国家科技支撑计划贵州省(涉农领域)项目共计四个,分别是“喀斯特山区生态环境综合治理关键技术集成与示范”项目、“喀斯特地区灾后农村信息化技术开发与示范”项目、“高寒山区设施农业技术研究与集成示范”项目和“喀斯特山区特有作物优异基因资源发掘与转基因安全关键技术研究及应用”项目,下面就四个项目组织实施阶段工作总结汇报如下:
一、项目总体部署和进展情况
(一)“喀斯特山区生态环境综合治理关键技术集成与示范”项目总体部署和进展情况:
毕节地区是1988年时任贵州省委书记的胡锦涛同志倡导,经国务院批准建立的“开发扶贫,生态建设”试验区,也是一个典型的喀斯特山区。针对毕节喀斯特高寒山区生态环境的实际情况,结合毕节地区自然、社会经济条件,申报国家科技支撑计划项目“喀斯特山区生态环境综合治理关键技术集成与示范”项目,包括四个课题:①喀斯特山区生态环境动态监测应用关键技术集成与示范;②喀斯特山区水土保持关键技术集成与示范;③喀斯特山区生态环境整治配套养殖新技术研究与应用;④喀斯特山区生态环境保护与植物类中药材开发关键技术研究与示范。
现已完成如下工作内容:理顺了项目与各课题的管理机制;完成项目集成综合示范点选择和落实相关工作,决定在大方县羊场镇桶井村作为项目综合示范点,实施地涉及羊场、桶井两个村3800多亩喀斯特山地,结合该区石漠化治理、植被恢复及配套的种养项目、农村信息化建设等项目;完成了《大方县羊场镇桶井村综合示范点规划》;完成土壤野外采样工作和开展关键植物群落物种资源的调查工作;开展小流域环境背景考察,提高综合治理的技术优化与集成模式;制定以沼气为纽带的生态农业,以“牧草-养殖-沼气-种植”的生态循环模式促进农村经济发展和新农村建设,开展农民培训;完成水土保持监测体系及预警系统的设计和布点工作。
(二)“喀斯特地区灾后农村信息化技术开发与示范”项目总体部署和进展情况:
在2008年初,我国南方遭遇50年以来最严重的冰雪灾害,农业生产和农民生活受到严重影响,农业、农村恢复重建任务十分繁重。在此背景下,项目以充分利用信息技术解决农村实际问题为出发点,在充分借鉴国内外经验做法的基础上,依托现有的多种信息传输通道,进行涉农科技信息的整合、农业信息系统开发和先进适用信息技术的集成,搭建一个农村信息服务平台(1个平台),建立地、县、乡、村四级信息服务示范体系(4级网络),开展信息应用示范(建设1批示范点),探索农村科技信息服务的长效机制,为广大农村、农民提供高效、低成本、快捷的个性化信息服务,实现“信息支农”、“信息助农”、“信息惠民”目标。
项目现已完成如下工作任务:①根据实施过程的实际需要,围绕完成项目总体目标,制定了项目实施方案,并依据《国家科技支撑计划管理暂行办法》,项目组织单位与各课题主持单位和示范区政府签订了目标管理责任书。②项目的两个课题组统一组织了研究人员对毕节地区和黔西县各有关部门进行了农村信息化发展现状、信息需求的调研,了解农户的真正需求。在深入调研的基础上,通过CNKI、万方数据等收集国内外农村科技综合信息服务模式资料,撰写了毕节地区农村科技信息服务规范提纲。③已基本建成黔西县农村科技信息计算机网络服务平台、电话语音服务平台、短信服务平台。④初步建立了毕节试验区地级农村科技信息服务平台,完成了《灾后重建的技术支撑》及《防灾减灾对策及建议》等调研报告。⑤在地、县、乡、村四级信息服务体系中,组建了60多人(不含黔西县)的信息员队伍,做好信息的采集和发布工作。⑥到目前为止共整合数据资源总量达3GB以上。⑦项目开始之初便制定了详细的培训方案,共培训管理员和信息员156人次,通过培训管理人员和信息人员的管理水平、业务能力明显提高。
(三) “喀斯特山区特有作物优异基因资源发掘与转基因安全关键技术研究及应用”项目总体部署和进展情况:
项目包含6个课题,分别是:“喀斯特山区主要作物品种资源亲缘关系鉴定”、 “大豆等作物引进品种在喀斯特山区的适应机制研究”、 “喀斯特山区水稻、玉米、高粱等粮食作物新品种(组合)选育关键技术研究和示范”、 “喀斯特山区油菜、大豆等油料作物新品种(组合)选育关键技术研究与示范”、 “喀斯特山区特有水稻、大豆优异基因的定位和克隆”和“ 喀斯特山区水稻、油菜等作物安全转基因技术应用及种质创新”。 各课题工作进展情况如下:
