省重点实验室可行性研究报告-江苏省科技基础设施建设计划(5)

（五）对提高自主创新能力的意义，对解决关键技术创新的作用，对促进江苏相关领域技术进步及产业发展的意义

大力发展生态农业，实现农业可持续发展，改善农村生态环境，提高农产品品质，是把我国现代化建设事业全面推向新世纪的重大战略部署。21世纪之初，全面实施这项宏伟工程，既是中华民族发展史上的伟大壮举，也是履行国际公约的实际行动和对世界文明作出的重要贡献。

洪泽湖农业生态区地处我国气候分界线—淮安市，在洪泽湖生态区建立江苏省环洪泽湖生态农业生物技术重点实验室，开展生态农业生产关键技术集成及其产业化研究、创建生态农业技术成果应用示范基地和生态农业工程技术人才培养基地，广泛开展科技创新、学术交流、合作研究和人才培养，深化、组装和完善生态农业研究技术体系，最终总结形成具有鲜明特色的生态农业产业化技术平台，将带动区域性生态农业产业的全面发展，同时也将对我省农业生产持续发展产生深刻的影响，为发展现代农业、增强农业竞争力、提高农业综合效益提供重要的技术支撑。本项目的创新性主要在于：

（1）方案具一定的创新性。以往生态农业的研究侧重于实用型生态农业技术的应用，而本方案则充分利用现代生物技术手段，从洪泽湖农业生态区主要农作物的种质资源保护、创新、利用以及水产品的养殖、加工入手，提高农产品品质，找准了切入点。同时该项目具有鲜明的区域特色，项目的实施又能带动我省其他相关行业、领域的技术进步。 （2）研究内容创新。本项目针对转基因生物安全性这一当今国际生物科学研究领域中的热点话题，结合已有的研究基础，将转基因作物的

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生态安全性评价、食品安全性评价纳入到生态农业的研究范畴，拓宽了生态农业的内涵，具有一定的创新性，其中有关转基因作物生态安全性的评价方法与体系居国内先进水平。

（3）先进的平台建设。建立了洪泽湖农业生态区农业生物种质资源保护与创新的平台、转基因生物的安全性评价平台、新型生物农药研制平台、主要农作物优质高效安全生产技术平台、农业资源综合利用与农产品精深加工平台等，为洪泽湖生态农业的研究与建设提供资源保证、物质保障与技术支撑。居国内领先水平。

（4）集成标准化。方案突出了生态农业技术的集成组装和农产品产前、产中、产后的环境质量监测、投入品的质量监测以及农作物安全生产的标准化控制，有效地提高了农产品品质和环境质量。

（5）工程整体化。实验室建设以生态农业技术和生态农业产品的研发为核心，加强实验室、中试基地、人才培养基地建设以及强化示范基地建设，实现了“产”、“学”、“研”、“推”的有机统一，构成了实验室建设的完整链条。

此外，本项目将可提出生态农业生产技术体系及其理论，对与时俱进地丰富和发展我国现代农业具有十分重要的意义。

二、项目组建方案的分析

（说明：项目的经济可行性、技术可行性，先进性与创新性，预计成果的产出形式，风险分析等，主要包括：上游技术发展情况；项目技术创新的主要内容和先进程度；预期效果；成果的主要应用领域，推广应用途径、方式；产生的经济效益、社会效益等）

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（一）上游技术发展情况、项目技术创新的主要内容和先进程度

在本项目实施过程中涉及的主要先进技术有：转基因生物技术、分子标记辅助育种、转基因生物安全性评价、新型生物农药的研制与生物防治、无公害农产品安全高效生产技术、无公害水产品养殖与加工、农业资源的综合利用与加工等技术。

