中国作物学会麻类专业委员会荣获2017年度优秀分支机构称号

㊀㊀㊀２０２４年第４６卷第１期㊀㊀中国麻业科学㊀㊀ＰＬＡＮＴＦＩＢＥＲＳＣＩＥＮＣＥＳＩＮＣＨＩＮＡ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－３５３２(２０２４)０１－００４７－１３苎麻剥制机械研究现状与发展趋势郑文龙ꎬ马兰∗ꎬ刘佳杰ꎬ向伟ꎬ颜波ꎬ段益平ꎬ吕江南∗(中国农业科学院麻类研究所ꎬ湖南长沙４１０２２１)摘㊀要:苎麻是中国特色纤维作物ꎬ对其茎秆进行剥制是获取苎麻纤维材料的必要环节ꎬ开展苎麻剥制机械研究对该产业发展具有重要意义ꎮ文章在综述苎麻茎秆力学性能研究现状的基础上ꎬ分析了国外早期剥麻机存在的剥麻质量与效率不高的问题ꎬ介绍了我国现有剥麻机械的技术优势与问题ꎬ总结了麻类作物剥麻机械仿真模拟及智能机具的研发现状ꎮ研究认为ꎬ苎麻剥制机具研究还处于发展阶段ꎬ自动化㊁智能化㊁数据化是其未来研究发展方向ꎮ关键词:苎麻纤维ꎻ力学性能ꎻ剥麻机ꎻ仿真分析中图分类号:Ｓ２２６.７＋２㊀文献标识码:Ａ㊀开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):㊀收稿日期:２０２３－０９－１５基金项目:湖南省自然科学基金面上项目(２０１９ＪＪ４０３３３)ꎻ财政部和农业农村部:国家麻类产业技术体系建设专项(ＣＡＲＳ－１６)ꎻ中国农业科学院科技创新工程(ＣＡＡＳ－ＡＳＴＩＰ－ＩＢＦＣ)作者简介:郑文龙(１９９９ )ꎬ男ꎬ硕士研究生ꎬ主要从事农业机械创新设计研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:８２１０１２２５５９３＠ｃａａｓ.ｃｎ∗通信作者:马兰(１９７７ )ꎬ女ꎬ博士ꎬ副研究员ꎬ主要从事农业机械化工程研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｍａｌａｎ＠ｃａａｓ.ｃｎꎻ吕江南(１９６４ )ꎬ男ꎬ研究员ꎬ主要从事麻类剥制加工机械及麻产品加工技术研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｙｊｌｊｎ＠ｓｉｎａ.ｃｏｍＲｅｓｅａｒｃｈＳｔａｔｕｓａｎｄＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔＴｒｅｎｄｏｆＲａｍｉｅＤｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒＺＨＥＮＧＷｅｎｌｏｎｇꎬＭＡＬａｎ∗ꎬＬＩＵＪｉａｊｉｅꎬＸＩＡＮＧＷｅｉꎬＹＡＮＢｏꎬＤＵＡＮＹｉｐｉｎｇꎬＬＹＵＪｉａｎｇｎａｎ∗(ＩｎｓｔｉｔｕｔｅｏｆＢａｓｔＦｉｂｅｒＣｒｏｐｓꎬＣｈｉｎｅｓｅＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＣｈａｎｇｓｈａ４１０２２１ꎬＨｕｎａｎꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:ＲａｍｉｅｉｓａｆｉｂｅｒｃｒｏｐｗｉｔｈＣｈｉｎｅｓｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｓｔｉｃｓꎬａｎｄｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｒａｍｉｅｓｔｅｍｉｓｎｅｃｅｓ￣ｓａｒｙｔｏｏｂｔａｉｎｒａｍｉｅｆｉｂｅｒｍａｔｅｒｉａｌｓ.Ｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｉｓｏｆｇｒｅａｔｓｉｇｎｉｆｉｃａｎｃｅｔｏｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆｒａｍｉｅｉｎｄｕｓｔｒｙ.Ｂａｓｅｄｏｎａｎｅｘｔｅｎｓｉｖｅｒｅｖｉｅｗｏｆｔｈｅｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓｏｆｒａｍｉｅｓｔａｌｋｓꎬｔｈｉｓｐａｐｅｒｅｌｕｃｉｄａｔｅｄｈｉｓｔｏｒｉｃａｌｉｓｓｕｅｓａｂｏｕｔｔｈｅｑｕａｌｉｔｙａｎｄｅｆｆｉｃｉｅｎｃｙｏｆｅａｒｌｙｆｏｒｅｉｇｎｒａｍｉｅｄｅｃｏｒ￣ｔｉｃａｔｏｒꎬａｎｄｉｎｔｒｏｄｕｃｅｄｔｈｅｔｅｃｈｎｉｃａｌａｄｖａｎｔａｇｅｓａｎｄｐｒｏｂｌｅｍｓｏｆｔｈｅｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒｓｅｘｉｓｔｅｄｉｎＣｈｉｎａꎬａｎｄｓｕｍｍａｒｉｚｅｄｔｈｅｃｕｒｒｅｎｔｓｉｔｕａｔｉｏｎｏｆｍｅｃｈａｎｉｃａｌｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎｄｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｔｍａｃｈｉｎｅｓ.Ｉｎｇｅｎｅｒａｌꎬｔｈｅｒｅｓｅａｒｃｈｏｆｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒｓｔｉｌｌｆａｃｅｓｍａｎｙｃｈａｌｌｅｎｇｅｓｉｎｔｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｓｔａｇｅꎬａｎｄｗｉｌｌｄｅｖｅｌｏｐｔｏｔｈｅｄｉｒｅｃｔｉｏｎｏｆａｕｔｏｍａｔｉｏｎꎬｉｎｔｅｌｌｉｇｅｎｃｅａｎｄｄａｔａｍａｔｉｏｎｆｏｒｆｕｔｕｒｅｒｅｓｅａｒｃｈａｎｄｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｒａｍｉｅｆｉｂｅｒꎻｍｅｃｈａｎｉｃａｌｐｒｏｐｅｒｔｉｅｓꎻｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒꎻｓｉｍｕｌａｔｉｏｎａｎａｌｙｓｉｓ苎麻(ＢｏｅｈｍｅｒｉａｎｉｖｅａＬ.)