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芒属能源植物资源发掘与种质创新
成果信息
立项支持
  • 公布年份:
    2015
  • 中图分类:
    S324
  • 关键词:
  • 成果简介:
    发展清洁可再生的生物质能源是应对能源危机和环境污染的战略选择,开发理想的能源植物保障优质生物质原料的稳定供给是发展生物质能源的基本前提。欧美国家能源植物研发的重点已从油料和淀粉植物聚焦到了纤维植物,从木本纤维植物聚焦到了草本纤维植物,并推出了专用能源草品种,而中国尚缺乏自己的专用能源草品种。该项目着眼于中国生物质能源产业原料供应体系的战略需求,立足中国本土特色植物资源——芒属植物的开发,旨在培育出高产量、优质量、低成本、适合于非耕地栽培,并具有自主知识产权的芒属纤维能源草新品种,填补中国专用能源草品种开发的空白,将中国的芒属植物资源优势转化为生物质原料优势,促进中国生物质能源产业的发展。芒属植物是一类高大禾草,在中国有着丰富的野生资源分布。该项目在国家自然科学基金、863项目的资助下,经过16年的系统研究,围绕芒属能源植物的资源发掘与种质创新开展了以下研究:一是在资源调查方面:探明了中国大陆地区芒属植物的分布区系,采集了有居群代表性的种质资源,建立了中国首个芒属植物种质资源库,开发了中国芒属植物电子标本数据库;二是在资源评价方面:开展了芒属植物表型遗传多样性和分子标记遗传多样性分析,构建了中国芒属植物核心种质资源库,明确南荻、荻、芒和五节芒等4种芒属植物具有作为能源草的开发价值;三是在资源筛选方面:确立了芒属能源植物核心性状,筛选出了一批优良的种质资源,进行了优良芒属植物种质的抗逆性评价;四是在资源改良方面:选育了湘南荻1号和湘南荻2号两个芒属能源植物新品种并获得品种权,同时将中国特有物种南荻推进到能源草的前列;五是在杂交技术方面:证实了芒属植物的自交不亲和性,揭示了其开花生物学规律,建立了其杂交种的分子鉴定技术体系;六是在人工远缘杂交方面,建立了芒属植物人工远缘杂交技术体系,开展了广泛的人工杂交试验,培育出了人工种间杂交新品种湘杂芒1号、2号和3号,并获得了品种权,使国内外首次有了人工杂交能源芒草新品种:七是在生物技术创新种质方面:建立了能源芒草体细胞离体快繁和再生技术体系,建立了基因枪转化技术体系,获得了世界上首例转基因南荻。通过以上研究,该项目奠定了中国能源草研发的技术基础和种质基础,填补了中国能源草品种的空白,并使芒属能源草成为国内外公认的能源草种类。该项目已取得以下主要成果:选育出5个芒属能源植物新品种;授权发明专利4项;发表相关学术论文22篇,其中SCI收录5篇,EI收录1篇。该项目选育的5个新品种已在湖南、重庆、山东、河南、陕西等5个省区累计示范推广8000余亩。在河南天冠纤维乙醇有限公司进行生产应用,近3年来累计生产酒精3200吨,创造利润1844万元。同时,选育的品种在盐碱地和滩涂地的推广种植对防治水土流失、修复污染土地和保护生态环境产生了积极的效应。该项目的研究成果产生了广泛的社会影响,每年有数十位国内外同行专家前来考察。2010年的第二届生物能源与生物技术国际学术大会以该项目所建的芒属植物试验基地为考察现场,2012中国科学院植物所与该项目组共建芒属植物联合实验室,2013年受邀在韩国首尔召开的生物质能源国际学术会议做主题报告,大会的主题标语就是“芒属能源植物——生物质能源的未来”。近年来,光明日报、红网等多家主流新闻媒体对该项目的研究成果都进行了专题报道。
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