生态农业生物技术重点实验室项目可行性研究报告.docx

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生态农业生物技术重点实验室项目可行性研究报告

生态农业生物技术重点实验室项目

可行性研究报告

一、项目组建的必要性及意义1

（一）项目涉及的专业技术领域1

（二）国内外技术水平现状及发展趋势和应用前景6

（三）**的优势和特色及存在的主要问题12

（四）急需解决的关键技术15

（五）对提高自主创新能力的意义，对解决关键技术创新的作用，对促进**相关领域技术进步及产业发展的意义17

二、项目组建方案的分析19

（一）上游技术发展情况、项目技术创新的主要内容和先进程度19

（二）预期效果26

（三）成果的主要应用领域，推广应用途径、方式27

（四）产生的经济效益、社会效益27

（五）风险分析29

三、项目单位情况和项目实施基础30

（一）项目负责人和主要技术骨干的资历及其代表性成果31

（二）实验室主任学术水平、组织协调能力和时间精力保证34

（三）承担单位简况35

（四）共建和合作单位情况36

（五）产学研合作基础38

四、项目主要目标和任务38

（一）三年内目标与任务38

（二）中长期发展规划与目标44

（三）管理体制、运行机制、开放服务形式和自我发展能力建设45

五、项目总体设计和布局50

（一）项目建设地址50

（二）项目的基本结构单元及其职责、任务和相互关系50

（三）人员配备及规模55

六、项目计划进度与考核指标56

七、投资预算61

八、项目组建领导小组与负责人67

九、项目主要技术人员68

十、承担单位意见69

十一、共建单位意见70

十二、合作单位意见71

十三、主管部门意见和经费匹配承诺71

一、项目组建的必要性及意义

（说明：

1、项目涉及的专业技术领域，国内外技术水平现状及发展趋势和应用前景，**的优势和特色及存在的主要问题，急需解决的关键技术；2、项目对提高自主创新能力的意义，对解决关键技术创新的作用，对促进**相关领域技术进步及产业发展的意义）

（一）项目涉及的专业技术领域

近年来，我国频繁发生一些环境污染的重大公共卫生事件。

据**环保总局统计，从2015年底“**水污染事件”后，中国平均每两天发生一起环境的突发事故。

环境问题严重制约经济社会发展，并对**形象造成很大损害，已经成为中国谋求和平发展、绿色发展必须突破的主要瓶颈。

我国的GDP以每年6%～8%的速度增长，环境损失也占当年GDP的8%～13%，环境可持续指数在全球144个**中排在第133名。

在所发生的环境污染事件中，绝大多数都与水污染有关，其所占的比例高达70%。

例如，2017年5月28～29日，**暴发蓝藻，造成**省无锡市城区发生饮用水危机，市民纷纷到超市抢购纯净水和面包，小小蓝藻在一夜之间打乱了数百万群众的正常生活，也触动了中国经济发展和环境保护的敏感神经；2017年6月，**气象局卫星气象中心的卫星监测发现，在**西北部也出现明显的蓝藻信息；2017年7月1日，来自**河上游的客水污染团在短时间内大量进入**沭阳段，造成饮用水源地水质遭受严重污染，沭阳城区20万居民断水长达44小时之久。

上述水污染事件给人们生命安全带来了严重威胁，给**造成了重大损失，引起了党中央、**以及各级政府的高度重视。

水已经成为2017年我国环保工作的一个重点主题，一场针对水环境的“环评风暴”正在刮起。

**环保总局、水利部、农业部等组织的专家组对众多水污染事故调查后分析认为，造成上述污染事件发生的污染源主要有三个方面：

一是生活污水的排放；二是工业污染、工业排放；第三个污染源主要是农业面源物，即农业生产过程中所导致的一些污染物，如农业生产中过多地使用化肥、农药，且利用率不高，残留物通过降水或其他方式流到江河湖海之中，以及鸡、鸭、鹅等比较大型的养殖场，其养殖污水未经妥善处理后直接排放等。

专家组同时还认为，从目前情况来看，农业面源物污染占有的比重最大。

这就更让中国政府和科学家们思考一个不可避免和急待攻关的课题，即加强生物科技在农业领域的应用，以饮水安全、保护我国特殊生态区和主要流域区的生态环境为重点，合理开发与利用自然资源，大力发展生态农业，加强水污染防治，进一步推进区域可持续发展。

