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“云南农业大学农业科技这十年”之农学与生物技术学院科技成果与典型人物
来源:农学与生物技术学院 时间:2022-07-27浏览次数:

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支部共建,药材种植推广见成效

2018年至2021年,云南农业大学农学与生物技术学院教工第一党支部与南华县沙桥镇新华村总支开展支部共建。由陈军文、徐绍忠、希从芳、海梅荣、赵艳等人组成“三区”服务技术团队,根据南华县沙桥镇新华村自然气候和农业生产实际,充分发挥自身专业技术优势,重点开展科技服务、科技咨询工作,协助成立专业合作社,编制种植技术手册,探索出“支部共建+公司+基地+农户”科技扶贫推广模式,该模式由党支部牵头,协会提供技术支撑,公司定点收购,能最大化降低农户种植风险,保障农户利益,实现脱贫目标和促进乡村建设。经过不懈努力,团队战胜了疫情影响、干旱等困难,带动当地经济发展取得良好效果。

建立丹参、黄芩、红花等中药材种植示范基地10亩,带动推广290亩,其中包括丹参规范化种植示范基地96亩(包括核心区5.2亩),编制种植技术,开展种植技术培训16场次,合计800人次。在2020年年底采收测产中,3个样点丹参鲜重的平均单产为1002.17kg/亩(比2019年530kg/亩增产89.1%),获得丹参总产96192kg,实现农业总收入38.4万元。采取支部共建方式,开展科技示范推广中药材种植,辐射带动了周边农村种植药材的积极性,促进了山区农村经济的发展。

高原神草的风雨兼程——记中药材团队科技创新

云南是我国中药资源最富集区域,也是我国中药材重要产区和主产区之一。云南农业大学西南中药材种质创新与利用国家地方联合工程研究中心在杨生超教授的带领下依托区域资源优势,围绕中药材种质发掘与利用研究,开展理论与技术创新,促进中药材产业高质量发展。主要创新工作如下:

一是创建首个药用植物组学数据库;完成了三七、灯盏花、丹参、重楼等云南特色药用植物基因组测序。解析了灯盏乙素、三萜皂苷、异喹啉生物碱等合成与调控分子机理;构建灯盏乙素酵母全合成细胞工厂,这是我国从基因组到天然产物合成的第一个成功案例。

二是构建品质育种技术体系,以品种制度推动中药材品质优先的种植理念。创新药效成分与表型性状相结合的集团改良选择育种方法;积极应用全基因组辅助选择育种技术。联合三七种植龙头企业,累计保育三七种质材料11000余份,成为我国最大的三七种质资源库,首次实现了三七品种化推广、建立三七种质资源库,引起了社会的广泛关注和积极评价。选育了三七、石斛、重楼、灯盏花等18种药用植物71个新品种/良种,云南农业大学是我国选育登记药用植物新品种最多的单位;选育登记了我省第一个药用植物新品种灯盏花千山1号,率先建立我国灯盏花品种制度。

三是推动高原山区中药材良种良法配套。云南农业大学首创林下三七、西洋参有机栽培技术体系,联合有关单位积极推动林下石斛有机栽培技术,集成构建良种及栽培技术体系并推广应用。

其中,药用植物组学数据库建设、高品质灯盏花品种制度建立、三七高品质育种及灯盏乙素酵母全合成技术达到国际领先水平。相关论文在Nature Communication、Molecular Plants、Plant Biotechnology Journal、中国中药杂志、植物生态学报等国内外主流期刊发表。以《高原山区重要中药材高品质种质创新及应用》为题的科技成果荣获2020度云南省科技进步奖特等奖。



植根云岭大地,滇型水稻绽放科技之花

始于1965年,云南农业大学在全国率先开展杂交粳稻育种技术研究,在李铮友教授的带领下,1969年育成了中国第一个粳稻细胞质雄性不育系—红帽缨不育系,1973年成功实现杂交粳稻三系配套,标志着滇型杂交粳稻育种技术的建立,这是我校原始创新的科技成果,得到国内外水稻界的认可。迄今为止,滇型细胞质雄性不育系,仍是我国杂交粳稻育种的主要技术体系,用于培育滇型、甬优、春优等杂交粳稻新品种,育成品种上百个,年推广应用面积数百万亩。

近些年来,我校稻作研究所团队,围绕滇型水稻育种技术平台基础,利用生物育种技术手段,创制新材料、开发新技术、培育新品种,获得多个新突破。科企合作的种业产学研发展模式,是我省水稻种业发展的主要支撑,是我省水稻生产良种的重要供给保障。

(1)种源创新,育成优质、特色、多元的一系列滇型水稻新品种

近十年来,利用生物育种新技术,发掘利用水稻优异基因资源,在育成的25个滇型水稻品种中,显示出优质、特色和多元的品种特征,包括优质米、软米、香米、糯米、红米、紫米、功能米、加工米,已经进入生产应用。

有4个品种多次被列为云南省主导品种,滇禾优34、滇禾优615、滇禾优918、滇屯502,推广应用面积覆盖云南、贵州、四川、湖南、湖北、广西中高海拔区域,在截至2022年应用面积已超过数千万亩。

3个“五新品种”,滇禾优615、滇屯506、滇禾优918被评为云南省的五新品种;1个国家金奖品种,优质高产品种滇禾优615,2019年获全国优质稻食味品质鉴评金奖,是西南稻区第一个获此殊荣的粳稻品种。

1个优质稻米的接班品种,结合分子手段开展复壮研究,培育出优质香软米新品种滇屯506,提高了稻瘟病抗性,有可能成为云南优质米生产使用30多年的主栽品种“滇屯502”的接班品种。

