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      拟提名2019年度省科技奖励项目科技进步奖公示材料

      发布日期:2019-5-21 16:21:32 浏览次数:424 作者:湖南湘西密码生态农业

      拟提名2019年度省科技奖励项目科技进步奖公示材料

      一、项目名称

      魔芋产业提质增效关键技术及集成产业化

      二、提名意见

      该项目针对魔芋产业发展中存在栽培品种单一、抗病性弱、适应性低、综合开发利用程度低以及产业化建设模式不完善等关键问题,在选育推广具有抗病性强、耐热性好、适种性广、繁殖系数高等优良特性的魔芋新品种“湘芋1基础之上,改良魔芋低聚糖酶法生产工艺,建立魔芋飞粉制备神经酰胺和发酵生产乙醇工艺技术,开发出保湿化妆品原料以及魔芋精粉、魔芋米、魔芋面等系列产品,实现了魔芋块茎全组分高值化综合开发利用,并通过将适宜的种植业发展结构体系和技术服务保障体系有机结合,建成“种芋繁殖→商品芋生产→鲜芋加工→产品开发与生产”魔芋全产业链,助推魔芋产业发挥精准扶贫作用,全面提升了我国魔芋产业的技术水平、效益水平和产业规模,取得了显著的社会效益和经济效益。

      我单位认真审阅了该项目提名书及附件材料,确认全部材料真实有效,相关栏目均符合国家科学技术奖励的填写要求。按照要求,我单位和完成人所在单位都已对该项目进行了公示,目前无异议。对照湖南省科技进步奖授奖条件,同意提名湖南省科学技术进步二等奖。

      三、项目简介

      魔芋作为一种高附加值药食同源作物,在食品、医药等方面广泛应用。随着葡甘聚糖被加拿大公共卫生署和欧盟认定为安全的食品添加剂以及魔芋相关食品被联合国世界卫生组织确定为全球十大保健食品之一,我国乃至全球魔芋产业得到快速发展,被誉为新兴朝阳产业。我国魔芋产业起步晚,发展中存在栽培品种单一、抗病性弱、适应性低、综合开发利用程度低以及产业化建设模式不完善等问题,严重制约了魔芋产业良性发展。本项目针对阻碍魔芋产业规?;⒄沟墓丶际跗烤?,在选育魔芋优良新品种基础上,开展魔芋加工技术、新产品以及产业化建设模式的创新研究,为该产业可持续发展提供强劲科技支撑。

      1、魔芋新品种“湘芋1”选育与推广。针对魔芋生产中品种易感病、不耐高温、栽培环境要求苛刻以及繁殖系数低等问题,项目组成功选育出魔芋新品种“湘芋1”,该品种具有抗病性强(不易感染软腐病等病害)、耐热性好(耐夏季高温)、适种性广(种植海拔由1000 m降低至200 m)、繁殖系数高(增加了叶面气生球茎繁殖材料)等优良特性,并结合湖南等各地实际情况营建了林-魔套种和玉米-魔芋套种等栽培模式进行推广,给魔芋产业带来革命性变化。

      2、魔芋深加工技术创新与新产品开发。为了有效提高魔芋综合开发利用程度,项目组通过体外定向改造甘露聚糖酶Man23(热稳定性提高8、酶活力提高60%),改良魔芋低聚糖酶法生产工艺(生产效率提高30%);建立了魔芋飞粉分别制备神经酰胺和发酵生产乙醇的工艺技术;开发出保湿化妆品原料以及魔芋精粉、魔芋米、魔芋面等系列产品。实现了魔芋块茎全组分高值化综合开发利用。

      3、魔芋产业化建设模式创新与推广。项目组依托地方各级政府、企业等,通过将适宜的种植业发展结构体系(政府→企业基地→专业合作社→种植大户→农户)和技术服务保障体系(魔芋产业技术团队→种植、加工技术咨询/技术学校→技术员/种植能手)有机结合,建成“种芋繁殖→商品芋生产→鲜芋加工→产品开发与生产”魔芋全产业链,助推魔芋产业发挥精准扶贫作用。

      本项目技术成果获湖南省非主要农作物品种登记1个,地理标志商标注册1个,授权国家发明专利3项,制订实施企业标准5个,在国内外发表学术论文23篇(SCI收录5篇),出版专著1部。通过在省内外相关企业以及各级政府精准扶贫工作中推广应用,魔芋种植面积在10个县推广达20万亩,帮助50000余农户(多为贫困户)增收;培育科技部校企共建魔芋特色产业基地、省级农、林双产业龙头企业、省级高新技术企业各1个,全国优秀科技特派员1,省优秀科技特派员4;举办培训班14期达10万余人次;被科技日报、新华网、红网等各类媒体正面宣传报道多次;技术成果应用企业近3年新增销售额8亿元,新增利润4亿元。使湖南省魔芋产业从无逐步发展为山区、丘陵地方特色产业,成为实现产业扶贫的重要渠道,也全面提升了我国魔芋产业技术水平、效益水平和产业规模,取得了显著社会效益和经济效益。

