高琼胶龙须菜良种高效养殖产业开发

1、高琼胶龙须菜良种高效养殖生产技术开发一、项目意义和必要性。国内外现状和技术发展趋势，对产业发展的作用与影响，产业关联度分析，市场分析，与国家高技术产业化专项总体思路、原则、目标等关联情况。 （一）海洋藻类是21世纪人类食物、蛋白质、药物和化工原料的重要来源海藻资源是海洋生物资源的重要组成部分，据估算海洋藻类的初级生产力年产有机碳约1350亿吨，可转化为约30亿吨水产品。经济海藻不仅是一类富含多种维生素和微量元素的海洋蔬菜，同时也是含有多种生理活性物质与抗肿瘤物质的保健食品。有关研究显示，其在降血糖、降血脂、抗肿瘤等方面具有显著的疗效，并成为海洋药物开发的主要原料；从海带、龙须菜、麒麟菜等可提取

2、出藻胶、甘露醇等化工产品，是藻类化工业的主要原料，近年来海藻绿肥、抗逆生长素等生产也已成为海藻加工利用的新兴产业。（二）以我国为首的海藻产业在全球占据着重要的产业和贸易地位根据fao统计（2010），全球水生植物总产量的99%以上均来自于海洋藻类，其中94%来自于养殖业。海带、麒麟菜（含卡帕藻）、裙带菜、江蓠（含龙须菜）和紫菜为主要的五大类海产藻类植物。以我国为首的亚洲沿海国家在全球水生植物产业中占据着决定性的支配地位，年产量占全球总产量的99.8%，产值占99.5%，仅我国就出产了全球海藻总量的62.8%，同时，我国也是国际上唯一一个实现了上述五大海藻种类产业化养殖的国家。我国同时也是具有从

3、种苗培育、养殖、加工、化工等产业链条最为完整的国家，仅藻胶工业产品一项（含海藻胶、海藻肥料、海藻粉状饲料等），我国出口贸易量占据全球的20%以上。（三）龙须菜养殖及琼脂加工产业是我国海洋生物产业的一个重要的新兴产业尽管我国拥有长期的海藻开发利用历史，同时，也是全球最早实现海藻全人工养殖的国家，但在产胶红藻产业方面一直处于相对较为落后的国家。自20世纪70年代开展的琼胶加工产业以来，主要受制于原料藻（石花菜）无法实现大规模培养，产量以及胶含量和品质无稳定，无法实现产业的大规模实施，其原料长期以来主要依赖东南亚国家进口，同时，也制约了我国琼胶高品质产品研制开发及其产业化进程。琼脂是海洋红藻的主要经

4、济成分，但不同红藻种类中琼脂含量以及分子结构、分子量大小差异较大，尽管可以应用于琼脂加工为琼胶的红藻种类包括石花菜、真江蓠、龙须菜、细基江蓠繁枝变种、脆江蓠、芋根江蓠等三十余个物种，但目前为止，能够实现产业化养殖的种类仅有龙须菜、细基江蓠繁枝变种、脆江蓠、芋根江蓠，其中，龙须菜所含琼胶含量及其质量是上述江蓠中较好的一类。自20世纪末期，解决了龙须菜无性繁殖培养以来，其先后获得“981”、“07-2”等优良品种和品系，在耐高温和高产方面取得了较为显著的遗传改良成效，快速地实现了向产业的转化应用，在福建和广东等南方沿海形成了规模庞大的龙须菜栽培与加工产业，使我国成为世界上人工栽培江蓠的主要国家之一

5、，初步形成了扩繁栽培、加工的产业群，基本解决了我国琼胶原料来自于野生资源和国外进口的历史。江蓠类栽培面积和产量不断快速上升，截止2008年，我国江蓠类（主要为龙须菜）养殖产量达到11.4万吨干品（折合60万吨鲜品），占同期国际江蓠养殖产量的40%以上。龙须菜产业已成为我国海洋经济重要的支柱产业之一，产生了显著的经济效益和社会效益。同时，也使我国琼胶化工产业基本摆脱了以往的作坊式以凉粉食品加工为主的产业面貌，形成了以精致琼胶条为主的产业。在“十一五”期间，我国的龙须菜养殖业发展仍保持着快速发展的态势，由早期的福建、广东等亚热带海域养殖已快速地实现了在山东产业转移，形成利用自然海域水温交替的南北方