1个优质功能型的品种,培育出胚乳富含抗性淀粉、直链淀粉含量低的优质米品种“滇谷2号”,这是迄今报道的世界第1个直链淀粉含量低、又富含抗性淀粉的水稻品种,已经开始科研成果转化。

1个优质鱼塘稻品种,培育成功适合深水区种植的优质稻品种滇谷163,株高140cm,不倒伏,拔节后可淹水80-100cm,适宜稻鱼共生,在非粮化的深水(鱼塘)区推广应用。

(2)“科技稻”变身“民生稻”,开辟山区口粮生产的新途径

针对地多田少、可灌溉土地资源限制、工程性缺水严重等云南水稻生产共性问题,研制出品质优、抗逆杂种优势强的“滇禾优”系列品种,成功实现杂交水稻旱种的栽培技术,破除水稻只能种在水田中的思维禁锢,水稻像玉米一样山地旱种,拓展云南山地种植水稻新途径,积极探索实践杂交水稻山地旱种模式,成功实现“水稻上山”,让自然雨养条件下的山地上也长出了水稻,为保障口粮安全开辟了新路径。

至2019年以来,水稻科技服务从未停歇脚步,为保粮食安全,云南农业大学科企联合水稻团队,在景东、临沧、澜沧、文山、罗平、大理、保山等16个地州,50多个县,开展滇型杂交水稻旱地种植试验示范,开展杂交稻旱种培训100余次,培训农户上千人次。至今(2020-2022年),滇型杂交粳稻旱种面积近48万亩,分布16个州市50多个县,种植海拔从500米的勐腊县到2200米的宣威市,既有千亩连片种植,也有重点示范展示,新增稻谷上亿公斤。同时,还在贵州、四川、新疆进行了试验示范。多点实施情况看,“滇禾优615”和“滇禾优34”均表现出耐旱性强,干旱后遇水恢复生机迅速旺盛;在干旱条件下生长量大、分蘖力强等优点,山地旱种平均亩产430kg,最高可达600kg以上。尤其是,我省的边远山区,山区人民通过杂交稻旱种首次吃上自己种的放心粮,“科技稻”变身“民生稻”,科技的成功转化应用,拓宽了云岭广大稻农增产增收的路子。

(3)杂交种子生产效益高,助农增收助力乡村振兴

为确保杂交水稻种子质量和科技成果的转化,云南农业大学与云南金鼎禾朴农业科技有限公司长期开展科企联合、创新机制,实施“育、繁、推”一体化战略,充分发挥各自的优势,取长补短,共同发展,提高了滇型杂交粳稻研究成果的转化及运用率。在杂交稻种子生产上,建立了稳定的种子生产基地,应用成熟的种子生产技术《滇型杂交粳稻制种技术规程》,现代化的生产加工方式,以及高效的生产组织模式,开展规模化、标准化和轻简化的种子生产,取得明显生产效益和社会效益。

2022年,在普洱市实施了4300亩滇型杂交水稻规模化、规范化、轻简化种子生产,其中景东种子生产实收测产,“滇禾优615”千亩片平均亩产达602.4斤,按公司收购价9元/斤计算,亩产值5421.6元,3800亩总产值2060.2万元,扣除生产成本2200元/亩,亩纯收入3221.6元,总纯收入1224.2万元。

在近10年,滇型杂交粳稻制种面积累计3万余亩,带动8个行政村300余户农户制种,每户制种面积为30-100亩,制种年纯收入可达8-20万元,其中有79户建档立卡贫困户222人实现脱贫,全体制种户奔小康。滇型杂交粳稻规模化规范化种子生产技术成熟,制种农户和种子生产企业双赢,社会效益和经济效益显著。对保障粮食安全,促进农民增收、农业增效,助力云南脱贫攻坚。

小视频:https://mp.weixin.qq.com/s/_b0_94SrvMa8RFpiSiX_7w景东滇型杂交粳稻种子生产 “赶花粉”

(4)“FM系法”杂交水稻制种技术新体系可实现机械化高效制种

“FM系法”杂交水稻制种技术创新体系可有效解决目前杂交水稻种子生产面临的高成本、低产量发展瓶颈。我校陈丽娟教授研究团队利用完全败育水稻雌性核不育自然突变体fst,经过多年的杂交选育,育成了具有不同遗传背景的多个“云岭”系列水稻雌性核不育系,为“FM系法”杂交水稻制种技术新体系的创建和应用提供了丰富的花粉供体材料。

通过水稻雌性育性控制基因FST的表达操作,利用苯达松转基因“中转”删除技术,实现了水稻苗期的转基因致死删除和雌性核不育系的非转基因种苗的繁殖,并进一步构建了水稻雌性不育系(FS)+雄性不育系(MS),即“FM系法(FM-Line)”杂交水稻制种技术新体系,为实现杂交水稻机械化高效制种提供了新的技术方案。

(5)科教与实践紧密结合,育农科新人

以作物学为基础的滇型杂交水稻育种及杂交优势利用一直是云南省作物遗传育种重点学科的重要组成单位,是云南农业大学首批招收硕士、博士研究生的教学单位,不仅承担学校本科,研究生育种专业相关课程,指导本科生科研与实践相结合的下沉式生产教学实践,同时面向社会基层开展各类科技服务,还多次承担FAO、东盟(ASAEN)等国内外杂交水稻技术教育培训,享有较高的学术影响力。

校园里三尺讲台,结合水稻育种科研实例,理论实践相结合,传道受业解惑;田地里植根大地,师生齐上阵,结合当地农业生产需求,开展优质、稳产的水稻新品种及其绿色高效水稻栽培技术、杂交稻旱种等各类技术培训,科技下乡服务“三农”。迄今,指导本科毕业实践200余人,培养硕士研究生100余人,博士研究生30余人。





