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2022年林草科技十大进展

本文发布于:
2023-03-24
来源:
中国林学会林业科技管理专业委员会
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为深入学习贯彻落实党的二十大精神和习近平总书记关于科技创新的重要指示批示精神,全面梳理总结我国林草2022年所取得的科技成就,充分发挥优秀科技成果在促进林草事业高质量发展中的示范引领作用,中国林学会、国家林草局科技司组织开展了2022年林草科技十大进展评选活动,并委托中国林学会林业科技管理专业委员会具体承办。通过公开征集、形式审查、专家评审、评审委员会终审等程序,评选出2022年林草科技十大进展,现予以公布。

1、破译油茶基因密码,助力油茶分子设计育种

2022年,中国林业科学研究院亚热带林业研究所、江西省林业科学院、中南林业科技大学等单位科研团队成功组装了染色体级别高质量油茶、红花油茶和狭叶油茶基因组,揭示了油茶物种进化历史及其种子高油脂、高不饱和脂肪酸含量的驯化机制,阐明了油茶各物种的“前世今生”,绘制了茶油及其活性成分生物合成途径及其基因簇,解析了种子油脂和油酸含量“双高”的遗传学机制和油茶自交不亲和遗传特性,创建了油茶品种DNA指纹图谱,为油茶籽油产量与品质性状分子改良提供了理论基础。

2、菌草综合利用技术取得重要突破

福建农林大学科研团队建立了菌草遗传转化体系,成功实现异源微管蛋白在绿洲1号中的高效表达,建立了首个菌草品种功能基因组多组学数据库,以菌草作为先锋植物快速固碳、防沙固沙、阻沙入河,创建了黄河阿拉善段菌草生态安全屏障,菌草技术从“以草代木”栽培食药用菌拓展到生态治理、饲料、肥料、生物质能源与材料等领域,形成“菌草—生态治理—综合利用”技术体系和产业发展模式,在国内外广泛推广应用。

3、绘制落叶松基因组图谱,解析木材品质形成机制

中国林业科学研究院林业研究所科研团队组装完成了落叶松高质量全基因组图谱,落叶松基因组66.8%由重复序列组成,其中LTR-RT占69.86%,1139个基因家族在物种分化后发生扩张,而581个基因家族发生收缩,发现LkLACLkPRX基因在针叶树木材特性形成中发挥关键作用。基于群体转录组数据,发现木质素含量差异主要由木质素单体聚合过程决定,LkCOMT7LkCOMT8LkLAC23LkLAC102LkPRX148LkPRX166等六个基因表达量与木质素含量呈显著正相关,为解析落叶松进化和生物学特性及基因组选择育种奠定了基础。

4、揭示天然木材室温磷光发射效应及其调控机制

东北林业大学科研团队发现了木材细胞壁中纤维素与半纤维素所形成网络结构对木质素限域所诱导的木材室温磷光发射现象,开发了木材细胞壁原位氧化技术,对木质素限域程度进行可控调节,实现对木材室温磷光寿命的定向强化,设计与搭建自动化流水线氧化装置,实现了天然木材向在黑暗环境中发出余辉“夜光木”的宏量和可控转化,为木材高附加值创新利用建立了理论基础。

5、揭示兰花异养分子机制,推动兰花种业创新

福建农林大学科研团队解析了广东舌唇兰和紫金舌唇兰基因组,阐明了兰花真菌异养进化及兰属花卉无叶开花相关分子机制,解析了兰科植物KNOX等基因家族的特征及功能,全面梳理蝴蝶兰属下全部种类的形态特征、生态习性以及地理分布,提出了蝴蝶兰亚属与亚族以及种间分类特征和检索,筛选出香花蝴蝶兰育种核心亲本,率先创制香花新种质,为兰花种业创新奠定理论基础。

6、破译复杂超大千年香榧基因组

浙江农林大学科研团队揭示了表观遗传调控参与裸子植物香榧种子发育、金松酸生物合成的分子和进化机制,构建了金松酸生物合成体系,实现了金松酸的生物合成,建立了香榧基因数据库及表型数据库,解析了重要健康功能成分生物合成及调控机理,挖掘了营养及形态性状关键调控位点及其关键基因,建立了基因标记辅助选育高产、优质榧树新种质体系,为香榧优质高产品种创制提供优良种质资源和新方法。

7、攻克竹材高值化加工技术,促进“以竹代塑”

国际竹藤中心科研团队研究开发了连续化竹单元初加工、重组竹与竹层板连续组坯成型、竹材无裂纹软化展平等技术与设备,攻克了连续柔性竹纤维、多维异型缠绕及模塑加工技术与设备,突破了竹基纳米纤维素、竹基新型碳素复合材料、生物燃料等制备关键技术,构建竹质工程材料连续化自动化加工关键技术体系,实现竹基复合材料在水利管道、汽车内衬与建筑工程领域的拓展应用,大幅提升竹材加工产业的机械化和自动化水平,为促进以竹代塑产业发展提供了强有力的技术支撑。

8、构建了黄土高原生态修复协同发展模式

西北农林科技大学科研团队阐明了黄土高原典型植被恢复的过程及其驱动因子,揭示了植物群落生物多样性保育、水源涵养和碳汇等功能影响机制,建立了黄土高原土壤质量评价指标体系、评价模型及评价方法,研发了退化林草群落结构改善和功能提升、土壤微生物活化等技术体系,构建了黄土高原6个类型区县域生态综合功能提升的生态经济协同发展示范模式,定量刻画了生态修复过程中生态环境—产业发展—社会经济相互作用及其路径,为该区域生态产业与经济协同发展奠定了理论基础。

9、揭示杨树基因组功能元件适应性演化机制

北京林业大学科研团队揭示了杨树种源适应性驱动下的基因组演化特征,阐明了miRNA在杨树基因组适应性选择背景下的演化路径与层级调控网络,构建了lncRNA在杨树基因组适应性选择下的高维转录调控网络,解密了杨树假基因的起源演化及其转录调控机制,解析了基因组适应性选择元件调控木材品质的分子机制,开发了一系列环境适应性功能模块,为杨树“优质、高抗、广适”分子设计育种提供了理论与技术支撑。

10、开发了生物质气化多联产绿色制氢新技术

南京林业大学科研团队阐明了农林生物质纤维素、半纤维素、木质素大分子与生物质炭调控机制,为生物质炭替代煤炭制氢提供稳定、绿色、优质炭源和热源,突破了可燃气清洁燃烧供热与生物质炭蒸汽重整绿色制氢技术,构建了生物质气化制氢反应模块能量流智能管理系统,大幅提升了系统能源利用效率和氢气产率,建立了新型生物质绿色制氢反应体系,开发了生物质制氢自调控富氢反应装置,实现生物质绿色制氢过程高效、清洁、低成本。