6、轮作产业形式，秋冬季以南方海域养殖为主，夏季以北方海域养殖为主，进一步扩大的养殖业规模以及对下游加工业原料供给能力的发展，近两年，养殖产量以10%的增长速度快速提高，目前，包括龙须菜在内的江蓠养殖业产量已成为我国第三大海藻养殖种类。（四）龙须菜养殖业具有重要产业联动效应和产业发展空间龙须菜在我国南北方轮作养殖以来，互为苗种基地，极大地促进了区域间的养殖交流，形成了较为密切的产业和技术交流融合的态势，为沿海地区创造了大量的就业机会，产生了巨大的社会和经济效益。龙须菜养殖产业除了自身对解决渔民就业、增加养殖收获产量、保障琼胶化工业原料供给的重要价值外，同时，也具有重要的产业联动作用。在大规模的养殖

7、龙须菜的生长过程中，大量地吸收海水中的碳、氮、磷等生原要素以及有机物，同时释放出氧气，这在改善近海水域的富营养化、调节和优化海洋生态平衡上具有重要的意义。大型海藻在改善海水水质的同时还可以减轻养殖海洋动物的病害，从而有利于海水养殖持续健康发展。龙须菜除了可以直接食用外，也是鲍等植食性海洋经济动物的优质饲料，尤其是在秋季和夏季，龙须菜可以充分弥补海带饲料不足的关键产业问题，是成为我国鲍养殖业稳定快速发展的重要饲料保障基础。琼胶作为一类应用范围丰富的海藻胶产品，其广泛地应用于食品、医药、保健、化妆品、印染等多个领域，具有广阔的应用和市场前景。琼胶、褐藻胶、卡拉胶及其衍生物至少有几十亿美元的国际市场

8、，而且需求量和应用范围在不断增加。随着海藻食品的加工技术的提高、海藻胶工业的技术改进、海藻精细化工产品的开发、海藻饲料的开发、生产、将会给海藻产业带来广阔的发展空间。我国目前包括龙须菜在内的江蓠养殖总量约为11万吨干品，仅占我国海藻养殖总量的9%；国际琼胶年产量约为1万吨，其中我国年产琼胶在1000吨以上，约占全球产量的10%。仅就产业比例而言，我国龙须菜产业具有非常大的发展空间。值得注意的是，在上述产业贡献中，目前，龙须菜养殖仅分布于山东、福建和广东局部，而琼胶化工加工则仅分布于福建、广东两省，应该可以肯定，仅发挥我国东部沿海养殖空间和产业能力，我国龙须菜产业可预见的发展规模应是当前的4-5

9、倍以上。（五）以品种改良为基础的高效养殖生产技术是进一步提升产业效益，促进产业优质健康发展的重要保障在最近的50多年里，海藻养殖技术由较为原始的增殖技术已全面地发展为海藻全人工养殖技术，从种苗繁育到养殖整个过程均实现了人工操纵下的管理。尤其是在我国已形成了多达10余个种类的大型海藻产业，取得了举世瞩目的成就。但相对于现代陆地农业产业技术而言，我国的海藻养殖还处在初级阶段，养殖技术还无法满足和保障我国海藻产业发展的需求。未来海藻栽培业面临的任务主要包括新栽培种类、新技术、新栽培方式的研究、开发和创建，已有传统栽培方式和技术的完善和改造：（1）海藻养殖仅限于少数种质及有限的面积和产量，无法发挥出我

10、国海洋环境类型丰富、近海海域资源辽阔的优势。高产和高胶品种的培育仍是进一步发挥产业效益优势的核心内容。（2）新型、高效养殖技术模式需要进一步发展。优化调整传统的高劳动力投入的养殖技术工艺，发展高效、符合下游化工业加工品质需求的新型技术模式，提高产业效益。我国解决了龙须菜无性繁殖培养以来，较为系统地克服了琼胶原料藻养殖技术问题，为养殖业和加工业发展奠定了重要的种质基础，形成了我国南北方结合的特色海洋产业，但同时，龙须菜产业在海洋经济中仍属薄弱环节，产业发展仍有巨大发展潜力和空间。我国海洋空间广袤、环境差异巨大，因此，不同产区、不同产季的龙须菜单产和琼胶含量成分存在较大的波动，在无性繁殖扩繁养殖过