“育小薯济苍生,栽大木柱长天”——云南农业大学薯类研究团队十年来成果总结

一、云南农业大学薯类研究团队简介

云南农业大学薯类作物研究始于上世纪50年代,为解决当时的粮荒,留美归国学者任运祥教授潜心研究,创造了亩产万斤的甘薯全国纪录。云南农业大学薯类作物研究所于2000年10月成立,负责人是郭华春教授。研究所历经20余年的发展,现已成为国内外具有较大影响力的薯类作物研究专业单位。同时也是“国家马铃薯产业技术体系西南高产高效栽培岗位”、“云南省马铃薯产业体系研发中心”、“云南省省级薯类昆明种质资源圃”及“云南省高校郭华春名师工作室”的依托单位。研究所常年保存有薯类作物资源1000余份,建设有植物生理实验室、植物分子生物学实验室、雾培种薯生产温室、玻璃温室、温室大棚、自动化冷库、植物组织培养室,在校内和省内多个地区有薯类繁育试验基地,可开展薯类作物资源保存与评价、分子生物学、种质创新与品种选育、良种繁育、高产栽培生理生态等方面研究。

“育小薯济苍生,栽大木柱长天”,开展科学研究和人才培养,形成了薯类作物种质资源评价与种质创新、薯类作物生理生态与高效栽培、薯类作物特殊营养组分与相关基因挖掘三个稳定的研究方向。先后承担农业农村部、科技部、国家基金和云南省科研项目20余项,项目经费达5000余万元;在国内外学术刊物上发表论文300余篇。主编或参编教材、专著12部,授权专利15件,研究团队获“云南省科技进步特等奖”、“农牧渔业丰收奖贡献奖”、“云南省技术发明二等奖”等省部级科研奖励6项。选育并通过国家登记、省级审定(鉴定)薯类作物新品种14个,其中引进并审定的马铃薯品种‘青薯9号’占云南马铃薯全年播种面积的20%以上,为云南第一大主栽品种,每年为薯农增收超10亿元;自主选育的‘滇薯23’、‘滇薯47’成为2020年云南省马铃薯主导品种。

在加强科研的同时注重科研反哺教学、突出科教融合,已培养博士后2名,博士研究生26名、硕士研究生100余名,本科实习生200余名,获“本研联动培养薯类创新创业人才路径的探索与实践”等省级优秀教学成果奖4项。

二、近十年来薯类研究团队农业科技成果

(一)农业科技成果丰硕,获多个省部级科技奖项

近十年来,云南农业大学薯类研究团队对马铃薯和甘薯等高原特色作物的育种和栽培技术进行攻关,取得了丰富的成果,成果分别获云南省技术发明二等奖、全国农牧渔业丰收奖贡献奖、云南省科学技术进步特等奖各1项。

1. 2016年《滇紫甘薯系列品种选育及产品开发》获云南省技术发明奖二等奖

针对市场需求,通过产学研结合,在科技部科技支撑计划、云南省科技厅和云南省农业农村厅等相关项目的支持下,开展“紫色甘薯系列品种选育及产品开发”研究,取得如下成果:创新紫甘薯育种方法,育成滇紫甘薯系列品种;利用云南复杂生态条件,采用多点评价等手段,研发“甘薯实生苗营养袋育苗”、“甘薯实生苗漂浮育苗”、“甘薯种苗雾培快繁方法”等专利技术,提高了紫甘薯育种效率,缩短了育种进程。选育出了“滇紫甘薯1号”、“滇紫甘薯24、54、66、88、92和112”等七个紫甘薯品种并获省级登记。这些新品种在产量和花色苷含量等方面显著优于对照品种,填补了云南紫甘薯品种选育的空白,满足了市场对紫甘薯多样化的需求。深入研究了紫甘薯配套栽培技术及甘薯与玉米等作物间套作效应,实现了良种良法配套。并对紫甘薯花色苷在块根中的分布和稳定性及其抗氧化活性进行了深入研究。

该成果的推广应用取得良好的社会经济效益,实现了企业增效,农民增收。带动农民累计种植紫甘薯8.13万亩,占云南紫甘薯播种面积的80%以上,实现农民新增收入1.13亿元。企业新增销售额3080万元,累计实现利润1023万元,社会经济效益明显。项目实施中,选育登记紫甘薯新品种7个;申请专利13项,其中获授权8项,获受理5项;开发了“紫甘薯自发粉”、“紫甘薯冲调粉”、“花青素精片”等紫薯系列产品10个;发表论文33篇,其中核心期刊30篇,主编和参编教材各1部;培养研究生5名,其中1名获省优秀硕士论文、2名获省优秀博士论文。

2.2019年获全国农牧渔业丰收奖贡献奖

全国农牧渔业丰收奖是中华人民共和国农业部于1987年设立的农业技术推广奖,用于奖励在农业技术推广活动中做出突出贡献的集体和个人。每三年开展一次,分成果奖、贡献奖和合作奖。每次成果奖不超过400项,分一、二、三等奖;贡献奖不超过500名,合作奖不超过20项,贡献奖和合作奖不分等次,均以一等奖对待。团队带头人郭华春教授于2019年获全国农牧渔业丰收奖贡献奖,该次获奖是云南农业大学教职工首次获得贡献奖殊荣。

3. 2019年《冬季马铃薯优质高效技术体系构建及应用》获云南省科学技术进步特等奖

云南边疆热区是拉祜族、佤族、景颇族等直过民族聚居的深度贫困区,受印度洋季风影响雨季旱季分明,长期雨季种稻旱季冬闲,利用冬闲田开发冬季马铃薯产业是脱贫攻坚的迫切需求,而国家产业规划中云南冬季马铃薯被长期忽略且技术匮乏。该项目经过十余年研究,把云南热区冬季生境特点与马铃薯生物学特性耦合,构建了优质高效技术体系,发表论文98篇,专著1部,审定品种6个,授权发明专利5件,实用新型专利7件。2008年以来累计推广1131.2万亩,促进农民增收228.8亿元,为云南边疆民族脱贫致富做出了突出贡献。