      四、客观评价

      1、知识产权:

      本项目研究共获得湖南省非主要农作物品种登记1个,地理标志商标注册1个,授权国家发明专利3项,制订实施企业标准5,在国内外发表学术论文23篇(SCI收录5篇),出版专著1部。

      田云、周海燕主编的《魔芋综合加工利用技术》被同时遴选为孙宝国院士总主编的现代食品深加工技术丛书和“十三五”国家重点出版物出版规划项目,由科学出版社于20193月出版发行。

      周海燕等撰写的研究论文Mannanase Man23 mutant library construction based on a novel cell-free protein expression system”发表在J Sci Food Agric2017,972199-2204)上,并被推荐为该期刊当期封面论文。J Sci Food Agric是被美国《科学引文索引》(SCI)收录的国际行业重要期刊(JCR一区),该期刊每期封面推荐论文,一般由评审专家和编辑根据论文研究成果的创新性和前沿性推荐产生。

      周海燕等撰写的研究论文Comparison of expression systems for the extracellular production of mannanase Man23 originated from Bacillus subtilis B23”(Microb Cell Fact. 2013,1278)和Redesign the α/β fold to enhance the stability of mannanase Man23 from Bacillus subtilis”Appl Biochem Biotechnol. 2011,163186-194)均被Praveen Kumar SrivastavaMukesh Kapoor撰写发表在Biotechnol AdvIF11.452,中科院一区,Top期刊)上的研究综述论文Production, properties, and applications of endo-β-mannanases”正面引用。

      2、品种审定专家评议意见:

      20091020-21日,湖南省种子局组织相关专家在绥宁县黄桑乡对湖南农业大学主持选育的魔芋新品种“湘芋1”进行现场考察、调查与评议,进一步听取课题组汇报并质疑,最终形成如下评议意见:1植株生长一致。叶柄粗壮,叶面积大,有一株多叶特性;叶面有气生“株芽”,是优良繁殖材料;地下球茎扁球形。2现场抽样调查:单株平均重1800 g,球茎直径20 cm,球茎高13 cm,每株叶片上有1-7个叶面球茎(珠芽)。3抗病性强。现场没有发现魔芋生产中的主要流行病害——软腐病、白绢病等。4耐热性强、适应性好。该品种能在海拔200-900的丘陵山区种植。该品种能克服长期制约魔芋生产中存在的主要问题,抗病性较强、耐热性好,利用“珠芽”繁殖,能降低生产成本,适宜在湖南低海拔丘陵山区种植。建议完善相关材料,申报湖南省品种审定委员会登记??翁庾橛?/span>20103月获得“湘芋1”湖南省非主要农作物品种登记证书,登记编号为XPD003-2010,这是我省及其周边数省多年来选育的第一个魔芋良种。

      3、项目申请专家意见:

      本项目研究内容先后获得国家自然科学基金项目、湖南省战略性新兴产业科技攻关类项目、湖南省科技计划专项高新技术产业发展专项企业科技特派专家项目、湖南省县市区科技服务与创新能力提升专项特色产业类项目、湖南省科技计划项目、湖南省教育厅开放基金项目等资助。其中周海燕、田云等于2014年申请国家自然科学基金项目“基于催化域中loop区结构信息的β-甘露聚糖酶Man1312分子改造”,该项目在通讯评审时,三个评审专家均建议优先资助,并最终获得国家自然科学基金项目资助。

      4、政府文件评价:

      由湖南农业大学和湖南大湘西魔芋有限公司共建的“张家界魔芋特色产业基地”为校企共建新农村发展研究院特色产业基地;湖南大湘西魔芋有限公司先后被各级政府相关部门认定为国家知识产权优势企业、湖南省高新技术企业、湖南省企业技术中心、湖南省农业产业化龙头企业和张家界市林业产业龙头企业。吴永尧教授先后多次被中共湖南省委以及国家科技部等部委分别授予“湖南省优秀科技特派员”和“全国优秀科技特派员”称号。

      5、用户评价及产品检测报告:

      项目实施过程中先后在湖南和云南等地共举办各类培训班14期达10万余人次,《魔芋栽培技术手册》发放近2万册,深受广大培训用户的好评,在10个县推广种植魔芋达20万亩,助50000余农户(多为贫困户)增收,先后开发出保湿化妆品原料以及魔芋精粉、魔芋米、魔芋面等系列产品,经各级权威部门检测,产品符合国家标准与要求,经用户试用,反映良好。

