国家科学技术进步奖.docx

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国家科学技术进步奖

国家科学技术进步奖

一、项目名称

中国松材线虫病流行动态与防控新技术

二、推荐单位意见

松材线虫病是我国建国以来最危险的森林病虫害。

自1982年在南京发现至2010年已迅速扩散蔓延到我国大陆17个省，造成了巨大的经济损失。

该病对我国5亿亩松林及国土生态安全构成了严重威胁。

控制这一重大毁灭性和传染性病害快速扩散蔓延是林业有害生物防控亟待解决的重大科学技术难题。

项目从2001年开始历经十多年研究，在以下四个方面取得突破性成果：

一是揭示并回答了松材线虫病研究中最重要的科学问题，即首次完成了无菌松材线虫致病性确定的柯氏法则试验，论证了松材线虫在没有其他伴生微生物存在的情况下具有致病性，科学确定了松材线虫的病原性。

揭示了该病在我国发生发展与传播流行的规律。

二是系统分析了病原松材线虫传入中国30年来的遗传变异规律，提出了松材线虫病在中国省际间的传播路径。

三是通过开展大规模抗病松树人工选择育种和引进抗病材料，获得了一批马尾松、黑松和赤松抗病家系和无性系，成功建立了抗性资源体胚快繁技术体系。

四是创新研发了松材线虫病系列防控新技术，研发出松材线虫专项自动化检测系统和恒温扩增试纸条检测技术，大大提高了我国松材线虫病的监测和检疫技术水平，有力推动了松材线虫检测鉴定技术的普及应用。

研发了媒介昆虫特异光源引诱技术，开创了病害防控新途径。

系列成果已成为我国松材线虫病防控的核心技术，成为国家林业局防病决策的重要依据。

成果已在全国17省推广应用，在我国松材线虫病的防控中发挥了重大作用。

成果推广后极大地推动了我国松材线虫病三大关键防控环节即病害监测、检疫和媒介昆虫防控技术的大幅度提升，在各地及时发现确定疫情、防止病害传播、控制病害发生面积、降低病死树数量和新疫区发生数量等方面发挥了重大作用，有力地遏制了病害快速蔓延的势头。

九年来为各级森防系统培训了数千名松材线虫病防控专业人员，他们已成为我国松材线虫病防控主要技术骨干，有力地推动了我国森林保护事业的发展。

推荐材料真实有效。

同意推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。

三、项目简介

松材线虫病是我国建国以来最危险的重大森林病虫害。

1982年从国外传入我国后已在17省280多个市县蔓延，致死松树九千万株。

我国有松林6亿亩，马尾松等14种主要造林树种均为感病松种，防控形势异常严峻。

防治此病一直是世界难题，项目围绕病害流行与防控的关键科学技术问题开展创新研究，历时13年取得系列突破性成果。

①科学实证松材线虫病原性，揭示松材线虫病在中国传播流行规律

首次完成无菌松材线虫致病性确定的柯氏法则试验，从致病性和分子机理两方面实证松材线虫病原性，澄清多年来围绕松材线虫病病原出现的学术争议和防治上混乱。

揭示松材线虫病在中国流行的时空特征，明确病害在中国传播方式、传播载体以及媒介昆虫松墨天牛传播线虫的规律。

②揭示松材线虫遗传变异规律，提出松材线虫病在我国省际间传播路径

建立首个涵括各疫区松材线虫虫株的松树寄生线虫虫株资源库，库中有松树寄生线虫3科5属12个种610个虫株，其中包括松材线虫虫株410个。

发现2个松树寄生线虫新种。

通过对181个虫株遗传变异分析，发现松材线虫在中国的种群分化和基因流动的遗传学证据，提出病害在省际间的传播路径。

③开展松材线虫病抗性选育研究，获得一批抗病马尾松、黑松和赤松家系

在重病区选择抗病马尾松优树324株，采种育苗44399株，两次接种测定获得抗病候选家系251个，单株1201株。

经嫁接获得抗性候选家系无性系，再经两次接种，68个家系89个无性系健全率100%，高于抗性对照火炬松（82.1%），营建首个抗病马尾松种子园和采穗圃。

从日本引进抗性黑松赤松家系40个，建立了黑松赤松抗病基因资源库。

成功构建马尾松、黑松、赤松组培繁殖技术体系。

④针对防控关键环节创新研发松材线虫病系列防控新技术

通过优化高效线虫DNA裂解过程和对线虫特异片段检测过程进行自动化设计，创新研制出松材线虫专项自动化检测系统，实现了对松木样品中松材线虫的直接检测，实现了检测过程、结果判读和输出自动化。

