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2018年国家科学技术奖提名公示内容
2017-12-19 16:48:02.693

 

一、项目名称

月季等主要切花高质高效栽培与运销保鲜关键技术及应用

二、提名意见

我单位认真审阅了该项目推荐书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合国家科学技术奖励工作办公室的填写要求。并按照要求,我单位和项目完成单位都已对该项目的拟推荐情况进行了公示,目前无异议。

该项目选定月季等三种国际范围内的重要商品花卉,针对我国单位面积生产效率低、产品质量差、采后损耗大,同时能源消耗高、面源污染严重的核心问题,围绕高效栽培与流通关键技术研发,进行了20年的协作攻关。创制了以周年供应为目标的高效生产新技术和花卉产品采后品质调控新技术,并集成创新了花卉节本增效生产流通技术体系。该成果推动了我国月季等三大商品花卉高效生产和流通基础理论与技术的创新,总体上达到国际先进水平,其中菊花成花的年龄和光周期调节和月季花朵开放衰老的乙烯调控等机制研究达到国际领先水平。项目创新成果辐射837家花卉龙头企业,近三年累计推广应用133.8万亩,新增经济效益91.3亿元,经济社会效益显著。发表研究论文257篇,SCI论文65篇,编著13部,论著总他引4409次,SCI他引765次。获批国家发明专利18项,制定相关技术规程30套。项目部分成果分别获得教育部自然科学一等奖和教育部科技进步一等奖各1项。

推荐该项目为国家科学技术进步奖二等奖。

三、项目简介

    花卉产业是构建现代农业产业体系,促进农村一二三产业融合发展、推动农民就业创业,拓宽增收渠道国家总体战略的重要组成。1992-2016年间,我国花卉种植面积增加105.5倍,占世界总面积的37.1%,位居首位。切花是花卉产品的主要类型。项目实施之初,切花以消费地周边分散生产为主,栽培和采后技术落后。针对由此带来的生产布局与品种搭配不合理,温控能耗高;花期调控不精准,供需错位,生产效益低;采后运销损耗大等瓶颈问题,项目组自1992年起,选定占产值70%以上的月季、菊花和百合,在财政部行业科研专项等项目资助下,联合全国花卉科研核心力量,围绕良种筛选、布局优化、周年应时供给、高质高效栽培以及采后保鲜等全产业链关键技术,持续20余年攻关,取得了以下系列成果:

1. 创建了三种切花种植布局的数字化模型和良种繁育技术体系。①针对切花在消费地周边生产存在的能耗高、品质差的问题,明确了三种切花生长的光温资源需求规律;结合全国785个站点30年的气象数据,创建了主要切花气候-良种资源高效配置的季节性轮回种植布局模型,为农业部等7部委全国切花生产布局的制定提供了科学依据,实现了主产区规模化生产,使温控等生产能耗降低70-80%。②引进收集了三种切花的554个品种,筛选出59个优势品种,覆盖技术辐射区主栽品种的85%以上。③明确了三种切花种源的种性退化机制,开发了以病原物隔离/防控和种源匀质化为核心的规模化良种繁育技术,优质种源均一率在95%以上,百合商品球生产周期由6年缩短到5年半,带毒率低于5%。推广区内月季和菊花种苗占有率分别达到85.1%和82.6%,百合种球自给率由10%提高到55%。

2. 创建了以花期调控为核心的优质高效栽培技术体系。针对月季等三种切花开花期难以控制、采收期不集中、优质花率低等关键问题,首次发现了菊花长日照下的开花抑制子CmBBX24,以及幼年期决定因子CmNF-YB8。解析了光、温影响月季、菊花和百合成花的分子机制,创建了以光温调控为核心的花期精准控制技术体系,实现了优质生产和周年应时供给,优质花率提高了20%以上。

