附件2020年度中国热带农业科学院科学技术奖提名成果公

附件：2020年度中国热带农业科学院科学技术奖提名成果公示材料一、成果名称调控香草兰健康土壤与优质豆荚的关键微生物及其作用机制二、提名者及提名奖项类型提名者：中国热带农业科学院香料饮料研究所提名奖项类型：中国热带农业科学院科技创新奖三、成果简介香草兰是热区重要特色经济作物，被誉为“天然食品香料之王”。土传病害与豆荚发酵生香是国际上重点关注的科技问题，微生物是影响植株健康与豆荚品质的关键因素，阐明其作用机制有重要的理论和实践意义。本项目对香草兰种植和豆荚发酵生香过程中微生物变化规律及调控机制进行了系统研究，取得了创新性成果：（1）阐明了根际土中有益菌（慢生根瘤菌和芽孢杆菌）减少与病原菌（尖孢镰刀菌）激增是病害频发的重要因素，明确芽孢杆菌等是决定香草兰植株健康生长的关键微生物；（2）发现4条在微生物代谢中广泛存在的香兰素生成新途径；阐明豆荚发酵生香过程中菌群演替特征，明确芽孢杆菌及其所产葡萄糖苷酶在香兰素生物合成中的重要贡献；（3）从土壤分离到27株功能菌株，其中芽孢杆菌F-6和伯克氏菌V-29均高产抑菌与促生物质；从豆荚分离到51株产葡萄糖苷酶的菌株，发现并命名新种Bacillus

vanillea

sp.