ꎬ又称 中国草 ꎬ是一种源自中国的重要纤维植物[１]ꎬ苎麻纤维因其较好的强度㊁耐久性㊁良好的吸湿性和透气性能ꎬ在纺织㊁服装㊁家居用品和工业材料等领域具有广泛的应用前景ꎮ对其茎秆进行剥制是获取苎麻纤维材料的必要环节ꎬ然而苎麻的高效剥制仍然是一个极具挑战性的问题ꎮ传统的剥麻方法通常依赖于手工操作ꎬ劳动强度大且效率低ꎮ随着人口老龄化等问题的出现ꎬ劳动力短缺已成为限制苎麻纤维产业发展的重要因素之一[２]ꎮ针对产业发展问题ꎬ研究人员相继研究出了多种类型的苎麻纤维剥制机械ꎬ在保证苎麻剥制质量基础上提高７４８４㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷苎麻纤维的剥离效率[３]ꎬ促进了苎麻产业机械化发展ꎮ已有的苎麻剥制机械设备利用先进的工程原理和创新的剥离技术ꎬ为苎麻纤维机械化创新提供了新的突破点ꎬ但也存在着许多问题ꎮ因此ꎬ本文在阐述与剥制作业有关的苎麻茎秆力学性能研究状况的基础上ꎬ梳理国内外苎麻机械的发展和研究过程ꎬ分析仿真技术在苎麻剥制机械中的应用ꎬ展望苎麻剥制机械发展趋势ꎬ探讨先进的参数优化方法在苎麻剥制机械优化创新中运用的可能性ꎬ旨在为苎麻剥制机械的研发提供重要参考ꎮ１㊀苎麻茎秆力学性能研究现状苎麻茎秆呈圆柱形ꎬ其直径在不同生长阶段会发生变化ꎮ成熟的苎麻茎秆直径一般在８~１２ｍｍꎬ较细长柔软ꎬ表面光滑ꎬ并具有一定的韧性ꎮ苎麻茎秆由外至内依次由表皮层㊁韧皮部㊁木质部和髓部组成ꎬ不同的组织层在力学性质上具有明显的差异ꎮ为了简化分析和研究ꎬ可以将苎麻茎秆看作由韧皮部和木质部构成的空心圆柱体结构[４]ꎮ为了更好地设计苎麻纤维剥制加工机械ꎬ学者对苎麻茎秆㊁木质部和韧皮部的物理特性和力学特性进行了深入研究[５]ꎮ苏工兵等[６]对苎麻茎秆的力学特性进行了细致分析ꎬ结果显示ꎬ苎麻茎秆的木质部与韧皮部在力学性能上存在明显差异ꎬ研究结果对于深入理解苎麻茎秆的结构与性能关系具有重要意义ꎬ并为进一步研究苎麻茎秆以及开发苎麻剥制部件提供了理论依据ꎮ刘兆朋等[７]使用成熟期苎麻底部茎秆作为材料ꎬ通过复合材料微观力学研究方法ꎬ确定了苎麻茎秆的拉伸弹性模量㊁压缩弹性模量㊁同性面松柏比以及异性面松柏比ꎬ有助于全面了解苎麻茎秆的力学特性ꎬ为苎麻茎秆的剥制部件设计提供了重要的参考依据ꎮ沈成等[８]采用力学万能实验机ꎬ对苎麻木质部和茎秆整体进行了轴向压缩力学特性的研究ꎬ确定了中苎一号苎麻木质部的各项力学性能数据ꎬ为进一步了解苎麻木质部和茎秆的力学特性提供了重要的试验