一项目名称.docx
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一项目名称
一、项目名称
油用牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术
二、主要完成单位
北京林业大学、江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司、山西潞安石圪节智华生物科技有限公司、陕西中资国业牡丹产业集团有限公司、北京德信致和农业发展有限公司、北京清大百奥奇生物科技有限公司、安徽汉都牡丹农林科技有限公司、北京强佑集团有限公司
三、主要完成人
王华芳、尹伟伦、李育材、杨金方、李海波、冯国宝、林奋、晁龙军、董成学、修宇、唐文思、王龙、王虎、丁晶、王若馨
四、推荐奖项
科技奖一等奖
五、推荐单位
国家林业和草原局
六、推荐意见
该成果发现了牡丹‘凤丹’籽油，揭示了‘凤丹’抗逆性强适应性广和脂肪合成分子生理机制；将‘凤丹’拓展为新兴绿化油料树种，为国土绿化生态文明建设及振兴乡村林区提供新兴奇缺优质材料。
研发生态、油料产业农工商一体化生产技术，引导新兴产业发展。
创建国家油用牡丹种质资源库和高科技产业示范园，种苗培育基地、绿化油用生产示范园；建立‘凤丹’播种、移栽、施肥、除草、采摘全过程农机一体化种植基地、矿区油用绿化种植基地和林下栽培示范基地；牡丹籽油超临界CO2萃取工厂和产供销产业链，引导油用牡丹产业发展，社会、生态和效益经济显著。
该成果全国协作推广绿化油用牡丹‘凤丹’超过300万亩。
申报明专利5项，授权3项；国家油用牡丹种质资源库1个，牡丹籽油生产示范工厂2座，四星级休闲园区1个，矿区、山区绿化油用示范30万亩，帮扶脱贫71个县，直接经济效益超2亿元；发表学术论文33篇，培养研究生28名，其中博士9名，留学生1名；培训大批企业技术骨干，普及科学知识150余万人次，社会、生态效益和战略意义显著。
我单位认真审阅了该项目推荐书及附件，确认材料真实有效，按照要求和项目完成单位对项目情况进行公示，目前无异议。
七、项目简介
该成果属于木本油用作物行业领域，经历20年有关牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术研究，集中探索牡丹‘凤丹’油用抗旱优质良种选育理论技术、建立微型快繁与产业化推广技术体系。
主要创新成果如下。
1.揭示油用牡丹‘凤丹’种子胚乳发育与油脂合成机制，为优质品种选育理论基础。
①分析‘凤丹’与4个牡丹种和2个芍药居群在种籽产量、含油量、主要脂肪酸组成等油用特征的差异，鉴定‘凤丹’为优异油用牡丹种。
②揭示‘凤丹’胚乳发育的分子调控机制。
种籽胚乳发育6个时期（S0~S5）物质积累过程和转录组差异基因表达量分为3个阶段：
S0~S1为胚乳细胞有丝分裂期；S2~S4为细胞扩展和营养物质积累期，S5为种籽成熟脱水期。
③揭示‘凤丹’脂肪酸合成积累调控基因的时空特异性表达与胚乳发育高度相关。
阐明199个差异表达基因富集于糖酵解、戊糖磷酸途径、三羧酸循环、脂肪酸合成和甘油三酯组装等物质能量代谢通路中，参与脂肪合成。
克隆不饱和脂肪酸合成关键基因PoSAD、PoFAD2/6和PoFAD3，揭示‘凤丹’胚乳油酸、亚油酸和α-亚麻酸合成的主要通路和关键调控基因。
2.建立‘凤丹’多基因协同抗旱分子机制，选育生态安全的天然抗旱优质品种。
①发明木本植物核酸磁珠法提取技术，解决‘凤丹’叶片、种子等高酚高油组织RNA分离纯化干扰；②发现油用牡丹‘凤丹’协同抗旱的DREB2A、WRKY和XET多基因及其启动子顺式作用元件；揭示DREB2A/WRKY传递信号、XET响应信号表达调控根系重建提升抗旱性的分子机制，为抗旱品种选育鉴定基础。
③研建抗旱关键基因表达、生理抗性评价与立地条件综合分析的选育技术体系。
获得‘凤丹’在北京环境抗性指标为：
最低降水量480mm、最低温度-32.2℃，土壤pH8.2，含盐量158.2ms/m。
3.破解‘凤丹’微型快繁难题，建立产业化快繁技术体系。