1、喀斯特山区主要作物品种资源亲缘关系鉴定:①搜集喀斯特山区近年水稻、玉米和高梁品种500份以上,大豆和油菜品种100份以上,已编目并建立种质资源库,并完成部分资源的种质性状与图片数据库建设。对其中的98份贵州旱稻资源和200余份贵州地方高粱种质资源进行了资源评价。完成58份水稻、玉米等标准样品的登记和标准样品库建设。③合成了SSR标记的基本核心引物,正在筛选SSR分子标记和建立作物品种鉴定和纯度鉴定的DNA指纹分析方法。
2、大豆等作物引进品种在喀斯特山区的适应机制研究:①克隆了GmCOLa,GmCOLb和GmCOLc 3个大豆CO基因。构建了过表达载体、GFP表达载体、RNAi载体以及原核表达载体。②遗传转化拟南芥野生型及开花突变体。证实这三个基因在co突变体中表达能促进拟南芥早花。GFP定位分析证实大豆CO为核定位蛋白。③遗传转化大豆表明,该基因具有生物节律表达特征,与其他植物中CO同源基因的行为相似。并将大豆CO原核表达载体已转化细菌,并纯化该蛋白。④并已按照计划引进大豆光周期广适转化系KN18,GAL1,GAL2,GAR-1,GAR-2,MAF,DEM 共7个。
3、喀斯特山区水稻、玉米、高粱等粮食作物新品种(组合)选育关键技术研究和示范:①对水稻同核异质不育系主要农艺性状进行了分析,测定了水稻筒叶恢复系配合力,确定了农艺性状在组合间、不同恢复系同一性状、同一组合不同性状间及不同组合的同一性状间、所配组合的竞争优势间的差异关系。②对贵农筒恢卷叶性状进行了遗传分析,结果表明:叶片内卷是受两对主基因和微效多基共同因控制的,主基因(F2世代)的遗传率为0.80左右,多基因遗传率为0.10左右。证明控制卷叶的基因可能是不完全显性或显性基因。卷叶性状的遗传是核基因控制的,不存在细胞质影响。③已选育水稻不育系1个、恢复系3个、粳稻不育系BJ-1A通过贵州省科学技术厅组织的技术鉴定,填补了贵州省粳稻三系不育系选育及杂交粳稻育种研究的空白。今年在全省,特别是中高海拔地区推广应用自育品种-贵优2号5万多亩,制种贵优2号100多亩。推广应用贵糯1号、贵糯2号等品种数万亩。④已选育出具有抗玉米、大小斑病、青枯病、锈病、黄粒、白粒、硬粒、中间型、马齿型、遗传性稳定的玉米自交系和白糯、黄糯、爆裂型玉米自交系28份。从国内外引进的优良玉米杂交种遗传性稳定的自交系56份。引进国内外不同类型玉米自交系73份。育成通过省级审(认)定的玉米新品种5个。⑤课题累计示范推广水稻、玉米新品种(组合)110多万亩,增产粮食4800万公斤,新增产值16,784.39万元;建设水稻、玉米科研及亲本繁殖、制种基地4500亩,年生产农作物种子90万Kg。⑥利用fad8、ipt等基因构建了植物表达载体,引进了含抗病相关基因的植物表达载体。并遗传转化玉米、水稻。获得了抗除草剂和抗病转基因玉米植株,抗除草剂、抗衰老的旱稻品种农旱297、贵州惠水黑糯等转基因水稻株系。
4、喀斯特山区油菜、大豆等油料作物新品种(组合)选育关键技术研究与示范:①目前克隆Germim、ACP硫酯酶基因(FatB-type)、椰子酰基转移酶基因(LPAAT)、基因并构建植物双元表达载体,并遗传转化油菜。②利用现有已稳定黄籽高油份双低的不育系和恢复系于2008年春配制了300多个黄籽高油份双低新组合,通过筛选,计划2008年秋提供35个组合进入贵州省油菜研究所预备试验。③构建了含有基因删除系统的两套植物表达载体,遗传转化油菜,已获得20余株转基因独立株系。④收集喀斯特山区特有大豆品种资源20余份,并已建立种质资源种植基地。
