铁皮石斛科技成果转化资金项目申报书-一种铁皮石斛组织培养的光调控方法.doc

科技成果转化资金项目可行性研究报告1 总论1.1 申请项目概述项目拥有国内率先突破的铁皮石斛杂交技术，选育成功的高产、优质、抗寒、外观漂亮的全同胞F1代，其中可溶性多糖可达干品的37%，比传统品种增加46.47%，第37年年均亩产200kg以上，在单层拱棚栽培条件下能耐-12的低温，产品质量达到国际同类先进水平。本次申请的主要内容是全同胞F1代“浙林7号”中试和栽培示范，转化“一种铁皮石斛组织培养的光调控方法”（发明专利）。项目实施对改变我国铁皮石斛良种缺乏、种苗培育周期长、药材质量参差不齐均具有重要意义。1.2 项目预计目标 1.2.1总体目标项目执行期间计划投资1056.5万元；项目完成时建成年产500万株“浙林7号”苗木生产能力组织培养工厂，建成100亩中试基地，执行期结束时基地通过有机生产认证，37年生基地年均亩产200kg以上，可溶性多糖含量达干品的37%以上，在单层拱棚栽培条件下能耐-10的低温。该项目是现代生物技术在农业产业中应用的典范，属于高投入、高产出项目，静态投资回收期2.86年，动态投资回收期3.05年，项目财务投资净现值4482.48万元，项目投资财务内部收益率61.36%，销售总收入10274 万元，利润总额7098.02万元，经济效益显著。项目设施栽培不仅不破坏生态，而有利于野生资源保护。项目实施对改变我国铁皮石斛良种缺乏、药材质量参差不齐现状，充分利用农村劳动力资源，保证铁皮石斛产业的可持续发展，促进区域经济的发展均具有重要的现实意义，符合国家产业政策，属2010年重点扶持领域（二）围绕做大10个涉农高科技产业的科技成果转化及产业化项目重点支持范畴（动植物种子种苗新品种）。1.2.2阶段目标项目分两年实施：2010年目标：建立年产500万株铁皮石斛苗木组织培养工厂，产苗木300万株；在瑞安市宁益乡墩头村租地100亩栽培基地开始基础设施建设，6月开展建设40亩设施栽培基地管理，并开展有机栽培转化。2011年目标：培育优质苗木500万株，种植30亩，完成栽培技术标准的制定，实现栽培技术的规范化；开展科技培训，完善技术保障体系。1.2.3资金投入及使用计划根据项目需要转化的内容和目标，估算本项目在资金资助期内计划投资1056.5万元，至项目申报时已筹集资金635万元，需要新增投资421.5万元。已到位投资部分资金500万元为企业注册资金，借贷135万元。主要用途铁皮石斛设施栽培基地建设，至项目申报时已开始筹建标准大棚栽培铁皮石斛设施栽培基地40亩及年产500万株组织培养工厂。表1项目执行期内单位新增资金投入与使用计划表资金到位时间建设内容到位金额(万元)资金来源2010.06组建40亩设施栽培基地279企业自筹资金2011.06新建30亩设施栽培基地279企业自筹资金142.5万元，产品销售收入136.5万元2 项目技术成果的先进性分析2.1简述铁皮石斛（Dendrobium candidum Wall. Ex Lindl）是濒危的传统名贵中药材，是2005版中华人民共和国药典收载的3种石斛属植物之一。早在秦汉时期，神农本草经就记载铁皮石斛“主伤中、除痹、下气、补五脏虚劳羸瘦、强阴、久服厚肠胃”；1000多年前的道家医学经典道藏将铁皮石斛列为“中华九大仙草”之首；李时珍在本草纲目中评价铁皮石斛“强阴益精，厚肠胃，补内绝不足，平胃气，长肌肉，益智除惊，轻身延年”。现代药理研究证明，铁皮石斛具有增强免疫力、消除肿瘤抑制癌症等作用，对咽喉疾病、肠胃疾病、白内障、心血管疾病、糖尿病和抗肿瘤具有显著疗效，特别是对人体肺癌细胞具有极大的抑制作用，抑制率高达74.7%97.2%。铁皮石斛长期以来以野生采集为主，由于铁皮石斛自然条件下生长发育十分缓慢，从种子萌发进人到商品阶段需5-7年才能采收,加上人们长期以来对之进行毁灭性采挖与栽培环境的破坏, 使其野生资源近于枯竭而处于濒临灭绝的境地,也造成国内市场供需矛盾突出, 价格昂贵，伪品冲击严重，制约铁皮石斛产业的健康发展。