础。
盐碱土壤生态系统农业发展土壤综合治理
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2600141858
甘肃
S626
基础研究
农业服务业
①课题来源与背景:《设施蔬菜基质栽培水肥调控关键技术研究及集成示范》(项目编号:21JR7RH892)项目为2021年甘肃省科技厅下达的甘肃省青年科技基金计划项目。项目立足河西地区环境、水质条件,以设施蔬菜为主要研究作物,在基质栽培条件下开展相关研究。通过研究痕量灌溉模式、痕量管不同埋深、不同营养液配方和用量等关键措施对设施蔬菜基质栽培的影响,寻优得出适合西北干旱地区设施蔬菜基质栽培水肥调控关键技术,为设施蔬菜基质栽培科学灌溉施肥、高产优质提供理论依据。
②研究目的与意义:省内外虽然已具备成熟的设施蔬菜水肥灌溉指导意见,但当外界环境发生变化,出现新的情况时,往往就没有了解决具体问题的参考依据,很容易出现错误的判断,还需针对不同区域实际,对水肥调控关键技术做研究和优化。该项目通过研究痕量灌溉模式、痕量管不同埋深、不同营养液配方和用量等关键措施对设施蔬菜基质栽培的影响,寻优得出适合西北干旱地区设施蔬菜基质栽培水肥调控关键技术,以期为设施蔬菜基质栽培科学灌溉施肥、高产优质提供理论依据。
③主要论点与论据:设施蔬菜植株生长、果实产量和品质的好坏,受多方面环境因素的影响。基质栽培是设施蔬菜栽培中最重要的生产方式之一,水肥供应对设施蔬菜的产量和品质有重要的影响。无节制的灌水和盲目施肥除了造成水资源浪费、肥料利用率低下和土壤盐渍化外,还会使作物本身生长受阻,产量品质下降。基质栽培是通过营养液为植物提供所需营养物质,栽培中通过对作物不同生长阶段的营养液供液量、基质盐分EC值进行调控,可满足作物不同发育时期的生长需要,所以研究水肥调控关键技术和推广新型、高效的节水灌溉方式对设施蔬菜基质栽培高效生产是非常必要的。
④创见与创新:通过项目实施寻优得出适合西北干旱地区设施蔬菜基质栽培水肥调控关键技术,以期为设施蔬菜基质栽培科学灌溉施肥、高产优质提供理论依据。
⑤社会经济效益,存在的问题:通过该项目的实施,建立核心示范基地(点)3个,面积1100亩,辐射带动面积超过2万亩次。示范区樱桃番茄亩均产值提高5%以上,尤其助力甘肃河西甜美农业发展有限公司樱桃番茄育苗板块增收超过10%。首次引进试验痕量灌溉模式,为基质栽培应用新的灌溉方式提供参考;从节水角度,痕量灌溉管作为地埋式滴灌带是可行的;筛选出了最适布设方式,为西北寒旱地区日光温室蔬菜生产应用带来新的水肥灌溉模式提供依据;提出基质栽培适宜的营养液配方和用量、椰糠基质适宜的盐分清洗程度、椰糠基质与沙土适宜的配比等,为甘肃河西地区设施蔬菜椰糠基质栽培科学灌溉施肥、高产优质高效提供参考依据。从节水角度,痕量灌溉模式在基质栽培种植蔬菜和痕量灌溉管作为滴灌带铺设于基质中的模式是可行的;从节约和提高水肥利用率,减少排出营养液污染环境角度,提出的水肥余液处理后循环利用的模式是必要的。
存在的问题:设施蔬菜水肥调控关键技术研究涉及大量水肥样品、植株样品、投入品等的检验检测,受限于项目资金,部分任务书以外想增加的试验内容未能全部实施,个别理化指标、营养指标、光合指标和跟踪指标尚未测定,为项目部分试验研究深度上带来了影响;试验种植基地果实收获时段,正赶上新冠肺炎疫情防控形势紧张,物流行业不接受鲜样快递,权威检测机构人员居家无人上班,导致部分数据为项目成员在自有实验室检测,可能会增加误差。
⑥历年获奖情况:无。
设施蔬菜灌溉施肥栽培技术
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2600141647
