战略转移青岛二十周年改革发展纪实
(团队故事篇 六)
编者按:2024年是烟草所科研主体战略转移青岛二十周年,也是吹响在青州再出发再创业号角、启动潍坊农业绿色低碳技术创新中心建设的开局之年。经过二十年的蓄力积淀,烟草所在学科布局调整、科技创新水平、技术产品储备、人才队伍建设等方面都实现了跨越式发展,具备了科技赋能潍坊农业科技创新与乡村振兴战略实施的人才和条件基础。为回顾过去,展望未来,烟草所组织策划了战略转移青岛二十周年主题宣传活动,愿全所职工不忘来时路、整装再出发,以昂扬的斗志,共创烟草所美好明天!
聚焦国家战略需求 争当研究所转型跨越发展排头兵
--记滨海盐碱地生物资源评价利用创新团队
时代的呼唤激励着担当者奋进的脚步。中国农业科学院烟草研究所滨海盐碱地生物资源评价利用创新团队根据“四个面向、两个一流”的要求,按照研究所“一主体两拓展”的发展定位,聚焦盐碱地综合利用“国之大者”的核心定位,开展了一系列机理研究、技术集成和推广应用工作,取得了一批原创性的科研成果,有效支撑了研究所转型跨越式发展。
新使命,再出发
2014年,对于驻青的烟草所而言,是一个意义非凡的转折点。时任中国农业科学院副院长,现任农业农村部党组成员、中国农业科学院院长、中国工程院院士吴孔明高瞻远瞩,希望烟草所能够打破传统思维的枷锁,依托青岛滨海城市的资源禀赋,成立专门研究部门,打破传统思维,进一步挖掘海洋资源,在支撑农业绿色发展方面有更多作为。
2015年4月,承载着烟草所转型创新发展的希望,“海洋农业研究中心”应运而生。经过2015-2017年艰难的初创探索,依托海洋农业研究中心建立的“滩涂生物资源保护利用创新团队”列入中国农业科学院“十三五”首批新增创新团队。随着时间的推移,2018-2021年,海洋农业研究中心各项工作进入了整体推进阶段。他们深知自己肩负的国家使命,不断充实精干科研力量,不断优化学科方向。2022年,历史的机遇再次降临。盐碱地综合利用上升为国家战略,团队也迎来了跨越发展新阶段。团队更名为“滨海盐碱地生物资源评价利用创新团队” ,海洋农业研究中心聚焦盐碱地国家战略,以盐碱地为主战场,形成了以“耐盐特色种质创新与高效栽培”“滨海盐碱地微生物资源评价利用”“滨海盐碱地质量提升与综合利用”、“海洋源绿色投入品研发”为核心的学科布局,在参与国家重大任务、平台建设、科技产出等方面取得了重大突破,总体工作步入新台阶。
新布局,学科拓展取得新进展
积极开展耐盐特色植物种质创新与高效栽培。建立了耐盐碱植物种质资源库,收集保存耐盐碱植物种质资源2400余份,涵盖耐盐植物300余种;创建了萌发期和苗期的植物耐盐评价技术体系,开展了大豆、野大豆、益母草、小黑麦、罗布麻、烟草等500余份种质资源的耐盐性评价;开展耐盐特色植物耐盐基因功能鉴定,解析了罗布麻、野大豆等盐胁迫下次级代谢产物积累和基因调控规律,鉴定了调控麻黄酮合成途径的AvFLS、AvF3'H、AvF3H、AvF3GT等关键酶基因提高植物耐盐能力的分子机制;以“高耐盐、高异黄酮”大豆品种选育为目标,构建耐盐大豆杂交系21个,选育的“中盐豆一号”在2023年山东省第一年盐碱地区试中表现优异。
植物种质资源保存分类与耐盐性评价
深入挖掘滨海盐碱地微生物资源,储备国家农业微生物战略资源。从盐碱地、深海、极地等特殊生境中收集、保藏微生物菌种5100余株(含特殊活性的功能代谢产物400余个),在滨海滩涂及海洋盐碱环境中分离纯化耐盐碱微生物近600株,构建了耐盐碱微生物菌种资源库,深入挖掘了微生物的功能,为后续耐盐碱微生物菌剂研发奠定了基础。基于耐盐植物核心微生物的基因组序列,解析了核心微生物提高植物耐盐能力的作用机制,通过分离培养获得野大豆核心微生物菌株(黏着剑菌和田菁剑菌),创制了盐碱地大豆抗盐促生种衣剂,通过示范取得良好田间效果。利用棘孢木霉和芽孢杆菌共培养体系,获得特异性抑制卵菌活性成分癸二烯酸,明确了系列有开发潜力的生防菌株及代谢物。
盐碱地微生物资源挖掘应用及抗逆机制
突破滨海盐碱地耕地质量提升与综合利用关键技术。开展了滨海盐碱地土壤肥力要素演变规律及其互作机理研究,解析了土壤耐盐功能微生物对养分转化过程影响;系统研究了功能生物炭、海藻活性物质等对滨海盐碱地中冰菜、野大豆、花生等高价值耐盐植物的生长及品质的影响,并从土壤理化性质、养分利用率、微生物响应、生物固氮等角度,系统解析了相关作用机制。在此基础上,通过功能生物炭与营养元素、木醋液、功能微生物等配伍,开发了适用于滨海盐碱地特性的土壤调理剂产品。建立了在青岛滨海盐碱地、黄河三角洲乃至全国滨海盐碱地推广的“基于耐盐作物和土壤调理剂的滨海盐碱地综合利用技术模式”。
基于耐盐作物和土壤调理剂的滨海盐碱地综合利用技术模式