①发现林木微型快繁进程的5个阶段，揭示微型快繁调控机制、关键技术、规模化生产协作与标准化经营管理理论基础。
②攻克油用牡丹‘凤丹’植株生根及成活难题，建立容器化生根炼苗生产技术，生根成活率高达97.8%，支撑保持母株优良性状的植株再生体系建立。
4.阐明‘凤丹’适应人工林下生态因子变化的生理机制，建立‘凤丹’林下栽培体系，提高油用牡丹种植适宜区域。
①鉴定‘凤丹’林下栽培的耐荫生物学特性：
在光照强度为44.9%~78.9%自然光照、土壤水势范围为-0.07MPa~-0.54MPa、pH为7.51~8.19的林下环境中栽培生长。
②揭示‘凤丹’适应人工林下生态因子变化的生理机制。
主要通过调控叶片光合作用能力、抗氧化酶活性和小分子代谢物质含量适应林下生态环境。
阐明叶绿素和气孔导度为‘凤丹’评价林下生境的关键生理指标。
③测定适宜‘凤丹’林下栽培的环境条件，建立‘凤丹’根、茎、叶的生长特征和叶片生理聚类评价体系。
揭示约2/3的自然光强是‘凤丹’适应性生长的最低光照强度。
郁闭的毛白杨和刺槐林下较低的光照强度和土壤水势限制林下‘凤丹’生长；旱柳、元宝槭、侧柏和山楂林下较适宜栽培‘凤丹’。
5.创建科技示范园，引领产业发展。
①建立油用牡丹国家林木种质资源库，促进国家牡丹油用资源保护利用战略。
②集成建设良种快繁工厂、科技产业园及星级农业休闲园区，服务社会科技文化和生态文明建设。
③在山西潞安、陕西渭南、京津冀等地推广良种大规模机械化栽培和兼顾矿区绿化修复的油用‘凤丹’产业扶贫生产模式；江苏常州建立牡丹籽油超临界CO2萃取工厂和产品线上线下专业销售网络，引导产业发展。
该成果关键技术申报国家发明专利5项，已授权3项；发表论文33篇。
全国已协作推广种植300万亩以上，帮扶脱贫71个县，直接经济效益超2亿元；发表学术论文33篇，培养研究生28名，其中博士9名，留学生1名；促进生态、经济和社会效益提升意义显著。
八、客观评价
科技查新：
经中国林业科学研究院林业科技信息研究所确认，多抗旱性分子调控机制及其良种选育应用技术为创新成果。
基于确定DREB2A、WRKY和XET为抗旱关键基因及其分子偶联机制的协同作用，筛选鉴定同时具有抗旱关键基因的天然油用‘凤丹’品种理论与技术均未见完全相同的文献报道。
本成果将微型快繁进程分为5个阶段，建立的‘凤丹’微型快繁技术体系除本委托项目单位有相关报道外，未见其他单位有相同报道，具有文献新颖性。
项目验收报告：
国家科技部、专家组验收通过本团队主持的国家863、省部委等项目，确认DREB、XET等基因抗旱功能鉴定及其良种选育技术成果。
第三方评论：
长引物PCR和高效基因剪接技术被美国健康与医学周报（2009-02-02和2009-02-05）评论在遗传学和基因组学方面取得进展；ScientificReports主编RichardWhite和SuzanneFarley签发证书（2018-5-26），发表于ScientificReports,2017,7
（1）:
12188的胡杨异形叶和根系向水性抗旱性基因网络排名在该期刊2017年发表的700篇植物科学论文中顶级100篇的第66位。
九、应用情况
“油用牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术”已成功应用于江苏、山西、陕西、京津冀等地，在油用牡丹‘凤丹’产业化生产中起重要作用。
江苏常州创建国家油用牡丹林木种质资源库，林下套种油用‘凤丹’200万株，建设种质资源收集、品种研发、种苗生产、牡丹籽油超临界CO2萃取综合示范工厂，年产牡丹籽油200吨，提高地区农户经济收入。
山西矿区种植‘凤丹’71个县，30万亩，扶持贫困户2100余户，贫困人口5800人。
陕西渭南市多地推广种植‘凤丹’21600余亩，选育优质油用牡丹苗1.2亿余株；帮扶贫困户586户，脱贫503户。
农机一体化播种3名工人每天播籽40亩以上，移栽牡丹苗5名工人35~40亩/天，较人工播种和移栽效率提高40倍。
北京顺义建设牡丹良种快繁工厂300m2、地热智能温控温室7400m2，促进牡丹良种微型快繁产业发展。