5、喀斯特山区特有水稻、大豆优异基因的定位和克隆:①精细了定位水稻匍匐性状的隐性基因2个,控制水稻柱头外露性状的主基因1个,目标基因定位在0.1cM以内。②定位了控制水稻卷叶、斑点叶性状等突变性状的主基因3个。目标基因定位在1cM以内。定位控制水稻外观品质性状相关的主效QTL5个,累计贡献率在55%以上。③定位大豆品质性状相关基因4个,单个QTL的贡献率在5%以上。定位控制大豆重要农艺性状分枝特性相关的主效QTL9个,单个QTL的贡献率在5%以上。④克隆大豆RGA、病虫诱导基因2个,并获得获得全长候选基因,目前正在进一步进行转基因功能验证。定位了品质性状相关基因(蛋白和脂肪)5个,单个QTL的贡献率在5%以上。进一步定位了控制大豆结荚特性相关的主效QTL8个,单个QTL的贡献率在5%以上。⑤初步获得控制水稻匍匐性状候选基因全长序列,控制水稻柱头外露性状的候选基因全长序列。精细定位控制水稻卷叶、斑点叶性状等突变性状的主基因3个。目标基因精细定位在0.1cM以内。精细定位控制水稻外观品质性状相关的主效QTL1个,目标基因精细定位在0.1cM以内。初步定位水稻抗旱、耐脊、抗寒性状相关的主效QTL3个并在进一步验证。⑥建立了与豆科模式植物建立共线性关系的比较基因组方法。将控制大豆重要农艺性状相关的主效QTL与豆科模式植物建立共线性关系。⑦对筒优202筒叶性状的遗传研究进行了常规的遗传分析,结果表明控制卷叶性状的基因属多基因遗传,并存在修饰基因。之后,进行了卷叶基因的初步定位,将卷叶基因初步定位于第6染色体和第10染色体上,已构建了筒叶的回交三代群体。⑧构建了适合双子叶和单子叶植物等抗虫、抗病性状相关基因转化载体5个。
6、喀斯特山区水稻、油菜等作物安全转基因技术应用及种质创新:①构建了用于油菜、水稻、玉米转基因安全性研究的植物表达载体并分别遗传转化油菜、水稻、玉米。分别构建了含有“Gene-deletor”系统的植物表达载体及对照载体pBin19-35Sp-GUS::NPT II-nos遗传转化油菜、水稻、玉米。已构建含抗除草剂或抗虫功能基因并具有外源基因删除系统的表达载体。已经获得移栽成活的油菜转基因植株20余株。②克隆了水稻花粉特异启动子RI8、油菜花粉特异启动子BGP、番茄果实特异启动子E8、水稻硫转运蛋白启动子(4个)分别用于表达载体构建。③筛选出耐盐、耐旱性强的高粱新种质和品种共10份。已获得高粱黄中脉突变体,其木质素合成代谢途径相关基因发生突变,细胞壁中木质素含量明显下降,纤维素/木质素比增加,为培育优良生物质能源甜高粱及甜高粱分子标记辅助育种提供重要分子线索。设计65对引物,对高粱木质素合成代谢基因进行识别,研究其在bmr突变体中结构及表达的变化特征,为进一步获得其它高粱低木质素、高纤维素品系的遗传转化创造条件。构建了bmr突变体与其野生型的SSH库,筛选出大量的正、反向差异DNA片段,目前正准备利用基因芯片技术对其进行进一步的鉴定。对高粱黄中脉突变体叶蛋白质表达谱进行2D-MS分析,已经识别了部分差异蛋白质。④利用返回式卫星带回的纯系R111高粱种子,得到了遗传稳定的突变体har1。研究了高粱har1在去黄化过程中具有蓝光超敏感表型。⑤进行高梁蓝光受体基因sbCRY2的功能研究,目前已经获得SbCRY2全长片段的转化水稻植株,通过Southern杂交证明,单拷贝插入的株系有30个左右,目前正在进行抗生素筛选和表型观察工作。⑥卷叶恢复系的组配及其卷叶基因的初步、精细定位发现的6个QTL位点存在于第6染色体和第10染色体上,有可能是几个新发现的基因位点。⑦水稻脆杆基因的遗传分析。贵州大学水稻研究所在贵农筒/蜀恢527F7中发现一个脆杆株系,套袋自交并选出稳定株系3个,致12代,完全稳定。正在进行脆杆与不脆杆株系的农艺性状比较,群体构建工作。
二、取得的科技成果及其对地方经济、应对灾害、新农村建设等方面的应用情况
(一)“喀斯特山区生态环境综合治理关键技术集成与示范”项目取得的科技成果:
1、基于WebGIS的毕节喀斯特山区生态环境信息服务系统的开发和利用;
2、不同退化类型喀斯特山地的恢复潜力评估;
3、畜禽养殖废弃物无害化处理及综合利用技术;
4、天麻仿野生栽培的高产栽培和病虫害防治的综合配套技术;
5、编制完成“大方县羊场镇桶井村喀斯特山区生态环境综合治理示范规划”。
(二)“喀斯特地区灾后农村信息化技术开发与示范”项目