甘肃
R587.2
基础研究
医院
①课题来源与背景:近年来,随着社会、经济的不断发展,糖尿病的发病率不断升高,仅次于癌症和心血管疾病,已成为威胁人类健康的第三大疾病。糖尿病患者多伴有消化系统并发症,其中最常见的是胃轻瘫。糖尿病胃轻瘫(Diabetic Gastroparesis,DGP)患者主要表现为上腹部饱胀、恶心、呕吐和全身症状等。有研究显示该并发症发病率高达50%,并且其症状反复发作,但治疗尚无特效药物,主要以缓解患者症状为主。糖尿病胃轻瘫可能与血糖升高引起的自主神经病变、激素水平改变以及肠神经系统功能障碍相关。临床上应用的治疗DGP多为一些化学合成类药物,如多巴胺受体拮抗剂、选择性5-羟色胺受体激动剂、胃动素受体激动剂以及其他药物。虽然此类药物在临床治疗中有一定的作用,但是其中一些药物在临床使用过程中存在着很多的副作用。因而,从天然中草药中寻找安全、有效的促胃肠运动的药物已经成为当前研究治疗DGP药物的一个重要领域。中医药是中华民族悠久历史文化的沉淀和精华,是中国传统医学的瑰宝。中医药对胃肠功能紊乱的治疗方面积累了丰富的经验,天然药物含有的多种成分对DGP的治疗可发挥协同促进作用,因此从天然植物及药物中探寻开发具有中国中医药特色的治疗DGP的药物有着非常广阔的应用前景。桃花系蔷薇科桃属落叶乔木桃树Prunus persica(L.)Batsch的花瓣,桃树在该省的大部分地区广泛种植。桃花早已被历代医家作为促进胃肠动力的中草药使用。虽然桃花作为一种促进胃肠动力的天然药物被使用了多年,但是中医对其应用一直局限于方剂,至今尚无桃花单药或者桃花提取物治疗DGP的报道,前期研究发现桃花提取物有促进正常大鼠胃肠动力的作用,但对于桃花治疗DGP的靶器官以及其机制却鲜见报道。
②研究目的与意义:该课题探讨桃花提取物治疗DGP的疗效与机制,将对中医药有效成分治疗DGP提供理论依据,为DGP的治疗及预防提供新的研究思路和方向。
③主要论点与论据:
论点:桃花乙酸乙酯提取物(EAE)能促进对DGP大鼠胃排空率和肠推进比;EAE能够促进DPG大鼠血清中胃动素(MTL)和胃泌素(GAS)的分泌;EAE对DGP大鼠离体结肠平滑肌有促进收缩的作用;EAE能够促进DGP大鼠结肠组织内肥大细胞数量的增加,并促使其脱颗粒。
论据:该研究选取造模成功的糖尿病胃轻瘫大鼠(DGP),通过胃排空及肠推进比实验,各组DGP大鼠血清中胃动素、胃泌素的测定,大鼠结肠离体平滑肌收缩性实验,以及对各组大鼠肠组织中肥大细胞和组胺含量的测定。结果显示,与对照组相比,EAE可以促进造模组大鼠胃排空和肠推进比,促进DGP大鼠MTL和GAS的分泌。EAE能够明显增加大鼠离体结肠平滑肌的收缩活动,促进DGP大鼠结肠组织内肥大细胞数量的增加,并促使其脱颗粒。
④创见与创新:该项目以造模成功的糖尿病胃轻瘫大鼠为关注点,研究桃花乙酸乙酯提取物对DGP胃肠动力调控机制。
⑤社会经济效益,存在的问题:该研究旨在桃花提取物治疗DGP的疗效与机制,将对中医药有效成分治疗DGP提供理论依据,为DGP的治疗及预防提供新的研究思路和方向。然而,DGP的病理过程复杂并且动态变化,涉及多种细胞和器官功能。因此,其病理生理学过程中的作用尚需进一步研究。
⑥历年获奖情况:无。
糖尿病胃轻瘫桃花提取物中医药治疗
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2600010170
陕西
TS255.36
应用技术
工程和技术研究与试验发展
