杜紅巖：杜仲的成果轉化之路依靠科技支撐

杜紅巖主持選育出的高產杜仲橡膠良種

　　【人物檔案】杜紅巖，中國林業科學研究院經濟林研究開發中心（國家林業局杜仲工程技術研究中心）副主任，研究員，森林培育農學博士、博士生導師，中南林業科技大學博士生導師，《杜仲產業綠皮書》第一主編，《經濟林產業綠皮書》主編，中國經濟林協會杜仲分會常務副會長兼秘書長，中國林業產業聯合會杜仲產業發展促進會副會長，中國林學會經濟林分會常務理事。

　　杜紅巖從1986年開始一直從事杜仲等經濟林育種、栽培與綜合利用研究，我國經濟林研究領域知名專家。先后主持國家各級攻關課題20余項，近期主持的主要項目包括國家“十一五”科技支撐計劃“杜仲和紅豆杉工業原料林豐產栽培技術體系研究”，國家“十二五”科技支撐計劃“杜仲材用和藥用林定向培育關鍵技術研究”，國家林業公益性行業科研專項“杜仲育種群體建立與綜合利用技術研究”等。

　　在2016年，杜紅巖關注了多項重大事件、領先科技成果。例如中國成功將世界首顆量子衛星發射升空，中國成功發射新一代大推力運載火箭長征五號，中國兩名航天員在天宮二號空間實驗室工作生活了30天，目前世界上最大的單口徑射電望遠鏡FAST也于9月在貴州正式落成啟用等；而在杜紅巖的專業領域內，則關注了在基因技術領域，CRISPR–Cas9基因編輯技術的發展逐步成熟。杜紅巖表示：“國家林業局發布《全國杜仲產業發展規劃（2016-2030）》，標志著我國杜仲產業發展將進入新的快速道。《全國杜仲產業發展規劃（2016-2030）》的發布，對加快新型杜仲橡膠資源高效培育與產業發展，促進我國戰略性新興產業健康發展，維護國家生態安全，保障國家糧油安全，改善國民身體素質，促進森林城鎮綠化美化，推動我國一帶一路綠色體系建設都將起到極大的推動作用。”國家林業局制定《林業產業發展“十三五”規劃》，規劃將“杜仲產業發展工程”列入“十三五”林業產業發展重點工程。

　　中國林科院經濟林研究開發中心是我國林業系統惟一專門從事經濟林研究的國家級科研單位。2016年在杜仲、仁用杏、長柄扁桃、柿屬植物等經濟林育種工程、高效栽培與綜合利用方面取得了新的突破和具有良好產業化前景的重要研究成果。

　　杜仲長期育種的工程研究

　　在杜仲長期育種工程研究方面，收集全國以及日本、美國等地杜仲資源1300余份，建立了世界上最大的杜仲基因庫；構建了不同用途的杜仲種質資源評價技術體系；建立了200多個杜仲無性系組成的育種群體，選育出杜仲優良無性系100余個，‘華仲11-15號’等5個新品種獲得植物新品種權，審定‘華仲16-18號’等3個高產杜仲橡膠良種；取得杜仲全基因組系列研究成果，攻克了杜仲基因組高雜合、高重復序列組裝技術瓶頸，揭示了杜仲橡膠高效生物合成的分子機理，獲得了大量杜仲橡膠和藥用成分合成相關的功能基因；揭示了高效適應生物和非生物脅迫的分子基礎。杜紅巖稱：“研究成果對突破高產杜仲橡膠和現代中藥育種技術、科學指導杜仲橡膠資源培育與高效利用都具有十分重要的里程碑意義。 ”

