加快科技創新是推動高質量發展的需要。建設現代化經濟體系,推動質量變革、效率變革、動力變革,都需要強大科技支撐。
“十三五”期間,中國農業科學院煙草研究所面向煙草科技前沿,加強原始創新,持續開展煙草科技前沿理論探索,為行業高質量發展提供有力支撐。
助力煙草生物育種提質升級
生物育種,是利用遺傳學、細胞生物學、現代生物工程技術等方法原理培育生物新品種的過程,近年來在農作物育種領域已得到廣泛應用。
“十三五”期間,煙草研究所深入開展煙草基因組學研究,深度挖掘煙草品質、香氣、抗病、抗逆、減害、農藝等重要性狀關鍵調控因素77個,解析性狀調控機理,在煙草遺傳育種基礎理論創新等方面取得明顯成效,研究成果先后在多個國際期刊發表,有力支撐了煙草育種應用。
同時,煙草研究所積極推進煙草種質資源升級,不斷完善國家煙草種質資源中期庫,現保存各類煙草種質資源6059份;提供種質資源選育新品種34個,占全國審定品種總數的60%;創制全球最大規模的煙草突變體材料保存庫,獲得654份遺傳性狀穩定、有重要研究價值的煙草突變種質,建立了中國煙草突變資源生物信息庫和利用平臺,為相關科研單位提供4萬余份突變體材料供科學研究和材料篩選。
在此基礎上,煙草研究所大力開展煙草主栽品種定向改良、煙草分子標記輔助育種、煙草全基因組模塊化育種,構建現代煙草生物育種技術體系,育成并通過審定煙草新品種6個,通過田間鑒評新品種12個,育成烤煙新品系30余個。
服務煙草農業綠色發展
“十三五”期間,煙草行業積極推進煙草病蟲害綠色防控工作,實現了“產學研用”有效貫通。
煙草研究所在煙草病蟲害綠色防控理論研究方面取得一系列突破:系統揭示了我國煙草主要病毒病致病機理與災變機制,成功解析病毒與煙草互作的精準識別機制和天然免疫調控機制,系統揭示了煙草青枯病、黑脛病和赤星病成災機理,創新了微生態調控和以菌治菌的植物微生物群落重塑理論。
在化學肥料農藥減施增效關鍵技術方面,煙草研究所積極攻關,成功解析肥料用量及遷移、土壤肥力空間變化、土壤供氮能力時間變化、煙草養分需求四大規律,突破高效種植、煙草精準推薦施肥、煙草無損檢測氮營養診斷、農藥檢測追溯四項共性技術,研發出二階段水溶肥、專用微生物有機肥、多功能復合微生物菌劑、一次性配方肥、農殘高效篩查檢測五大產品,形成了東南丘陵煙稻區、黃淮平原丘陵煙區、西南高原山地煙區化肥農藥減施增效技術模式并示范應用。
在廢棄資源利用方面,煙草研究所開辟了煙草秸稈炭化利用、基質化利用、沼氣化利用和生物質能源化利用等新途徑,并在四川省西昌市應用煙草秸稈沼氣化利用成套設備,較好實現了資源化綜合利用。目前,相關技術已在山東、四川和云南煙區進行生產示范。
推動智慧煙草農業創新
發展智慧煙草農業是助力煙農增收、實現鄉村振興的重要途徑之一。
“十三五”期間,煙草研究所立足科研優勢,扎實開展技術研究,推動智慧煙草農業創新——
破解全程機械化前沿技術。解析煙草宜機株型調控途徑與分子機制,探索構建煙草農機農藝融合關鍵技術,研發智能移栽、采收機械和智能烘烤控制系統,形成“8點式”精準烘烤工藝,提出煙葉烘烤“五香”理念,優質高效栽培理論與途徑、烘烤理論技術和智能化設備應用等取得重要突破。目前,煙葉種采烤一體化生產模式已在山東、四川、云南、重慶等煙區開展試點。
積極推進智慧生產創新儲備。成功構建赤星病孢子智能識別和統計模型、煙草主要害蟲的精準識別統計模型,實現了精準化和數字化智能監測預警;構建精準養分管理模型,建立了東南煙區基礎地理信息數據庫、氣象因子數據庫、土壤理化性狀數據庫、煙葉理化性狀數據庫和遙感數據庫;探索應用智能傳感器、無人機、智能機器人等裝備,為煙草農業生產物聯網信息化、智慧煙草農業的實施儲備創新力量。
探索煙草新功能產業化發展
“十三五”期間,煙草研究所積極推動煙草功能成分多用途利用,建立了煙草活性成分高通量檢測技術,篩選出主要活性成分高效資源;自主研制煙草腺毛活性成分渦旋流動提取設備,建立了煙草腺毛活性成分高效檢測、提取及分級純化技術體系,持續推進煙草西柏烷二萜研究與產業化利用,成功開發出煙草本香香料、植物源農藥等新產品,獲得國家發明專利授權9項。
推進煙草生物合成產業應用。成功創制超低煙堿生物合成底盤材料,利用分子育種技術成功培育煙堿含量低于0.005%的超低煙堿材料;利用煙草穩定表達生產活性成分,成功構建蝦青素生物反應器;成功獲得煙草致香物質合成工程菌株,為生物制造煙草致香物質的工業應用探索了新路徑。
建成煙草瞬時表達生產藥用蛋白技術體系。通過優化煙草無土栽培技術、開發高效表達載體、研發真空負壓侵染技術,完成整套煙草瞬時表達生產藥用蛋白技術體系的構建和工藝流程優化,目前已具備利用煙草瞬時表達系統開展藥用蛋白產業化生產的能力,并在多個領域進行工藝優化及產品研發,取得了階段性進展。
在創新引領發展的新時代,煙草研究所將持之以恒加強前沿基礎理論研究與應用研究、引領性原創成果突破,為行業高質量發展提供強大科技動力。
篤行致遠 2024中國煙草行業發展觀察