应用交叉引物恒温扩增技术，在恒温条件下完成特异片段DNA扩增，并与试纸条检测技术相结合，构建了松材线虫恒温扩增试纸条检测技术。

两项技术快速、准确、简便，实现了在全国各级森防机构普及化应用。

采用昆虫视网膜电位技术筛选出媒介昆虫特异性光谱，研发基于单色LED发光器的特异性光源诱虫灯。

不仅能诱捕产卵期天牛，还能诱捕有传病性的补充营养期天牛。

既能诱捕松墨天牛，还能诱捕其它媒介天牛。

⑤新技术已成为病害防控核心技术在全国推广应用，防病减灾成效显著

在17个省建立了52个省市县三级松材线虫检测鉴定中心，形成全国监测鉴定网络。

举办28期全国松材线虫病防控新技术培训班，参训学员1823名。

成果推广后松材线虫病快速蔓延势头得到有效控制，为国家减少直接损失3.84亿元，减少间接损失12.72亿元。

抗病马尾松在安徽造林41.5万亩，增收10.5亿元。

获授权专利21项，省级良种5个。

发表论文156篇，专著1本，国家标准1项。

获教育部科技进步一等奖1项，中国发明专利优秀奖1项，梁希林业科学技术二等奖2项。

四、客观评价

1、成果内容获得奖励情况

（1）2016年教育部科技进步一等奖

成果名称：

中国松材线虫病流行动态与防控新技术

获奖人员：

叶建仁吴小芹陈凤毛胡林黄麟朱丽华郝德君

柴忠心丁晓磊邱秀文俞禄珍付涵予孙波袁为敏许小露

（2）2016年（第十八届）中国专利优秀奖

发明专利名称：

一种松材线虫检测试剂盒及其检测方法

专利号：

ZL200810124385.7

发明人：

黄麟，叶建仁，吴小芹

（3）2015年梁希林业科学技术二等奖。

成果名称:

松材线虫病病原确立和防控新技术研究与推广

获奖人员：

叶建仁吴小芹陈凤毛胡林黄麟朱丽华郝德君

柴忠心丁晓磊邱秀文

（4）2009年梁希林业科学技术二等奖

成果名称:

松材线虫病病原群体变异及在中国流行的时空动态研究

获奖人员：

叶建仁吴小芹潘宏阳陈凤毛黄任娥

陈蔚诗刘雪莲胡学兵谈家金黄麟

2、国家林业局森防总站对该项目的评价为：

在松材线虫病病原和致病机理方面，科学验证了松材线虫是松树萎蔫病的致病因子，获得了一批松材线虫致病相关基因，揭示了与松材线虫致病密切相关的重要基因的功能。

确定了松材线虫病防控的主要对象和目标。

在病害流行规律方面，建立了我国松材线虫虫株资源库和基因资源库，为松材线虫病的疫源追溯和防控策略制定提供了重要的原始材料。

全面分析了松材线虫病在中国的传播方式、发生时间与空间格局、发生发展阶段，在充分分析了中国松材线虫群体遗传变异规律基础上，科学推断松材线虫病在中国的传播轨迹。

这一研究成果确定了我国松材线虫病防控的重点，并成为国家林业局制定松材线虫病防控决策政策与实施技术措施的重要依据。

在防控新技术方面，在原有分子检测技术基础上，创新研发了松材线虫专项自动化检测系统和松材线虫恒温扩增及试纸条检测技术，实现了对松木样品的直接检测和检测过程和结果判读的自动化。

新检测技术快速、准确、简单、易行，是当前我国森林保护领域实际应用的最为先进的病原检测鉴定技术。

应用这两项检测技术已经鉴定了全国许多疑难疫情发生区，及时准确确定了陕西、河南两省疫情以及全国许多县级疫情发生区，查获多起违章调运疫木事件，及时监测到疫情向我国北方省份蔓延，为制定全国防治策略提供了有力证据。