果汁传统产业化加工进程中特征香气异化所导致的呈香品质劣变问题,严重制约了果汁加工的规模化与标准化。该项目以西北典型果汁风味品质升级为目标,从影响各类果汁风味提升的主要问题入手,构建了果汁风味品质智能感知辨识体系,研发了相应的便携式智能感知设备,在明晰传统热杀菌果汁呈香品质劣变机制的基础上,重点开展了果汁多级酶解增香、低度热杀菌参数靶向优化、特征组分回填融合及非热钝酶持香调控等关键技术的研究与创制,切实有效地解决了西北典型果汁产业化加工中风味品质异化“卡脖子”问题。项目的核心技术成果已授权专利12件,获得软件著作权2项,发表学术论文40余篇,出版学术专著3部。项目主要技术创新点在于:
1.构建了西北典型果汁风味品质智能感知系统,研发了便携式智能感知设备。项目以西北典型果汁及其加工进程中顺次更迭样本特征挥发性物质组成、呈味属性和样本类型为多变量,采用消息传递神经网络(MPNN)、长短时记忆神经网络(LSTM-ANN)、反向神经网络(BP-ANN)、偏最小二乘-支持向量机(PLS-SVM)等智能算法构建了类脑细胞解析模型,高通量解析明确各类典型果汁加工进程中香味和异味属性多变量效应关系,通过整合各顺次工序样本风味物质组成、风味品质属性及智能感官传感器信号值间量化关系,创制了适用于果汁加工进程中各环节在线品质监控的智能感知系统,并结合3D打印技术、无线传输技术等研发创制可用于果汁风味品质在线监控及调控的智能感知设备,该设备基本实现了硬件95%国产化,产品风味品质识别的准确率可达95%以上。
2.典型果汁顺次加工工序风味异化表征及溯源解析。该项目以西北典型猕猴桃、石榴、蟠桃和香梨鲜汁及其顺次连续动态工序试制样本为基础,采用感官组学、风味组学和代谢组学等多组学技术明晰各类果汁顺次历经各工序时风味物质的动态演变规律,结合智能感知技术挖掘引发本真果香弱化和异味积蓄的关键靶点和分子靶标,同时采用物质消增模拟、稳定同位素标记示踪等手段,结合果汁简化模拟体系诠释差异加工模式、顺次工序和操作参数对特征风味和异味组分及其前体和中间体随工序更迭形成或转化的量化轨迹,明确各类典型果汁加工进程中品质异化分子作用机制,为后续果汁加工进程中异味靶标物质的阻断及赋香物质的蓄积,果汁风味品质定向调控技术的创制提供理论依据。
3.典型果汁风味定向调控核心技术的创制。基于已建立的果汁智能化感知技术和设备,通过探究传统热加工及非热和新型加工或耦合模式/参数及外源活性物质的添加对果汁制备进程中异味和褐变靶标物质的阻断途径和机制,创制了多级酶解脱苦增香、低度热杀菌参数靶向优化及特征组分回填融合等技术,有效实施了包括猕猴桃汁、石榴汁、蟠桃汁和香梨汁等多种西北典型果汁风味品质稳态化定向调控,一定程度上缓解了基于原料榨汁、鲜汁冻融、酶解、过滤、杀菌等加工工序对果汁产业化加工导致的风味品质异化问题。与原生产工艺相比,应用该项目核心技术研制的各类果汁产品其特征赋香靶标保留率达85%以上,显著的提升了产品的风味品质。
项目通过多数据融合创制了果汁风味品质智能感知技术,研发了便携式风味智能感知分析仪,以此为产品品质监测指标,在明晰果汁动态制备进程中呈味属性动态演替分子效应机制的基础上,明确其品质异化关键工序及靶标组分,重点突破了多级酶解增香、低度热杀菌参数靶向优化、特征组分回填融合及非热钝酶持香调控等关键技术。相较于市场同类传统商业果汁产品,经该项目核心技术制备果汁其特征呈香物质保留率得以显著提升,产品特征赋香靶标物质保留率可达85%以上。项目所研发的关键技术已在多家企业推广应用,技术辐射和带动全国多家果汁及相关生产加工企业。
果汁智能感知设备加工工艺
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2600142222
甘肃
R917
基础研究