创制新型海洋生物制品,助力农业绿色发展。建立了完整的海藻多糖分离纯化、结构表征、农用活性及构效关系的研究体系;采用化学计量法建立了岩藻多糖的HPLC、FTIR、HPSEC-RI指纹图谱,并探究了岩藻多糖指纹特征与其提高植物抗盐活性的相关性;研究了壳寡糖对野大豆促生、抗逆的效应,以及其对土壤理化性质、野大豆根瘤菌活性、野大豆根际微生物组的影响;通过海藻多糖与耐盐微生物及其他成分耦合,开发了多种基于海藻多糖抗盐调节剂产品。
海洋来源的多糖物质耐盐调节剂产品
搭平台,育人才,团队建设达到新水平
团队牵头获批“国家农业环境微生物种质资源库(山东)”“青岛市滨海盐碱地资源挖掘与生物育种重点实验室”“青岛市农业微生物种业技术创新中心”等省部级平台3个,合作共建“山东省花卉技术创新中心”“山东省植被恢复与环境生态治理工程研究中心”。积极融入国家盐碱地综合利用技术创新中心建设,牵头成立“特色盐生植物种质收集评价与应用”核心攻关团队。
目前团队规模50人,其中在职职工17人,平均年龄36岁,全部具有博士学位,包括研究员3人,副研究员7人,特聘副研究员1人。另有,在站博士后4人,科研助理9人,在读研究生20人,是研究所平均年龄最小、学历最高的创新团队,基本形成了规模适当、素质优良、结构合理、充满活力的高水平科技人才队伍。
团队首席李义强研究员先后获得青岛市劳动模范、崂山区拔尖人才;张成省研究员荣获中国产学研合作创新奖(个人)、青岛市优秀共产党员;执行首席尤祥伟研究员入选中国农科院所级青年英才,获得中国农科院青年创新专项支持,并获得青岛市青年科技奖和齐鲁农业科技奖青年科技奖;4人入选烟草所青年学术带头人和团队级青年英才称号。
结硕果,科研水平达到新高度
自团队创建以来,先后承担了国家自然科学基金-山东省联合基金、国家自然科学基金面上项目、国家重点研发计划子课题、山东省农业重大应用技术创新项目、青岛市惠民科技支撑项目等国家、省部级科研项目40余项,产学研合作项目30余项。作为主要单位,完成了国家自然科学基金-山东省联合基金项目“豆科植物-微生物共生体系改良滨海中重度盐渍土机理与模式研究”;承担中国农科院协同攻关重大任务“盐碱地分区改良和综合利用技术集成示范”;牵头落实中央一号文件的具体工作任务,通过“基于耐盐植物和土壤调理剂的滨海盐渍土改良模式与应用”“盐碱地大豆增产提质和油料作物生产技术推广”“中重度盐碱地粮油牧多样性轮作种植技术集成”“滨海中重度盐碱地土壤改良技术集成示范”等具体任务的实施,有效解决了盐碱地改良利用和产能提升的技术瓶颈。
以烟草所为第一单位在《Nature Communications》《iMeta》《Bioresource Technology》《Journal of Hazardous Materials》等高水平期刊发表论文100余篇,实现了团队在CNS子刊(Nature Communications),影响因子>20(iMeta)和JCR学科排名第一(Bioresource Technology)等高水平期刊的突破。牵头获得山东省科技进步三等奖和青岛市科技进步三等奖各1项。主持获得省部级科技成果2项、参与省部级成果3项,出版专著3部,授权国家发明专利20余件、国际专利4件、软件著作权6件。起草食品安全国家标准和盐碱地领域地方标准共6项。
勇担当,科技成果助农显成效
团队自主开发的“烟大帅”海藻有机肥在烟草提质增效和农产品品质提升方面效果显著,依托所办公司青岛农特生物科技有限公司累计销售2.5万余吨,推广应用100余万亩,营业额1.2亿元;利用海藻多糖、壳寡糖及衍生品开发的系列产品,在抗盐、抗旱、促进生根方面表现出较好的效果和市场潜力,产品销售100余吨,累计推广面积近40万亩;通过产学研合作,在山东、贵州、云南、四川、陕西、河南等烟叶产区建立示范基地,推广了包括海益农、农特菌钾、扎地、暖厉、香黄齐等产品,累计推广面积超过40万亩,增加经济产值3000万元以上。
打造了基于“高效腐熟菌剂+微纳孔生物亲和性材料+NCS智能分子覆膜”的废弃物原位高效堆肥技术体系,实现盐碱地高效培肥和地力快速提升;开发了适用于东营盐碱地改良的土壤调理剂产品配方3个,并在青岛、东营等盐碱地示范推广2万余亩。
未来路,转型跨越发展谱新章
围绕盐碱地综合利用和绿色低碳等国家战略需求,以科技创新工程实施为抓手,重点开展耐盐碱油料饲料作物引育、盐碱地产能提升、种养结合的盐碱地循环农业模式等方面的创新任务和产业服务工作。构建盐生经济植物与逆境微生物资源平台、海洋活性物质资源化利用产品孵化基地、滨海盐碱地改良利用联合创新高地,探索与学科发展紧密结合的新理论、新技术和新产品,为蓝色农业、渤海粮仓、美丽乡村和健康烟草等国家战略和行业需求提供理论与技术支撑。