油用牡丹产业园被评为北京市四星级农业休闲园区，开放接待观光、学习、培训、学术人员150余万人次，普及科学知识，促进社会和生态文明建设。
该成果应用过程中培训大批技术人才和培育骨干企业，提升企业科技含量和市场竞争能力；促进区域农业转型升级，提高农民工收入，帮扶贫困户脱贫。
十、主要知识产权和标准规范等目录
知识产权类别
知识产权具体名称
国家
（地区）
授权或申请号
授权日期
证书编号
权利人
发明人
发明专利
有效状态
授权发明专利
胡杨向水性基因PeXET及其启动子
中国
ZL200810118322.0
2011-05-04
第773745号
北京林业大学
王华芳、王天祥、严晓丹
专利权有效
授权发明专利
苜蓿木葡聚糖转葡糖苷酶（MtXET）及其编码基因与应用
中国
ZL200910093301.2
2013-06-19
第1218798号
北京林业大学
王华芳、陈己任、吕晶晶
专利权有效
授权发明专利
一种牡丹组织培养容器苗技术
中国
ZL201610029796.2
2018-03-27
第2857014号
北京林业大学
王华芳、修宇、卜祥潘、唐文思、霍瑾茹、张倩、邓舒雨、王蒙蒙
专利权有效
申请发明专利
一种牡丹无土栽培技术
中国
201610241709.X
北京林业大学
王华芳、高振江、银雪、邓舒雨、修宇、卜祥潘、唐文思、郑瑞丰、王大鹏、熊健楠
专利权有效
申请发明专利
凤丹α-亚麻酸合成酶编码基因及其应用
中国
201610682329.X
北京林业大学
王华芳、修宇、银雪、熊健楠、吴国栋、任建武
专利权有效
十一、主要完成人情况表
姓名
王华芳
排名
1
职称/职务
教授
工作单位
北京林业大学
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
项目主持人之一，投入本研究的工作量占65％。
（1）组织、协调、实施研究工作，发现和发掘‘凤丹’油用和耐旱关键基因及其启动子，油用牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术主要创建人之一；研究基于多基因功能鉴定和多生理生化指标测评体系的‘凤丹’良种选育技术；创建‘凤丹’繁育技术体系，发明牡丹组织培养容器苗技术；培养研究生和培训技术人员。
姓名
尹伟伦
排名
2
职称/职务
院士
工作单位
北京林业大学
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
项目主持人之一，项目研究方向总体把控者，投入本研究的工作量占50％。
油用牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术主要创建人之一，研究建立耐旱基因表达调控机制；研究基于多种耐旱基因功能鉴定和生理生化指标评价技术的油用‘凤丹’选育原理和技术；探究‘凤丹’生根移栽困难的特殊机制和途径。
姓名
李育材
排名
3
职称/职务
首席科学家
工作单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
完成单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目主要完成单位首席科学家，投入本研究的工作量占50％。
参与完成本单位项目总体规划；建立国家牡丹种质资源库；研究开发国内第一条油用牡丹超临界CO2萃取生产线。
姓名
杨金方
排名
4
职称/职务
中级工程师
工作单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
完成单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目主要完成单位董事长和负责人，占本人工作量的50%。
完成本单位项目总体规划、出资完成项目建设内容和技术开发。
建立国家牡丹种质资源库，保存国内多种油用牡丹品种；开发研究了国内第一条油用牡丹超临界CO2萃取生产线，推出牡丹籽油、牡丹花蕊茶等一系列产品。
姓名
李海波
排名
5
职称/职务
高级工程师
工作单位