随着传统农业生产力的限制和石油农业暴露出的弊端越来越严重，世界各国都在寻找新的农业出路。

实践证明，生态学理论是指导农业生产的重要基础。

一个农业生产系统是否合理、高效，关键在于其生物生产组织是否因地制宜，是否符合生物与环境协调统一、持续稳定发展的规律。

任何地区都存在着与其相适应的生物群落。

人工生态系统必须适合自然环境，宜林则林，宜农则农，宜牧则牧，过分盲目强调改造自然就会受到自然的惩罚。

生态农业系统是以生态学、系统工程理论及定量优化方法为指导，因地制宜，实现农、林、牧、渔、加工等生产行业的有机结合，变单纯从自然界索取为保护、改善、增殖和合理利用自然资源，使高效的农业生产同优良的生态环境建设同步发展，以取得良好的经济效益、生态效益和社会效益。

随着世界生态农业产品需求的逐年增多和市场全球化的发展，生态农业已经成为21世纪世界农业的主流与发展方向。

我国对保护农业生态环境、发展生态农业一直十分重视。

1984年，《**关于环境保护工作的决定》明确指出，要认真保护农业生态环境，积极推广生态农业，防止农业环境污染和破坏；1992年，党中央、**把推广生态农业作为我国环境与发展十大对策之一，要求“中央和地方逐步增加对生态农业和植树造林的投入”；在我国政府为贯彻联合国环境与发展大会精神所制定的《中国21世纪议程—中国21世纪人口、环境与发展白皮书》里，详细阐述了中国可持续发展的背景、必要性、战略思想与指导原则，并优先将生态农业作为第一农业项目提出。

特别地，在2013年10月中旬，中共**明确提出了“坚持以人为本，树立全面、协调、可持续的发展观，促进经济社会和人的全面发展”；强调“按照统筹城乡发展、统筹区域发展、统筹经济社会发展、统筹人与自然和谐发展、统筹国内发展和对外开放的要求”，推进改革和发展。

所谓“可持续”，就是要统筹人与自然和谐发展，处理好经济建设、人口增长与资源利用、生态环境保护的关系，推动整个社会走上生产发展、生活富裕、生态良好的文明发展道路。

“科学发展观”中极重要的一条，就是要求落实到加强对自然资源的合理开发利用、保护生态环境、促进人与自然的和谐发展上来。

2016年初，**又接着发布了《关于落实科学发展观加强环境保护的决定》。

《决定》深刻分析了新世纪新阶段我国环境保护面临的形势和任务，确定了以饮水安全和重点流域治理为重点，加强水污染防治；以防治土壤污染为重点，加强农村环境保护；以促进人与自然和谐为重点，强化生态保护等七项重点任务，以推动解决当前突出的环境问题。

《决定》还对未来5～15年我国环保事业发展的宏伟蓝图进行了规划和部署，明确提出了“到2010年，重点地区和城市的环境质量得到改善，生态环境恶化趋势基本遏制；到2020年，环境质量和生态状况明显改善”的目标。

2016年**颁布了《**中长期科学和技术发展规划纲要（2016～2020年）》，对我国未来15年科学和技术的发展作出了全面规划和部署。

在《规划纲要》提出的5个战略重点中，把生物技术作为未来高技术产业迎头赶上的重点。

要奋力抢占生物技术制高点，加强生物技术在农业、工业、人口与健康等领域的应用，特别是加强粮食与食物安全等方面的研究开发，提升相关产业创新能力和发展水平，保障人民健康。

今年初下发的《**省人民政府关于加强农业科技创新工作的意见》则明确了今后一段时期全省农业科技创新工作的总体要求和目标任务，将“动植物新品种选育”、“优质高效安全生产技术”、“农产品储运及精深加工技术”、“农业资源可持续开发利用技术”、“农业工程与装备技术”作为5个农业科技创新的重点领域，以此来全面提升农业科技创新能力，促进农业增效、农民增收、农村繁荣。

近年来，以生物技术为主的高新技术的飞速发展使生命科学出现了一个全新的面貌，形成了以现代生物学技术为主要标志的农业领域的重大发展，使生命科学经历了一场深刻的革命，其影响已经远远超出了生命科学本身。