数据ꎮ王加跃等[９]利用自制夹具在力学万能实验机上对苎麻韧皮部进行撕裂试验ꎬ探究了撕裂角度㊁撕裂部位和撕裂方式对苎麻韧皮纤维与麻骨间撕裂力的影响ꎬ结果显示ꎬ随着撕裂角度逐渐增大ꎬ苎麻韧皮纤维与麻骨间的撕裂力逐渐减小ꎻ相比于单侧反向撕裂ꎬ同一试样双侧反向撕裂的撕裂力约为前者的两倍ꎻ不同部位的韧皮纤维在撕裂力方面存在约１７％的变化幅度ꎬ撕裂节点在韧皮部时的撕裂力会显著增大ꎮ徐鑫等[４]对苎麻茎秆㊁木质部和韧皮部进行了力学性能测试ꎮ木质部和韧皮部展现了各自独特的力学性能参数ꎬ其中拉伸弹性模量㊁压缩弹性模量和剪切模量在不同部位呈现差异ꎬ同异性面泊松比反映了不同平面上的形变关系ꎮ这些结果提供了苎麻茎秆及其组成部分在不同加载条件下的力学行为的定量描述ꎬ为苎麻材料的工程应用和优化设计提供了重要的参考依据ꎮＮｔｅｎｇａ等[１０]采用不同方法进行麻类纤维力学性能评价ꎬ选取３２０根红麻纤维在４个速度水平㊁２个纤维水平和３个温度水平下进行试验ꎬ测得杨氏模量㊁拉伸强度和应力应变数据ꎬ使用威布尔和蒙特卡罗统计方法估计数据的分散度ꎮ结果表明ꎬ不同运动速度下红麻纤维力学性能参数无较大变化ꎬ但试验温度上升ꎬ红麻的拉伸性能会急剧下降ꎮ该研究可为苎麻纤维在不同工况及温度下的力学性能研究提供参考ꎮ马兰等[１１]采用力学万能试验机对饲料用不同品种苎麻基部进行弯曲力测试ꎬ明确茎秆横截面积㊁重量㊁抗弯强度之间的关系ꎮ研究发现ꎬ茎秆横截面积与重量之间存在显著正相关关系ꎬ相关系数为０.９３８ꎮ同时ꎬ在７个苎麻品种中ꎬ饲料用苎麻的抗弯强度呈现极显著差异ꎬ其中苎麻四川ＤＢ的抗弯强度最高ꎬ而苎麻Ｇ５９的抗弯强度最低ꎮ该研究提供了不同品种苎麻的弯曲强度ꎬ可为相关收获机械的设计提供借鉴ꎮ苎麻力学性能的详细研究为后续苎麻纤维剥制机具的设计提供了重要的指导和理论依据ꎮ通过对苎麻茎秆㊁木质部和韧皮部进行力学性能测试ꎬ研究人员获得了苎麻在不同加载条件下的关键力学参数ꎬ例如抗弯弹性模量㊁最大抗弯强度㊁拉伸弹性模量㊁最大抗拉强度㊁压缩弹性模量㊁剪切模量以及同性面泊松比和异性面泊松比等ꎬ这些试验数据和参数可用于优化机具的结构设计ꎬ提高剥制效率和质量ꎬ亦可为苎麻材料的工程应用奠定基础ꎮ２㊀国内外苎麻剥制机具研究现状２.１㊀国外研究现状国外对于苎麻剥制机具的研究开展较早ꎬ但早期并没有专门用于苎麻剥制的机具ꎮ１８９３年ꎬ法国人Ｃｅｒｏｎ研制了第一台用于剥制剑麻纤维的Ｒａｓｐａｄｏｒ剥麻机ꎬ后经改进用于苎麻剥麻ꎮ随后ꎬ法㊁德㊁意㊁美㊁日多国先后研制了多种剥麻机(如表１所示)ꎬ注册了众多专利ꎬ但应用效果不理想ꎮ表１㊀国外研制的动力剥麻机Ｔａｂｌｅ１㊀Ｐｏｗｅｒｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅａｔａｂｒｏａｄ序号机具名称研制者１Ｒａｓｐａｄｏｒ剥麻机Ｃｅｒｏｎ２麻类植物茎秆表皮纤维处理设