      6、官方媒体报道:

      本团队通过发展魔芋产业进行科技精准扶贫的事迹多次被科技日报、新华网、湖南日报、红网等各级媒体进行正面报道。如2016年科技日报进行了“吴永尧:征服‘魔性’敲开魔芋致富门”的专题报道,该报道先后被中国财经、凤凰财经、华龙网等转载;2011年新华网上报道了“张家界:‘科技特派员’活跃在大山深处”,然后被网易新闻、凤凰网等转载;2008年湖南日报进行了“他给魔芋装上‘降落伞’”的报道。红网上先后做了“吴永尧:追求人生意义的科技特派员”和“‘桑植魔芋’正式通过地理商标注册”等专题报道。

      五、推广应用情况

      “湘芋1号”魔芋新品种在湖南、云南等各地累计推广种植达20万亩,助力50000余农户(多为贫困户)增收;相关技术成果在湖南大湘西魔芋有限公司、云南魔康生物科技有限公司推广应用,近三年累计新增销售额8亿元,新增利润4亿;该项目推广应用取得了显著社会效益和经济效益。

      六、主要知识产权和标准规范等目录

      知识产权(标准)类别

      知识产权(标准)具体名称

      国家

      (地区)

      授权号(标准编号)

      授权(标准发布)日期

      证书编号
      (标准批准发布部门)

      权利人(标准起草单位)

      发明人(标准起草人)

      发明专利(标准)有效状态

      品种登记证书

      “湘芋1号”

      中国湖南


      2010.03

      XPD003-2010

      湖南农业大学

      吴永尧等

      有效

      发明专利

      一种魔芋食品及其生产方法

      中国

      ZL201110034498.X

      2012.10.03

      1053565

      湖南大湘西有限公司

      吴永尧、黄兴国

      有效

      发明专利

      一种魔芋脱毒及生产魔芋脆片的方法

      中国

      ZL201010594366.8

      2012.10.03

      1053114

      湖南大湘西有限公司

      向延树、黄兴国

      有效

      发明专利

      一种魔芋神经酰胺丝瓜水保湿抗皱液及其制备方法

      中国

      ZL201510597458.4

      2018.07.06

      2991394

      湖南大湘西有限公司

      黄兴国

      有效

      企业标准

      谷物制品

      中国湖南

      Q/ZSDX0002S-2016

      2016.06.19

      湖南大湘西魔芋有限公司

      湖南大湘西魔芋有限公司


      有效

      企业标准

      方便谷物制品

      中国湖南

      Q/ZSDX0001S-2016

      2016.06.19

      湖南大湘西魔芋有限公司

      湖南大湘西魔芋有限公司


      有效

      企业标准

      方便人工养殖子二代大鲵大米制品

      中国湖南

      Q/ZSDX0003S-2016

      2016.06.19

      湖南大湘西魔芋有限公司

      湖南大湘西魔芋有限公司


      有效

      企业标准

      花色挂面

      中国湖南

      Q/ZSDX0004S-2016

      2016.08.08

      湖南大湘西魔芋有限公司

      湖南大湘西魔芋有限公司


      有效

      企业标准

      大鲵肽花色挂面

      中国湖南

      Q/ZSDX0005S-2017

      2017.08.14

      湖南大湘西魔芋有限公司

      湖南大湘西魔芋有限公司


      有效

      地理标志商标注册

      桑植魔芋

      中国


      2015.10.28

      14637793

      张家界魔芋科学技术研究所


      有效

      七、主要完成人情况

      1)姓名:周海燕,排名:1/6,技术职称:副研究员,工作单位:湖南农业大学,完成单位:湖南农业大学

      对本项目技术创造性贡献:主持完成魔芋加工产业项目,创新了魔芋精粉酶法降解生产低聚糖的工艺,提出综合利用魔芋飞粉的新思路和新方法,指导完成魔芋飞粉中神经酰胺的提取和淀粉发酵产乙醇的工艺建立,参与了“湘芋1”的选育及新品种的种植推广。

      2)姓名:田云,排名:2/6,技术职称:教授,工作单位:湖南农业大学,完成单位:湖南农业大学

      对本项目技术创造性贡献:提出利用分子体外改造技术对魔芋精粉水解酶Man23进行酶特性优化的思路,并获得了稳定性更高的甘露聚糖酶分子,参与了建立魔芋飞粉中神经酰胺提取工艺的工作以及“湘芋1”的品种选育工作。