医学研究与试验发展
①课题来源与背景:2021年甘肃省自然科学基金项目“水溶性客体分子识别的手性荧光探针构建”(21JR7RA124)。
②研究目的与意义:项目设计合成新型手性荧光探针分子,为非衍生氨基酸等水溶性化合物提供高效通用的荧光手性识别方法,计划将荧光手性识别由有机相转移到水相进行。
③主要论点与论据:荧光手性识别方法具有操作简单、检测迅速、检测成本低以及可实现高通量、实时、原位检测的优势。已报道的手性荧光识别均为有机相,然而生命过程均在水相中进行。该成果以水溶性较好的联二萘骨架手性季铵盐作为新型的离子型荧光探针,通过探针分子与识别客体之间的静电作用,对水溶性客体分子在水相中进行识别和检测,为水溶性化合物提供高效、廉价、通用的光谱检测方法,把荧光手性识别体系转移到更加绿色环保的水相。
④创见与创新:合成了一系列手性季铵盐作为荧光探针分子,研究了其对非衍生氨基酸、N-取代氨基酸和扁桃酸的荧光手性识别,为后续水溶性荧光探针的设计和构建提供有益经验。
⑤社会经济效益,存在的问题:研究成果有望用于药物等水溶性手性化合物的高通量荧光检测。后期争取在国家自然科学基金等项目支持下,对水溶性较好的季铵盐探针进行结构优化,引入亲水基团等,增加该探针的水溶性。另外还可以引入大的π体系荧光团以提高对氨基酸的手性识别能力。同时,进一步扩大识别底物的范围,研究探针对其他手性氨基酸和手性胺类化合物的荧光手性识别。
⑥历年获奖情况:无。
⑦成果简介:荧光手性识别方法具有操作简单、检测迅速、检测成本低以及可实现高通量、实时、原位检测的优势。已报道的手性荧光识别均为有机相,然而生命过程均在水相中进行。该成果以水溶性较好的联二萘骨架手性季铵盐作为新型的离子型荧光探针,通过探针分子与识别客体之间的静电作用,对水溶性客体分子进行识别和检测,研究结果对后续水溶性荧光探针的设计构建提供有益经验,有望将水溶性药物分子的光谱检测转移到绿色环保的水相。
荧光手性识别方法手性荧光探针
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2500020069
四川
R285.5
基础研究
医学研究与试验发展
中药是中国古代科学的瑰宝,课题组顺应社会需求,建立了一个以中药及其有效成分抗疱疹病毒为研究特色的团队,研究了多个中药的有效成分,如千金藤素、金丝桃素、槐定碱、迷迭香酸、盐酸小檗碱、黄芩苷、喜树碱、甘草酸等抗疱疹病毒新机制。
疱疹病毒在感觉神经元中潜伏,形成持续感染,给患者造成极大痛苦。近年来,艾滋病患者不断增加,常合并疱疹病毒感染,而这种患者往往对传统抗疱疹病毒药物(阿昔洛韦及其衍生物)耐药,甚至也有一些免疫功能正常的人也出现耐药,故亟需寻找抗病毒机制不同于阿昔洛韦的新药物。
从药物直接抑制病毒复制的角度,研究了新抗病毒靶点-碱性核酸酶(Alkaline nuclease,AN)。AN是参与病毒复制的关键酶之一,由一个保守基因编码,HSV很难对AN抑制剂耐药。之前国际上发现的AN抑制剂共只有2种(1,2-苯并异噻唑啉-3-酮和大黄素)。但1,2-苯并异噻唑啉-3-酮细胞毒性太大而无法作为抗病毒药物应用;大黄素虽然有抗病毒作用,但其抑制AN所需浓度远超其抗病毒EC50。而金丝桃素抑制AN的EC50与其抗病毒EC50接近,因此,可以认为金丝桃素是发现的唯一的一种通过抑制AN这种新靶点的抗HSV的天然药物,为项目团队首次报道,结果发表在J Ethnopharmacol,被Phytother Res.等经典杂志引用。AN抑制剂有望在今后的阿昔洛韦耐药患者中应用。