备ＳＬＹＶＡＫＯＶＶＥ３Ｂａｐｒｏｍａ剥麻机美国佛罗里达州农业试验站４Ｐｌａｎｔｅｃ剥麻机美国佛罗里达州农业试验站５麻类剥皮机ＦＵＬＬＥＲＭ６人力反拉东纤式剥麻机日本Ｔｏｒｓｃｏ公司７全自动托升式剥麻机日本Ｔｏｒｓｃｏ公司８ＣｅｃｏｃｏＳ－５０型日本Ｃｅｃｏｃｏ公司９Ｃｅｃｏｃｏ１０１Ｎ型小型手工喂入剥麻机日本Ｃｅｃｏｃｏ公司１０ＣｅｃｏｃｏＲａｓｐａｄｏｒ型手工喂入剥麻机日本Ｃｅｃｏｃｏ公司１１麻类作物茎秆纤维分离机ＰＡＳＨＩＮＥＬ㊀㊀第二次世界大战期间ꎬ美国各州农业试验站开展苎麻动力剥麻机研究ꎬ成功研制出反拉式苎麻剥麻机ꎬ并在印度㊁菲律宾等国推广应用ꎮ典型机具有Ｂａｐｒｏｍａ剥麻机㊁Ｐｌａｎｔｅｃ剥麻机(美国佛罗里达州农业试验站研制)和ＰｌａｎｔｅｃＳｅｎｉｏｒ３００型剥麻机等[１２]ꎮ２０世纪中叶ꎬ日本针对苎麻机械化剥制技术展开深入研究ꎬ并成功研制出多款苎麻剥麻机ꎮ典型机具有日本Ｔｏｒｓｃｏ公司研制的人力反拉东纤式剥麻机和全自动托升式剥麻机㊁Ｃｅｃｏｃｏ公司研制的ＣｅｃｏｃｏＳ－５０型㊁Ｃｅｃｏｃｏ１０１型和ＣｅｃｏｃｏＲａｓｐａｄｏｒ手工喂入剥麻机等ꎮ直至９０年代ꎬ随着世界范围内苎麻种植面积的萎缩ꎬ日本与欧美等国先后停止了苎麻相关剥麻机械的研究[１３]ꎮ专利资料显示ꎬＳｌｙｖａｋｏｖ[１４]发明了一种用于提取麻类植物茎秆表皮纤维的设备(如图１所示)ꎬ主要包含干燥室㊁压碎辊以及清洁装置３部分ꎬ在提取纤维的过程中避免了反复弯折ꎬ从而不损伤韧皮纤维ꎬ提升长纤维产量ꎮ图１㊀麻类植物处理机Ｆｉｇ.１㊀ＰｒｏｃｅｓｓｏｒｓｆｏｒｂａｓｔｆｉｂｅｒｃｒｏｐｓＦｕｌｌｅｒ[１５]等设计发明了一种麻类剥皮机ꎬ主要工作部件包含大小两种剥麻滚筒ꎮ直径较小的剥麻滚筒打麻盘间距较小ꎬ用于初步处理茎叶㊁折断麻骨ꎬ直径较大的剥麻滚筒打麻盘间距较大ꎬ用于剥制表皮纤维ꎮ通过多组滚筒之间的互相碾压喂料ꎬ共同完成剥皮工序ꎬ实现高效的剥麻作业ꎮ９４第１期郑文龙等:苎麻剥制机械研究现状与发展趋势图２㊀麻类剥皮机Ｆｉｇ.２㊀Ｂａｓｔｆｉｂｅｒｃｒｏｐｓｂａｒｋｅｒ俄罗斯的Ｚｈｉｖｅｔｉｎ等[１６]提出了一种设想ꎬ将亚麻纤维层的韧皮纤维纵向定位ꎬ对纤维层进行机械加工ꎬ使纤维缩短到预定长度ꎬ该设想用于提高纤维质量㊁回收亚麻生产废料和实现多种规格亚麻纤维的生产ꎮＰａｓｈｉｎ等[１７]设计了一种麻类作物茎秆纤维分离机(如图３所示(ａ))ꎬ主要由水平输送机㊁破碎夹紧装置㊁破碎清理装置和气动吸入系统等组成ꎮ限制装置沿着破碎夹紧装置的边缘放置ꎬ破碎夹紧装置背部设有防护罩ꎬ防止茎秆触碰破碎装置ꎬ用于消除茎秆缠绕问题ꎬ减小整体机器尺寸ꎮＰａｓｈｉｎ等[１８]随后在此机器上做了改进(如图３所示(ｂ))ꎬ通过一个杠杆装置切换滚筒的运动ꎬ模拟揉捏和压制工序ꎬ完成剥麻作业ꎮ改进后的机器简化了机器结构ꎬ降低了电机功率ꎮ目前ꎬ鲜见国外有关苎麻剥制机械的研究报道ꎮ图３㊀麻类作物茎秆纤维分离机与其改进机型Ｆｉｇ.