一、建设实验室的目的、意义.doc
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1、 福建省重点实验室建设申请报告实验室名称:福建省农业微生物重点实验室依托单位:福建省农业科学院农业生物资源研究所通讯地址:福建省福州市五四路247号邮编:350003联系人:刘波联系电话:0591-87882571,手机:13905917339申报时间:二O一二年三月一日福建省科学技术厅 2012年2月制编写提纲(7000字以内)目录一、建设实验室的目的、意义11农业微生物制剂研发的重要性12农业微生物制剂行业发展的需求13建立福建省农业微生物重点实验室将具有重要社会和经济意义4二、国内和我省最新研究进展和发展趋势5三、建设主要内容61. 农业微生物资源基因库的建立与基础微生物学研究62. 微
2、生物杀虫剂的研究与利用73. 微生物杀菌剂的研究与利用74. 环境微生物与资源高效利用75. 农业微生物制剂的分子生物学研究86. 建立项目选题、预研储备体系87. 建立合作、开放的示范基地8四、现有研究工作的基础、水平91. 申报单位基本情况92项目申报情况93项目完成情况104获奖成果情况105. 获审(认)定品种、专利、品种权、软件著作权及相关标准(规程)情况106. 发表论文、论著情况107.主要成果应用情况10五、科研队伍状况及培养人才的能力111. 学术带头人简介:刘波,男,博士,研究员,现任福建省农业科学院院长112.科研队伍状况及培养人才的能力12六、已具备的科研条件12七、开
3、放合作和运行管理制度131.开放合作132,运行管理制度13八、附件:141固定人员名单(20人以上)142仪器设备清单153其它有关证明16(1)国家科学技术进步二等奖证书16(2)福建省科学技术进步奖证书(3项)18一、建设实验室的目的、意义1农业微生物制剂研发的重要性农业微生物制剂主要包括农业生物药物、生物肥料、生物兽药和饲料、微生物降污剂、其他微生物制剂(生物保鲜、生物除臭、生物激素等)5大类,现在成为国家863研究的重要领域之一。农业微生物制剂研究的范畴和目标为:(1)农业微生物制资源的基础研究:采用基因组学、蛋白组学和代谢组学等技术和方法,研究农业微生物的生长规律、作用机理、基因调
4、控、代谢规律和靶标对象,建立具有自主知识产权的技术基础;(2)农业微生物工程技术研究:引入基因工程细胞工程酶与发酵工程组织工程蛋白质工程抗体工程干细胞研究克隆技术转基因技术纳米生物技术高通量筛选技术和生物毒素藕合技术等,注重建立工艺研究平台;(3)农业微生物产品开发:农业微生物制剂包括生物杀虫剂、生物杀菌剂、生物杀线虫剂、生物除草剂和生物激素等;生物肥料方面包括固氮接种剂、解磷钾生物肥料和农业废弃物分解菌等;生物兽药和饲料包括益生素酶制剂和生物营养制剂等;微生物降污剂包括微生态制剂、农药残留微生物降解剂、养殖环境除臭剂和养殖水体净化剂等与化学药物相比,微生物制剂具有以下优点:(1)农业生物药物
5、具有更低的哺乳毒性。(2)仅对靶标害虫有效,不会对有机体如鸟类和昆虫以及哺乳动物造成危害影响。(3)用量少,分散快,可以避免环境污染。随着社会的进步和科技的发展,人们已意识到农业生产过程中施用化学农药和化学肥料造成的危害及其严重程度。我国政府已将食品安全和农副产品的无公害化生产加工技术列入重要的议事日程,制定了一系列加强食品安全、保障人体健康、实施环境保护政策和措施。加入WTO后,农产品国际贸易的市场壁垒(关税壁垒)已经打破,农产品质量实际上反映了各国科学技术的实力,WTO成员国都在提高农产品检测的质量标准,在公平竞争原则下,设置国际贸易的门槛。无公害技术已成为世界农产品贸易的关键,加强无公害