2008年以来冬马铃薯推广面积迅速扩大,近年每年推广200多万亩,占全国冬季马铃薯面积的近40%,成为中国冬季马铃薯的最大产区。通过应用推广一系列优质高产关键技术,在临沧、德宏、红河、普洱等地实现了千亩连片亩产3.2吨、百亩连片亩产4.5吨,在建水县甸尾乡铁所村创出了中国冬季马铃薯亩产5.5吨的最高记录。通过应用一系列绿色防控技术,冬季晚疫病发病率在5%以下,防治效果超过90%,其他病虫害如早疫病、Y&X病毒病、潜叶蛾、青枯病等防治效果超过70%,减少农药用量60%以上。病虫害绿色防控技术保障了冬马铃薯优质高产,彰显了云南冬季生产绿色食品的技术特色。

云南冬季马铃薯每年2-5月收获上市,填补了中国同期市场空白,鲜薯售价高,技术成果推广迅速,2016-2017年推广446.5万亩,社会经济效益显著,成为了云南边疆民族脱贫致富的重要产业。应用前景广阔,项目总体达到同领域研究国际先进水平。

(二)培养农业科技人才,为产业发展提供人才保障

薯类研究团队在加强科研的同时注重科研反哺教学、突出科教融合,已培养博士后2名、博士研究生26名、硕士研究生100余名,本科实习生200余名。

在人才培育过程中,团队始终坚持“支撑产业,服务薯农”的宗旨、一贯秉承“求是、创新、致用”的理念、力争不辱“育小薯济苍生,栽大木柱长天”的使命,致力于云南高原薯业发展,形成职称、学历、年龄、学缘结构合理,教学特色鲜明、学术造诣高的专兼职研究队伍。创新教育模式,实现本科实践教学四年不断线,学生实践动手能力、获取知识能力、专业应用能力、专业拓展能力和核心竞争力显著提升。建立“产学研融合,本硕博贯通”的人才培养模式,培养薯类创新创业人才,适应社会需求。团队所培养的人才分布在国内多个省市,分布在省内云南大学、云南师范大学、西南林业大学、云南中医药大学、大理大学、丽江师专、昭通学院、普洱学院等高等院校,云南省农业科学院、云南省农业农村厅等农业科技相关科研院所及单位。

团队所培养的人才在毕业后晋升教授5人,副教授7人,学生以第一作者发表学术论文147篇。发表的3篇学术论文获中国马铃薯专业委员会优秀论文二等、三等奖;2篇论文获云南省作物科技优秀论文一等奖;指导的研究生获省优秀博士论文3篇、省优秀硕士论文3篇。

本硕贯通培养研究生刘飞毕业后成为乡村致富带头人,2008年开始带领鲁甸县168户农户组建合作社,开始规模化种植马铃薯,带动周边贫困户种植马铃薯15000亩左右,经济效益显著,为地方产业发展和脱贫攻坚做出积极贡献,相关事迹被人民网等媒体报道,引发社会关注。

在上述丰硕的人才培养成果的支撑下,薯类研究团队于2021年《本研联动培养薯类创新创业人才路径的探索与实践》获云南省教学成果二等奖。

(三)引进和选育薯类新品种,满足消费市场需求

云南农业大学薯类研究所长期从事马铃薯、甘薯等块根块茎作物资源的收集、鉴定和新品种选育研究,并在马铃薯和甘薯资源鉴定和新品种选育方面有突出的成果,为薯类作物优质新品种选育和应用作出了重要贡献。单位现有引进保存的国内外马铃薯品种资源1000余份,其中600余份资源已进行了性状鉴定。尤其在薯类营养风味、特色次生代谢物、UV-B抗性、低温抗性、高温抗性、自交特性等性状的鉴定技术方面有较好的基础。在上述基础上,团队开展了马铃薯新品种的选育和种质创新工作。选育并通过国家登记、省级审定(鉴定)马铃薯新品种7个,其中引进并审定的马铃薯品种‘青薯9号’,每年在云南省的种植面积超过200万亩,占云南马铃薯全年播种面积的20%以上,为云南第一大主栽品种,每年为薯农增收超10亿元;自主选育的‘滇薯23’、‘滇薯47’成为2020年云南省马铃薯主导品种。

薯类作物研究团队从云南省甘薯主要生产区域收集保存甘薯品种资源30余份,同时从国内相关省区引进优良甘薯品种资源30余份,保存自选育高代品系120余份。目前已经选育并登记具有自主知识产权的紫甘薯品种7个,填补了云南紫甘薯品种选育的空白,满足了市场对紫甘薯多样化的需求。

(四)关键技术攻关,专利成果丰富

近十年来,团队致力于薯类作物栽培和良种繁育技术的研发,获授权国家专利9项,其中国家发明专利4项,实用新型专利5项。

(五)“矢志躬耕疆域 潜心服务薯农”——社会服务工作得到肯定和表彰

薯类研究团队一直以发挥科技人才优势,服务“三农”为工作目标,构建“产-研-学”结合的发展模式。通过引进、选育和推广薯类新品种,并结合绿色高校栽培技术示范,将薯类作物良种良法配套模式进行推广。

潜心育种三十载,产业支撑具硬核。团队引进和选育的马铃薯品种2个通过国家登记,5个通过省级审定。其中,‘滇薯23’和‘滇薯47’通过国家登记,被列为2020年云南省主导品种。引进的‘青薯9号’于2016年通过省级审定,2016~2018年累计推广407.25万亩,农民增收25.07亿元,社会经济效益显著。选育的‘滇紫甘薯1号’等7个紫甘薯品种通过省级登记,填补了云南无自主知识产权甘薯品种的空白,增加农民收入1.13亿元。企业新增销售额3080万元,累计新增利润1023万元,成果2017年获云南省技术发明二等奖。

