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国家林业草原红豆杉西南工程技术研究中心

来源: 2022-10-19 17:52:41

中心简介】国家林业草原红豆杉西南工程技术研究中心(简称“中心”)是由国家林业和草原局批准,四川省林业和草原局主管,依托四川农业大学,联合西南地区部分高等院校、科研院所和生产企业共同组建的国家级技术研发与推广转化平台。“中心”充分利用西南地区林草中药材资源优势,以打造林草中药材大健康完整产业链为目标,围绕高品质林草中药材市场需求,瞄准西南地区红豆杉、石斛、银杏、川黄柏等林草中药材产业亟待解决的关键技术问题,以资源挖掘和利用为核心,集成林草中药材生态培育、工业化制备产业化新技术体系,开展生物制药、中药饮片、森林食材食品、日化产品、园林绿化、森林康养等研发,建成一批林草中药材种质资源保护、良种繁育、种植和加工推广示范基地,实现研发技术工程化,开发产品市场化。

国家林业草原红豆杉西南工程技术研究中心

“中心”先后承担并完成“国家星火计划项目”、“国家948项目”、“国家自然科学基金”等国家和省部级科研项目30余项,取得以“紫杉醇天然供体--曼地亚红豆杉产业化关键技术集成与应用”四川省科学技术进步一等奖为代表的标志性成果10余项。在国内外刊物发表论文100余篇,出版专著6部、教材6部,选育新品种2个,发明专利40余项,制定标准9项,建成10余万亩红豆杉等药用原料林基地、4个工业化生产基地,构建了红豆杉、石斛等林草中药材从种植到加工全产业链的技术体系。组建大学生创新创业团队10余个,培养博士生、硕士生100余名。

成果简介】聚焦林草高质量发展,以科技创新助力产业发展和乡村振兴为己任,围绕林草中药材资源挖掘、保护和利用,在科技研发和技术推广方面取得了以下标志性成果。

成果一:紫杉醇天然供体--曼地亚红豆杉产业化关键技术集成与应用(获2016年四川省科技进步一等奖,证书号2016-J-1-D01)

紫杉醇是国际公认的抗癌新药,市场需求量大、生产成本高昂、生产原料供不应求。红豆杉是生产紫杉醇的唯一原料,传统的“挖根剥皮”生产紫杉醇方式严重威胁作为世界珍稀濒危物种野生红豆杉的生存。上世纪90年代初,美国科学家从红豆杉天然杂种中选育出曼地亚红豆杉品种,相比其它红豆杉,曼地亚红豆杉生长快,萌蘖性强,枝叶紫杉醇含量高,被美国FDA选为最适合大面积栽植的药用原料品种,全球95%的紫杉醇原料药来源于曼地亚红豆杉的枝叶。因此,大力发展“人工栽培曼地亚红豆杉枝叶生产紫杉醇”产业,是人类健康的迫切需求,也是国家保护濒危物种的战略需要。

主要技术成果:

1、成功驯化并选育出“川林曼地亚”(川R-SC-TM-029-2013)红豆杉良种。丰富了木本植物跨气候带引种驯化和多性状联合选育良种的技术体系,填补了我国红豆杉良种选育的空白,从根本上有效解决了产业的源头问题。

2、构建以“川林曼地亚”红豆杉良种繁育和高效栽培技术为核心的标准化体系,为产业化发展奠定基础。

3、自主研发“易操作、低投入、低成本、绿色环保”工业化枝叶制备紫杉醇原料药工艺,填补国内空白。

成果应用推广:

先后在四川、重庆、山东、浙江、陕西等9省市、31个区县广泛推广种植,先后繁育优质种苗3.5亿余株,种植面积40万亩。先后建成6个曼地亚红豆杉原料林基地,其中在金口河建成全国最大的12000亩,高标准曼地亚红豆杉原料林示范基地1个。建成曼地亚红豆杉紫杉醇浸膏及精品生产线三条条,年加工原料达1000吨以上。

红豆杉科技进步一等奖及生产基地图

红豆杉产品图

成果二:林草特色资源——石斛产业化关键技术开发及应用(获2020年四川省科技进步二等奖,证书号2020-J-2-66-D01)

石斛,兰科石斛属植物,是集医药、保健、观赏和森林康养于一体的珍稀名贵林草特色植物。被誉为人类“健康软黄金”、“九大仙草之首”。石斛对生长环境要求极为独特,自然条件下繁殖率极低,加之世人疯狂掠夺,野生资源濒临枯竭,市场需求几乎全部来源于人工栽培。但现有人工栽培品质远低于野生石斛,其价值低劣,严重制约了石斛产业可持续发展。创新石斛人工种植技术,建设高品质石斛生产基地,保证石斛品质与产量,是我国当今石斛产业可持续发展亟需解决的关键技术问题。

主要技术成果:

1、通过野生和人工种植石斛主要活性成分对比分析研究,筛选出表征石斛质量的重要标志物——石斛多糖、石斛碱、石斛多酚和石斛黄酮四类化合物,制定品质评价指标及标准,为人工栽培高品质石斛提供了科学依据。

2、首次绘制了西南地区野生石斛资源分布图,明确了西南地区石斛野生资源分布。构建以“新型栽培基质结合光质控制和微量元素调控”为核心的石斛植物仿原生态高品质栽培技术体系,为高品质石斛种植提供关键技术支撑。

3、通过石斛体内外药理实验研究,揭示了石斛多糖促进免疫调节、降低血糖以及石斛多糖和多酚清除自由基机制;通过石斛主要活性成分理化性质研究,创新了以“纤维素酶辅助、超声波辅助热回流技术”为核心的石斛主要活性成分工业化制备新工艺,为石斛资源的综合开发提供了重要科技支撑。