1、取得的科技成果:黔西县农村科技信息网站群;市场信息服务系统;多媒体学习培训系统;农业专家服务系统;农村政务管理系统;基于IPTV的视频课件及图文信息管理系统;实用技术数据资源。
2、科技成果应用产生的效果:①对地方经济发展的作用。通过项目的实施,农民可通过黔西县农村科技信息服务网、农业专家系统、触摸屏、公示栏等方式获取农业产前、产中、产后等方面的信息,实现以信息化促进农业现代化,帮助农民增产增收的目的,从而带动地方经济的发展。②对社会主义新农村建设的促进作用。通过项目的实施,建立了一批覆盖广大农村的科技信息服务站,以便捷的信息传递方式,为农民提供生产、生活、生态所需要的科技信息,在提高广大农民科学管理水平的同时,活跃了他们的文化生活;电子政务系统的应用,对降低办公成本、提高工作效率、促进基层政务公开、增加透明度、科学民主管理发挥了重要作用,为建设和谐社会提供了强有力的技术和制度保障。林泉镇韦寨村依托农村科技信息服务站,及时向农民提供农业科技、市场信息等信息服务,广泛地开展社会主义新农村建设科技示范,一是引进优良品种试验示范,先后引进“黔糯558”玉米示范种植52亩,优质高蛋白杂交玉米“黔单11”、“黔单16”、“黔单18”、“黔单23”、“黔玉3号”等品种示范种植460亩,高产优质杂交水稻“香早优”、“茂优601”高产示范种植52亩,通过试验示范,这些品种表现较好,经济效益和示范效应比较明显,通过良种推广,是实现了农民增收、农业增效;二是利用西瓜和糯玉米采收到油菜移栽之间的空闲茬口,进行夏秋反季节蔬菜种植示范,引进“新育三号”白菜、无筋棒豆、韩国萝卜等品种示范种植25亩,经实地测产验收,白菜产量3900公斤/亩,棒豆产量1850公斤/亩,萝卜产量3250公斤/亩,产值分别为1950元、4440元和2275元,示范效果十分明显,带动了全村蔬菜产业的发展,据统计,全村种植蔬菜250亩,已初具规模;三是开展林下养鸡示范,在省农科院的帮助下,从贵阳引进“黑脚麻”优良鸡苗2000只,由4户农户示范养殖,通过70天的饲养管理,平均体重达到2.1公斤,取得了较好的示范效果,从而带动了广大果农利用林下空闲地发展养鸡的积极性。在开展社会主义新农村建设科技示范的同时,加大对广大干部群众的培训力度,先后培训基层干部、科技人员和广大农民1000多人次,显著提高了他们的科技信息意识和管理水平,综合素质也得到提升,在取得经济效益的同时,社会效益十分显著。③对自然灾害抵御能力的增强作用。通过项目的实施,建立信息技术为支撑的农村科技信息平台,向广大群众提供高效、快捷的信息服务,加快了新技术、新成果的推广应用,增强了农业生产的后劲,提高了抵御自然灾害的能力。例如,实用养殖技术中的《猪舍的科技建设》,解决了雪凝灾害中生猪安全越冬的技术难题。实用种植技术中的“冰冻灾害防治技术”栏目中的技术可解决果树、蔬菜、茶叶、油菜、小麦等作物生产中冰冻自然灾害的防范问题,可对其造成的危害提供补救技术措施。
(三)“喀斯特山区特有作物优异基因资源发掘与转基因安全关键技术研究及应用”项目取得的成果及应用情况:
项目组搜集了喀斯特山区水稻、玉米、高梁、大豆和油菜品种和种质资源700余份。这些种质资源丰富了喀斯特山区作物种质资源库。其中在黔东南等地区收集的许多水稻和玉米品种或资源,都同当地特殊的生态特性相适应,具有抗逆性强的优点,既为抗冷、抗旱、抗病等作物优异基因资源的发掘提供了材料;又为作物种质创新提供了优良的基因资源。这些优良的基因资源是农业科学及其产业的根本,是实现农业持续和跨越式发展,维护国家粮食、生态安全和农村稳定的战略性资源。通过应用这些优异的基因资源,培育抗冷、抗旱、抗逆优良农作物品种,对促进喀斯特山区特别是贵州省的农业发展、农民增收、农村稳定具有重要的战略意义。
累计示范推广水稻、玉米新品种(组合)110多万亩,增产粮食4800万公斤,新增产值16,784.39万元;建设水稻、玉米科研及亲本繁殖、制种基地4500亩,年生产农作物种子90万Kg。促进了当地农民增收,为地方经济的发展做出了贡献。