为了保护铁皮石斛资源，国际社会将其列入濒危野生植物国际贸易公约CITES进行保护，属世界二类保护植物；我国也将石斛列为国家二级保护濒危植物，列入国家重点保护野生药材物种名录、中华人民共和国珍稀濒危植物名录。为满足我国药品和保健品市场的需求，满足人们物质生活水平不断提高的需求，国家科技部把铁皮石斛人工栽培和研究开发项目列为“八五”重点 “星火”科技项目及国家级星火项目计划； 2001年10月，被国家发改委列为2001年国家高技术产业发展项目。国家商务部将该项目列入“国家重点技术改造 “双高一优项目”（“双高一优”即高新技术产业化、高新技术改造传统产业、优化重点产业和技术结构）。近年随着种植、加工技术的迅速发展，铁皮石斛种植面积出现了“井喷式”的增长。浙江省农业厅先后认定了驯化成功的“森山1号”（ 浙江森宇实业有限公司选育）、“仙斛1号”（ 金华寿仙谷药业有限公司选育）、“天斛1号”（ 杭州天目山药业股份有限公司选育）等3个品种，但3个品种选育种质多来源于野生资源，或是初筛的种源材料，种子生产只对母本进行控制（母本相同，父本自由授粉），导致品种内一致性较差，世代之间遗传稳定性较差，造成药材及其产品质量参差不齐。针对此，本项目在广泛收集种质资源，开展了种质之间形态特征、化学成分、抗病性、抗寒性和基于DNA分子标记的遗传多样性的评价，明确了不同种质性状的差异；突破高效、简便的人工授粉技术，初选育出全同胞F1代良种的基础上，重点开展“浙林7号”全同胞F1代中试，转化“一种铁皮石斛组织培养的光调控方法”（发明专利）。项目实施前后，主要技术经济指标变化详见表2：表2项目实施前后主要经济技术指标变化序号经济技术指标实施前实施后1育种材料野生资源或初选种源不进行评价育种材料进行科学评价后，根据育种目标选择优良亲本2育种方法选择育种，种子为自自由授粉或半同胞F1代（母本相同，父本自由授粉），没有系统的子代测定杂交育种，控制授粉培育全同胞F1代（母本，与父本均一致），并系统地开展子代测定、品种比较试验及区域性栽培试验3外观不稳定黑节紫杆，一致性好4产量150 kg/年/亩200 kg/年/亩，增产30%以上5质量多糖含量25%左右多糖含量37%以上，增加48%6抗寒性单层拱棚栽培条件下，能耐0的低温；在浙江栽培通常需要3层薄膜才能正常越冬。单层拱棚栽培条件下，浙林7号能耐-12的低温；在浙江栽培通常单层薄膜就能正常越冬7苗木培育普通光源LED照明系统，用电量减少20%，使用寿命处长2倍以上，生产成本降低15%，优质组培苗提高5%以上。2.2项目创新点创新点一采用化学成分定量和DNA分子标记相结合的技术，通过亲本选择、控制授粉、系统的子代测定等，培育出F1代新品种“浙林7号”，该品种栽培3年后亩产可达200公斤以上，茎内的总多糖含量37%以上（附浙江省林产品质量检测站产品检测报告），且病虫害少；同时在单层拱棚栽培条件下，能耐-12的低温。项目申请单位先后到越南、云南的西双版纳、德宏、勐海、德康，贵州的雷山，浙江的义乌、天台、建德、武义、临安、庆元、湖州、桐庐、乐清等铁皮石斛传统产区及设施栽培骨干基地开展种质资源收集工作，共收集铁皮石斛种质140余份，包括野生种质47份、品种3个、人工栽培种质90个，采用化学成分定量和DNA分子标记相结合的技术开展了资源评价工作，初步选出高产、优质、抗病性强的优良亲本。运用人工授粉技术，获得全同胞F1代（品种母本、父本均完全一致），充分发挥杂种优势，获得最大遗传增益，实现品种内品质、产量及抗性等性状高度一致，世代之间遗传稳定。同时通过初步的子代测定，发现该品种品质好、产量高。“浙林7号”具体表现如下：1、生长快、生物量大，栽培3年后亩产达200公斤以上，比当地栽培的云南品种高30%；2、品质好，经浙江省林产品质量检测站测定，栽培3年的浙林鲜食7号茎内的总多糖含量高达37.54%；3、抗性好，在单层拱棚栽培条件下，“浙林7号”能耐-12的低温，而同等条件下栽培的云南品种出现明显冻害症状；试种地至今未发现明显的病虫害现象。