　　杜仲良種快繁、高效栽培模式與技術創新

　　在杜仲良種快繁、高效栽培模式與技術創新研究方面，杜仲規模化嫁接成活率達到95%以上；杜仲嫩枝扦插繁殖技術取得重大突破，良種嫩枝扦插成活率從5%提高到80%以上；創新了杜仲果園化栽培、雄花園栽培、高密度葉皮材兼用林栽培等高效栽培模式和系列技術，其中杜仲果園盛果期每公頃產果量達3.9-4.8噸，高密度葉皮材兼用林杜仲葉每公頃產量達15噸以上，每公頃杜仲橡膠產量達450kg以上，取得了重大突破。

　　杜仲資源高效利用技術

　　在杜仲資源高效利用技術研究方面，系統開展了杜仲果實、杜仲雄花、杜仲葉、杜仲皮、杜仲木材等綜合利用研究。優化了杜仲雄花茶、杜仲亞麻酸軟膠囊、杜仲山杏高檔配方食用油、杜仲系列化妝品、杜仲雄花茶飲、杜仲養生掛面、杜仲營養餅干、杜仲系列保健酒料等功能產品生產工藝與技術，同時在杜仲功能型食用菌，杜仲功能飼料及其杜仲羊、杜仲豬、杜仲雞等健康畜禽產品等功能產品規模化示范方面取得顯著效果，為杜仲綜合利用開辟了新途徑，為杜仲產業提供了強有力科技支撐。

　　在仁用杏科技創新方面，仁用杏育種取得了顯著成效，選育出高產優質抗晚霜優良60余個，審定仁用杏良種7個。揭示了仁用杏的起源問題，為仁用杏長期育種工程指明了方向。研發出仁用杏系列功能食品、化妝品等，為仁用杏綜合利用提供了有力的技術支撐；在長柄扁桃育種與繁育技術方面，篩選出高產優質長柄扁桃優良無性系50多個，審定長柄扁桃良種4個，建立了穩定的長柄扁桃組織培養技術體系。

　　在柿屬植物科技創新方面，收集并保存柿屬植物種質資源667份，完成了300余份種質的果實脫澀難易及風味、果實營養、活性物質含量及其抗氧化性等品質評價；選育出果用、葉用和優良雄性資源88份；獲得植物新品種保護權1個，審定林木良種1個；完成了5個柿屬植物葉綠體基因組測序，確定了柿屬植物研究的模式種，開發了一種準確鑒別柿屬植物種的cpDNA分子標記，為柿屬植物長期育種打下了堅實基礎；建立柿高效栽培技術體系；建立了主要澀柿品種脫澀加工體系，果實脫澀后可保鮮2個月以上，為柿屬植物的加工利用提供了技術支撐。

　　“這些研究成果顯著提升了杜仲、仁用杏、長柄扁桃和柿屬植物等經濟林產業的影響力，”杜紅巖表示，“同時在提高經濟林產業科技支撐能力，促進產業增效、企業增收、精準扶貧，加快經濟林產業化進程和促進一帶一路綠色產業體系建設等方面發揮重要的引領作用。”

　　建立杜仲基因庫意義重大

　　據報道，杜仲為第四紀冰川侵襲后殘留下來的古生樹種，我國是現有杜仲的惟一原產地，也是世界上杜仲種質資源最豐富的國家，杜仲種質資源的保護顯得尤為重要。特別值得提出的是，杜仲為單科單屬單種樹種，屬國家重點二級保護野生植物，遺傳背景相對狹窄，而隨著經濟的快速發展，人為活動越來越頻繁，杜仲種質資源流失現象越來越嚴重，加強我國杜仲種質資源保護刻不容緩，而基因庫則是保護我國珍稀物種種質資源的最有效途徑之一。基因庫（種質資源保存庫）是科研、生產或保護的需要，利用原地保存、異地保存、離體保存等方式建設的特種林分或特殊設施，是國家的重要戰略資源，也是遺傳多樣性和生物多樣性的基礎。杜仲基因庫收集保存國內外豐富的和具有代表性的杜仲種質資源，包括野生資源、變異類型、變異單株、優樹、超級苗、雜交育種材料、家系、優良無性系、新品種、良種、DNA等，具有重要的保護和利用價值。杜仲基因庫除了重要的資源保護功能，還是杜仲長期育種工程研究的基礎，在基因庫收集的杜仲種質資源基礎上，建立育種群體和核心種質，再通過科學的育種（常規育種和分子標記輔助育種）程序，選育具有重要經濟價值和良好產業化前景的杜仲良種，為杜仲產業發展持續提供優良品種。目前我國依托中國林科院經濟林研究開發中心等已著手建立國家杜仲、仁用杏、長柄扁桃、柿屬植物等經濟林樹種種質資源庫。

