海淀区科技项目

1、.：.；- PAGE 20 - 工程称号：高含量番茄红素种类的培育时间：填 写 说 明1. 建议书各项内容该当实事求是，用计算机打印填报A4,字迹要工整清楚，页面坚持整洁。2. 建议书中各栏大小不得调整。但不够时，可以自行加页。3. 填写内容涉及到外文称号，要写清全称和缩写字母。4. 区科技资金是指区科委管理的区财政经费；国家有关部委拨款是指国家有关部、委、局所拨科技经费;经费预算中的“其他一栏是指区科委以外的各级财政拨款和承当单位融资、集资、入股等各种方式的经费来源，本栏需详细填写。5. 经费支出明细中各项开支范围阐明见。工程建议书的组织方式为：1公开征集指科委发布指南向社会征集工程；2定向

2、征集指科委定向招标的工程。起止年限：指立项年度起到工程完成止。8. 本建议书中，凡无需填写的条款，就在该条款填写的空白处划/表示。9. 本建议书一式五份报送区科委。一、工程的目的、意义和必要性工程背景和意义：生物植物、动物、微生物既是人类生存环境的重要组成部分，又是人类生活的物质来源。随着本身数量的繁衍剧增，人类对自然资源和农业消费的需求不断添加，对生物界的影响和破坏日益宏大。如何缓解人类生存和开展对自然界的压力，重新给大自然注入一个良性循环的平衡点，提升农业消费的消费力是全人类面临的一个亟待处理的艰苦课题。 袁隆平的杂交水稻、美国孟山都公司的转BT基因抗虫棉、黄金大米这些遗传改造的重要成果给

3、农业消费带来了革命性的推进，也昭示着育种任务的在农业任务中的重要性。 所谓“种瓜得瓜、种豆得豆，遗传根底决议了作物外在的承继与变异。从孟德尔的豌豆实验、摩尔根的果蝇实验到米丘林、谈家桢等大家的经典遗传学说再到新兴的基因学说和基因工程实际，人类曾经清楚地认识到了改动生物的遗传根底是选育优良种类的力身之道。 番茄红素LYCOPENE属类胡萝卜素，主要存在与茄科植物西红柿的成熟果实中， 1公斤新颖、成熟的西红柿约含有0.02克番茄红素。番茄红素具有抑制低密度脂肪蛋白的氧化和抗紫外线作用，可以抑制突变、降低核酸损伤、减少心血管疾病及预防癌症，正日益遭到营养界的关注。番茄红素的开发运用在国际上还处于开展

4、初期，在国内那么刚刚起步。今后其国际国内市场潜力将不可估量，估计天然番茄红素软胶囊在国内市场可达80120亿每年的市场空间。因此培育高番茄红素含量的番茄种类，为番茄红素的深加工提供优质的原料，可以协助 农民节约种植本钱、提高单位面积收入，还为人类安康起到积极的作用。恳求海淀区科技支持资金的必要性本工程的开发，不但需求企业本身继续投入，同时也需求科研机构提供技术上的支持。政府对该工程的扶持，将提高工程的影响力，更有利于充分整合社会资源，缩短新种类选育的周期。育种任务是一个长期、复杂的任务，无论对人力、物力还是土地的需求都比较大，因此前期的资金要求较高。一旦有了充分的资金根底作为后盾，可以添加育种

5、的杂交组合，并进展冬季的加代繁衍，这样可以添加良种选育的普遍性并提高速度，为更快更好地创制新种类提供充分的条件。 二、工程所属领域国内外研讨开发现状和开展趋势 研讨现状“太空育种起步于20世纪60年代，目前世界上只需美国、俄罗斯和中国三个国家胜利地进展了卫星搭载太空育种。我国是1987年开场将蔬菜等农作物种子搭载卫星上天的。在以后的十多次太空搭载育种中，相继进入太空的农作物达50个大类、400多个种类，主要有青椒、番茄、黄瓜、丝瓜、胡萝卜、莴苣等蔬菜种子，还包括水稻、小麦、高粱等粮食作物和花卉草木等种子。阅历过太空遨游的蔬菜等农作物种子，大多数都发生了遗传性基因突变，前往地面种植后，不仅植株明

6、显增高增粗、果型增大，产量比原来普遍增长1020，而且质量大为提高，作物肌体也更加强壮，对病虫害的抗逆性特别强。北京航天育种中心的专家曾作过一项对比实验，发现经过太空搭载的水稻蛋白质含量比原来提高了812，且“太空水稻的颗粒丰满，味道好，每亩产量高达650700公斤；青椒经过太空搭载，变得果大色艳，又嫩又香，籽少肉厚，除了产量增长2成左右外，维生素C和可溶性固态物、铜铁等微量元素含量都比原来高出720。目前，全国已有20多个省、市、自治区开展了太空青椒、番茄、黄瓜和太空稻、太空麦等的引种、试种，北京、南京等地还建立了航天育种中心，山东、黑龙江、江苏、北京和上海等地都建有“太空蔬菜种子繁育基地，