3. 创建了以乙烯和失水控制为核心的采前采后联控技术体系。针对鲜切花高达35%-50%的采后损耗,首次明确了月季的乙烯代谢是一种介于跃变和非跃变的特殊模式,阐明了乙烯和失水胁迫的互作原理;解析了月季、菊花和百合采后品质劣变机制,创建了以乙烯和失水控制为核心,包括真空预冷、气调包装、保鲜剂处理等环节在内的环保高效的采前采后联控技术体系,使三种切花采后损耗降低了20个百分点,保障了切花集中生产、分散消费产业模式的建立。

主编著作13部,发表论文257篇,其中在Plant Cell、Nature Communications等SCI期刊上发表论文65篇,论文他引4409次,其中SCI他引765次。制定国家级等标准30项;获得授权国家发明专利18项。推广应用面积133.8万亩,占全国同类花卉的54.9%。近三年新增效益91.3亿元。项目成果于2010和2015年分别获得教育部自然科学一等奖和科技进步一等奖。

四、客观评价

1中国农学会(第三方)科学技术成果评价报告【附件4

月季等主要切花高质高效栽培与运销保鲜关键技术及应用201712月通过了中国农学会组织的科学技术成果评价,由刘旭院士为组长的专家组认为,该成果针对我国月季、菊花、百合等主要切花生产布局与品种搭配不合理,温控能耗高;花期调控不精准,供需错位,生产效益低;采后保鲜技术落后,远距离运销损耗大等瓶颈问题,围绕良种筛选、布局优化、周年适期供给、高质高效栽培以及采后保鲜等全产业链关键技术,开展了联合攻关,在种植布局模型、适宜品种筛选、花期精准调控、采后运销保鲜等方面取得了创新性成果,社会经济效益显著,总体上达到国际先进水平,在菊花的成花调节和月季开花衰老的乙烯调节机制等方面处于国际领先水平。综合评分为94.5

2、科技查新【附件10

中国农业科学院科技文献信息中心查新表明,气候与花卉良种资源高效配置技术、基于资源节约和高效利用的花卉生产节本增效技术及鲜切花远距离运输综合保鲜技术,在所查的国内外文献中,除项目合作单位有相关报道外,未见其它单位有相同报道。三圃配套的种性保存技术、大规模生产全产业链的病原物隔离的种球国产化生产技术及基于激素、积温和光周期的花期调控技术,在所查的国内外文献中,未见有相同报道

3、知识产权

1)著作和专利

主编著作13部。其中《观赏植物采后生理与技术》为国内外同领域第一部教材,2011年荣获北京市精品教材,被45所高校所采用,课程获得国家级精品课程。授权国家发明专利18项,专利的大多数均无偿提供给企业使用,附件中列出了2004年以来其中5项专利的转让合同【附件36-40】。

2)论文及其引用

项目成果发表论文257篇,总他引4409次,单篇最高他引144次;其中SCI刊源论文65篇,他引765次【附件11】。65SCI论文中,17篇的被引频次高于ESI农业科学领域或动物与植物科学领域前10%基线的被引频次。

2006年发表于《Journal of Experimental Botany》的论文,发现月季花朵开放中乙烯生物合成和感受的调节是一种新模式,被列为封面推介文章之一【附件48】。随后的研究证实,牡丹、芍药、梅花、蜡梅等植物花朵开放和油桃等果实成熟中的乙烯调节也遵循这一模式(Plant Growth Regulation, 2010, 62:171-179)。国际果实发育权威Naveen Kumar博士认为,项目组发现的月季乙烯调节模式是一种不同于典型的乙烯跃变型和非跃变型调节模式之间的第三种调节类型Plant Growth Regulation, 2008, 55:81-99)。

2008年发表于《Plant Physiology》的论文,发现乙烯可调控水通道蛋白基因表达,进而调节月季花朵开放【附件43】。国际水通道蛋白权威Christophe Maurel教授认为项目组的发现提供了直接的证据,表明水通道蛋白和细胞生长之间存在直接的联系Current Opinion in Plant Biology, 2009, 12:690-698)。

2014年发表于《Plant Cell》的论文,发现菊花中锌指蛋白BBX24基因是长日照条件下菊花开花抑制的调节子,其影响开花是通过调节赤霉素成花途径而实现的【附件42】。国际植物成花生物学权威Martin Kater教授认为这一发现对于揭示短日照植物在长日照下的开花抑制机制提供了新的认知Plant Cell, 2014)。