　　杜仲果實提取杜仲橡膠和杜仲油等綜合利用新思路

　　針對杜仲果實提取杜仲橡膠和杜仲油等綜合利用的新思路，杜紅巖表示：“杜仲果實提取杜仲橡膠和杜仲油等綜合利用的新思路是根據未來杜仲產業發展的大趨勢和杜仲本身經濟價值與綜合利用潛力而提出來的，也就是以杜仲高產杜仲橡膠、亞麻酸油等良種為基礎，以杜仲果園化栽培模式與系列技術為主導，杜仲橡膠、杜仲亞麻酸油、杜仲中藥、功能飼料、功能型食用菌、功能食品等綜合利用，杜仲果實、杜仲雄花、杜仲葉、杜仲皮、杜仲木材全樹利用，最大限度挖掘杜仲綜合利用潛力和價值。”

　　眾所周知，杜仲是我國名貴中藥材，具有補肝腎、強筋骨、降血脂、降血壓、久服輕身耐老等功效，為中藥上品，在我國現代中藥產業發展中具有重要作用。“但是，除杜仲中藥外，杜仲還是我國獨有的、珍貴優質天然橡膠資源，是世界天然橡膠資源中唯一具有巨大開發前景的三葉橡膠替代資源。杜仲橡膠具有抗撕裂、耐磨、防腐蝕、透雷達波、儲能、吸能、換能、減震、形狀記憶等等優點，可應用于航空航天、軍事國防、汽車工業、高鐵、通訊、醫療、電力、水利、建筑、運動競技等領域。”杜紅巖稱，“我國天然橡膠對外依存度達80%，發展杜仲橡膠產業是切實解決我國優質天然橡膠資源匱乏的有效途徑，也是加快我國橡膠工業健康發展，保障國民經濟發展、國防工業供給的根本措施，其戰略意義十分重大。”

　　杜仲是我國十分重要的木本油料樹種，在利用杜仲果皮提取杜仲橡膠的同時，杜仲種仁的利用也具有巨大潛力和應用前景。杜仲種仁油α-亞麻酸含量高達67.6%，是目前發現的α-亞麻酸含量最高的植物之一，為橄欖油、核桃油、茶油的8~60倍。α-亞麻酸具有降血脂、降血壓、增強智力、預防心肌梗塞和腦梗塞、增強智力、保護視力、抗衰老、抗癌等多種功效，開發潛力巨大。中國林科院杜仲研究團隊研究出杜仲亞麻酸油高效培育技術，α-亞麻酸油畝產達15公斤左右。大力發展杜仲木本油料產業，對改善和優化國民食用油結構，提高國民身體素質和健康水平，對國家糧油安全將起到十分重要的保障和示范作用。

　　除了杜仲橡膠和杜仲亞麻酸油外，杜仲葉還是是十分理想的功能型健康飼料，杜仲葉內含有的粗蛋白、粗脂肪、維生素、氨基酸等各種營養物質，用杜仲功能飼料喂養魚、牛、羊、雞、豬等，能夠滿足動物生長發育所需大部分營養需求，可使禽畜體內的膠原蛋白含量提高50%以上，中性脂肪減少20%以上，雞蛋內的膽固醇含量降低10%~20%。杜仲葉中所含抗菌消炎等活性成分，能提高畜禽的免疫能力，減少疾病的發生和抗生素的使用，使畜禽肉蛋安全優質，減少抗生素殘留等對人體的副作用和危害。