其中，近20年来在生态农业生物技术领域里的研究与开发十分活跃，新的热点、新的方法、新的突破、新的产品层出不穷。

以分子生物学为理论基础，采用基因克隆、遗传转化，以及细胞、组织培养等技术方法，将外源基因转移并整合到受体植物的基因组中，并使其在后代植物中得以正确表达和稳定遗传，从而使受体获得新性状。

20世纪60年代出现的同工酶标记、80年代出现的多种DNA分子标记、90年代的高度可变微卫星位点技术也广泛地应用到农业生态学领域，由此又形成了多学科交叉的分子生态学学科。

与此同时，我国科研和生产管理人员总结与创建了典型的专项生态农业技术，如沼气和废弃物资源综合利用技术、病虫害生物防治技术、立体种养模式及配套技术等，在生产上发挥了重要作用。

因此，以优质高效安全生产技术、基因工程技术等现代生物学技术为手段的高新技术给我国生态农业的研究与发展带来了广阔的前景。

**为我国五大淡水湖之一，位于我省西北部，发育在淮河下游的冲积平原上，面积2069平方公里，水生资源相当丰富，是里下河地区1000万人的“生命之湖”，同时还是**南水北调东线工程的重要枢纽。

**所在的**市地处我国气候分界线上（33°33′N），其水源、水质、大气、土壤等主要环境要素适宜，易达到绿色食品、无公害农产品的开发要求，生态环境质量佳，具备开发绿色食品、无公害农产品的优良条件，已建有4个**级生态县，2个省级生态县，由此也形成了独特的**农业生态区。

为此，在“科学发展观”的指导下，要吸取**地区经济发展的经验教训，避免出现先污染再治理的状况，抓紧制定环**地区中长期经济与环境协调发展的区域规划，用科学的发展观指导**地区开发保护工作；加强生物科技在农业等领域的应用，调整经济发展模式与重点，大力倡导发展生态农业，减轻农业面源污染对湖区水质的影响。

因此，建立**省环**生态农业生物技术重点实验室，及时开展环**生态农业的研究工作，保护环**生态环境，创建环**生态农业区是当前事关区域经济协调发展的重大课题，对实现**“两个率先”、构建和谐社会有着特别重要的意义。

（二）国内外技术水平现状及发展趋势和应用前景

生态农业是在适应可持续发展战略与持续农业基础上发展起来的，它是以农业资源的合理利用、农业生态环境的有效保护为目标的高效、低耗、低污染的农业发展模式。

生态农业最早于1924年在欧洲兴起，20世纪30～40年代在瑞士、英国和日本等国得到发展。

从20世纪90年代开始，美国、欧洲各国的生态农业得到了较快发展。

美国是最先进行可持续农业研究的**之一，1988年提出“低投入（或减投入）可持续农业”计划，1990年又提出“高效率可持续农业”计划。

目前已初步探索出若干具体模式：

农作物合理轮作模式；种植业与畜牧业复合经营模式；主要利用农场内部有机肥对土壤进行培肥管理模式；以生物防治为主的病虫害综合治理模式；利用作物轮作与机耕措施防治杂草模式等。

德国、法国、英国试行一种“生物农业”模式。

其主要技术与管理措施是：

培育和推广外部资源低投入及农场内部非购买性资源高投入的栽培品种，研制综合栽培技术，实行农作物合理轮作和适宜的耕作制度，采用有效的有机肥与堆肥使用技术，采用以生物防治为中心的病虫害防治技术，种植绿肥与用地养地结合技术等。

日本1992年以来，推广“环境保全型”农业模式并推行“自然农业”模式。

印度1986年颁布环境保护法，1992年提出可持续农业的发展途径，目前正试行合理利用资源，保护生态平衡，谋求生存与发展模式。

我国实施生态农业始于20世纪80年代初，先在乡村级进行小规模试点，进而在县一级试点。

1993年经**批准成立了全国生态农业建设领导小组，在9个不同生态类型区，选出了51个代表性的县，实施生态农业试点。

我国在生态农业方面已经开展了许多卓有成效的基础研究和应用开发研究，如注重研究和利用优质高效安全的农作物生产技术，不使用化学合成的除虫剂、除草剂，使用有益天敌或机械除草方法；不使用易溶的化学肥料，而使用有机肥或长效肥；利用腐殖质保持土壤肥力；采用轮作或间作等方式种植；不使用化学合成的植物生长调节剂；不使用抗生素等。