7、并进入了小面积推行和商品化消费阶段。已有批量“太空椒、“太空番茄、“太空黄瓜等在北京、上海、南京、广州等大城市的市场上登场亮相，仅上海和江苏两地在近几年里累计上市量就有10多万公斤。据媒体报道，05年美国食品和药物管理局赞同部分番茄食品在包装上注明，番茄有降低男性患前列腺癌风险的效果；前不久，英国的科学家采用常规育种方法培育出了番茄红素含量高于普通番茄1.5倍的新种类，虽然价钱昂贵但是却供不应求。番茄红素的利用价值正在被人们所注重。但是目前国内外研讨比较多并获得了相应成果的是在番茄红素萃取提纯的方法上。提高原料可利用率番茄中番茄红素含量的任务正处在起步的阶段，且进展相对缓慢，由于传统的育种方式

8、很难大幅提高作物某一质量的表现。二开展趋势生物遗传因子在太空环境下发生诱变的机制，不仅涉及到太空失重、辐射、高能粒子等诸多人类过去从未接触过的环境要素，还牵涉到生理、生化、遗传、繁衍等诸多自然科学的根底实际，甚至还能够涉及天体哲学的领域。对太空育种机制的讨论应该是多种自然科学和社会科学交相浸透的一个全新的边缘科学范畴。伴随人类航天事业的开展，伴随更多的动、植物样本阅历过太空环境并前往地面，太空对细胞内遗传物质和原生质体的影响会被人类更明晰的认识到。太空育种开创了一种全新的育种方式，也为开展现代农业提供了新的技术支撑，引种、试种“太空蔬菜和“太空粮会在全国和世界范围内逐渐升温。目前，如何利用好太

9、空种子的优势变异是使太空农业获得更大开展的关键一点，而处理这一点需求常规的育种方法来协助 。优势变异的太空种子根本上都是在纯合的遗传根底上发生某一个或几个点的突变得来，需求用常规的自交、杂交、回交等方法把该突变整合进普通配合力高的推行种类中，并制成拥有杂交优势的杂交种，才可以最大限制的发扬太空育种的作用。三、北京地域现有根底、特征和优势；工程前期预研综述首都北京是国家的政治、科研中心，是国家新农业政策出台和科研机构、大专院校聚集的地方。国内航天育种、常规育种研讨机构的数量和力量、太空籽种资源的保有量和太空育种领域科研的深化程度都以北京为最高。就本工程而言，工程组在北京拥有育种实验地和组培室，工

10、程组的技术支持单位中科院遗传所和中国农科院和工程承当者上凌生物技术北京都位于北京市内。工程后期假设在北京获得权威检测机构的检验报告，并以北京为中心面向全国各地进展工程成果和产品的市场推行，相比其他省市优势是不言而喻。因此，我们以为北京是国内最适宜开展本工程的城市。工程组有较强的科技、研发、市场推行才干，在该研发的种类主要指番茄有其几乎独一的优势。首先工程组完成了高番茄红素番茄种类的选育任务，曾经把该优势性状稳定下来并得到了高度纯合的亲本种子。工程选用的番茄原种编号为MNP-1，是俄罗斯当地的优良番茄种类。目前的高番茄红素种子是经过俄罗斯和平号空间站搭载6年，前往地面后经过挑选并完成了5代以上的

11、高代自交择优选择而来的。在自交观测选择的任务中，自第4代后没有分别景象的出现，并且同一性状在不同生长季中均表现稳定。第五代观测群体为50个单株，第六代观测群体为100株，第七代观测群体为100株，均未观测到非典型植株，3代之间植株整体表现和相关特征特性均表现一致。与对照种类俄MNP-1番茄相比的特异性为：主茎第一花序着生节位少6节以下，对照种类为7-8节。果实大150.1-200.0克，对照种类中等90.1-150.1克；开花期早4月30日前，北京地域55天，对照种类开花期中5月1日-5月10日56-65天；成熟早6月20日前小于105天，对照种类中6月21日-6月30日106-116天；果实