4、开发出金钗石斛切片、金钗石斛花茶、金钗石斛酒、速溶多糖颗粒、石斛多糖糖果片等系列产品,改变了石斛传统的药用方式,提高了药效,推动了石斛产业化发展。

成果应用推广:

先后在四川泸州合江县、自贡富顺县、都江堰等石斛适生区域进行推广种植,建立石斛标准化基地4个,面积达4000余亩。在工业化生产应用方面:建成石斛系列保健食品工厂1个,生产线3条,开发出金钗石斛切片、金钗石斛花茶、金钗石斛超微粉等系列产品。

石斛专利、论文与科技进步奖

石斛培育基地及产品

成果三:高含量10-DAB红豆杉新品种选育(四川省良种审定品种,良种号:川S-SV-TMTY-008-2018

10-DAB,中文名10-去乙酰基巴卡亭Ⅲ,是当今人工半合成抗癌新药紫杉醇及其衍生物多西紫杉醇和卡巴他赛等的重要原料。10-DAB主要存在于欧洲红豆杉枝叶中,其含量达0.15%以上,而国内红豆杉枝叶中10-DAB含量极低,约0.01%左右,几乎无商业生产价值。为此,在国内引种欧洲红豆杉无果的情况下,每年仅能从欧洲进口烘干枝叶,其价格昂贵,数量受限,严重制约国内抗癌新药紫杉醇的生产。本成果针对制约10-DA产业化的资源供给与质量控制问题,以我国现有红豆杉种质资源为材料,采用现代遗传育种技术,历经10年的红豆杉选育工作,成功选育出10-DAB含量高达0.3%以上红豆杉新品种——云曼红豆杉,新品种相较国内现有红豆杉资源,枝叶中10-DAB含量提高10倍,超过欧洲红豆杉,造林3年即可采收,比曼地亚红豆杉及国内红豆杉提早1-2年,枝叶生物量达300g/株左右。云曼红豆杉新品种成功选育,极大地丰富了国内红豆杉种质资源,为人工半合成紫杉醇及衍生物产业化健康可持续发展提供强有力的科技支撑,同时开起了当今红豆杉产业的新模式:“年年制种、种子繁殖、密植栽培、全株利用,枝叶提取10-DAB、人工半合成紫杉醇及其衍生物”,有力地推动了红豆杉产业的发展。

良种证及良种基地

成果四:标准化银杏采叶园基地建设与示范

银杏(Ginkgo biloba L.),属落叶乔木,是集食用、药用、材用、防护、观赏于一体的多功能树种。近三十多年国内外药理研究表明,以银杏叶为原料制备的银杏叶提取物,能有效清除人体内血液中的垃圾,显著改善人体内血液循环,因而对人类心脑血管系统疾病、老年痴呆疾病以及抗氧化、抗凝血、保肝和免疫调节等有极显著的疗效。 银杏叶提取物是集保健与治疗为一体的纯天然制剂,以其为主要原料的保健品、药品与日俱增,风靡全世界,市场需求和前景越来越广阔。但是,作为我国药用银杏基地的采叶园,由于缺失标准化银杏采叶园基地建设技术,银杏叶产量低、成本高,品质差,导致国内大多数厂家的银杏叶提取物难以达到合格要求,掺假制假现象不断发生,严重阻碍银杏产业可持续发展。创新建园方式,建设高质量的标准化银杏采叶园,提高银杏叶产量与品质,降低生产成本,已成为当今我国银杏产业可持续健康发展亟待解决的问题。

主要技术成果:

1、药用银杏种源选择

开展药用银杏资源普查与高品质药用银杏种源的选育工作,筛选培育出适合四川地区生长,叶中有效成分含量高、产叶量高的优良药用银杏种源。

2、标准化银杏采叶园营建技术

集成银杏采叶园建园方式,园址条件与园址选择,营养袋育苗技术,高效栽培技术,采叶园经营管理技术,鲜叶采收、加工等标准化技术体系。

3、银杏叶中银杏黄酮与银杏内酯含量的检测

参照《中国药典》银杏叶有效成分检测方法,对银杏采叶园银杏叶生物量与有效成分含量相关性动态变化进行跟踪与分析,确定最佳采叶树龄、采叶时间与采叶方法。

4、切杆促萌技术

针对银杏叶有效成分含量随树龄增加而含量下降变化的模式,在银杏实生幼树达5年生后,采取切杆促萌的方式保证银杏叶品质,提高银杏叶产量。

5、标准化银杏采叶园推广应用

营建标准化银杏采叶园基地500亩。以此带动周边农户建设高标准银杏采叶园100000亩,实现精准扶贫。

6、制定标准化银杏采叶园建设操作规程

银杏成果及产业基地

【展望】以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,积极践行绿水青山就是金山银山理念,充分发挥“中心”科技、人才优势,为四川林草高质量发展提供坚实的科技支撑和技术保障。

坚持科技创新,强化原创性技术研发,助推林草产业发展。开展红豆杉等林草中药材仿野生的标准化、规范化种植及加工的原料药产业新技术集成研发;进一步开发石斛、银杏等林草中药材新资源食品、森林食品、保健品和日用化工品。

利用林草中药材优势资源,培育产业新模式新业态,助力乡村振兴。为“以红豆杉等特色优质资源的种植和加工产业为依托,一二三产业高度融合”的红豆杉康养小镇(村)、特色小镇(村)的规划建设提供技术服务和智力支持。

红豆杉特色小镇建设规划



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