11、程中，如何进一步保障种苗良好的再生能力和生理活力也是一项重要的产业关键工艺。如何进一步促进和提升“良种”和“良法”的相互融合，保障高产、优质发展是我国龙须菜产业发展的关键产业瓶颈之一。（六）以发展为国际琼胶强国为导向的龙须菜良种高效养殖生产技术开发针对于我国龙须菜产业存在着优良苗种扩繁能力不足、养殖规模尚待扩大、产量以及琼脂含量不稳定等三大产业瓶颈问题，以把我国建设发展为国际琼胶强国为总体目标，以系统提升我国龙须菜产业技术能力、产品产出质量与效益为目标，围绕着龙须菜产业整个链条，进行遗传改良、苗种扩繁、高效养殖与综合利用等产品流程的技术研究、综合集成示范与产业应用，解决我国龙须菜产业存在的总体

12、产量低、原料品质差、资源利用率低、产品附加值低、生产成本高等产业可持续发展的产业技术问题，形成一批技术先进、衔接紧密的自主创新产业技术成果，建立龙须菜良种高效养殖生产技术体系，形成过程可控、质量稳定、生态健康的高效生产体系，促进产业技术升级，转变传统生产方式，提高综合生产能力和环境、社会效益，提升我国自主发展能力和国际竞争力，为我国海洋战略新兴产业的发展提供新型模式。二、项目技术基础。成果来源及知识产权情况，已完成的研究开发工作及中试情况和鉴定年限，技术或工艺特点以及与现有技术或工艺比较所具有的优势，该重大关键技术的突破对行业技术进步的重要意义和作用。 中国海洋大学具有多年从事海洋藻类生物遗传

13、育种、良种繁育与养殖技术的研究基础，先后建立了海带、紫菜、龙须菜育种技术方法体系，并培育出“荣福”海带、981龙须菜、“爱伦湾”海带等国家水产新品种，建立了两系杂交苗种繁育技术、细胞工程育苗技术、诱变杂交育种技术、大型海藻生物反应器育苗技术等良种繁育技术，并建立了海带、龙须菜、江蓠、紫菜等养殖栽培技术，起草制订了3个国家和行业技术标准。先后主持和参加了龙须菜、海带等国家863计划、国家科技攻关计划（国家科技支撑计划）项目20余项，发表有关研究论文100余篇，先后获得省部级以上奖励12项。其中“龙须菜分子遗传研究”、“海带细胞工程研究及其应用”、“海带配子体克隆杂种优势苗种利用技术”、“荣福海带

14、新品种的培养与应用”获国家海洋局、国家教育部科技一等奖，“大型海藻生物技术研究及其应用”获国家科技进步二等奖。有关技术成果应用于生产实践，已产生直接经济效益近100亿元。先后组织了在海南、广西、广东、福建、浙江、江苏、山东、辽宁近海海洋经济藻类资源调查工作，累计采集样品1万余份，包括了我国主要产琼胶经济红藻30余种，通过国际合作交流引进了包括俄罗斯、美国、印尼原产江蓠物种3个，形成了较为丰富的琼胶经济海藻种质库，目前已收集到包括龙须菜在内的江蓠属海藻6个物种40余个品系，这些种质资源将是进一步开发高产、高胶种类的重要基础与保障。系统地建立了杂交育种、诱变育种等育种技术，并建立了组织培养、原生质

15、体制备与培养等组织细胞工程技术，为建立良种育种和扩繁技术提供了技术保障。三、项目建设方案。项目的产能规模、建设的主要内容、采用的工艺技术路线与技术特点、设备选型及主要技术经济指标、建设地点、建设工期和进度安排、建设期管理等。（一）项目的产能规模和主要技术经济指标项目预期建设成为年产6000吨干品龙须菜的生产能力。主要经济技术指标包括：1、筛选和培育高产和高胶龙须菜等新品种（系）2-3个，产量（平均日生长速率）提高10%以上，含胶量较现有养殖种提高10%。2、养殖生产12000亩，平均产量不低于2.5吨鲜品，鲜干品比率不高于5：1，总体形成6000吨干品生产能力；平均含胶量不低于28%。3、良种