媒介昆虫特异光源引诱技术不仅能诱捕到产卵期天牛，还能诱捕到补充营养期天牛。

新防控技术已经在全国17省开展实际应用，为国家挽回经济损失近3亿元，减少森林生态服务价值损失近10亿元。

项目成果的普及应用有力地推动了我国森林保护行业的科技进步。

3、中国绿色时报（2013-8-14）报道：

“松材线虫分子检测鉴定技术的成功应用是我国森林保护领域一个划时代的技术发明”（时任国家林业局造林司总工程师、研究员吴坚对此给予了高度评价）”。

近年来，叶建仁带领他的团队不断对松材线虫快速检测鉴定技术进行创新研发。

团队于2010年和2013年先后开发出专项自动化检测系统和恒温扩增检测技术。

前者方便、快捷，受到地市级以上林检局的青睐；后者经济实惠，设备价格为自动化检测系统的1/10，县级检测单位往往用这种检测技术。

近年来，叶建仁团队先后承担了江苏、浙江、贵州等20多个省份松林、松木制品重大疫情的检测鉴定任务。

“松树生病了，找南林，找叶建仁团队！

”已成业界共识。

近5年来，松材线虫分子快速检测鉴定技术运用到全国所有松材线虫病的主要新疫点，从源头上控制了病害，减少了病情传播，叶建仁团队为我国的森林保护作出了卓越贡献。

”

4、《安徽日报》（2015年08月03日）报道：

“经过林业科研人员不懈努力，在原中日合作“马尾松松材线虫抗性育种技术的开发”项目基础上，取得多项成果。

我省选育的高抗松材线虫病马尾松无性系，株发病率比普通马尾松减少63.7%。

专家认为，该项目选择出的抗性马尾松家系、无性系及抗性种源具有广阔的应用前景，可为松材线虫病疫区林相改造、健康森林的营造提供优质的种质资源，形成规模的抗性群体和显著效益。

”

五、推广应用情况

“松材线虫专项自动化检测系统”已经在安徽、江苏、福建、浙江、河南、湖南、广西、广东、四川、贵州、天津、云南、陕西、山西、新疆、辽宁等17省推广应用，在17个省建立了省级和市县级松材线虫分子检测鉴定中心52个，形成了全国松材线虫病三级检测鉴定技术网络，检测可疑松木样本11200多份，及时准确确定了陕西、河南、辽宁等省疫情以及一大批市县级疫情发生区，查获多起违章调运疫木事件。