创新点二、开发出铁皮石斛组培专用LED光源系统，实现光强、光质、光周期的智能化调控；同时根据铁皮石斛不同组培阶段的需光特性，研发出其光调控方法，建立了配套的高效培育技术体系，使得种苗培育周期缩短至160天以内，且提高了质量。主要技术已经申请国家发明专利（申请号200910154225.1，附专利申请受理通知书）。铁皮石斛优质种苗的缺乏是目前限制该产业快速发展的关键问题之一。现有栽培用铁皮石斛种苗多通过组织培养的方式获得，但从种子到成品苗的培育时间较长，一般需7-9个月。植物对光的需求是有选择性的，然而现有铁皮石斛组织培养的光源多为日光灯，不仅耗能多且光效低。如果满足铁皮石斛不同生长阶段的需光条件，提高光合效率，必将促进生长，从而缩短培育周期。项目组根据LED具有的光强和光谱可调整、冷却负荷低、电光转换效率高、体积小、寿命长，以及波长固定等优点，首次开发出铁皮石斛组培专用LED照明系统，同时研究出一种相配套的高效的光调控方法。以试验发现，与目前的日光灯相比， LED照明系统用电量减少20%；使用寿命处长2倍以上；且本项目LED光源系统的1000小时光衰10；电转换效率在90以上；铁皮石斛组培培育周期缩短至160天以内，商品组培苗的生产成本降低15%；优质组培苗比例提高5%以上。项目转化的主要技术成果“通过亲本选择、控制授粉、系统的田间试验与DNA分子标记技术辅助育种结合，培育出品质优良、丰产性好、遗传稳定、抗逆能力（抗寒性与抗病性）强的铁皮石斛全同胞F1代（黑节1号）及开发出基于LED的铁皮石斛组培专用光源系统和配套的光控技术，实现光强和光谱可调等”经浙江省科技信息研究院科技查新“在所检文献范围内未见有文献报道”。2.3知识产权状况本项目由浙江正企铁皮石斛有限公司与浙江林学院合作。项目转化的全同胞F1代“浙林7号”（见浙江重要林业中药种质资源评价与利用研究验收证书）与“一种铁皮石斛组织培养的光调控方法”（见专利申请受理通知书）的知识产权属浙江林学院，经浙江正企铁皮石斛有限公司与浙江林学院双方友好协商，浙江林学院将上述成果与知识产权转让给浙江正企铁皮石斛有限公司使用。成果转化过程中，浙江正企铁皮石斛有限公司负责铁皮石斛组织培养工厂及中试基地与推广基地建设；浙江林学院负责提供铁皮石斛良种种子或原球茎，苗木组织培养及栽培技术研究与指导，生产质量管理示范性标准制定。成果转化项目中取得效益与新的知识产权归属双方共有，甲方占35%，乙方占65%，详见联合转化协议。3 项目实施方案分析3.1项目的转化内容与技术路线论述3.1.1项目开展的具体内容3.1.1.1铁皮石斛全同胞F1代“浙林7号”制种选择经种质资源评价的浙江建德与浙江庆元亲本，在6月份铁皮石斛开花后710天摘除唇瓣，用已消毒的镊子挟取花药块送入柱头进行人工授粉，11月收取果实。3.1.1.2建立铁皮石斛组培工厂对收获的果实消毒后进行无菌播种，每个果实播种1020瓶，通过培养基、植物生长调节剂、添加剂、光照、温度、pH等环境条控制试验与示范，优化组织培养技术。3.1.1.3全同胞F1代“浙林7号”高效栽培试验与示范优化移栽时间、栽培基质（树皮、木屑、废菌棒、碎石、有机肥混合物等）、栽培环境（光照、温度、湿度、通风等）等关键技术。3.1.1.4技术路线生长、品质性状测定田间试验铁皮石斛样品与种质资源筛选出优良亲本杂交获得全同胞F1代种质LED照明系统开发筛选出优良杂交子代成分分析生长性状观测组培光调控技术研究高效培育技术集成优良种质高效培育培育中试示范3.2项目组织实施方案论述3.2.1本项目开展中间性试验示范的具体地点与规模 在瑞安市曹村镇碗窑村占竹下自然村建立年产500万株铁皮石斛苗木组织培养工厂，在瑞安市宁益乡墩头村建立100亩设施栽培基地。3.2.2参加单位承担的具体工作任务和分工项目由浙江正企铁皮石斛有限公司、浙江林学院共同承担。浙江正企铁皮石斛有限公司负责年产500万株铁皮石斛苗木组织培养工厂与100亩设施栽培基地建设，浙江林学院铁皮石斛全同胞F1代“浙林7号”制种及组