扎根薯田勇创新,牢记使命助脱贫。发展冬季马铃薯助力脱贫攻坚,构建了冬马铃薯优质高效技术体系,技术成果累计推广1131.2万亩,促进农民增收228.8亿元,于2019年获云南省科技进步特等奖。在贫困县双江和大姚建立基层专家工作站,致力产业扶贫,成绩突出,获农牧渔业丰收奖贡献奖。

科教相融促发展,立德树人育英才。注重科研反哺教学,已培养博士后2名,博士生26名、硕士生100余名,留学生10余名,大部分毕业生已成为省内外薯类教学科研的骨干力量。

研究团队将始终坚持“支撑产业,服务薯农”的宗旨,致力于云南高原薯业发展,为脱贫攻坚和乡村振兴贡献绵薄之力。团队在2022年获云南农业大学社会服务优秀团队称号。

(六)在薯类研究平台建设方面取得新突破

薯类研究团队经过多年来稳扎稳打的发展,形成了成熟的科研平台,在薯类资源收集与利用、薯类育种和良种繁育方面有坚实的研究基础。团队在2021年获批“云南省省级薯类昆明种质资源圃”。在2022年获云南省发改委命名“云南省薯类生物育种与良种繁育工程研究中心”,该工程研究中心依托云南农业大学,并联合4家单位共同开展建设。工程中心将围绕薯类产业发展中的生物育种和健康种薯繁育技术等难点问题进行技术攻关和研发,建设薯类分子育种技术研发平台、薯类新品种选育平台、薯类健康种薯繁育平台。基于上述平台,构建薯类种质创新和良种保障体系,提高薯类育种水平、育种效率,提高健康种薯覆盖面积,提升云南薯类产业的经济效益和社会影响力,为云南薯类产业稳健发展提供关键技术保障。

二、薯类农业科技创新典型人物——郭华春教授

郭华春,男,1963年6月生,留日博士,二级教授,博士生导师,云岭学者,云南省突出贡献优秀技术人才,国务院津贴专家,省教学名师,省中青年学术与技术带头人,国家马铃薯产业技术体系岗位科学家,中国作物学会理事,中国作物学会马铃薯专业委员会副会长。郭华春教授是云南农业大学薯类研究所负责人,薯类研究团队学术带头人。在郭华春教授的带领下,薯类研究团队不断壮大,研究成果显著,在国内有较大影响力。

(一)近十年来个人荣誉

近十年来,郭华春教授在薯类资源鉴定与利用、薯类育种、薯类良种繁育、薯类作物高效栽培体系研究方面有突出贡献。2012年获云南省突出贡献优秀专业技术人才称号。2015年获“云岭学者”称号。2019年当选中国作物学会第十一届理事会理事,马铃薯专业委员会副主任委员。2020年被评为国务院津贴专家。2020年获云南农业大学师德标兵称号。

(二)薯类农业科技成果和人才培养

近十年来,作为项目负责人主持国家重大研发计划子课题、国家马铃薯产业技术体系、国家自然基金、省部级科研项目等共12项。在国内外刊物上发表学术论文125篇,其中SCI论文12篇。主编或参编专著、教材6部。获国家专利授权9件,选育薯类作物新品种通过省级的国家审定(登记、鉴定)14个。获省级科技奖励3项(均排名第1,云南省科技进步特等奖、国家农业农村部农牧渔业丰收奖贡献奖、云南省发明二等奖各1项)。

在人才培养方面,郭华春教授所培养的农业科技人才分布在国内和省内多个高校、科研院所和农业相关单位,为云南省农业科技人才培养做出了突出贡献。在近十年来,郭华春教授指导的1名硕士生和2名博士生毕业论文获得省级优秀毕业论文;指导学生发表的学术论文获云南省作物科技优秀论文一等奖2项、二等奖1项;2020年度马铃薯优秀论文一等奖1项,二等奖1项,三等奖1项。指导学生参加第十二届“挑战杯”中国大学生创业计划竞赛,获铜奖(省级金奖);2018年第四届云南省“互联网+”大学生创新创业大赛银奖;2017年第一届西南片区农科学子创新创业大赛二等奖。

(三)作为团队带头人带领团队不断加强科研平台建设水平

在郭华春教授的带领下,团队不断发展壮大,形成了人才专业构成合理、研究方向鲜明、科研平台完备,在国内有一定影响力的薯类研究队伍。在2021年团队申报获批“云南省省级薯类昆明种质资源圃”,在2022年申报获批云南省发改委“云南省薯类生物育种与良种繁育工程研究中心”,该工程研究中心依托云南农业大学,联合4家单位共同开展建设,就云南省薯类产业中的关键技术问题进行攻关和研发。

(四)社会服务工作成效显著

郭华春教授的研究一直立足于薯类产业的发展的关键技术问题,并将所研发的新品种和新技术进行示范推广,开展了大量的社会服务工作,取得了显著成效。

(1)建立专家基层工作站,推进农业科技推广示范

近年来,双江自治县与云南农业大学农学与生物技术学院合作建立了专家工作站,开展马铃薯栽培技术研究,培育适宜双江气候的马铃薯品种,推广配套栽培技术,促进马铃薯种植面积不断扩大,产量和质量大幅提升。在专家工作站的指导帮助下,成功实施了一批绿色高质高效示范项目,成功引进种植丽薯6号、合作88号、青薯9号等优质高产良种,结合大垄双行高墒密植栽培、地膜覆盖、测土配方施肥、绿色防控等技术的推广使用,有力推动了全县马铃薯产业发展。专家工作站成立以来,在研究领域不断创新突破,特别是通过马铃薯水、肥、药一体化试验,为马铃薯产业科学发展提供了重要依据,促进马铃薯产业提质增效,种植户实现增产增收。2021年,双江县共种植马铃薯3430亩,实现总产值1000多万元。