nov.，构建了β-D-葡萄糖苷酶外源表达体系；（4）利用微生物生态功能互补原理组装了高效抑病促生菌群，结合有机肥等绿色农艺措施，重塑土壤微生物区系，根（茎）腐病发病率下降70%，增产20%；芽孢杆菌结合传统发酵技术，使商品豆荚中香兰素提高至3.58%，是国际平均水平的2倍。本成果是香草兰健康栽培与豆荚发酵生香研究领域的重大突破，具有重要的科学意义和应用价值：（1）揭示影响植株健康生长的土壤微生物学机制有普遍的科学意义；（2）修正了前人认为内源葡萄糖苷酶转化香兰素葡萄糖苷决定香草兰豆荚品质的学术假说，提出了“香草兰内源葡萄糖苷酶与关键功能菌所产酶系共同影响豆荚品质”的分段联合作用机理；（3）建立的国际首个香草兰益生菌资源库为全球香草兰研究提供新材料；（4）构建高效功能菌群为核心的微生物调控技术体系，为香草兰健康栽培及豆荚发酵增香提供支撑。本项目在SoilBiology&Biochemistry、FoodChemistry等刊物发表文章34篇，高被引论文2篇，单篇最高他引200次（SCI他引165次）；本成果受到学术界的高度评价，8篇代表作被EnvironmentalPollution等国际知名期刊引用，总他引372次（SCI他引266次）。研究成果是香草兰优质生产与微生物调控领域的标志性进展，填补了香草兰健康种植与采后加工理论技术的多项空白。四、主要成果目录成果类型具体名称完成单位完成人授权（发布、发表）编号授权（发布、发表）日期证书编号（页码）有效状态专利一种蜡状芽孢杆菌及其应用中国热带农业科学院香料饮料研究所赵青云；王辉；赵秋芳；王华；庄辉发；宋应辉；朱自慧中华人民共和国国家知识产权局,ZL201310737546.02015-08-19第1759512号有效专利一种香草兰豆荚的发酵方法中国热带农业科学院香料饮料研究所谷风林；陈永敢；王庆煌；赵青云；吴桂苹；房一明中华人民共和国国家知识产权局,ZL201510053356.62018-09-18第3079010号有效论文DifferentContinuousCroppingSpansSignificantlyAffectMicrobialCommunityMembershipandStructureinaVanilla-GrownSoilasRevealedbyDeepPyrosequencing南京农业大学；中国热带农业科学院香料饮料研究所熊武#；赵青云；赵军；荀卫兵；李荣；张瑞福；邬华松；沈其荣*MicrobialEcology,2015,70:209-2182015-07-01论文DistinctRolesforSoilFungalandBacterialCommunitiesAssociatedWithTheSuppressionofVanillaFusariumWiltDisease南京农业大学；中国热带农业科学院香料饮料研究所熊武#；李荣；任轶；刘宸；赵青云；邬华松；沈其荣*SoilBiology&Biochemistry,2017,107:198-2072017-04-01论文ComparisonofFungalCommunityinBlackPepper-VanillaandVanillaMonocultureSystemsAssociatedwithVanillaFusariumWiltDisease南京农业大学；中国热带农业科学院香料饮料研究所熊武#；赵青云#；薛超；荀卫兵；赵军；邬华松；李荣；沈其荣*FrontiersinMicrobiology,2016,7:1172016-02-24论文ComparisonofFourKindsofExtractionTechniquesandKineticsofMicrowave-AssistedExtractionofVanillinfromVanillaplanifoliaAndrews中国热带农业科学院香料饮料研究所；华中农业大学董智哲#；谷风林；徐飞；王庆煌*FoodChemistry,2014,14954-612014-04-15论文Bacillusvanilleasp.nov.,IsolatedfromtheCuredVanillaBean华中农业大学；中国热带农业科学院香料饮料研究所；中国热带农业科学院农产品加工研究所陈永敢#；谷风林*；李积华；徐飞；贺书珍；房一明CurrentMicrobiology,2015,70:235-2392015-02-01论文ComparativeMetabolomicsinVanillaPodandVanillaBeanRevealingtheBiosynthesisofVanillinDuringtheCuringProcessofVanilla中国热带农业科学院香料饮料研究所；海南热带海洋学院谷风林#*；陈永敢；洪英华；房一明；谭乐和*AMBExpress,2017,7:1162017-06-05论文InvolvementofColonizingBacillusIsolatesinGlucovanillinHydrolysisduringtheCuringofVanillaplanifoliaAndrews中国热带农业科学院香料饮料研究所；华中农业大学；中国热带农业科学院农产品加工研究所陈永敢#；谷风林*；李积华；贺书珍；徐飞；房一明AppliedandEnvironmentalMicrobiology,2015,81(15):4947-49542015-08-01论文根际促生菌BacillussubtilisY-IVI在香草兰上的应用效果研究中国热带农业科学院香料饮料研究所赵青云#；赵秋芳；王辉；王华；庄辉发；朱自慧*植物营养与肥料学报,2015,21(02):535-5402015-02-01五、主要完成人情况排名姓名职务职称工作单位完成单位对本成果贡献1赵青云无副研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在香草兰园土壤微生物区系解析、功能菌株筛选及健康土壤绿色调控等方面做出突出贡献。主持或重点参与国家自然科学基金青年科学基金和面上基金、海南省自然科学基金、公益性行业（农业）科研专项等香草兰方面科研项目4项，以第一完成人获授权发明专利2件，以主编出版著作1部，第一或通讯作者发表论文8篇，其中SCI论文1篇。2谷风林无研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在香草兰发酵生香菌群结构解析、复合菌系构建及调控生香机制等方面做出突出贡献。主持或重点参与国家科技支撑计划、公益性行业（农业）科研专项、国家自然科学基金面上项目等香草兰方面项目3项，以第一完成人授权发明专利1件，第一或通讯作者发表论文15篇，其中SCI论文7篇。3陈永敢无副教授海南热带海洋学院海南热带海洋学院在香草兰发酵生香菌群结构解析及调控生香机制等方面做出重要贡献。参与国家自然科学基金面上项目1项，以主要完成人获授权发明专利1件，以第一作者发表SCI论文2篇。4熊武无无南京农业大学南京农业大学在香草兰园土壤微生物区系解析、高效菌群构建及健康土壤绿色调控等方面做出重要贡献。参与国家自然科学基金面上项目1项，以第一作者发表SCI论文3篇。5徐飞无助理研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在香草兰发酵生香机理及豆荚品质调控研究方面做出贡献。参与国家科技支撑计划课题等香草兰方面项目2项，以主要完成人获授权发明专利1件，副主编出版著作1部，参与发表论文15篇。6李荣南京农业大学资源与环境科学院副院长教授南京农业大学南京农业大学在香草兰园土壤微生物区系解析及采用微生物有机肥调控健康土壤等方面做出贡献。参与发表SCI论文3篇。7谭乐和中国热带农业科学院香料饮料研究所副所长研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在香草兰发酵生香机理及豆荚品质调控研究方面做出贡献。重点参与国家科技支撑计划及公益性行业（农业）科研专项香草兰方面项目2项，参与发表论文5篇。8王辉无副研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在香草兰园土壤微生物区系解析及抑菌促生菌株筛选等方面做出贡献。参与国家自然科学基金等香草兰方面项目3项，以主要完成人获授权发明专利2件，出版著作1部，参与发表论文12篇。9庄辉发无副研究员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在抑菌促生菌株鉴定及其所产次生代谢物等方面做出贡献。参与国家自然科学基金等香草兰方面项目3项，以主要完成人获授权发明专利2件，出版著作1部，参与发表论文10篇。10邢诒彰无研究实习员中国热带农业科学院香料饮料研究所中国热带农业科学院香料饮料研究所在抑菌促生菌根际定殖能力及其对香草兰健康生长的影响等方面做出贡献。参与国家自然科学基金面上项目1项，出版著作1部，参与发表论文3篇。