“松材线虫恒温扩增及试纸条检测技术”已在浙江、江苏、上海、四川、重庆、安徽、山东等7省推广应用。

“媒介昆虫特异光源诱虫灯”在安徽、江苏、广西等3省推广应用。

应用马尾松抗性苗木在安徽7个地级市造林41.5万亩。

六、主要知识产权证明目录

知识产权类别

知识产权具体名称

国家

（地区）

授权号

授权日期

证书编号

权利人

发明人

发明专利有效状态

1发明专利

一种松材线虫检测试剂盒及其检测方法

中国

ZL200810124385.7

2010-09-15

677688

南京林业大学

黄麟；叶建仁；吴小芹

有效专利

2发明专利

一种定性检测松材线虫的试剂盒及其检测方法

中国

ZL201210303532.3

2014-03-26

1370173

南京林业大学；杭州优思达生物技术有限公司

叶建仁；胡林；陈凤毛；侯建华；吴小芹；孙波；黄麟；詹国辉；徐高连；贺君丽；范倻；吴芳

有效专利

3发明专利

一种制备无细菌松材线虫的方法

中国

ZL201010550230.7

2012-06-13

970588

南京林业大学

叶建仁；朱丽华；吴小芹；季锦衣

有效专利

4发明专利

一种长期培养无菌松苗的方法

中国

ZL201110388418.0

2013-10-23

1290687

南京林业大学

朱丽华；叶建仁；吴小芹；李清清；安会翠

有效专利

5发明专利

全封闭式靶核酸扩增物快速检测装置

中国

ZL200610109620.41

2011-05-18

781411

杭州优思达生物技术有限公司

顾家永；余庆豪；尤其敏；胡林

有效专利

6发明专利

交叉引物扩增靶核酸序列的方法及用于扩增靶核酸序列的试剂盒及其应用

中国

ZL200810134583.1

2013-01-09

1119730

杭州优思达生物技术有限公司

尤其敏；胡林；徐高连；石翊轩

有效专利

7发明专利

过滤式微量核酸临床样品快速处理方法

中国

ZL200810084367.0

2012-09-19

1047043

杭州优思达生物技术有限公司

胡林；尤其敏；王宏莹；石翊轩

有效专利

8发明专利

用于人工饲养松墨天牛的饲料

中国

ZL201010518092.4

2010-10-25

1068583

南京林业大学

郝德君；王焱；樊斌琦；周艳琼

有效专利

9发明专利

一种马尾松（Pinusmassoniana）组织培养及组织再生植株瓶内菌根化方法

中国

ZL200810234834.3

2012-05-30

963906

南京林业大学

吴小芹；朱丽华；叶建仁；唐颖

有效专利

10发明专利

赤松（Pinusdensiflora）组织培养增殖方法

中国

ZL200810019270.1

2011-08-24

830228

南京林业大学

吴小芹；朱丽华；叶建仁；戴培培

有效专利

11发明专利

一种高效诱导赤松（Pinusdensiflora）组培苗不定根发生的方法

中国

ZL200910032680.4

2011-05-25

784012

南京林业大学

吴小芹；朱丽华；叶建仁；张红岩；秦莉

有效专利

12实用新型专利

一种针叶树蛀干害虫收集桶

中国

ZL201620227465.5

2016-8-10

5427061

南京林业大学

郝德君；陈瑞旭；何玄玉；陈昌宇；顾天滋

有效专利

13实用新型专利

可折叠式天牛诱捕器

中国

ZL201220247728.0

2013-01-16

2642270

南京生兴生物技术有限公司

柴忠心；葛鹏；陈凤毛

有效专利

14实用新型专利

过滤法松材线虫分离装置

中国

ZL201220048663.7

2012-12-19

2588207

南京生兴生物技术有限公司

葛鹏；何亮；陈凤毛

有效专利

15实用新型专利

压差法松材线虫快速分离装置

中国

ZL201120390980.2

2012-12-19

2588171

南京生兴生物技术有限公司

葛鹏；江雪峰；陈凤毛

有效专利

16实用新型专利

一组用于木材线虫快速分离的专用夹具及刀具

中国

ZL201120394717.0

2012-12-19

2587229

南京生兴生物技术有限公司

葛鹏；江雪峰；陈凤毛

有效专利

17实用新型专利

多功能杀虫灯

中国

ZL201320480537.3

2014-03-12

3445376

南京生兴有害生物防治技术有限公司;黄山风景区管理委员会园林局

陈凤毛；汪玉华；姚剑飞

有效专利

18实用新型专利

一种用于高效诱杀松墨天牛成虫的诱捕器

中国

ZL201520075912.5

2015-02-04

4446098

南京林业大学

郝德君；陈瑞旭；陈凤毛；苏鹏；刘群

有效专利

19实用新型专利

混合式害虫诱杀器

中国

ZL201220724048.3

2013-06-19

2981508

南京生兴有害生物防治技术有限公司

葛朋；陈凤毛；柴忠心

有效专利

20实用新型专利

三脚支撑的太阳能杀虫灯

中国

ZL201220689506.4

2013-06-05

2952412

南京生兴有害生物防治技术有限公司

葛朋；柴忠心；陈凤毛

有效专利

21实用新型专利

林木害虫太阳能诱捕器

中国

ZL201220488568.6

2013-05-15

2906622

南京生兴有害生物防治技术有限公司

葛朋；柴忠心

有效专利

七、主要完成人情况

排名

姓名

技术

职称

行政职务

工作单位、完成单位

创造性贡献

1

叶建仁

教授

副校长

南京林业大学

项目总负责人。

主持课题的申报工作，制定课题总体方案、分年度实施计划，组织课题实施工作，负责组织项目成果推广应用等[发明专利7项；发表论文103篇；出版专著1部]