6、化农业的实施,降低农产品的农药残留量,提高农产品质量,是农产品参与国际竞争的基础。而生物药物将为我国绿色农产品保驾护航,冲破“绿色壁垒”,使之在竞争激烈的国际市场占有一席之地。2农业微生物制剂行业发展的需求2.1农业微生物制剂产业体系需求农业微生物制剂包括了生物农药、生物肥料、生物饲料、生物保鲜、生物降污等微生物活菌制剂。如生物农药是指利用生物活体或其代谢产物对害虫、病菌、杂草、线虫、鼠类等有害生物进行防治的一类农药制剂,或者是通过仿生合成具有特异作用的农药制剂。中国生物农药按照其成分和来源可分为微生物活体农药、微生物代谢产物农药、植物源农药、动物源农药四个部分。按照防治对象可分为杀虫剂、杀菌
7、剂、除草剂、杀螨剂、杀鼠剂、植物生长调节剂等。随着人们对环保和健康的关注,高效、高毒的有机磷农药的使用在各国都受到不同程度的限制。高效、低毒、低残留是农药产业的发展方向,主要包括两大类高效、低毒的化学农药和生物农药,所以生物农药的发展前景广阔。2008年1-11月,中国生物化学农药及微生物农药制造行业规模以上企业实现累计工业总产值95亿元,比上年同期增长了45.20%;实现累计产品销售收入86亿元,比上年同期增长了41.50%;实现累计利润总额6.2亿元,比上年同期增长了29.98%。2009年1-11月,中国生物化学农药及微生物农药制造行业规模以上企业累计实现主营业务收入比上年同期增长20.
8、89%;累计实现利润总额比上年同期增长了17.86%。虽然当前国内的农药市场上仍然存在一些阻碍生物农药行业发展的因素,但就长期来看,国家政策扶持逐步带动农民收入增长;行业整合起步,优势企业将脱颖而出;高毒农药削减,为生物农药腾出巨大空间;国际农药产业向中国转移;生物农药的发展前景不可限量,近几年会保持一个相对平稳、快速的发展态势。2010-2012年行业增长速度基本上比较稳健,2012年收入将达到235.3亿元;2012年利润可达17.1亿元(中投顾问发布的2010-2015年中国生物农药市场投资分析及前景预测报告),表现出良好的增长性。普遍存在的问题是:各生物农药相关企业都认为生物农药开发制
9、剂单一,品种太少,建设同样一套发酵装置,生产品种少,直接影响到产业化设备的利用率和效益,专业的生物农药企业的生存有困难,必须向农业微生物制剂发展,开发多品种、新品种,提升产品质量,用同样的设备生产农业微生物制剂,包括微生物农药,微生物肥料,微生物兽药(益生菌、猪病原抑制菌),污染降解菌,微生物保鲜菌等,为绿色农业的发展的产业链上提供整体的农业微生物制剂产品。2.2改变生物农药研发思路农业微生物制剂的发展契合低碳经济理念、循环经济理念、清洁绿色化经济理念。未来我国生物农药的发展需要依靠国家实质性政策支持,从而促进它应用推广的提速。众所周知生物农药对于保证农产品质量安全和生态环境安全,提高人民生活
10、水平质量具有重要的积极意义,同时生物农药的发展契合了目前全球化学工业发展的几大主要理念低碳经济理念、循环经济理念、清洁绿色化经济理念。我国生物农药的研究与生产已经初具规模,目前全国有30余家研究机构,在研发水平上与世界水平相当,其中发酵技术已处于世界前沿。全国约有240多家生物农药生产企业,年产量约12万吨,销售额占农药销售总额的5%左右。目前,国内生物农药登记的品种80多个,产品2500多个,在品种和规模上与发达国家地区差距不大。其中,以农用抗生素为代表的井冈霉素、浏阳霉素等一批我国拥有自主创新的生物农药新品种已经形成规模,并在农作物上大面积使用多年,Bt(苏云金杆菌)杀虫剂原药、井冈霉素原