郭华春教授专家工作站在昙华乡区域开展马铃薯新品种展示5至10个,筛选适宜当地的马铃薯品种1至2个,计划3年示范推广合作研究马铃薯品种1万亩、平均单产3吨以上,同时开展马铃薯种植乡土人才培训,突破马铃薯种薯退化这一“瓶颈”,扩大种薯繁育,有效增加楚雄州内外马铃薯种薯供应。

在寻甸泵龙马铃薯种植公司的专家工作站开展马铃薯新品种的示范推广工作,助力马铃薯产品开发,推进高原土豆品牌打造。

(2)开展国家乡村振兴重点帮扶县科技帮扶工作

2022年郭华春教授被选任为国家乡村振兴重点帮扶县云南鲁甸县科技特派团团长,兼马铃薯产业组组长。郭华春教授多次深入云南鲁甸县马铃薯种植基地、马铃薯产品开发企业,详细了解鲁甸县马铃薯产业发展情况和存在问题,制定了帮扶计划,发挥技术特长开展马铃薯新品种和新技术的推广工作。

(3)开展马铃薯科技成果科普宣传,受到媒体和社会广泛关注

郭华春教授带领的薯类研究团队掌握了马铃薯中糖苷生物碱的检测技术。糖苷生物碱是马铃薯中富含的一种生物碱,会在变绿的马铃薯中大量富集,大量食用高糖苷生物碱会对人畜产生毒害。那么变绿的马铃薯还能不能食用?为了给人们解答这个问题,中央电视台《是真的吗?》节目组到云南农业大学薯类研究所进行了求证。郭华春教授在节目中介绍了马铃薯糖苷生物碱的概况,并测定了不同变绿程度马铃薯中的糖苷生物碱含量,向观众解答了马铃薯变绿究竟能不能食用的问题。相关节目内容在中央电视台《是真的吗?》和中央4套节目中播出,受到各方媒体和社会关注。

郭华春教授带领薯类研究团队在双江试验田开展工作,并通过自媒体进行直播,向学生在线科普马铃薯相关知识,以身作则教导并培养农大学子学农爱农的情怀。

甜蜜事业数十载 科技创新不懈怠

——记甘蔗研究所资源采集与创新利用之路

云南农业大学甘蔗研究所成立于1997年,其前身是1987年成立的甘蔗资源研究室。研究所现有研究人员11人,其中:正高级职称5人、副高级职称4人、中级职称2人;有博士学位4人,博导3人、硕导6人,每年可招收博士、硕士研究生10余名,还有毕业实习的本科生20余名。研究所人员在做好人才培养工作的同时,积极开展科学研究和社会服务,在甘蔗资源考察采集、鉴定评价、创新利用等方面取得显著成绩。先后承担国家级、省(部)级等各类科研项目60余项,获得国家科技进步二等奖1项,农业农村部科技进步二等奖1项,云南省科技进步一等奖、二等奖、三等奖各1项,云南省自然科学二等奖、三等奖各1项,云南省百佳职工经济技术创新成果奖1项,云南省重大农业科技推广项目二等奖1项;通过省级审定甘蔗品种5个(自育1个、引进4个),累计推广面积达2000万余亩;出版学术专著、教材6部,发表论文100余篇(SCI收录30余篇);获得国际发明专利1件、国家发明专利5件和实用新型专利6件;克隆并登记甘蔗抗逆相关基因20余个;培养甘蔗专业高级人才数百人。

一、甘蔗种质资源考察采集与田间保育

甘蔗产业的发展,品种是关键;优良品种的培育,资源是基础。早在20世纪60年代,世界各国甘蔗育种家就注意到挖掘利用新型甘蔗种质资源的重要性和紧迫性。当时,正值中年的我校甘蔗研究所创始人何顺长教授也在思考着同样的问题。他认为,现有甘蔗品种的遗传基础狭窄,用这些品种作为亲本进行杂交,很难选育出产量、糖分和抗性均有突破的新品种。于是他产生了考察采集国内、特别是云南甘蔗野生资源,为甘蔗杂交育种提供亲本材料的强烈念头,并于1976年开始陆续获得一些专项科研经费资助后付诸于行动。1981-1984年,在云南省科委的资助下,先是在云南境内进行系统考察和采集,1985~1993年,在国家自然科学基金会的资助下,又扩大到全国范围。甘蔗资源考察组在全国范围内进行了10次省际和5次云南省内的考察和采集,地域跨越北纬18~40°、东经91~122°、海拔0~5008米,到达了全国21个省(区、市),横跨了黄河、长江、珠江、怒江、澜沧江及其支流,多次深入到海拔4000米以上的高山和500米以下的河谷地区以及越南、老挝、缅甸、印度等与我国接壤的边境线,可谓是东起东海之滨、西攀世界屋脊、南下天涯海角、北迄华北平原之端,累计行程6.5万余公里。课题组克服了重重困难,查清了“割手密、斑茅、蔗茅”等6个甘蔗野生种在我国分布的纬度和海拔范围以及它们的主要分布地带,采集到9“属”18“种”共计1000余份甘蔗野生种质资源,在云南农业大学校园内建立起“属”、“种”齐全、数量和质量达到国内领先、国际先进水平的甘蔗资源圃,丰富了我国甘蔗育种的基因库。此成果先后获得了农牧渔业部科技进步二等奖(1986年)和国家科技进步二等奖(1988年)。