2

吴小芹

教授

副系主任

南京林业大学

项目子课题负责人。

发明专利7项，发表论文75篇。

3

陈凤毛

教授

副院长

南京林业大学

项目子课题负责人。

发明专利1项，实用新型专利8项，发表论文11篇。

4

徐六一

研究员

无

安徽省林科院

项目子课题负责人。

省级新品种5个，发表论文11篇。

5

胡林

研究员

副总经理

杭州优思达生物技术有限公司

项目子课题负责人之一。

授权发明专利4项。

6

朱丽华

副教授

无

南京林业大学

项目骨干研究人员。

发明专利5项，发表论文24篇。

7

黄麟

副教授

副系主任

南京林业大学

项目骨干研究人员。

发明专利2项，发表论文22篇。

8

郝德君

教授

系主任

南京林业大学

项目骨干研究人员。

发明专利1项，实用新型专利1项，发表论文15篇。

9

柴忠心

高级工程师

总经理

南京生兴有害生物防治技术股份有限公司

项目骨干人员。

协作承担技术推广工作。

实用新型专利4项。

10

高景斌

高级工程师

总支书记

安徽林业职业技术学院

项目骨干研究人员。

发表论文11篇。

11

谈家金

教授

无

南京林业大学

参与抗性选育、技术培训工作。

发表论文9篇。

12

丁晓磊

讲师

无

南京林业大学

项目骨干研究人员。

发表论文3篇。

13

何龙喜

工程师

无

江西省林业有害生物防治检疫局

项目骨干研究人员。

发表论文8篇。

14

邱秀文

讲师

九江师范学院

项目骨干研究人员。

发表论文6篇。

15

俞禄珍

讲师

上海出入境检验检疫局

项目骨干研究人员。

发表论文6篇。

八、完成人合作关系说明

南京林业大学自2001年开始进行松树组培研究工作。

2003年利用国家林业局“948”项目，从日本引进抗性黑松、赤松家系40个，建立了抗性松树基因资源库，并对抗性材料进行了抗病性试验评价和快繁技术研究。

在松树抗松材线虫病育种方面积累了丰富的资源与经验。

安徽省林业厅自2001年与日本合作开展了松树抗松材线虫病选择育种的国际合作项目，积累了丰富的马尾松抗性材料。

为进一步对该这些抗性材料进行研究和利用，2010年安徽省林业科学研究院与南京林业大学联合申报并完成了国家林业公益性行业科研专项“抗松材线虫病马尾松种源及抗性育种技术研究”（任务书编号：

201004072）。

南京林业大学在松材线虫的研究方面有多年系统研究工作基础，特别是建立了首个中国松材线虫虫株资源库和基因资源库，为松材线虫病的恒温扩增检测技术的开发奠定了良好的病理学基础。

杭州优思达生物技术有限公司在核酸扩增检测方面具有较强的技术优势。

于是两单位利用各自资源与优势，自2008年开始联合立项攻关松材线虫快速检测技术难题，并于2011年成功研发了“松材线虫恒温扩增及试纸条判读检测技术”。

此后，由杭州优思达生物技术有限公司负责松材线虫恒温扩增试剂盒的生产、销售，由南京林业大学负责该项技术的推广应用与质量监测。

南京林业大学与杭州优思达生物技术有限公司共同申请的发明专利“一种定性检测松材线虫的试剂盒及其检测方法”于2014年3月获得授权（ZL201210303532.3）。

南京林业大学在松材线虫病防治研究方面具有综合技术优势，南京生兴生物技术有限公司在机械设计和产品营销方面具有一定的优势。

两单位于2008年联合开展松材线虫自动化检测技术项目以及松材线虫快速分离器研制项目，并于2009年成功开发了“松材线虫专项自动化分子检测系统”、“松材线虫快速分离器”等。

随后由南京生兴生物技术有限公司负责“松材线虫专项自动化分子检测系统”、“松材线虫快速分离器”的生产销售，由南京林业大学负责该项技术的推广应用与质量监测。

本项目主要完成人南京林业大学陈凤毛教授参与南京生兴生物技术有限公司申请实用新型专利8项，已获得授权实用新型专利7项（ZL201220247728.0；ZL201220048663.7；ZL201120390980.2；ZL201120394717.0；ZL201320480537.3；ZL201220724048.3；ZL201220689506.4）。