３㊀Ｂａｓｔｆｉｂｅｒｃｒｏｐｓｔａｌｋａｎｄｆｉｂｅｒｓｅｐａｒａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅａｎｄｉｔｓｉｍｐｒｏｖｅｄｍｏｄｅｌ２.２㊀国内研究现状我国一直致力于苎麻剥制机械的研究ꎬ推动苎麻产业机械化生产ꎮ目前ꎬ我国已开发了５０多种型号的苎麻剥制加工机具和设备(如表２所示)ꎬ包括简易式刮麻器㊁人力反拉式剥麻机㊁直喂式剥麻机和横向喂入式剥麻机等ꎮ在研发过程中ꎬ研究人员不断改进和优化剥麻机械的设计ꎬ以提高剥麻质量和工作效率ꎬ亦关注机械的自动化程度和操作便捷性ꎬ致力于实现更高效㊁更稳定的苎麻剥制过程ꎮ通过不断创新和技术进步ꎬ我国在苎麻剥制机械领域取得了长足发展ꎮ表２㊀国内研制的剥麻机械Ｔａｂｌｅ２㊀ＲａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｒｙｉｎＣｈｉｎａ序号机具名称研制单位类别１沅江２号刮麻器原湖南省沅江县农具厂简易式手动刮麻器２７２型刮麻器中国农业科学院麻类研究所简易式手动刮麻器３５９－１２１型动力剥麻机湖北省阳新县单滚筒人力反拉式４６ＢＺ－４００型苎麻动力剥麻机中国农业科学院麻类研究所单滚筒人力反拉式５６ＢＭ－４０Ａ型剥麻机湖南省南县八百弓农机厂单滚筒人力反拉式６６ＢＭ－４００型剥麻机上海市松江张泽机械厂单滚筒人力反拉式７ＢＭ－Ｃ型剥麻机江西工业大学(南昌大学)单滚筒人力反拉式８ＺＢ－１型双滚筒剥麻机湖北省纺织工业科学研究所双滚筒人力反拉式９６ＢＭ－３５０型苎麻剥麻机中国农业科学院麻类研究所双滚筒人力反拉式１０ＣＤ－２型剥麻机四川省鑫农科技有限公司双滚筒人力反拉式０５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷㊀㊀续表２序号机具名称研制单位类别１１ＦＬ－２３５型剥麻机重庆市涪陵区农业局双滚筒人力反拉式１２一次喂入式剥麻机中国农业科学院麻类研究所直喂式剥麻机１３ＪＢＭ－１００型剥麻机华中农业大学直喂式剥麻机１４ＦＬ－ＫＢ型复刮式剥麻机重庆市涪陵区农机局和农业局直喂式剥麻机１５大型横向喂入式苎麻剥麻机中国农业科学院麻类研究所横向喂入式剥麻机１６连续夹持输送式剥麻机中国农业科学院麻类研究所横向喂入式剥麻机１７６ＴＭ－１６０型横喂式双向自动苎麻三脱机湖北省咸宁市农业科学院农机研究所横向喂入式剥麻机１８４ＢＭ－４５０型直喂式苎麻剥麻机中国农业科学院麻类研究所直喂式剥麻机２.２.１㊀简易式刮麻器２０世纪５０年代ꎬ我国科研人员从研制仿手工简易刮麻器开始ꎬ展开了苎麻的剥制加工机械研究ꎮ尽管简易刮麻器在调节间隙方面受到麻茎规格的限制ꎬ但其操作技术易于掌握ꎬ有效降低了劳动强度ꎬ成为苎麻生产中不可或缺的剥制工具ꎮ其中ꎬ沅江２号和７２型刮麻器是典型的机型ꎮ沅江２号刮麻器采用卧式单刀㊁脚踏结构ꎬ每次处理４~５片麻皮ꎬ通过夹紧麻皮并手工刮净梢部和基部的方式完成剥麻作业ꎮ该机具的原麻刮制效率为１~１.