2017年发表于《Nature Communications》的论文,发现菊花核因子NF-YB8是年龄开花途径中miR156上游调控因子【附件41】。国际著名开花生物学家Richard Pattison教授认为该研究涉及到一个重要的植物年龄控制的开花生物学问题,能够提升我们对年龄调节途径中miR156表达是如何被上游发育信号所调控的认知Nature Communications, 2017)。

4. 政府部门认可采纳

1)创新成果中的切花气候-良种资源高效配置的季节性轮回种植布局模型

1996年,农业部等7部委编制发布《全国花卉业“九五”计划》、国家林业局2001年发布《全国花卉业“十五”规划》时,均以本项目创建的切花气候-良种资源高效配置的季节性轮回种植布局模型为依据,确定了以云南等地作为月季等切花主产区的规划,为切花规模化生产奠定了基础

2)创新性成果中的采后处理技术

2002年,科技部对项目组鲜切花产地拍卖市场综合保鲜技术进行了科技成果转化立项(02efn216900751)。项目制定了月季等20余种鲜切花的采收标准、质量等级标准以及远距离运输保鲜技术规程,现已作为云南地区切花生产、批发、运输、贮藏等运销环节的质量基准和商品交易基准【附件8】。

2008年,项目组受北京市奥组委委托承担了北京奥运会和残奥会所有颁奖用花和各种社会活动礼仪用花的保鲜工作。2008822日北京市花卉协会组织了成果展示会,专家组一致认为,该研究成果为所有颁奖用花和各种社会活动礼仪插花花材的高质量供给提供了可靠的技术支撑,圆满完成了奥运用花的保鲜任务,总体上达到了国际领先水平【附件13】。

3)创新成果中的优质高效栽培技术

2015年,项目组受北京市政府委托承担了世界月季洲际大会花期调控和采后保鲜工作以及北京市百合种球国产化繁育和贮运技术研发任务,获得了主管部门的高度评价和认可,认为项目成果操作简单,成本低,效果好,具有较好的推广前景【附件14, 15】。

4)创新成果中的技术体系

项目形成的花卉高效栽培与流通关键技术成果为制定国家和行业标准提供了有力支撑。如《中华人民共和国国家标准 主要花卉产品等级第1部分:鲜切花》(2000)、《中华人民共和国国家标准 主要鲜切花采收处理技术规程》(审定通过),《农业行业标准-月季切花》(1997)、《农业行业标准-菊花切花》(1997)以及《林业行业标准-切花月季生产技术规程》(2010)等【附件16-19, 52】。

5. 省部级奖项

2010年教育部自然科学一等奖、2015年教育部科技进步一等奖【附件6,7】。

五、推广应用情况

项目技术成果分别在云南、广东、辽宁等地花卉产区进行示范应用。2015-2017年累计推广应用面积达1,338,207亩(平均每年446,069亩),其中月季557,447亩,菊花342,087亩,百合438,672亩。三年间累计新增利润达91.3亿元。 