目前，生态农业建设示范面积已接近2亿亩，占全国耕地面积7%左右。

但是，我国在农业生态环境保护以及生态农业的研究、建设方面的整体水平与国际先进水平相比还存在较大差距，并且因此而直接导致饮用水危机等重大环境污染事件的频发。

**环保总局2015、2016年公布的数字显示，中国七大水系中，60%的水质已经受到污染，而被污染的湖泊则达到72%。

可以说，两年前的**事件标志着我国进入了水污染事故高发期；而今年夏天以来**、滇池、巢湖的蓝藻接连暴发，标志着我国已经进入了水污染密集暴发阶段（**环保总局潘岳副局长语）。

各地水污染危机的连续暴发，绝不是偶然的突发性事件，说明我国传统的农业生产与工业化的发展方式不仅使中国的资源环境到了难以承受的底线，也严重威胁到人民的日常生活，这已经成为我国可持续发展的“瓶颈”所在。

要使我国在该领域赶上或超过国际水平，必须进一步加强资源的合理利用与开发工作，保护农业生态环境，大力创建生态农业示范区。

目前，我国在生物技术等前沿领域与国际差距较小，借助这一优势，将现代生物技术应用于生态农业的研究工作，坚持原始创新、集成创新与引进消化吸收创新相结合，技术创新与转化应用相结合，发展高新技术与常规技术相结合，技术创新与机制创新相结合，技术创新与人才培养相结合，科技创新与科技企业相结合，全面提升我国生态农业的研究与建设水平，提高我国农产品的国际市场竞争力。

因此，加强生物技术在农业领域的应用，大力开展环湖区域生态农业基地的建设与示范工作，严格控制农业面源物污染，加强对我国主要流域区水环境的保护与治理，是解决区域可持续发展的制约“瓶颈”以及跨行政区域存在的可持续发展共性问题的最为有效的重大举措。

多年来，本实验室结合所在的**农业生态区的区域优势，一直在开展生态农业的研究与建设工作，已建有分子生物学与基因工程研究的技术平台、生物农药研制平台、无公害农产品生产新技术体系及其产业化平台等。

在农业生物种质资源创新、转基因植物生态安全性评价、新型生物农药的筛选与研制、无公害优质（有机）粳米的产业化开发、无公害水产品的养殖与加工、农业资源的综合利用与加工等方面取得了可喜成绩，获得了一批重要的研究成果：

1、在农业种质资源创新方面。

以优质、安全、多抗、高产为目标，运用现代生物技术手段，对优异的农业生物种质资源进行创新，选育出一大批适合本生态区域的优秀品种。

对一些重要的农业生物种质资源水稻、小麦、玉米、油菜、甘薯等，进行了从细胞至基因水平的研究，通过分子标记辅助育种、转基因技术简化育种程序，提高育种效率，拓宽植物可利用的基因库，为植物资源的遗传改良开辟了一条新途径，从而选育出一批具有优良特异性状的农作物新品种。

如建立了一个应用范围广泛的甘薯SBD—转基因平台技术，使外源重组基因在甘薯淀粉粒中高效特异表达，合成具有重要工业用途的乙酰淀粉。

通过形态解剖学、农艺学的方法对我们在育种实践中发现的小麦雌性不育系突变体加以研究，掌握了其育性表达规律，经典遗传学研究发现小麦雌性育性受两对主基因控制，本实验室进一步利用分子标记的方法将第一主基因定位在2DS之上。

该材料在杂交小麦育种中具有广阔的应用前景。

此外，结合**农业生态区的所在地——**市地处我国气候分界线上，我们在**建立了“冬春性小麦轮回选择育种基地”，把冬春杂交，轮回选择和穿梭育种的优越性都结合起来，形成一个投入小，效益高的小麦育种体系。

目前已构建了近300平方米的冬春矮败小麦轮回群体，育成矮败小麦新品种3个。

与此同时，还通过常规育种技术与生物技术相结合的方法，选育出抗条纹叶枯病优质高产超级稻、大豆、玉米和能源型油菜等新品种。

2、在转基因植物的生态安全性评价方面。

转基因作物给人类带来了巨大的经济效益和社会效益，也带来了一系列的生物安全问题。

人们对转基因技术的前景及其生物安全问题也展开了激烈争论，生物安全问题已成为“瓶颈”，制约了转基因技术成果的广泛应用。

本实验室近年来对外源基因通过花粉漂流逃逸到野生近缘植物的风险性进行了深入研究与分析。

以转基因抗除草剂油菜品种为花粉供体材料，十字花科的油料作物（甘蓝型油菜、白菜型油菜、芥菜型油菜）、蔬菜作物（二倍体小白菜、四倍体小白菜、大白菜、雪里蕻、甘蓝、萝卜等）和野生杂草（诸葛菜、播娘蒿、荠菜、风花菜、遏蓝菜、野芥菜等）共15种植物为花粉受体材料，系统地研究了转基因油菜与上述15种植物间的杂交亲和性与基因流。