11、药的制造水平分别与美国和日本相当。尽管我国生物农药生产与研究具有较好的基础,但是生物农药的应用与发达国家和地区及现代农业发展要求相比差距甚大,如目前我国生物农药的使用比例约在3%-5%,而发达国家已达到20%以上。生物农药良好生态与安全性能但是并不被市场认可,业界人士认为主要因素有:一是推广应用力度不够;二是价格高、效果慢而且广谱性较差;三是剂型较少且质量不稳定。最核心因素是生产成本较高,市场接受度不够,从而影响生产企业经济效益和生产积极性。因此作为生态安全具有低碳概念的生物农药,它的发展应与目前风能、太阳能、秸秆锅炉、电动汽车等具有节能减排概念的产业一样享受国家实质性优惠政策,方能有效地促进
12、我国生物农药加速发展。国家可以在以下方面给予支持:一是研究开发过程的支持,在国家各项科技奖励基金中,对于农药行业应偏重于生物农药,在新品种、新工艺、新剂型的开发上给予优先重点考虑,在评审过程中涉及到生物农药的应给予较高的评分,从国家层面上扶持和鼓励相关机构加快生物农药的创新与产业化。二是生产过程中的支持,在生产过程中涉及到生物农药的装置,国家统一制订规范与政策,在水、电、汽、税收等方面给予一定优惠,从而提升生物农药与化学农药在价格上的竞争优势,有效降低生物农药的生产成本。三是应用过程中的支持,不仅要在应用推广、建立示范试验区等方面加大力度,更为直接的支持是给予销售和应用生物农药的经营者和农民一
13、定的补贴。基于上述,鉴于生物农药安全低碳效应,生物农药的生产与应用具有非常重要的意义,未来的发展需要依靠国家层面上实质性政策支持,同时调整研究思路,降低生产成本,稳定产品质量和效果。不仅利于食品安全、环境保护,同时也利于农业结构调整、农产品出口和增加农民收入。有理由相信通过政策的支持和国家经济的快速发展的拉动,我国生物农药的发展前景一片光明。普遍存在的问题是:以往的生物农药研究是按照化学农药研究的思路进行,筛选微生物-寻找有效成分-工业化制剂生产销售等等,没有充分发挥农业微生物活菌制剂的作用。同时生物农药随着作物、病虫、定殖、气候、土壤、季节、地理等因素的影响,影响到生物农药的保存期和定殖能力
14、,使用效果差异很大,作用不稳定,无法形成基本的应用需求和产业规模。在研究思路上调整方向:A、利用养殖的废弃物与功能微生物的结合,做成基质型农业微生物制剂-生物肥药,如防青枯病、枯萎病、根腐病的生物肥药,提高微生物存活能力、产品的保质能力和在田间的定殖能力,保护微生物活菌,发挥生物农药的功能;B、利用植物的内生菌和病源改造成无致病力菌株,研制成植物疫苗,接入植物体内,起到防病抗病作用;将具有抑制猪病浓能的微生物制成益生菌,添加在饲料中替代抗生素,抑制猪病,促进动物健康生长。2.3从绿色农业产业链的整体需求开发农业微生物制剂传统的生物农药是指利用生物资源开发的农药。微生物源农药如苏云金杆菌(B.t