从药物激活细胞抗病毒免疫的角度,研究了促进感染细胞自噬的新的信号通路-STING信号通路。免疫力低下的人群,干扰素分泌受阻,所以探索非干扰素依赖性抗病毒机制对于流行的艾滋病合并疱疹病毒感染的新药开发有重要意义。以往的研究主要关注STING激活干扰素发挥抗病毒效果,而团队研究发现千金藤素能激活STING,通过IFN非依赖方式直接诱导病毒感染细胞自噬,进而抑制病毒复制。该结果在2021年发表于抗病毒领域经典杂志Antiviral Research(2021,IF=10.1),被J Virol.等病毒学经典杂志引用。STING的非干扰素依赖方式的激动剂有望在今后的艾滋病合并疱疹病毒感染中应用。从药物激活细胞抗病毒免疫的角度,还发现千金藤素和槐定碱能明显抑制PI3K-Akt信号通路,促进感染细胞凋亡从而抑制病毒的复制。两篇论文都发表于Front Microbiol,被J Virol.等病毒学经典杂志引用。为抗病毒新药物开发提供了新思路。
团队经过16年的工作,获得了国家自然科学基金面上项目、四川省杰青等项目资助;培养了多名硕士和博士研究生,发表了科技论文二十多篇,入选全国大学生百篇优秀论文1篇,获得中国发明专利1项;团队成员陈恬成为四川省卫计委学术技术带头人、四川省海外高层次留学人才;团队成员曾南成为四川省中医药管理局学术技术带头人、四川省有突出贡献的优秀专家、四川省优秀留学回国人员;团队成员曹康经Plos One杂志主编邀请成为该杂志病毒学领域的学术编辑。
中药有效成分抗病毒药物
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2600010271
陕西
TS255.36
应用技术
工程和技术研究与试验发展
以陕西、宁夏、新疆为代表的中国西北地区水果资源丰富,果基饮料(果汁/果酒等)是西北水果主要深加工产品类型之一,是西北多个区域乡村振兴的支柱产业。
然而,与较快发展的水果种植业相比,西北果基饮料加工产业却相对滞后,特别是关键加工技术薄弱,科技含量不高,特色不明显,严重制约了西北旱区特色果基饮料产业的健康发展。为响应《陕西省“十四五”现代果业发展规划》,加快推动水果加工业由初加工向精深加工转变。“旱区特色果基饮料加工提档升级关键技术与产业化”研究创新团队在国家自然科学基金、陕西省重点研发计划等资助下,聚焦西北旱区果基饮料精准设计提档加工与质量保障技术体系匮乏的产业与科学问题,历经近10余年持续协同攻关,形成了围绕“理论技术化→技术产品化→产品市场化”的创新与示范应用全产业链条,为加快推动该省及西北旱区主栽果品加工业由初加工向精深加工转变和绿色食品高质量发展提供坚实的科技支撑。
项目重要科学与产业贡献如下:
一、创建西北旱区果品品质与风味认知体系:解析物质基础,明确西北果基饮料典型风格,奠定产业升级理论基石。
(1)应用气相/液相串联三重四级杆技术,建立了旱区特色果品香气、黄烷醇、黄酮醇、羟基苯甲酸等近200个风味指标检测方法,制定团体标准5项。其中1-辛烯-3-醇、没食子酸等40余个参数高于国标/行标参数。(2)首次开发了适用于果品原料和果基饮料的“仪器+人工”可视化感官品质评价方法体系,构建了西北最大的果品原料和果基饮料危害因子风险数据库(22万农残数据)、营养品质数据库(52万营养数据)、风味品质数据库(13万风味指标数据),发掘了系列标志性风格品质化合物,构建了西北旱区特色果基饮料特征风味物质指纹图谱与风味剖面,解析了西北旱区果品组分物质基础,明确了西北旱区果基饮料典型风格特征,为旱区特色果基饮料加工提档升级提供了坚实的物质基础与风格导向。
二、创新果基饮料精准设计提档加工技术体系:“榨前分离+组分重构”、“多菌协同+增酸增香”攻克专用菌株与风味调控难题,实现产品按需设计与品质提档。