根据研究结果探讨了防止基因污染的有效措施，并对照农业部《农业生物基因工程安全管理实施办法》对转基因植物生态安全性的4级分类标准，科学评价了抗除草剂油菜的生态安全性，初步确定其安全等级。

该研究内容具有重要的科学意义，研究方法创新，研究结果不仅为抗除草剂油菜生物安全性的研究提供了大量而丰富的科学数据，而且从理论的高度寻找转基因油菜导致近缘植物“污染”的可能原因和机制，同时为转基因油菜进一步推广和使用提供了可靠的科学依据，也为我国转基因油菜安全性评价工作的深入开展提供了一种研究模式。

3、在新型生物农药的筛选和研制方面。

以水稻病虫害无公害综合防治为基础，研制开发了防治水稻病虫害的生物农药的新助剂、新剂型、新配方，并且改善生物农药的生产工艺，降低生物农药成本。

全面研究并不断完善了以生物农药为主题防治水稻病虫害的体系，提高水稻无公害生产水平。

已成功研发出具有自主知识产权的植物源农药产品2个：

1.1％苦参碱粉剂和0.36％苦参碱水剂，申请了2项**发明专利。

4、在无公害优质（有机）粳米的产业化开发方面。

近年来，本实验室充分结合**农业生态区的区域特点，进行了优质水稻区域化布局种植技术、集成与推广应用无公害优质水稻栽生产新技术体系的研究，探索形成无公害优质（有机）稻米链式产业化开发模式。

采用试验、示范、培训和推广相结合的方法，建立优质水稻新品种繁供体系，研究集成适应不同稻区的无公害水稻栽培新技术体系，研制相关技术操作规程（标准），探索形成无公害优质（有机）稻米链式产业化开发模式，加强无公害优质水稻生产基地建设，促进订单种植，加强产销衔接，实行优质优价，强化产品开发、品牌创建力度，搭建开拓淮米市场等，并由试验、到示范、到推广辐射，逐步扩大应用范围，有效提高技术到位率和覆盖率，以促进**水稻生产由“产量偏重型”向“产量和品质并重型”转变，最终形成优质稻米“公司+基地+农户”、“企业+农技+农户”等链式产业化开发模式。

2010～2015年，项目实施规模及推广应用面积累计达918.9万亩，位居全省各市之首。

其中，2015年全市实施推广面积达303.8万亩，占全市水稻总面积的74.8%，约占全省适宜发展无公害优质水稻生产面积（2010万亩）的15.2%。

于2010年在省内率先进行有机稻米产业化开发，到2015年累计实施有机栽培面积32270亩，约占全省开发认定总面积的50%以上。

5、在无公害水产品的养殖与加工方面。

**水面广阔，水生资源极为丰富。

多年来，经过**、省、市历次水产资源开发，水产业得以长足发展。

**是**重要的商品鱼基地之一，渔业已经成为环**区域农村经济的主导产业和支柱产业，年销售额达27亿元（2016年）。

近年来，本实验室的组建单位在龙虾、河蟹及鱼类的无公害研究及其产业化生产方面做了大量富有成效的工作，取得了一系列的成果，产生了极大的效益。

6、在农业资源的综合利用及加工方面。

以**农业生态区丰富的农产品资源为研究对象，研究韭薹、蒲菜等**特色蔬菜和冬枣、草莓等水果的贮藏保鲜机制，研发出天然防腐保鲜剂应用于果蔬保鲜，促进果蔬保鲜产业进程。

对农产品及其副产品进行深层次研发，如从花生壳中提取分离黄酮类次生代谢产物和膳食纤维、从虾壳中提取壳聚糖以及脯菜的综合利用等，扩大其经济效益。

与此同时，本实验室对农作物秸秆还田技术及利用进行了研究，并取得了良好的效益。