15、.)、阿维菌素、浏阳霉素、杀蚜素、南昌霉素、韶关霉素、梅岭霉素、齐螨墩素、井冈霉素、公主霉素、春雷霉素、农抗120、农抗5102、中生菌素、武夷菌素、多抗霉素、蜡质芽孢杆菌、荧光假单孢、双毒杆菌、枯草杆菌(台湾宝)、白僵菌、绿僵菌、拟青霉、NPV(核多角体病毒)、GV(颗粒体病毒)、芫菁夜蛾线虫、蝗虫微孢子虫、云杉卷蛾微孢子虫等,主要针对植物病虫防治。从绿色农业产业链的研究看,农业微生物制剂包括了生物农药、生物肥料、生物饲料、生物兽药(益生菌)、生物降污、生物保鲜等,适合绿色农业产业链使用,才能发挥整体效益。作为绿色农业产业链中的企业和农业微生物制剂生产企业,希望能利用循环经济的原理,从动物生
16、物饲料(益生菌)、生物降污、生物兽药的研究出发,生产农业微生物制剂,应用于养殖企业,利用养殖企业的废料(发酵猪粪等),与功能微生物结合,生产生物肥药,应用于作物病害的防治,同时利用分子生物学技术,研究植物疫苗和动物益生菌,作用于动植物体内,达到防病促长的作用。农业微生物制剂的各种产品,对于绿色农业是互相关联的。普遍存在的问题:绿色农业产业链的微生物应用要求整体的农业微生物制剂,微生物制剂厂家的产品单一、服务对象的单一,无法满足产业的发展。因而,服务于绿色农业产业过程的农业微生物制剂产品研发,是发展需求。3建立福建省农业微生物重点实验室将具有重要社会和经济意义3.1农业微生物制剂的研究是发展现代
17、健康农业的重要基础农业微生物制剂研发是食品安全、人体健康、环境保护的需要。进入21世纪,食品安全、人体健康、环境保护成为举世瞩目的大问题,国际市场上“绿色壁垒”高筑,对农产品品质提出新的要求。我国政府已将食品安全和农副产品的无公害生产加工技术列入重要的议事日程。农业微生物制剂研发是发展农产品国际贸易的需要。随着我国农产品世界贸易日益频繁,农产品国际贸易的市场壁垒已经打破,“绿色壁垒”、“技术壁垒”高筑,在国际贸易中对农产品品质提出新的要求。加强无公害农业的实施,降低农产品的农药残留量,提高农产品质量,是农产品参与国际竞争的基础。3.2农业微生物菌种资源的是农业微生物制剂的研发基础农业微生物菌种
18、保存即是指为满足农业微生物制剂研究及其产业化需要,保存相关菌种基因资源,包括农业微生物制剂菌种资源收集、保存、评估及利用,是一项跨学科课题的重要基础工程,涉及到分类学、遗传学、分子生物学、生物工程等不同领域,需众多专家学者共同参与,成立专门机构,长期开展工作。专家指出:如今建立一个可持续发展社会的首要任务是,寻求能够用于环境治理、缓解全球气候变迁、开发新能源、维护人口健康的有效方法,而微生物能够完成所有这些过程。农业微生物制剂的研发无一不是从菌种资源出发开始研究,因此,菌株的匮乏对研发产生严重的束缚作用,长期来,行业内各部门各自为战,大量的菌种采集和保存工作占用了农业微生物制剂研发的大量人力和
19、物力,重点实验室的建立将有助于资源共享,减少重复建设。农业微生物制剂微生物菌种资源的搜集、保存、评估及利用是未来农业微生物制剂研发的重要基础,目前世界上许多国家都把品种资源作为开发生防农药的基础来抓。发展中国家如印度、泰国等投人大量资金来进行本国微生物菌种资源的调查与鉴定,而发达国家如日本、美国等则在全球范围内搜集土样、虫样,然后再把开发出的产品推销到样品来源国。农业微生物制剂行业菌种资源的丰富程度对该行业发展起着至关重要的作用,菌种资源是农业微生物制剂创新研发的核心基础之一。3.3农业微生物重点实验室的建立可有力促进农业微生物制剂的发展我省地处亚热带地区,气候高温多湿,微生物种类繁多,菌种资