1、转基因生物技术

自20世纪80年代初第一例转基因植物问世以来，转基因生物技术得到了迅猛发展，并被应用于农作物品种改良等许多领域。由于转基因技术的成功，极大地拓展了可利用的种质资源范围，使传统上只能在同一物种内或近缘野生种间利用的资源扩大到可以将任何生物的基因转移到目标作物。到目前为止，已有大量来自细菌、真菌和高等植物的基因被成功地转移到不同的栽培作物中，这些导入的外源基因在提高作物产量、改善品质以及增强作物抗病虫、抗逆、抗除草剂等方面都起到了十分重要的作用，为世界粮食生产作出了重要的贡献。因此，转基因生物技术在优异农业生物种质资源创新与利用方面起到了十分关键性的作用。本实验室目前已经建有分子生物生物学与基因工程研究的技术平台，并在农作物品质改良等方面开展了许多工作。为了利用基因工程技术在甜玉米中生产药物蛋白，我们建立了甜玉米体细胞植株再生体系，评价了甜玉米体细胞植株再生性的遗传多样性，利用已经定位的控制玉米体细胞植株再生性的主基因的紧密连锁标记，结合育种实践对其进行分子标记聚合选择，并开始利用农杆菌介导法进行转基因技术探索，目前已经取

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得了良好的结果。此外，本实验室还建立了用于作物淀粉分子结构修饰改良的SBD—转基因平台技术。该技术以甘薯为对象，利用Bacillus circulans环状糊精糖基转移酶（cyclodextrin glycosyl- transferase, CGTase）的淀粉结合结构域(starch-binding domain, SBD)作为\锚\，将目的基因编码序列与之相连接，利用带有甘薯块根特异性表达的表达启动子和蛋白质跨膜转运的信号肽序列的重组基因表达载体，通过农杆菌介导法将SBD重组基因转入甘薯体内。使得重组基因在甘薯淀粉生物合成过程中被锚定在淀粉粒中，并对淀粉分子结构进行修饰，从而在甘薯块根内直接合成具有工业用途的新型淀粉,减少采后变性处理对境造成的污染。该项技术还可以进一步用于玉米等其他淀粉类作物的品质改良。为此，我们先后承担了2005年度获得国家自然科学基金、江苏省六大高峰人才、江苏省高校高新技术产业化等项目，并于2007年再次获得国家自然科学基金的资助。

2、分子标记辅助育种技术

分子标记辅助育种技术是在水稻、小麦、玉米、大豆、油菜等重要作物上，通过利用与目标性状紧密连锁的DNA分子标记对目标性状进行间接选择，以在早代就能够对目标基因的转移进行准确、稳定的选择，而且克服隐性基因再度利用时识别的困难，从而加速育种进程，提高育种效率，选育抗病、优质、高产的新品种。本实验室对我们在育种实践中发现的小麦雌性不育系突变体的不育基因进行精细定位及遗传解析，第一主基因已经定位在2DS上，距SSR标记barc95约8cM，进一步利

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用近来建成的遗传分离大群体寻找与该主基因更加紧密连锁的分子标记并对其精确定位，找到连锁距离小于1cM的遗传标记，并将其转换成育种实践中可以直接运用的SCAR标记，为克隆小麦雌性不育主基因以及标记辅助选择奠定基础，分析了主基因的遗传效应和互作方式，阐述小麦雌性育性的遗传机理，探讨雌性不育在小麦性别发生及进化中的可能作用。其中的研究内容分别于2002、2007年两次获得国家自然科学基金的资助，其理论与实践探索成果均具有我国自主知识产权。

3、转基因生物安全评价

转基因生物及其产品可能带来的生物安全问题是多方面的，如食品安全、生态风险以及生物安全的管理与法规等。在有关生态安全的诸多问题中，比较令人关注的便是外源转基因的逃逸（Gene escape）及其可能带来的环境和生态安全问题。外源转基因（如抗除草剂基因）可以通过“基因流”而逃逸到环境中,造成非转基因作物品种的污染和形成恶性杂草，从而给农田生态系统带来危害。相关的研究往往局限于在转基因作物与其野生种田间混合种植进行自然授粉或者人工辅助授粉的条件下，对能否产生基因污染植株进行分析。事实上，转基因作物与其亲缘种间的基因流关键取决于转基因作物与近缘植物间的杂交亲和程度，本实验室通过近年来的深入研究，创立了通过杂交亲和性（尤其是蒙导花粉诱导授粉条件下）的系统研究来评价转基因作物与其近缘植物间基因流风险的方法与体系。大大简化了转基因作物基因流风险的评估程序。与此同时，借鉴国外已经报道的先进技术，掌握了转基因作物的食品安全性评价方法与程序，可以对转基因食品进行毒性、过敏性等检测。相

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