５ｋｇ/ｈꎬ鲜皮出麻率为１２％~１５％ꎮ这种刮麻器的设计使得操作相对简单ꎬ并且能够提高剥制效率ꎬ但其处理能力和出麻率相对有限[１２]ꎮ另一种典型的机型是７２型刮麻器[１３][１９]ꎬ其采用立式双刀型结构ꎬ并配备橡皮弹簧自紧刮麻装置ꎬ能够适应不同厚度的麻皮ꎬ实现干净且色泽良好的刮制效果ꎮ该刮麻器通过刀片结构和刮麻装置的改进ꎬ提高了剥制效率和麻皮质量ꎮ图４㊀典型简易刮麻器Ｆｉｇ.４㊀Ｔｙｐｉｃａｌｓｉｍｐｌｅｓｃｒａｐｅｒ总之ꎬ仿手工刮麻式苎麻剥麻机具在我国苎麻加工中发挥了重要的作用ꎬ其简便的操作方式提高了苎麻生产的效率和质量ꎬ但这些机具的处理能力和出麻率仍有待提高ꎮ随着苎麻产业的发展和市场需求的变化ꎬ研发更先进㊁高效的剥麻机具以满足苎麻剥制加工的要求ꎬ成为其产业发展趋势ꎮ２.２.２㊀人力反拉式苎麻剥麻机人力反拉式苎麻剥麻机是一种动力剥麻机ꎬ是当前市场上数量最多的机型之一[２０]ꎮ其工作过程为操作人员手持苎麻茎秆一端进行喂入ꎬ完成一次剥麻作业后ꎬ操作人员将苎麻茎秆从机器中反向抽出ꎬ并将茎秆换向另一端进行加工ꎮ人力反拉式苎麻剥麻机主要分为单滚筒和双滚筒两种形式ꎬ主要区别在于剥麻装置的滚筒数量ꎮ单滚筒反拉式苎麻剥麻机的剥麻装置只有一个剥麻滚筒ꎬ而双滚筒反拉式苎麻剥麻机则具有两个剥麻滚筒[２１]ꎮ典型的单滚筒反拉式剥麻机(如图５(ａ)所示)是由中国农业科学院麻类研究所研制的６ＢＺ－１５第１期郑文龙等:苎麻剥制机械研究现状与发展趋势４００型剥麻机ꎮ该剥麻机的工作流程是人工将苎麻鲜茎喂入剥麻滚筒中ꎬ高速旋转的滚筒将苎麻茎秆与苎麻纤维打碎分离ꎬ并通过滚筒打板的作用将其抛出机外ꎬ得到洁净的原麻[２２]ꎮ该机具有较高的剥麻工效ꎬ鲜茎出麻率为５.３４％ꎬ原麻含胶率为２４.２１％ꎬ原麻含杂率为０.４３％ꎮ该机型的后续改进机型[２３]采用整机动力部分与剥麻部分可快速组合拆卸的设计ꎬ便于山地丘陵作业ꎮ此外ꎬ湖北省阳新县研制的５９－１２１型剥麻机㊁湖南省南县八百弓农机厂研制的６ＢＭ－４０Ａ型剥麻机和江西工业大学(现南昌大学)研制的ＢＭ－Ｃ型剥麻机也曾小规模推广用于生产[２４]ꎮ典型的双滚筒反拉式剥麻机有上海松江张泽机械厂研制的ＺＢ－１型剥麻机㊁四川省鑫农科技有限公司研制的ＣＤ－２型剥麻机㊁重庆市涪陵区农业局研制的ＦＬ－２３５型剥麻机和中国农业科学院麻类研究所研制的４ＢＭ－２６０型剥麻机(如图５(ｂ)所示)ꎮ其中被广泛应用的是中国农业科学院麻类研究所研制的４ＢＭ－２６０型双滚筒反拉式剥麻机和四川省鑫农科技有限公司研制的ＣＤ－２型剥麻机ꎮ４ＢＭ－２６０型剥麻机具有结构简单㊁剥麻质量较好的特点[２５]ꎮ尽管相较于纯人工作业ꎬ双滚筒反拉式剥麻机可以提高３~５倍的工效ꎬ但其机械化程度较低ꎬ需要人力反拉操作ꎬ具有劳动强度大等缺点ꎮＣＤ－２型剥麻机[２６]较一般剥麻机的独特之处在于既可用于处理麻皮ꎬ也可处理麻秆ꎬ体积小ꎬ重量轻ꎬ适用于田间单人作业或多人同时作业ꎮ与单滚筒式剥麻机相比ꎬ双滚筒反拉式剥麻机具有工效高㊁鲜茎出麻率高㊁纤维损伤少的特点ꎮ图５㊀人力反拉式剥麻机Ｆｉｇ.