六、主要知识产权证明目录


知识产权类别知识产权具体名称国家授权号授权日期证书编号权利人发明人发明专利有效状态
(地区)
发明专利切花真空预冷过程中防止水份损失的办法中国ZL200410009442.92006年9月13日283487中国农业大学高俊平、李永红、张常青、谭辉未缴费失效的专利
发明专利一种切花保鲜运输方法中国ZL200410009446.72007年4月4日317008中国农业大学高俊平、李永红、张常青、谭辉未缴费失效的专利
发明专利月季切花预处液及其使用方法中国ZL200410009447.12006年7月5日271296中国农业大学高俊平、李永红、张常青、谭辉未缴费失效的专利
发明专利切花菊远距离运输综合保鲜处理方法中国ZL201410184025.12016年8月24日2199103中国农业大学高俊平;欧阳琳;洪波;关玥有效专利
发明专利一种新型氨基酸肥料及其在菊花种植中的应用中国ZL201510202343.02017年10月31日2677347中国农业大学高俊平;欧阳琳;李春杰;洪波有效专利
发明专利一种东方百合籽球及种球的培育方法中国ZL201210224777.72014年1月1日1329236西北农林科技大学张延龙;牛立新;罗建让;郭宇龙有效专利
发明专利一种百合鲜切花保鲜方法中国ZL201210224917.02014年1月1日1329443西北农林科技大学张延龙;牛立新;罗建让;李改丽有效专利
发明专利一种构建蔷薇属植物染色体物理图谱的方法中国ZL201110390460.62013年10月9日1282468云南省农业科学院花卉研究所田敏;蹇洪英;张婷;唐开学;张颢;王其刚有效专利
发明专利以叶片为外植体的月季再生植株的方法中国ZL201010256892.32012年5月13日955928华中农业大学包满珠;刘国锋;包颖;邢文;张俊卫;宁国贵;傅小鹏未缴费失效的专利
发明专利百合切花预处液及其使用方法中国ZL200410009448.62006年3月15日254139中国农业大学高俊平、李永红、张常青、谭辉未缴费失效的专利


七、 主要完成人情况


姓名排名职务/职称工作单位/完成单位对本项目技术创造性贡献
高俊平1教授中国农业大学负责项目总体思路设计和组织实施,对创新点一、二、三有重要贡献。主持了创新点一中月季、菊花品种的引种筛选和百合种球采后打破休眠和长期冻藏技术体系的构建;主导了创新点二中月季和菊花成花机理解析和花期调控技术研发、创新点三中采后品质劣变机制的解析和保鲜技术的研发。旁证材料:获教育部自然科学奖一等奖和科技进步奖一等奖,均为第一完成人,见附件256);制定国家和部级行业标准5项,见附件54);授权发明专利7项,见附件1123);发表论著3部,论文75篇,其中Nature communicationsPlant CellPlant PhysiologySCI论文25篇,见附件42)。
马男2教授中国农业大学对创新点二和三有重要贡献。主要承担了创新点二中月季花期调控技术的研发,创新点三中月季采后品质劣变机制的研究和月季等切花采后综合保鲜技术的研发,参与了采后技术集成在云南、北京等花卉主产区的推广应用工作。旁证材料:教育部自然科学奖一等奖“月季采后花朵开放及其调节的分子生理机制”第2完成人,教育部科技进步奖一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”第18完成人;制定企业标准2项,见附件44);发表论文43篇,见附件42)。
穆鼎3研究员中国农业科学院蔬菜花卉研究所对创新点一和二有重要贡献。主要承担了创新点一中全产业链病原物隔离和防控的百合原种球生产技术的研发;参与了创新点二中栽培技术集成在云南、辽宁、北京、广东、福建、浙江等地的推广应用。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第3完成人;发表著作1部,论文7篇。
张颢4研究员云南省农业科学院花卉研究所对创新点一、二、三有重要贡献。主导完成了创新点一中月季和百合在云南地区的引种筛选,参与了月季优质种苗繁育技术的开发;参与了创新点二中月季花期精准调控技术、月季和百合肥水适时定量供应技术的开发;参与了创新点三中月季等花卉采后保鲜技术的研发;负责栽培、采后技术集成及在云南地区的推广应用。获批国家专利1项。投入本项目研究工作量约占本人工作量的70%
包满珠5教授华中农业大学对创新点一和二有重要贡献。主要承担了创新点一中月季品种在长江中下游地区的引种筛选和月季优质种苗繁育技术的研发;负责创新点二中月季栽培技术的集成及在长江中下游地区的推广应用。旁证材料:教育部科技进步奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”第7完成人;获专利2项;发表论文1篇。
罗卫红6教授南京农业大学对创新点一有重要贡献。主要承担了创新点一中菊花、百合等花卉生长发育模型的构建和菊花、百合等花卉肥水需求模型的构建和肥水适时定量供应技术的开发,以及全国性的月季等四种花卉周年生产布局规划。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第25完成人;发表著作1部,论文17篇。
张延龙7教授西北农林科技大学对创新点一、二、三有重要贡献。承担创新点一中百合品种在西北地区的引种筛选,参与了全产业链病原物隔离和防控的百合种球生产技术的开发和创新点二中百合肥水适时定量供应技术的研发;参与了创新点三中百合采后保鲜技术的研发;负责了种球生产、采后技术的集成及在西北地区的推广应用。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第8完成人;获专利2项;发表论文5篇;制定企业规程3项,见附件44)。
张力8工程师昆明国际花卉拍卖中心对创新点三有重要贡献。主要参与了创新点三中月季等花卉采后保鲜技术的研发、集成及在云南地区的推广应用。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第10完成人;北京市科技进步奖二等奖“鲜切花综合保鲜技术研究与应用”,为第10完成人;制定规程2项,见附件44)。
周厚高9教授仲恺农业工程学院对创新点一、二、三均有贡献。负责了创新点一中月季、菊花和百合品种在华南地区的引种筛选;负责了创新点二中月季、菊花在广东地区冬季生产花期调控技术和月季、菊花和百合肥水适时定量供应技术的研发、集成及推广应用;参与了创新点三中百合等花卉采后保鲜技术的研发、集成及在华南地区的推广应用。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第14完成人;发表著作2部,论文27篇,见附件44)。
刘与明10高级农艺师厦门市园林植物园对创新点一和二有重要贡献。主要承担了创新点一中百合、月季和菊花品种在福建等地区的引种筛选;参与了创新点二中百合、菊花、月季肥水适时定量供应技术和菊花、月季冬季生产花期调控技术的研发,负责百合等花卉栽培技术集成及在福建地区的推广应用。旁证材料:教育部科技进步一等奖“四种重要花卉高效生产与流通关键技术研究应用”,为第11完成人;筛选品种11个,见附件43);制定企业规程1项,见附件44)。