12、干物质含量中4.1%-7.0%，对照种类果实干物质含量低4.0%以下；最重要的是，鲜果番茄红素含量高达6.10mg/100g鲜重，对照种类中2.00mg/100g鲜重。从以上数据可以看出阅历过太空环境的选育，果实的表现更加优秀，特别是鲜果中番茄红素含量显著提高，这一性状的变化可以为人类安康带来协助 ，是具有宏大商业价值的。但是由于MNP-1是一个俄罗斯当地的有限生长番茄种类，其产量表现和国内栽培表现相对目前国内推行的一些番茄种类还存在着一定的差距。因此接下来我们需求做的就是利用国内现有的番茄种类资源，经过回交和杂交的方法把高番茄红素这一性状稳定地整合到适宜的推行种类中去。我们还可以籍此时机深化

13、研讨番茄红素在番茄果实内构成和储存的分子调控机制，寻觅控制它的相关基因，并挑选到与之对应的分子标志。上述任务是具有极大现实和科学意义的，也正是本工程立项的指点思想。四、总体目的、考核目的具有明确的可考核性、主要研讨开发内容包括要处理的主要问题、处理方案、任务义务、关键技术、创新点等随着航天飞行器的出现和前往式太空飞船的胜利发射，利用太空微重力及辐射等条件，为人类探求生物的优化选育提供了一条可喜而有效的途径。开发新的基因库，研发更有利于人类需求的种类、品系曾经展现出诱人的能够性。我国的太空搭载诱变选育目前获得了多项研讨成果，但是囿于实际科学研讨与农业消费之间的实践间隔 ，还有很多实践的任务需求处

14、理。本工程研发中的发明性、先进性主要有：1、育种手段先进。该工程研发利用了俄罗斯和平号空间站长时间空间搭载后经多代自交选育而成的优良种类。其育种手段集航天技术、生物技术和农业技术于一体，具有明显的技术先进性。2、检测技术超前，在航天四代SP4就运用RAPD和AFLP技术进展了分子标志检测，加快了选育速度。3、育废种类优势性状突出，早熟、果实大、果实风味好、耐储运、番茄红素含量极高。本工程以选育种类早熟、高产、番茄红素含量高于普通种类三倍为主攻方向。工程后期的主要考核目的：鲜果的番茄红素含量6.0mg/100g；产量较普通有限生长种类提升20%；早熟，成熟天数小于105天本工程展开参考的技术道路

15、图如下：空间站搭载优化、加代繁育番茄红素相关机理的研讨 获得优势太空亲本相关基因的克隆 展开遗传分析转基因、组培 与轮回亲本回交 配置杂交组合区试产业化推行 向国家有关部所恳求新种类或新物种从技术道路图中可以看出本工程主要分为运用研讨和实际研讨两大部分。就运用性的任务而言，设计出合理易行的育种道路，选择适宜的轮回亲本和杂交亲本是任务的重点与难点。制定合理的回交道路是工程的技术关键所在，首先需求分析出优良变异性状是显性遗传还是隐性遗传，其次要分析该变异受单基因控制还是多基因控制。在此根底上制定的回交道路还要思索尽量做到以最短的周期，最低的任务量来完成。轮回亲本要求普通配合力高、综合性状优良，可以

16、顺该当前和今后一段时期内市场经济的需求，由于目前国内番茄红素提取主要在新疆地域展开，因此本工程预备选择顺应华北地域的和新疆地域种植的两个主载番茄种类作为轮回亲本。完成回交任务后意味着阶段性获得了可利用的优势纯合亲本，在此根底上尽量多的配置杂交组合，鉴定出杂合优势明显的新品系。回交和杂交的任务进展中要求在严密的安保措施下，做好准确详实的纪录和统计分析，适时引入多元高效植物营养液。工程技术关键：太空籽种阅历过和平号空间站6年的太空搭载，前往地面后又经过多代选择，其中蕴涵的技术含量不言而喻；早熟、高产、高番茄红素等优势性状的稳定、鉴别和利用；回交流程确实定，杂交组合的选配；太空良种选育的田间扩展实验

17、、栽培方式以及向产业化推行的操作规程。工程创新点：本工程的创新点在于使航天育种的高科技成果走出实验室，走向现代生态农业的广袤田野，是尖端科技转化成为现实消费力，由量变到量变的一个突破性飞跃。富含番茄红素的番茄种类一旦推向市场无疑能极大程度上满足人们对番茄红素的需求，为农业消费节约大量的本钱，为人类生活更安康给予更充分的保证。五、经济、社会效益分析，推行运用前景分析，工程实施的风险分析含市场风险、技术风险、政策风险、管理风险等籽种的优劣对农业消费的直接作用达10%-30%，以航育2号种类为例，经太空选育稳定后其种群株与对照种类俄MNP-1番茄相比特异性为：主茎第一花序着生节位少6节以下，对照种类