2012-2015年,甘蔗研究所所长杨清辉教授在国家自然科学基金项目的资助下,又组织团队对缅甸和我国西藏的甘蔗资源进行了补充考察和采集。在西藏的两次考察共采集到甘蔗亚族2个属4个种74份无性系,其中第一次共采集了60份无性系,其生长地点的海拔范围为725~2602米,跨度较大,第二次共采集了14份材料(蔗茅3份、割手密11份),均采集于尼泊尔与西藏聂拉木县接壤的边境线,这一地区割手密资源较为丰富。在缅甸的三次考察共采集到甘蔗亚族甘蔗属中的割手密、斑茅共2个种113份无性系,其中割手密106份、斑茅7份。割手密在缅甸的分布很广泛,在曼德勒以南广袤的平原上生长着大量的割手密,尤其在伊洛瓦底江沿岸、萨尔温江沿岸、曼德勒郊区、内比都郊区、仰光郊区分布着连片生长的割手密;斑茅的分布范围较窄,主要集中在缅甸北部克钦邦的佛龛河谷(帕敢县、得乃县),斑茅在这里成片生长,植株高大。这187份甘蔗资源与之前采集到的甘蔗资源均保育于云南农业大学甘蔗资源圃(云南昆明,海拔1930米),该资源圃于2021年获得“省级甘蔗昆明种质资源圃”。

二、甘蔗种质资源创新利用与良种选育

收集甘蔗资源仅仅是开始,利用这些资源培育出甘蔗优良新品种为农业生产服务才是最终目的。课题组在研究中发现,在众多甘蔗资源中,蔗茅属(Erianthus)内的蔗茅(E. fulvus)野生种具有其它野生种所不能及的一些特异优良性状,如:抗旱、耐寒、适应性广、含糖量高等,极具利用价值。(1)蔗茅2n=20,各无性系间没有变异,是甘蔗种质资源中体细胞染色体数目最少的,基因组(0.93Gb)也是最小的,可探讨作为甘蔗研究的“模式植物”;(2)蔗茅在高海拔(2800米)冷凉的气候条件下和干旱贫瘠的荒坡上均能生长,有极强的抗旱、抗寒和耐瘠的能力,若能利用蔗茅的这些特异性状培育出甘蔗新品种,将对我国,特别是云南省旱地甘蔗面积大、海拔分布高的生产实际具有重要意义;(3)蔗茅的糖分含量高(田间锤度高达17%~22%),可作为甘蔗高糖育种的基因源;(4)蔗茅成熟期早(7月中旬~9月下旬),花粉发育良好,种子成熟率高,这对其有性杂交利用和培育早熟甘蔗品种十分有利。2001年,当时还只有32岁的青年教师李富生副教授申请云南省自然科学基金项目“甘蔗与蔗茅属间远缘杂交创造新种质的研究”获得资助,课题经过四年的实施,于2004年12月31日通过结题验收和成果鉴定,专家组认为:该项目在国内外首次成功进行了“蔗茅”野生种的杂交利用,并从其杂种后代中选育出来的甘蔗新品系创造了在高海拔(1930米)种植产量达10吨/亩以上的高产记录,整体水平处于国内领先。此成果于2006年获得云南省自然科学三等奖。以后又经过不懈努力,2012年,我校第一个自育的含有蔗茅血缘的抗旱耐寒甘蔗新品种“滇蔗01-58”获得云南省作物品种审定委员会的审定。该品种在旱地比水浇地有优势,在较高海拔(1300米以上)比低海拔(1000米以下)有优势,其抗旱耐寒,宿根性强,适宜在云南省海拔1300米以上的旱地种植。该品种的成功选育,标志着我校甘蔗课题组对含有新型异质血缘的甘蔗种质资源创新利用取得了重要突破,同时针对云南高原蔗区的实际情况,总结形成了“含有蔗茅血缘的抗旱耐寒甘蔗新种质培育”的高原甘蔗育种新方法,该方法于2020年获得澳大利亚革新专利。

三、甘蔗良种引进及腋芽快繁技术应用

云南省地处低纬高原,地理位置特殊,地形地貌复杂,气候类型多样,生物资源丰富。云南高原蔗区是全国第二大产糖基地,但水田少、山地多、海拔高,生态环境复杂,对甘蔗品种提出更高要求。甘蔗研究所除了重视利用甘蔗资源培育高糖多抗新品种以外,还针对云南甘蔗生产长期依靠引进外来品种以及甘蔗繁殖系数小、良种推广速度慢的现状,于1997-2002年承担省发改委下达的“甘蔗高产高糖多抗甘蔗新品种引进及腋芽快繁新技术的应用”科技攻关项目。5年间引进国内外甘蔗新品种56个,采用“腋芽快繁”技术繁殖甘蔗良种腋芽苗150万株,并与省农业厅、省农科院一道,在全省26个县(市)示范种植,并从中筛选出4个甘蔗良种(新台糖16号、新台糖20号、新台糖22号、R6048)通过云南省农作物品种审定。2003年至今的二十年间,3个新台糖品种已累计推广2000万亩以上,成为云南省甘蔗生产的主栽品种。甘蔗良种推广应用成果获云南省科技进步二等奖,甘蔗腋芽快繁技术研究成果获云南省科技进步三等奖。