山西潞安石圪节智华生物科技有限公司
完成单位
山西潞安石圪节智华生物科技有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目完成单位负责人，占本人工作量的50%。
参与油用牡丹‘凤丹’矿区绿化推广应用，负责山西长治周边地区的应用示范。
姓名
冯国宝
排名
6
职称/职务
董事长
工作单位
山西潞安石圪节智华生物科技有限公司
完成单位
山西潞安石圪节智华生物科技有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目主要完成单位的董事长和负责人，占本人工作量的50%。
完成本单位油用牡丹‘凤丹’矿区绿化推广应用项目总体规划，负责山西长治周边地区的应用示范。
姓名
林奋
排名
7
职称/职务
董事长
工作单位
陕西中资国业牡丹产业集团有限公司
完成单位
陕西中资国业牡丹产业集团有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目主要完成单位的董事长和负责人，占本人工作量的50%。
完成本单位项目总体规划、出资完成项目建设内容和技术开发。
在陕西渭南地区建立油用牡丹‘凤丹’农机一体化种植推广基地，种植20000余亩，培育种苗1.2亿余株。
姓名
晁龙军
排名
8
职称/职务
高级工程师
工作单位
北京国色天成生物科技有限公司
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
项目完成单位负责人，占本人工作量的50%。
建立油用‘凤丹’良种科技示范园和农业休闲园区，促进振兴乡村发展和农业产业升级。
姓名
董成学
排名
9
职称/职务
工作单位
北京强佑集团有限公司
完成单位
北京强佑集团有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目完成单位负责人，占本人工作量的50%。
建立油用‘凤丹’绿化油用产业园，促进地区农业产业升级。
姓名
修宇
排名
10
职称/职务
讲师
工作单位
北京林业大学
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
参与项目研究人员，投入本研究工作量占本人总工作量的90%。
揭示油用牡丹‘凤丹’种子胚乳发育和油脂合成调控机制；验证转录因子FpDREB2A基因调控根系发育提升抗旱的功能。
姓名
唐文思
排名
11
职称/职务
研究生
工作单位
北京林业大学
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
参与项目研究人员，投入本研究工作量占本人总工作量的90%。
揭示油用牡丹‘凤丹’协同抗旱的DREB2A、WRKY和XET多基因及其启动子顺式作用元件，参与‘凤丹’油用抗旱选育体系建立。
姓名
王龙
排名
12
职称/职务
董事长
工作单位
安徽汉都牡丹农林科技有限公司
完成单位
安徽汉都牡丹农林科技有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目完成单位负责人，占本人工作量的50%。
建立油用‘凤丹’绿化油用产业园，促进地区农业产业升级。
姓名
王虎
排名
13
职称/职务
工作单位
北京清大百奥奇生物科技有限公司
完成单位
北京清大百奥奇生物科技有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目完成单位负责人，占本人工作量的50%。
建立油用‘凤丹’绿化油用产业园，促进地区农业产业升级。
姓名
丁晶
排名
14
职称/职务
总经理
工作单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
完成单位
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司
本人对本项目技术创造性贡献
项目主要完成单位总经理，占本人工作量的50%。