八、 主要完成单位及创新推广贡献


序号单位名称创新推广贡献
1中国农业大学中国农业大学全面负责本项目整体研究计划的制定、组织和实施,对全部科技创新做出重要贡献。1)主持、参与了月季、菊花和百合品种的引种筛选。2)构建了百合种球采后休眠解除和冰温贮藏技术体系。3)研发了三圃配套的菊花优质种苗生产技术和月季优质种苗繁育技术。4)解析了月季和菊花成花机理,研发了月季和菊花花期精准调控技术。5)解析了月季等花卉采后品质劣变机制,研发了保鲜技术。6)主导并全程参与栽培和流通技术集成与推广。
2中国农业科学院蔬菜花卉研究所1)主持了华北地区月季品种的引进和筛选。2)开发了全产业链病原物隔离和防控的百合种球生产技术。3)解析了月季和百合生长发育中的肥水需求规律,开发了肥水适时定量供应技术。5)主要参与了百合等花卉高效生产和种球国产化技术体系构建和应用推广。
3云南省农业科学院花卉研究所1)主持了月季切花品种在云南产区的引进和筛选。2)开发了百合种球鳞茎试管微繁技术。3)开发了滇中地区月季切花花期调控技术。4)解析了月季和百合生长发育中的肥水需求规律,开发了肥水适时定量供应技术。5)承担了月季等鲜切花采后保鲜运输和贮藏技术在云南地区的集成和推广应用。
4华中农业大学1)主持引进和筛选了适合华中地区的月季和百合品种。2)研发了月季种苗快繁技术体系。3)研发了百合种球脱毒繁育技术体系。4)参与研发了月季在华中地区的肥水适时定量供应技术。5)参与了月季和百合高效栽培技术集成及在华中地区的示范推广。
5南京农业大学1)解析了长江中下游气候区菊花和百合的生长发育规律,构建了光温资源需求的数字化模型;2)研发了菊花和百合在华东地区的肥水适时定量供应技术。3)参与了三种花卉在华东地区的生产区域规划。4)参与了有效利用全国气候资源的节能减耗周年生产布局的规划。
6西北农林科技大学1)主持了百合在西北地区的品种引进和筛选。2)开发了菊花超低温种性保存技术。3)制定了西北地区百合种球生产、贮藏及打破休眠相关规程及百合种球质量评价标准。4)参与了西北地区百合和切花生产技术集成和推广应用。
7昆明国际花卉拍卖中心1)联合开展了云南地区鲜切花产地拍卖市场综合保鲜关键技术的实施,2)联合开展了云南主产区月季等切花质量标准制定、采后保鲜技术体系集成以及相关技术的示范推广。