六、主要完成单位情况单位排名单位名称主要贡献1中国热带农业科学院香料饮料研究所本项目主持完成单位，对重要科学发现1、2、3和4有重要贡献，牵头完成了香草兰园土壤及发酵豆荚菌群结构特征解析，揭示了香草兰健康土壤与高品质豆荚发酵过程中的菌群特征及其关键功能微生物，提出了利用功能菌群调控植株健康生长及豆荚品质的新理论，修正了前人认为内源葡萄糖苷酶转化香兰素葡萄糖苷决定香草兰豆荚品质的学术假说；筛选获得调控香草兰土壤及豆荚发酵生香的关键功能菌群，建立国际上首个香草兰益生菌资源库，为本领域研究提供了新材料；实践验证了功能菌群调控植株健康生长及豆荚发酵品质的理论，引领香草兰生产进入微生物调控时代。主持国家自然科学基金、国家科技支撑计划课题等香草兰方面项目5项；获授权国家发明专利3件；出版专著1部；培养研究生4名。在SoilBiology&Biochemistry、FoodChemistry等刊物上发表文章34篇，其中SCI收录10篇，单篇最高他引200次（其中SCI他引165次），为高被引论文，研究成果被EnvironmentalPollution、PlantCell&Environment、SoilBiology&Biochemistry、Trac-trendsinAnalyticalChemistry等国际知名期刊引用；研究成果已成香草兰健康土壤绿色调控及豆荚发酵生香机理基础研究领域标志性进展，极大推动该领域学科发展。2南京农业大学本项目参与完成单位，对重要科学发现1、3和4有贡献，参与完成了香草兰园土壤菌群结构特征解析，阐明了与香草兰健康生长密切相关的关键功能微生物，采用关键菌群及与其他作物轮作的方式调控香草兰免疫型土壤，丰富了香草兰研究基础理论。参与完成国家自然科学基金面上项目1项。在SoilBiology&Biochemistry、MicrobialEcology、FrontiersinMicrobiology等刊物上发表SCI论文3篇，其中2篇为高被引论文，被国际知名期刊PlantCell&Environment、EnvironmentalPollution、SoilBiology&Biochemistry等期刊引用；