参与完成本单位项目总体规划、建设内容和技术开发；参与开发研究了国内第一条油用牡丹超临界CO2萃取生产线，推出牡丹籽油、牡丹花蕊茶等一系列产品。
姓名
王若馨
排名
15
职称/职务
研究生
工作单位
北京林业大学
完成单位
北京林业大学
本人对本项目技术创造性贡献
参与项目研究人员，投入本研究工作量占本人总工作量的90%。
参与油用‘凤丹’微型快繁技术体系建立。
十二、主要完成单位及创新推广贡献
北京林业大学为项目主持单位，提出研究思路、制定技术路线、研究推广方案，并组织相关协作单位开展研究和推广工作。
主持研究油用牡丹‘凤丹’油用机制和产业技术。
研究建立长引物PCR高效基因剪接技术，整合多抗旱基因及其启动子测试技术、多生理生化指标测试评价技术，建立油用‘凤丹’抗旱良种选育技术。
攻克‘凤丹’无性繁殖生根移栽困难的关键技术难题，发明牡丹组织培养容器苗技术，小植株驯化成活率97.8%，支撑油用牡丹推广应用。
规划建立油用牡丹国家林木种质资源库、四星级农业休闲示范园区，促进木本油料作物新兴产业发展。
以项目研究成果支撑研究生、本科生和专业林业技术人才培养。
江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司为项目合作单位，建立常州油用牡丹国家林木种质资源库，建立集种质资源、品种研发和种苗生产、牡丹籽油低温超临界CO2萃取示范工厂，年产牡丹籽油200吨。
山西潞安智华农林科技有限公司为项目合作单位，在山西长治周边地区推广‘凤丹’矿区生态绿化美化和油用产业化应用30万亩，改善山区生态环境。
扶持贫困户2100余户，贫困人口5800人，提升乡村综合经济效益，促进林业新产业发展。
陕西中资国业牡丹产业集团有限公司为项目合作单位，在陕西渭南等地推广油用‘凤丹’良种农机一体化栽培产业模式，种植‘凤丹’21600余亩，选育优质油用牡丹苗1.2亿余株；帮扶贫困户586户，脱贫503户。
机械化播种3名工人每天播籽40亩以上，机械化移栽牡丹苗5名工人每天35~40亩，较人工播种和移栽效率提高40倍以上。
北京德信致和农业发展有限公司为项目合作单位，在北京顺义地区建设600亩油用牡丹休闲农业示范园区，包括牡丹良种快繁工厂300m2、地热智能温控温室7400m2，促进城乡一体化振兴示范。
在河北等地建设油用牡丹种苗基地，推广示范油用牡丹。
油用牡丹产业园被评为北京市四星级农业休闲园区，开放接待观光、学习、培训、学术人员150余万人次。
北京清大百奥奇生物科技有限公司、安徽汉都牡丹农林科技有限公司和北京强佑集团有限公司协助全国建设绿化油用‘凤丹’示范。
十三、完成人合作关系说明
项目主持人为北京林业大学生物科学与技术学院王华芳教授和尹伟伦院士，共同创建油用牡丹‘凤丹’油用机制和优良品种繁育技术体系；建设油用牡丹国家种质资源库和牡丹油用示范区；培养研究生和技术人员；共同发表论文、申请获批国家发明专利。
项目获得‘凤丹’优良抗旱树种，分别提供给江苏国色天香油用牡丹科技发展有限公司参与人李育材、杨金方和丁晶建立国家牡丹种质资源库和牡丹籽油超临界CO2萃取工厂；山西潞安智华农林科技有限公司参与人李海波和冯国宝推广‘凤丹’矿区生态绿化美化油用项目。
陕西中资国业牡丹产业集团有限公司参与人林奋在陕西渭南等地推广油用‘凤丹’良种大规模农机一体化栽培产业模式。
北京国色天成生物科技有限公司参与人晁龙军为王华芳教授博士研究生，建立天然抗旱优良树种试验示范基地和牡丹油用良种繁育工厂。
北京强佑集团有限公司参与人董成学、安徽汉都牡丹农林科技有限公司参与人王龙和北京清大百奥奇生物科技有限公司参与人王虎协助全国建立油用‘凤丹’绿化油用产业园，促进地区农业产业升级。
北京林业大学参与人修宇和唐文思为王华芳教授硕博连读研究生，王若馨为硕士研究生，分别参与揭示油用牡丹‘凤丹’种子胚乳发育和油脂合成调控机制，验证转录因子FpDREB2A基因调控根系发育提升抗旱的功能；参与建立天然耐旱基因树种选育技术；参与建立‘凤丹’微型快繁技术体系，共同获得专利、发表论文。
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