 

九、完成人合作关系说明

1999-2002年期间,中国农业大学和云南省农业科学院花卉研究所作为云南省省院省校科技合作项目鲜切花保鲜运输及贮藏技术研究的承担单位,共同完成了该课题,高俊平、张颢、张力是该课题的主要研究成员。2002-2003期间,中国农业大学作为科技部农业科技成果转化资金项目鲜切花产地拍卖市场综合保鲜关键技术的承担单位,云南省农业科学院花卉研究所和昆明国际花卉拍卖交易中心作为该项目的主要参与单位,共同完成了该课题。其中高俊平、张颢、张力是该课题的主要研究成员。相关研究成果获得了全国农牧渔业丰收奖二等奖,北京市科技进步二等奖。

2008-2010年期间,中国农业大学、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、南京农业大学和云南省农业科学院花卉研究所等单位作为农业部948重点项目切花月季、菊花、百合育种关键材料和技术引进及高效育种技术平台建立的承担单位,其中高俊平、马男、穆鼎、张颢是该课题的主要研究成员;周厚高和刘与明分别作为华南和东南地区项目成果推广的负责人。上述人员共同完成了该课题。

2009-2013年期间,中国农业大学、中国农业科学院蔬菜花卉研究所、南京农业大学、华中农业大学、云南省农业科学院花卉研究所、西北农林科技大学等单位作为农业部公益性行业(农业)科研专项经费项目主要切花育种、栽培和采后处理技术的开发、集成与示范的承担单位,共同完成了该课题。高俊平、穆鼎、包满珠、张延龙、马男、张颢是该课题的主要完成人,周厚高和刘与明分别作为华南和东南地区项目成果推广的负责人。上述人员共同完成了该课题。

此外,项目组各成员之间长期以来在月季等三种重要花卉的高效生产和采后保鲜技术的研发和推广中开展合作,于2015年共同获得教育部科技进步一等奖。

完成人合作关系情况汇总表

序号

合作方式

合作者/

项目排名

合作时间

合作成果

证明

材料

1

论文合著

高俊平/1,马男/2

2006

Transcriptional regulation of ethylene receptor and CTR genes involved in ethylene induced flower opening in cut rose (Rosa hybrida) cv. ‘Samantha’. J Exp Bot, 57(11): 2763-2773.

附件48

2

论文合著

高俊平/1,马男/2

2008

Rh-PIP2;1, an aquaporin gene, is involved in ethylene-regulated petal expansion in roses (Rosa hybrida). Plant Physiol,148(2), 894-907.

附件43

3

论文合著

高俊平/1,马男/2

2009

Overexpression of two chrysanthemum DgDREB1 group genes causing delayed flowering or dwarfism in Arabidopsis. Plant Mol Biol, 71(1-2), 115-129

附件50

6

共同立项

高俊平/1,张颢/4,张力/8

1999-2001

科技部农业科技成果转化资金项目鲜切花产地拍卖市场综合保鲜关键技术

附件8

7

共同立项

高俊平/1,马男/2,穆鼎/3,张颢/4

2008-2010

农业部948重点项目切花月季、菊花、百合育种关键材料和技术引进及高效育种技术平台建立

附件9

8

共同获奖

高俊平/1,马男/2,穆鼎/3,包满珠/5,罗卫红/6,张延龙/7,张力/8,周厚高/9,刘与明/10

2005-2014

2015年高等学校科学研究优秀成果奖科学技术进步奖一等奖

 

附件6