(1)创新了果品加工的榨前分离理论、技术与装备,进而率先提出了基于组分重构的果品精准加工技术理论与技术体系,实现了果品皮、肉、籽典型功能组分在果基饮料产品中自由分配。(2)基于“多产区、大样本、系统化”本土酿酒微生物资源收集策略,靶向筛选了酿酒风格多元化表达的优异菌株20株,其中,产香菌株12株、增酸菌株5株、降醇菌株3株。开发了基于增香增酸本土专用菌株的“双菌增香”等多菌协同混酿新工艺,有效破解了西北旱区果基饮料风味典型性不足、糖高酸低、口感寡淡、结构失衡等难题。(3)开发了基于“榨前分离+组分重构”、“多菌协同+增酸增香”等果基饮料按需设计、提档加工的技术优化产品设计方案,强化了果基饮料产品中特征香气等风味物质,为旱区特色果基饮料加工提档升级提供了坚实的技术体系支撑。
三、构建从土地到餐桌的全产业链质控体系并产业化:解决品质评价与加工粗放难题,引领产业价值跨越,回应产业重大需求。
(1)集成创建了以“安全管控、营养保持、风味创制”三导向为核心,覆盖全产业链的西北旱区特色果基饮料品质标准化评价与质量控制体系,实现中国旱区特色果基饮料质量控制与国际标准接轨。(2)开发系列果基饮料按需设计提档加工产品,建立产品生产示范线11条,研发新产品数十款产品。获得国内外赛事金奖以上100余项,产品质量和市场竞争力显著提升。
项目研究成果为陕西乃至西北旱区特色果基饮料产业开辟了新的提档升级加工方向,并为其建立了“理论技术化→技术产品化→产品市场化”的旱区特色果基饮料全过程质量保障标准,提升了产业竞争力。该项目成果登记4项、授权专利20项、发表SCI论文38篇、制定地方标准8项、团体标准15项、企业标准9项、软件著作2项。新型葡萄酒、猕猴桃酒、NFC葡萄汁及葡萄皮相关产品在张裕集团、陕西康庄食品科技有限公司、陕西栖凤御林农业科技有限公司等获得应用,新增经济效益4.57亿元,显著促进了产业提升与乡村振兴,实现了良好的经济与社会效益。
果基饮料深加工工艺风味指标检测方法
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2600140476
甘肃
S662.5
基础研究
水果、坚果、饮料和香料作物的种植
一.课题来源与背景:
1、来源为甘肃省科技厅技术创新引导计划乡村振兴专题项目“温室大樱桃抗裂果及品质提升栽培技术研究”,项目编号21CX6NE170。
2、课题背景为天水源丰成农业综合开发有限公司在张家川县龙山镇现代果业示范园区搭建大樱桃连栋温室20座,面积100亩;品种主要为美早、萨米脱、维卡、早红珠等;2013年建园,2019年10月搭建温室,2020年5月大樱桃果实成熟,比露天普通樱桃提早40-60天,果实品质好,销售价格高。2021年4月上旬果实成熟进入采摘期,裂果现象严重,裂果率40-50%,品质低,严重影响温室大樱桃生产,给企业造成巨大经济损失。为了有效解决温室大樱桃裂果生产难题,引导设施大樱桃健康稳定发展,提高经营效益申报该课题。
二.技术原理及性能指标:
1、技术要点:调查温室大樱桃裂果的原因→分析影响温室大樱桃裂果的主要因素→筛选出2-3种抗裂果药肥→提出有效控制温室大樱桃裂果的技术途径和措施→降低裂果率→总结提出温室大樱桃抗裂果技术要点。为温室大樱桃优质丰产提供技术支撑。
2、项目指标:
(1)建立抗裂果及品质提升栽培技术示范园100亩,预计每亩产量600公斤,平均售价提高到120元/公斤以上,亩产值达到7万元以上。
(2)开展不同药肥提高温室大樱桃抗裂果性试验,进行效果评价。筛选出2-3种抗裂果药肥,提出有效控制温室大樱桃裂果的技术途径和措施,将裂果率降至5%以下;提高优果率至80%以上;
