地区：上海市 宝山区
关键词：中国科学院过程工程研究所;中国科学院大连化学物理研究所;海南正业中农高科股份有限公司;全国农业技术推广服务中心;大连凯飞化学股份有限公司;大连中科格莱克生物科技有限公司
成果类型：其它
成果领域：生物与新医药
成果编号：A2021061000001148
成果描述：
| 绿色可持续农业是中国农业发展方向，在确保环境友好、食品安全的前提下保障作物产量是中国农业生产的主要任务之一。通过激活植物免疫系统来防治农作物病害的寡糖植物免疫诱导剂，具有来源丰富、广谱高效、安全环保等优点，可部分替代化学农药肥料应用于农业生产中，助力绿色农业发展，应用前景广阔。然而受到生产工艺、质量控制、作用机制及应用技术等方面限制，这类产品之前未在中国农业生产上发挥较大作用。该项目针对制约寡糖植物免疫诱导剂发展的瓶颈问题，以寡糖植物免疫诱导剂创制和推广应用为目标，经过十余年研究，取得如下创新成果：1.创制系列多糖降解酶，建立了酶反应与膜分离耦合的寡糖生产技术，解决寡糖制备过程中聚合度难以调控的技术难点，实现了寡糖清洁高效规模化生产。创制高效多糖降解酶10余种，获得的壳聚糖酶和褐藻胶裂解酶等酶活性优于商品化产品，完成了降解酶1000L体系的规模化生产。建立了酶反应与膜分离耦合的寡糖生产技术，解决了寡糖制备过程中聚合度难以调控的技术难点，实现对不同聚合度寡糖的高效制备，形成了清洁高效寡糖生产工艺，实现了壳寡糖等寡糖制备工艺的产业化，建成年产百吨级寡糖生产线。建立了系列寡糖单体分离纯化技术，获得寡糖标准品30余种，制定质量标准，实现寡糖质量控制。2.建立寡糖对植物病害防治谱，发现寡糖诱导植物抗逆和促生长等多种生物功能，揭示寡糖作用机制，提出糖链植物疫苗概念，攻克功能与机制的瓶颈问题。明确了寡糖对30余种作物上的60余种病害的防治谱，系统研究了寡糖激活植物免疫的作用机制，发现了壳寡糖与细胞膜结合等关键现象，依据寡糖通过调节植物免疫系统实现抗病的特点，在国际上提出糖链植物疫苗的概念并得到认可。实验与田间推广过程中发现寡糖不仅可提高植物抗病，还具有提高植物抗逆、促生长、降农残、改善品质等功能，为开发寡糖植物免疫诱导剂奠定理论基础。3.创制系列寡糖植物免疫诱导剂产品，建立系统应用技术，解决限制产品田间应用的瓶颈问题，实现产业化和大规模推广应用。基于上述寡糖功效与机制，开发寡糖植物免疫诱导剂十余种，获得农药和肥料登记证14项，相关产品获得后稷金奖及绿色农药博览会金奖。针对不同作物与环境建立了以寡糖为核心的绿色防控系统应用技术10余项，突破了其在农业生产中的应用技术瓶颈。建立了多项产品质量标准，建成年产千吨级寡糖植物免疫诱导剂生产线两条，多年推广应用证明使用寡糖能够在减少常规化学农药用量的情况下，提高作物产量，改善作物品质，取得了显著的经济和社会效益。该项目集理论创新、技术发明、产业应用、示范推广于一体，创制系列寡糖植物免疫诱导剂并实现产业化及大规模推广。发表论文143篇（SCI46篇），出版中英文专著4部，授权国家发明专利22项。已形成6000吨/年的产品生产能力，累计推广面积6450万亩次，取得显著经济效益，引领了中国生物农药行业发展，为实现化学药肥减施提供了有效武器，有力支撑了中国绿色农业建设。 |
