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重磅!2022年林草科技十大进展公布

重磅!2022年林草科技十大进展公布 iPlants
2023-03-24
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为深入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精神,全面总结2022年我国林草科技发展成就,发挥优秀科技成果的示范引领作用,中国林学会联合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。经公开征集、形式审查、专家评审和终审评定等程序,最终评选出十大代表性科技进展,现予以发布。

1. 破译油茶基因组,推动分子设计育种

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高油脂、高不饱和脂肪酸含量的驯化机制,阐明了种子油脂与油酸“双高”性状的遗传基础及自交不亲和特性,绘制了茶油生物合成相关基因簇图谱,构建了油茶DNA指纹图谱,为油茶分子育种提供了重要理论支撑。

2. 菌草综合利用技术实现重大突破

福建农林大学科研团队建立了菌草遗传转化体系,实现异源微管蛋白在绿洲1号中的高效表达,建成首个菌草功能基因组多组学数据库。以菌草为先锋植物开展生态治理,在黄河阿拉善段构建菌草生态安全屏障,有效实现固碳、防沙固沙和阻沙入河。菌草技术应用从“以草代木”栽培食药用菌拓展至生态修复、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,并在国内外广泛应用。

3. 绘制落叶松全基因组图谱,解析木材品质形成机制

中国林业科学研究院林业研究所完成落叶松高质量全基因组测序,发现其基因组中66.8%为重复序列,LTR-RT占比达69.86%。研究识别出1139个扩张和581个收缩的基因家族,确认LkLAC和LkPRX基因在针叶树木材特性形成中的关键作用。基于群体转录组分析,明确木质素含量差异主要由单体聚合过程决定,LkCOMT7、LkCOMT8、LkLAC23、LkLAC102、LkPRX148和LkPRX166等六个基因表达量与木质素含量显著正相关,为落叶松基因组选择育种奠定基础。

4. 揭示天然木材室温磷光效应及其调控机制

东北林业大学科研团队首次发现木材细胞壁中纤维素与半纤维素网络结构对木质素限域诱导的室温磷光现象,开发原位氧化技术可控调节限域程度,实现磷光寿命定向增强。通过设计自动化流水线装置,成功实现天然木材向“夜光木”的宏量可控转化,为木材高附加值利用提供新路径和理论依据。

5. 解析兰花异养机制,助力种业创新

福建农林大学团队完成广东舌唇兰和紫金舌唇兰基因组测序,阐明兰科植物真菌异养进化机制及无叶开花分子机理,解析KNOX等关键基因家族功能。系统梳理蝴蝶兰属各类群形态特征、生态习性和地理分布,提出亚属、亚族及种间分类标准,筛选香花育种核心亲本,创制新型香花种质,为兰花种质资源创新和产业化发展提供理论支持。

6. 破译香榧超大基因组,推动功能成分研究与育种

浙江农林大学团队揭示表观遗传调控在香榧种子发育和金松酸生物合成中的分子机制,构建金松酸生物合成体系并实现生物合成。建立香榧基因组与表型数据库,解析健康功能成分合成路径,挖掘营养与形态性状的关键调控位点和基因,建立基因标记辅助选育体系,为高产优质香榧新品种培育提供种质资源和技术方法。

7. 攻克竹材高值化加工技术,支撑“以竹代塑”战略

国际竹藤中心研发连续化竹单元初加工、重组竹与竹层板连续组坯成型、无裂纹软化展平等核心技术与装备,突破柔性竹纤维连续制备、多维异型缠绕与模塑成型工艺。攻克竹基纳米纤维素、新型碳素复合材料及生物燃料制备关键技术,构建竹质工程材料自动化加工体系,推动竹基复合材料在水利管道、汽车内衬和建筑领域的应用,全面提升竹材加工机械化水平,有力支撑“以竹代塑”产业发展。

8. 构建黄土高原生态修复协同发展模式

西北农林科技大学团队揭示黄土高原植被恢复过程及其驱动因素,阐明植物群落多样性、水源涵养与碳汇功能的影响机制,建立土壤质量评价指标体系与模型。研发退化林草群落结构优化、功能提升及土壤微生物活化技术,构建覆盖6个类型区的县域生态经济协同发展示范模式,定量分析生态修复过程中环境—产业—经济互动关系与路径,为区域生态与经济协同发展提供科学依据。

9. 揭示杨树基因组功能元件适应性演化机制

北京林业大学团队解析杨树种源适应性驱动下的基因组演化特征,阐明miRNA在适应性选择中的演化路径与调控网络,构建lncRNA参与的高维转录调控模型,解密假基因起源及其调控机制,揭示基因组功能元件对木材品质的调控机理。开发系列环境适应性功能模块,为杨树“优质、高抗、广适”分子设计育种提供理论与技术支撑。

10. 开发生物质气化多联产绿色制氢新技术

南京林业大学团队阐明农林生物质中纤维素、半纤维素、木质素大分子与生物质炭的协同调控机制,为以炭代煤制氢提供稳定绿色热源与原料。突破可燃气清洁燃烧供热与生物质炭蒸汽重整绿色制氢技术瓶颈,构建气化制氢反应模块能量流智能管理系统,显著提升系统能效与氢气产率。建立新型绿色制氢反应体系,开发自调控富氢反应装置,实现高效、清洁、低成本的生物质绿色制氢。

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