(3)通过田间指导、集中办班开展技术培训推广示范,培训人员不少于350人次。
(4)发表论文1篇。
(5)总结温室大樱桃抗裂果及品质提升栽培技术。整理撰写总结报告。
三.技术的创造性与先进性:
1、通过调查分析,明确了主栽品种、空气相对湿度、土壤含水量、钙素营养水平等是影响温室大樱桃裂果的主要因素。
2、开展了预防大樱桃裂果试验,采取幼果期至果实膨大期根施欧苷300倍液+高盖(钙)1000倍液、果实转色期叶面喷施果裂消750倍液2种方法,裂果率可控制在4.3%以内。
四.技术的成熟程度,适用范围和安全性:源丰成公司温室大樱桃栽培技术基本成熟,通过项目实施,全面掌握了温室大樱桃裂果原因和影响因素,筛选的药肥组合对同类生产区具有重要借鉴意义。总结的温室大樱桃抗裂果及品质提升栽培技术,适用于温室、大棚及日光温室大樱桃生产,安全性也能保证。
五.应用情况及存在的问题:
1.应用情况:源丰成农业开发公司实施该项目后,所产温室大樱桃以其果个大、色度红、硬度大、风味甜的特点,深受被市场和消费者认可和喜爱,市场供不应求。注册了商标,延长了产业链条,对外拓宽了市场,对推进该县大樱桃产业走上规模化建园、集约化经营、标准化管理、产业化发展的现代花椒产业发展之路具有现实意义。带动了全县设施大樱桃,包括设施果树产业的发展。2022年张川镇建成以大樱桃、葡萄为主的现代果业园区,带动效应逐步显现,为全县果品产业发展贡献了力量。
2、存在的问题:
(1)课题抗裂果技术试验设计简单,处理比较单一,考虑因素少,试验效果不佳。数据采集方法、处理和分析还不科学,试验数据不详细,无法全面反映实际情况。原因分析还不到位,存在开花不整齐、座果率不高问题,水肥管理把握不精准,施肥方法不合理。
(2)技术推广力度不大。但是受果园投入、果农观念等方面的影响,该项新技术的推广应用在该县发展缓慢,应用范围十分有限,需要争取各方面的资金支持,加强技术培训与示范,逐步提高成果应用范围。
(3)经济效益发挥有限由于温室大樱桃生产投入高,短期内果园投资成本高,影响果品企业经济收入,效益水平还没有发挥出来,整体经济效益的体现还没有达到理想状态,随着温室大樱桃产量产值稳步增长,经济效益将逐步显现出来。
(4)投资成本回收比较慢设施栽培温室建造投资成本非常高,成本回收难度大。管理成本也高,受经济下滑和果品出口贸易受挫因素影响,市场持续低迷,消费需求不足,销售不顺畅,导致总体收入减少,经济效益不高,给合作社投资成本回收计划造成严重影响。
(5)自然灾害影响比较大。受全球气温变暖影响,该县极端天气发生趋于频繁,尤其是冬季极端低温、花期晚霜冻及春伏旱对温室大樱桃生产影响大,防灾减灾设施建设滞后,抵御自然灾害能力差。
六.历年获奖情况:源丰成公司“张川珍果”大樱桃品牌,荣获“中国樱桃产业榜样一百品牌”。
七.成果简介:
1、开展温室大樱桃裂果调查及发生原因分析:确了主栽品种、空气相对湿度、土壤含水量、钙素营养水平等是影响温室大樱桃裂果的主要因素。
2、开展药肥防治大樱桃裂果试验:采取幼果期至果实膨大期根施欧苷300倍液+高盖(钙)1000倍液、果实转色期叶面喷施果裂消750倍液2种方法,裂果率可控制在4.3%以内。
3、项目实施期间,建立示范园100亩,亩产量617kg,亩产值7.4万元,累计产值1480万元,项目新增收益277.65万元。在2022年山东烟台举办的全国樱商大会上,源丰成公司“张川珍果”大樱桃,荣获“中国樱桃产业榜样一百品牌”。
4、总结出温室大樱桃抗裂果栽培技术要点。
5、发表论文1篇。举办培训班12期,培训技术人员410人(次),发放技术资料500份。
大樱桃温室栽培施肥方法