16、种苗推广20000万亩以上。（二）建设的主要内容1、龙须菜良种培育、检测与鉴定重点解决当前龙须菜产业中存在缺乏良种检测评价手段、遗传改良研究与良种生产应用脱节的产业技术问题，以高产和高胶遗传性状改良与应用为目标，系统地收集、整理和评价琼脂含量和产量相关性状位点与基因，同时结合生长速度、分枝状态、适宜生长环境条件，对龙须菜等产琼胶海藻进行遗传性状检测，应用和建立杂交、分子辅助、细胞工程等育种技术进行性状改良，培育具有高胶、高产和广温性的新品种和新品系；结合良种扩繁、栽培进行性状稳定性检测与鉴定，为高产、稳产的高效生产技术提供完善与改进的参数；建立龙须菜种质遗传鉴定与评价技术体系，制订行业技术标准

17、，形成具有国际领先水平的龙须菜产业检测能力。并具备相应设备、设施能力。2、龙须菜良种保存与规模化扩繁解决龙须菜良种长期保存和规模化扩繁批量生产关键技术，通过组织培养、原生质体与体细胞分离培养、基因文库构建技术，建立龙须菜良种种质长期保存技术体系，收集和保存龙须菜良种种质，并建立种质资源库，实现资源的长期保存与利用；深入研究龙须菜无性繁殖再生生物特性，建立微繁殖体高效保存与培养技术，建立龙须菜生理极限高温（25）和低温（10）批量保种与扩繁技术，建立以室内循环水高效扩繁技术体系，建立龙须菜种苗扩繁技术标准；形成保存规模10000株以上，扩繁培养规模200000株以上的设施能力。待添加的隐藏文字内

18、容23、龙须菜良种高效养殖技术研究吊养、平养、间养技术和多茬养殖技术，在系统评价不同品系生长特性、产胶特性的基础上，进一步深入研究龙须菜养殖环境对生长速度、物质积累与合成、藻胶含量与凝胶强度之间的互作，为遗传改良提供基础数据，同时为养殖操控技术提供实施依据，结合海洋工程技术，提升和改进养殖设施，建立龙须菜良种高效养殖技术标准，实现过程可控、质量稳定、生态健康的高效生产，实现15000亩级的高效养殖生产。（三）采用的工艺技术路线与技术特点1、高胶、高产良种遗传改良技术利用前期已经保存和培养的龙须菜遗传资源，综合运用数量性状遗传分析策略，采取诱变、杂交等技术，构建大量的遗传分析群体，进行多点、多年

19、的连续的同步养殖测试，进行长度、分枝数、生长速度、重量等数量性状测量和含胶量、凝胶强度等成分品质性状测量和统计分析，从个体和群体层次研究和筛选了遗传特征、生物学属性、经济性状及抗逆性等参数，对各个群体及相关实验材料（亲本、子代及近缘和远缘种质）进行遗传分析，进行种系鉴定、遗传区分和遗传结构分析，结合表型性状测量分析，采用主效性状基因/qtls研究方法检测和定位性状决定（关联）qtl/基因，通过不同群体进行交叉检测验证，对选定的重要性状（生长、抗逆、高产等重要经济性状）进行观察、鉴定、统计、关联分析，研究目标性状的遗传特性，采用标记辅助选择（mas）和候选基因（性状）关联选择等技术，对目标性状和

20、基因进行高效选择和检测，提高选育效率，实现多性状快速聚合和稳定遗传，培育优质、高产和抗逆性状的新品种。技术特点：目前已选育的新品系生长速度较现有养殖种提高10%以上，琼胶产量提高10%；选育的耐高温品系最适生长温度为25，较当前品系提高4，可以应用于北方海区完全度夏养殖。在上述良种和技术基础上，通过项目实施，预计可整体实现胶含量28%，亩产2500kg的高产高胶良种需求。2、龙须菜良种保存与规模化扩繁技术利用组织培养、细胞工程技术和基因工程技术，在组织、细胞和核酸三个层次分别进行遗传资源的保存，探讨遗传完整性、可传递性和保存环境载体适应性，以组织培养、原生质体与体细胞分离培养、基因文库建立龙须菜良种种质长期保存技术体系，并建立种质资源库；研究了探讨温度、渗透压、营养物质、生长激素等物理与生物因子对龙须菜切段再生及细胞分化的影响，建立其相关因子关联效应，建立微繁殖体高效保存与培养技术；研究高温、低温驯化对微繁殖体生长和分化的影响，建立龙须菜生理极限高温（25）和低温（10）批量保种与扩繁技术；研究室内循环水培养系统中，温度、光照、营养盐要素龙须菜微繁殖体和切段的生长特性的影响效应，改进培养环境条件，建立室内