      3)姓名:肖骛轩,排名:3/6,技术职称:助理研究员,工作单位:湖南省核农学与航天育种研究所,完成单位:湖南省核农学与航天育种研究所

      对本项目技术创造性贡献:提出了魔芋与玉米及经济林木进行套种的栽培技术与方法,参与了“湘芋1”的品种选育,并将“湘芋1”推广至怀化、会同等地开展规?;种?。

      4)姓名:吴永尧,排名:4/6,技术职称:教授,工作单位:湖南农业大学,完成单位:湖南农业大学

      对本项目技术创造性贡献:主持完成“湘芋1”的选育,实现了“湘芋1”在桑植、慈利、西双版纳等低海拔地区的规?;种?,创新了魔芋产业化建设模式,带头建设了魔芋产业化示范基地,指导完成魔芋飞粉的综合开发利用工作。

      5)姓名:张学文,排名:5/6,技术职称:教授,工作单位:湖南农业大学,完成单位:湖南农业大学

      对本项目技术创造性贡献:参与了“湘芋1”的选育及种植推广工作,合作共建了张家界校企联合科技部特色产业基地,主要完成了魔芋葡甘聚糖酶的基因克隆与异源表达以及突变酶的筛选。

      6)姓名:黄兴国,排名:6/6,技术职称:高级经济师,工作单位:湖南大湘西魔芋有限公司,完成单位:湖南大湘西魔芋有限公司

      对本项目技术创造性贡献:为“湘芋1”的规?;种蔡峁┏〉?,参与建立魔芋产业化示范基地,创新了魔芋系列食品的生产工艺。

      八、主要完成单位及创新推广贡献

      1)湖南农业大学

      在本项目研究过程中,湖南农业大学为本项目的负责单位,主要贡献体现在:选育了一个具有抗病性强、耐热、适种性广、繁殖系数高等特点的魔芋新品种“湘芋1”,使魔芋在低海拔地区实现了大面积规?;种?,创新了魔芋加工产品的生产工艺及产品种类,实现了魔芋块茎的全资源化分级高效利用。项目实施期间,项目主要完成人来自湖南农业大学。湖南农业大学提供了实验场地和仪器设备,并在人力物力等方面给予了充分支持,对项目进行全程管理、监督和指导,负责研究成果的推广应用,为项目的完成提供了必要条件。

      2湖南省核农学与航天育种研究所

      在本项目研究过程中,湖南省核农学与航天育种研究所主要贡献体现在:为主要完成人肖骛轩提供了相应的实验场地和仪器设备,并将魔芋产业项目作为本院农业扶贫重点开发项目之一,为“湘芋1”的规?;种苍耘嗉安祷ㄉ韬屯乒闾峁┝颂跫?。 

      3)湖南大湘西魔芋有限公司

      在本项目研究过程中,湖南大湘西魔芋有限公司主要贡献体现在:开发研制出系列魔芋保健食品和提高魔芋附加值的相关产品,实现了魔芋块茎的全资源化分级高效利用。项目实施期间,湖南大湘西魔芋有限公司提供了魔芋基地场地和魔芋下游产品加工所需的场地和加工设备,为魔芋深加工的技术创新和经济效益转化提供了必要条件。

      九、主要完成人合作关系说明

      1)项目“魔芋产业链关键技术开发及集成产业化”第一完成人周海燕(湖南农业大学)与本项目第二完成人田云(湖南农业大学)自20027月开始,在魔芋综合利用方面开展合作研究,共同参与魔芋产业化基地的建设,完成魔芋深加工产业链的开发与建设。

      2)项目第一完成人周海燕(湖南农业大学)与本项目第三完成人肖骛轩(湖南省核农学与航天育种研究所)和第完成人张学文(湖南农业大学)自20057月开始,在魔芋基地建设及育种方面开展了合作,共同参与建设桑植、慈利等地的魔芋种植基地,另外完成人张学文还参与了魔芋低聚糖降解酶——甘露聚糖酶Man23的基因克隆及测序工作。

      3)项目第一完成人周海燕(湖南农业大学)与本项目第四完成人吴永尧(湖南农业大学)自20027月开始,在魔芋基地建设、优良品种选育、下游产品开发、魔芋综合开发利用等多方面开展了合作研究,共同实施建设桑植、慈利、西双版纳等地的魔芋种植基地,积极推广“湘芋1”品种,不仅共同开发出魔芋系列食品,还建立了酶制剂降解制备魔芋低聚糖产品的工艺,开发魔芋飞粉的利用价值,创新性地建立了神经酰胺提取工艺和飞粉中淀粉发酵制备乙醇的工艺。

      4)项目第一完成人周海燕(湖南农业大学)与本项目第完成人黄兴国(湖南大湘西魔芋有限公司)自20057月开始,在魔芋基地建设、下游产品开发、魔芋综合利用等方面开展了合作研究,共同完成桑植、慈利魔芋种植基地的建设,推广“湘芋1”新品种,黄兴国还提出了魔芋加工食品的新工艺和新方法,并申请了专利。


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