　　另外，杜仲葉、枝椏材等還是生產功能型食用菌等優質原料，杜仲木材為優質用材，是生產高檔家具、活性炭等優質原料。

　　杜仲果實提取杜仲橡膠和杜仲油等綜合利用，杜仲果實、杜仲雄花、杜仲葉、杜仲皮、杜仲木材全樹利用，能夠最大限度挖掘杜仲綜合利用潛力和價值，推動杜仲產業發展方式由粗放、單一、低產、低效向精細、綜合、高產、高效的轉化。

　　杜仲綜合利用的新局面

　　杜紅巖稱：“杜仲綜合利用新局面包含以下幾層含義：一是從用途來說，杜仲產業從單一利用杜仲樹皮的藥用，擴展到杜仲果實、杜仲雄花、杜仲葉、杜仲皮、杜仲木材全面應用，杜仲橡膠、杜仲現代中藥、木本油料、功能飼料、杜仲碳匯、杜仲森林康養、城鄉綠化等綜合應用與產業開發；二是從行業覆蓋面來說，由僅涉及林業和醫藥等少數行業的產業，拓展到國防軍工、航空航天、汽車工業、高鐵、通訊、醫療、電力、水利、建筑、運動競技等多個領域；三是從技術創新層面，利用現代新科技，研發高性能航空和汽車輪胎、高鐵重要部件、航空航天產品、醫療保健產品、健康安全食品、安全畜禽肉食產品等等，從多等方面促進我國經濟健康發展，持續改善我們的生活質量。”

　　杜紅巖認為：“就杜仲研究與產業發展來說，2017年將是杜仲產業發展十分重要的一年。《全國杜仲產業發展規劃（2016~2030）》的發布，標志著我國杜仲產業將進入新的發展快速道。將加強杜仲科技支撐體系建設，全面提升杜仲產業發展的科技支撐能力。”

　　據報道，《規劃》強調，要加強杜仲科技支撐體系建設：（1）加快杜仲產業科技創新與產業發展平臺建設，建立杜仲產業技術創新戰略聯盟、協同創新中心等平臺。建立杜仲國家工程技術研究中心，加強產、學、研結合，促進杜仲產業科學發展。（2）加快杜仲良種培育和栽培技術創新。建立杜仲長期育種工程，杜仲種質資源庫建設，開展杜仲良種苗木的規模化快繁技術研究，杜仲高效栽培模式與技術創新工程；（3）加快杜仲關鍵技術和核心裝備研發。包括產品加工及綜合利用關鍵技術研發工程，核心裝備研發工程等。（4）大力推進杜仲產業科技成果轉化；（5）加快杜仲科技推廣體系建設；（6）大力推進杜仲產業認證及標準體系建設。加強與完善杜仲產業的科技支撐體系建設，對提高杜仲良種質量，迅速提升杜仲高效栽培與綜合利用技術水平和綜合效益，全面支撐杜仲產業可持續健康發展具有重要的科學意義。

　　目前，杜仲高效培育、高值化利用技術研究與集成示范已經列入國家“十三五”重點研發計劃，重點解決杜仲高效培育技術碎片化、缺乏系統性等突出問題，杜仲培育與采收過程中生產力和生產效率提升技術，杜仲有效成分工業化提純分離與質量控制技術集成，從杜仲產品研發、中試到規模化生產技術創新與集成等。利用杜仲亞麻酸油、杜仲雄花資源等研發降血脂、降血壓等健康產品，利用杜仲功能飼料生產無抗杜仲豬肉、杜仲羊肉、杜仲雞肉（蛋）、杜仲牛肉，為人們提高更加安全、健康、優質的肉蛋產品，持續提升國民身體素質與健康水平。