20、源极为丰富。为了开发利用微生物资源,促进农业微生物制剂研究,有必要在福建建立农业微生物制剂研发相关微生物的菌种库和基因库。更重要的是,通过农业微生物制剂行业菌种基因资源库及其筛选评价体系和菌株应用前期研究平台技术的建设,通过对农业微生物制剂来源菌株进行广泛的收集、鉴定、保存和利用研究,可大大促进生防菌株的资源共享,借助丰富的微生物种质资源选育出对农业微生物制剂产业有重大效益的优良菌种,提升我国农业微生物制剂研发水平,推动我国绿色农业乃至有机农业的迅速发展。3.4有利于创建海峡两岸科技交流平台福建与台湾一衣带水,地理位置、气候条件、作物种类相近,区位优势得天独厚,两岸农业领域的合作逐年扩大和深入
21、,重点实验室的建成,将为促进两岸农业经济健康和谐发展,为闽台生物多样性与生态安全的科技合作与人才培养提供良好的交流平台。3.5有利于资源整合,打造优秀科技创新团队福建省农业微生物重点实验室的建设,有利于整合关联单位的优势和研究机构的力量,搭建高水平的技术研发平台(建立一批国家农业微生物制剂研究中心),这也是促进科研成果快速转化和产品进入市场的关键;整合关联单位的优势,为不同学科间的交叉、渗透和融合提供了良好平台,为该研究领域的省内外青年科学家提供现代化的研究手段和研究平台,为培养“三高”(高素质、高学位、高水平)人才、打造一支高效率的创新团队创造有利条件。本实验室拟在原有研究积累的基础上,用2
22、-3年时间建设成面向全省的农业微生物制剂研究与应用工程技术中心;培养一批高素质、高水平的可以参与国际农业微生物制剂研究与应用竞争的创新型研究人才和创业型管理人才。二、国内和我省最新研究进展和发展趋势世界性生物技术的崛起,带动农业微生物制剂的快速发展,使其成为这一领域内比较有近期经济效益的研究课题,受到了高度的重视,许多发达国家投入了相当大的力量和投资,并广泛地开展了国际性协作。 美、俄、法、日、比利时、保加利亚、朝鲜等国和瑞士山道士公司均有生产细菌杀虫剂苏云金杆菌,这种杀虫剂应用最广,不但能杀灭上百种有害昆虫,而且对人、畜十分安全。真菌杀虫剂有白僵菌和汤姆逊多毛杆菌等已广泛应用。白僵菌在俄罗斯
23、已商品化生产,最近法国、澳大利亚也在这方面开展研究,多毛杆菌在美国已生产和应用。目前,现有农药已有2030为农业微生物制剂所取代。陕西省农业生物药物工程技术研究中心,在新农药研究开发中,注重天然产物农药及高效、低毒化学合成农药的创制、进行农药制剂加工技术研究,使高毒农药低毒化、低毒农药微毒化、研究施药新技术,达到农药使用安全化和运用生物工程技术培育生物源农药,使整个生产工艺现代化。最终通过原料选择、加工工艺及施药新技术、新器具等方面的研究,逐步实现农药“无公害化”作为研究方向。以无公害农药研究、科技成果转化及技术转让、对外技术合作与服务和本科教学和研究生培养作为主要工作内容。围绕上述方向,研究
24、中心承担了一批国家重大项目,取得了一批重要成果。河南省农业生物药物工程技术研究中心自2003年开始,利用动物研究所的高科技成果“昆虫群养技术”和系统集成的病毒分离提纯技术,突破了严重制约昆虫病毒杀虫剂产业化发展的主要技术瓶颈,开发出具有国际领先水平的系列昆虫病毒生物杀虫剂。应用面积50万亩次,总体防治效果达80%,减少了近百吨化学农药释放于环境中,生态效益显著。福建省农业微生物重点实验室建设是围绕农业科技创新及我省“三农”发展的需求,有相对集中的研究方向,有较好的研究基础,承担重要科研课题,通过自然形成或有效合作、整合等形式形成的、具合理学术梯队的研究群体。重点实验室的建设以社会经济发展的战略
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