四、甘蔗抗逆相关基因克隆与遗传转化

作物生长的环境并不总是完全适宜的,经常会遭受到复杂多变的逆境胁迫。甘蔗起源于热带和亚热带,喜温好湿,但云南蔗区却属于“内陆高原蔗区”,总体气候表现为冬春季干旱,加之旱地甘蔗较多(80%以上)、海拔分布较高(1300米左右甚至更高一些的地方仍有种植)的生产实际,每年都会有不同程度的干旱或低温危害,需要有抗旱耐寒性较强的甘蔗品种才能适应。尽管常规的有性杂交育种仍是目前选育优良品种的主要途径,但由于甘蔗遗传背景复杂,对于目标性状的获得往往带有很大的随机性和偶然性,导致育种效率不高。近年来,随着生物技术的快速发展,利用基因工程技术对甘蔗品种进行有针对性的遗传改良已逐渐成为常规甘蔗育种途径的有效补充。李富生教授团队在国家自然科学基金项目“基于转录组测序的甘蔗野生种抗逆性相关基因克隆与分析”和“甘蔗抗旱相关基因复合载体构建及遗传转化研究”以及云南省应用基础研究计划重点项目“基于蔗茅资源利用的抗旱耐寒甘蔗育种基础研究”等专项课题的资助下,采用现代生物学技术挖掘甘蔗野生种及其杂交后代材料中与抗旱、耐寒相关的功能基因,从转录表达水平探讨揭示甘蔗栽培品种基因组中主要野生种血缘成分参与抗逆(抗旱、耐寒)的作用与贡献,并开展抗逆相关基因的遗传转化和基因编辑等研究,为提高甘蔗抗逆育种效率和水平提供理论依据和技术支撑。目前,已从“割手密”野生种中克隆到抗旱相关基因5个(ScNAC1、ScDREB、ScALDH、ScPP2C、SsWRKY1),从“斑茅”野生种中克隆到抗旱相关基因1个(SaWRKY),从“蔗茅”野生种中克隆到耐寒相关基因4个(ErCML30、ErDREB1A、EfNAC44、EfWRKY62),其中5个基因获得国家授权发明专利。开展甘蔗抗逆相关基因遗传转化研究,构建了4个抗旱耐寒相关基因(ScNAC1、ScDREB、ErCML30、ErDREB1A)的遗传转化和功能验证技术体系,完成了基于叶绿体基因组测序的甘蔗热带种和割手密耐寒性比较分析,完成了甘蔗栽培品种与其原始亲本抗旱响应模式一致的基因分析等,目前已获得割手密抗旱基因转化甘蔗品种“ROC22”的转基因植株,有望进一步功能验证后释放大田应用。

综上所述,甘蔗研究所科技创新数十载,经过近三代人的不懈努力,从甘蔗资源的考察采集到保育利用再到分子育种,可以说是从零开始、从无到有、不断加深,既有紧跟前沿的基础理论研究,也有服务产业的优良品种和应用技术,更有已经保育了几十年、以后还会更好保育和保护的数千份甘蔗资源宝藏。不断开拓创新过去是、现在是、将来更是甘蔗研究所的永恒追求。下一步将继续围绕国家经济社会发展需求,针对云南甘蔗产业发展中存在的主要问题,发挥高原蔗区气候和生物资源优势,利用云南农业大学的人才优势和基础平台,体现云南高原甘蔗学科发展特色,支撑区域产业发展。研究团队将继续以自主采集并保育的种质资源和生产上的甘蔗品种为研究对象,开展种质创新、基因工程、生理生态、绿色生产等方面的基础研究和应用研究,在探索揭示甘蔗遗传规律的基础上,选育适应云南高原蔗区不同生态类型种植的甘蔗新品种,为蔗糖产业贡献力量。

小麦遗传育种与品质改良研究

1、项目组负责人

覃鹏,1977年8月生,云南农业大学农学与生物技术学院教授、博士后、博士研究生导师。2018年入选云南省中青年学术和技术带头人后备人才,2019年入选云南省麦类产业技术体系岗位专家,2019年成为云南农业大学百名中青年学术带头人,第8、第9届、第10届云南省农作物品种审定委员会委员。

2、主要平台和项目

3、主要成果

(1)云南省科技进步三等奖1项

(2)云南省审定小麦新品种9个(滇麦1号、滇麦2号、滇麦4号、滇麦5号、滇麦6号、滇麦7号、滇麦11号、滇麦14号、滇麦15号)

(3)云南省初审小麦新品种3个(滇麦8号、滇麦9号、滇麦12号)

(4)获植物新品种权2个(滇麦1号、滇麦2号)

(5)申报专利7项

(6)发表SCI及CSCD收录论文50多篇

(7)地方标准2项

4、新品种试验示范及推广

(1)2013-2015年滇麦1号等示范推广133.83万亩,单产超过当地主推品种30千克以上,表现出适应性广,抗病、抗旱性强,籽粒品质较好的特点,累计增产粮食5126.56万公斤,共计新增收入11992.73万元。

(2)2018-2019年滇麦4号、滇麦5号和滇麦6号推广应用92.46万亩,平均亩产比当地主栽品种增产30-40千克,新增小麦3015.74万千克,新增产值6507.29万元。

(3)小麦新品种田间展示

珠子参种植,静待花开

2020至今年,云南农业大学农学与生物技术学院教工张雪梅通过“三区”项目结合自身植物学、遗传学背景知识结构,开展对“维西药林中药材有限公司”珠子参种植、良种选育的帮扶工作,充分发挥自身专业技术优势,重点开科技服务、科技咨询工作。珠子参为人参属假人参(Panax. pseudoginseng),目前种植材料由野生材料混合驯化而来。2021年农业农村部支持相应工作,与昆明理工大学杨野教授、崔秀明研究员、中国农业大学黄越副研究员组成国家科技特派团开展维西县中药材产业服务。工作进展良好,珠子参长势喜人,基地面积进一步扩大。辐射带动了周边农村种植珠子参的积极性,促进了山区农村经济的发展。

目前“维西药林中药材有限公司”珠子参基地面积约300亩,2021年珠子参单价650/公斤,亩产可达260公斤,产值达16万元/亩。

作者:张锐
编辑:潘伟荣


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