18、为7-8节。果实大150.1-200.0克，对照种类中等90.1-150.1克；开花期早4月30日前，北京地域55天，对照种类开花期中5月1日-5月10日56-65天；成熟早6月20日前小于105天，对照种类中6月21日-6月30日106-116天；果实干物质含量中4.1%-7.0%，对照种类果实干物质含量低4.0%以下；最重要的是，鲜果番茄红素含量高达6.10mg/100g鲜重，对照种类中2.00mg/100g鲜重。航遗2号是利用俄罗斯和平号空间站长时间搭载后培育出的一个早熟、丰产、果实风味好的番茄种类。已在甘肃、海南、陕西、深圳、北京实验示范。2003-2004年先后示范种植亩，平均亩产5

19、622.4公斤，平均亩增产1208.5公斤，以每公斤1.65元计算，平均亩增产值1994.0元，经济效益显著。另一方面，由于该种类是经过航天高科技途径选育成的高产优质新种类，有较高的科技含量，制种前景宽广。随着工程的完成，在推出性状优秀的杂交种之后，可以做到一年两茬，每茬亩产种子15公斤，一年一亩制种30公斤，按每公斤400元计算，一亩地产值1.2万元以上，其经济效益非常可观。从社会效益方面分析，首先由于该种类顺应性比较强，即可露地种植，也可设备栽培，质量优、产量高，具有广泛的运用范围，因此是农业增效、农民增收的重要渠道。工程研发培育的种类，番茄红素6.0mg/100g鲜重，其经济价值约是普通

20、栽培种类的3倍，可以对番茄深加工起到积极推进作用。就番茄红素加工业来说，估计今后国内番茄红素胶囊的市场空间每年可达80120亿，而运用本工程培育的种类可以大幅提高原料也就是番茄果实的利用率，优越性显而易见。 本工程与农业相关，因此也存在着农业消费中会面临的一些风险。首先，在育种制种的栽培过程中假设遇到恶劣的天气条件或严重的病虫害侵染，都有能够导致收获不到预期的效果，有时甚至颗粒无收。其次，杂交育种存在着不确定性的要素，杂交后代能否表现出超亲优势还需求大量的任务的累积来检验；再次，亲本种子具有宏大的商业价值，能够存在外泄的风险，保证其平安是我们任务中必需思索的。因此，严密的方案、严厉的管理是工程

21、开展顺利的前提保证，可以支持育种任务和管理正常运转的充足资金也是工程必不可缺的根底条件之一。六、工程年度目的和年度实施方案从立项年度1月份开场，每6个月为一个进度期年度分进度目的和实施内容二OO七年六月至二OO九年十二月变异外形的遗传分析回交道路的制定轮回亲本的获得回交优化、选育二O一O年一月至二O一二年六月杂交组合的配置杂交实验种类鉴定稳定杂交种制取与扩繁申报番茄新物种进展产业化推行七、工程经费预算 单位：万元1工程经费来源：来 源2005年2006年年年年合计区科技资金7070国家有关部委拨款工程保证单位匹配资金工程承当单位自筹资金25590345银行贷款其他合计2551604152工程经

22、费支出科 目2005年2006年年年年合计人员费用363672实验外协费453580协作费192140设备购置费资料费5060110资料印刷费调研费1515租赁费其他费用90898合计2551604153拟购置的仪器设备：单价在5万元以上，含5万元称号型号数量金额经费来源购买时间主要用途合计4恳求区科技资金的用途、自筹资金的来源及工程实施所需的其他配套条件可供搭载的航天器中国前往式卫星或飞船、俄罗斯的和平号空间站生化实验室理化实验室植物组培室全天候智能温室大于100亩的实验田恳求科技资金主要的用途为：资料费实验分析费八、工程组织管理措施及实施方案含各参与部门的分工、组织协调措施、工程运转管理机

23、制、保证措施等公司已建立较完善的组织机构，成立了工程独立任务部门，设计出了相应的实验方式。曾经建立了20亩和100亩两个不同地域和不同的土壤、水环境及气候条件的实验基地，而且运转良好。实验检测在中科院系统进展。实验室部分外协由中国科学院遗传所进展。因此从人员、工程管理、技术保证、实验基地的建立都做了充分预备，并完成了预期的阶段成果。九、预期主要成果方式、知识产权归属与管理完成太空诱变对冬枣、籽粒苋、花卉诱变研讨，恳求新种类或新物种；培育出经太空诱变、提纯复壮稳定的新种类冬枣及饲草籽粒苋；培育出经太空诱变、转基因等高科育种技术产生的新的花卉种类或物种；知识产权归公司一切，按公司知识产权管理条例进展管理；提交协作研讨开发方式报告。十、建议单位联络