加快科技创新是推动高质量发展的需要。建设现代化经济体系,推动质量变革、效率变革、动力变革,都需要强大科技支撑。
“十三五”期间,中国农业科学院烟草研究所面向烟草科技前沿,加强原始创新,持续开展烟草科技前沿理论探索,为行业高质量发展提供有力支撑。
助力烟草生物育种提质升级
生物育种,是利用遗传学、细胞生物学、现代生物工程技术等方法原理培育生物新品种的过程,近年来在农作物育种领域已得到广泛应用。
“十三五”期间,烟草研究所深入开展烟草基因组学研究,深度挖掘烟草品质、香气、抗病、抗逆、减害、农艺等重要性状关键调控因素77个,解析性状调控机理,在烟草遗传育种基础理论创新等方面取得明显成效,研究成果先后在多个国际期刊发表,有力支撑了烟草育种应用。
同时,烟草研究所积极推进烟草种质资源升级,不断完善国家烟草种质资源中期库,现保存各类烟草种质资源6059份;提供种质资源选育新品种34个,占全国审定品种总数的60%;创制全球最大规模的烟草突变体材料保存库,获得654份遗传性状稳定、有重要研究价值的烟草突变种质,建立了中国烟草突变资源生物信息库和利用平台,为相关科研单位提供4万余份突变体材料供科学研究和材料筛选。
在此基础上,烟草研究所大力开展烟草主栽品种定向改良、烟草分子标记辅助育种、烟草全基因组模块化育种,构建现代烟草生物育种技术体系,育成并通过审定烟草新品种6个,通过田间鉴评新品种12个,育成烤烟新品系30余个。
服务烟草农业绿色发展
“十三五”期间,烟草行业积极推进烟草病虫害绿色防控工作,实现了“产学研用”有效贯通。
烟草研究所在烟草病虫害绿色防控理论研究方面取得一系列突破:系统揭示了我国烟草主要病毒病致病机理与灾变机制,成功解析病毒与烟草互作的精准识别机制和天然免疫调控机制,系统揭示了烟草青枯病、黑胫病和赤星病成灾机理,创新了微生态调控和以菌治菌的植物微生物群落重塑理论。
在化学肥料农药减施增效关键技术方面,烟草研究所积极攻关,成功解析肥料用量及迁移、土壤肥力空间变化、土壤供氮能力时间变化、烟草养分需求四大规律,突破高效种植、烟草精准推荐施肥、烟草无损检测氮营养诊断、农药检测追溯四项共性技术,研发出二阶段水溶肥、专用微生物有机肥、多功能复合微生物菌剂、一次性配方肥、农残高效筛查检测五大产品,形成了东南丘陵烟稻区、黄淮平原丘陵烟区、西南高原山地烟区化肥农药减施增效技术模式并示范应用。
在废弃资源利用方面,烟草研究所开辟了烟草秸秆炭化利用、基质化利用、沼气化利用和生物质能源化利用等新途径,并在四川省西昌市应用烟草秸秆沼气化利用成套设备,较好实现了资源化综合利用。目前,相关技术已在山东、四川和云南烟区进行生产示范。
推动智慧烟草农业创新
发展智慧烟草农业是助力烟农增收、实现乡村振兴的重要途径之一。
“十三五”期间,烟草研究所立足科研优势,扎实开展技术研究,推动智慧烟草农业创新——
破解全程机械化前沿技术。解析烟草宜机株型调控途径与分子机制,探索构建烟草农机农艺融合关键技术,研发智能移栽、采收机械和智能烘烤控制系统,形成“8点式”精准烘烤工艺,提出烟叶烘烤“五香”理念,优质高效栽培理论与途径、烘烤理论技术和智能化设备应用等取得重要突破。目前,烟叶种采烤一体化生产模式已在山东、四川、云南、重庆等烟区开展试点。
积极推进智慧生产创新储备。成功构建赤星病孢子智能识别和统计模型、烟草主要害虫的精准识别统计模型,实现了精准化和数字化智能监测预警;构建精准养分管理模型,建立了东南烟区基础地理信息数据库、气象因子数据库、土壤理化性状数据库、烟叶理化性状数据库和遥感数据库;探索应用智能传感器、无人机、智能机器人等装备,为烟草农业生产物联网信息化、智慧烟草农业的实施储备创新力量。
探索烟草新功能产业化发展
“十三五”期间,烟草研究所积极推动烟草功能成分多用途利用,建立了烟草活性成分高通量检测技术,筛选出主要活性成分高效资源;自主研制烟草腺毛活性成分涡旋流动提取设备,建立了烟草腺毛活性成分高效检测、提取及分级纯化技术体系,持续推进烟草西柏烷二萜研究与产业化利用,成功开发出烟草本香香料、植物源农药等新产品,获得国家发明专利授权9项。
推进烟草生物合成产业应用。成功创制超低烟碱生物合成底盘材料,利用分子育种技术成功培育烟碱含量低于0.005%的超低烟碱材料;利用烟草稳定表达生产活性成分,成功构建虾青素生物反应器;成功获得烟草致香物质合成工程菌株,为生物制造烟草致香物质的工业应用探索了新路径。
建成烟草瞬时表达生产药用蛋白技术体系。通过优化烟草无土栽培技术、开发高效表达载体、研发真空负压侵染技术,完成整套烟草瞬时表达生产药用蛋白技术体系的构建和工艺流程优化,目前已具备利用烟草瞬时表达系统开展药用蛋白产业化生产的能力,并在多个领域进行工艺优化及产品研发,取得了阶段性进展。
在创新引领发展的新时代,烟草研究所将持之以恒加强前沿基础理论研究与应用研究、引领性原创成果突破,为行业高质量发展提供强大科技动力。
新意盎然——安徽中烟在新质生产力实践中的探索与成果