５㊀Ｍａｎｕａｌｐｕｌｌ－ｂａｃｋｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒｓ２.２.３㊀直喂式苎麻剥麻机直喂式苎麻剥麻机(如图６所示)是一种多滚筒全自动直喂式剥麻机ꎬ由喂料装置㊁剥麻滚筒㊁纤维输出装置㊁动力及传动装置和机架等组成[２７]ꎮ该机型通过调节底刀片距离实现对不同直径苎麻的刮麻功能ꎬ具有操作简单㊁劳动强度低㊁生产效率高的特点ꎮ剥麻滚筒的数量一般为３至６对ꎮ在剥麻过程中ꎬ茎秆经喂入装置进入剥麻滚筒ꎬ通过转速依次增大的多对剥麻滚筒ꎬ使茎秆向后输送并碾碎㊁刮打和梳理ꎬ最终实现茎秆的皮骨分离ꎬ得到剥制好的纤维ꎮ该类机型实现了连续喂入ꎬ操作简单ꎬ劳动强度低ꎬ相较于人力反拉式剥麻机ꎬ剥麻工效更高ꎮ图６㊀典型直喂式剥麻机Ｆｉｇ.６㊀Ｔｙｐｉｃａｌｄｉｒｅｃｔｆｅｅｄｉｎｇｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒ然而ꎬ由于苎麻纤维较长且含胶率高ꎬ直喂式剥麻机在剥麻过程中容易发生滚筒缠麻现象ꎮ２５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷剥麻质量的稳定性受茎秆长度和滚筒转速的影响ꎬ剥麻工效也有所限制ꎮ目前的直喂式剥麻机主要包括中国农业科学院麻类研究所研制的一次喂入式剥麻机[２８]㊁华中农业大学研制的ＪＢＭ－１００型剥麻机[２９]以及重庆市涪陵区农机局和农业局联合研制的ＦＬ－ＫＢ型复刮式剥麻机等ꎮ直喂式剥麻机在剥麻过程中通过多滚筒的协同作用ꎬ实现连续喂入ꎬ有效提高了剥麻工效ꎮ但直喂式剥麻机所剥麻纤维仍含有较多麻骨和麻壳ꎬ尤其是基部ꎬ需要进一步清理才能达到相关标准要求ꎬ而且滚筒缠麻现象仍然是直喂式剥麻机面临的挑战之一ꎬ需要通过进一步的技术改进和优化来解决ꎮ此外ꎬ还应考虑剥麻质量的稳定性和能耗的控制ꎬ以满足苎麻加工领域的需求ꎬ并促进苎麻剥麻工艺提高ꎮ２.２.４㊀横向喂入式苎麻剥麻机横向喂入式剥麻机(如图７所示)是一种新型剥麻机器[３０]ꎬ该机型主要由喂入装置㊁两套夹持输送装置㊁两套剥麻装置㊁纤维输出装置㊁动力及传动装置与机架等组成ꎮ其工作过程为:苎麻茎秆横向喂入后ꎬ第一夹持机构夹紧苎麻基部进入第一剥麻滚筒ꎬ苎麻基部茎秆经滚筒均匀连续的刮剥ꎬ去除麻骨和麻壳ꎬ得到洁净度高的纤维ꎬ然后第二夹持输送装置换位夹持剥制后的苎麻纤维ꎬ带动纤维进入第二剥麻滚筒ꎬ滚筒刮剥另一端未加工的苎麻梢部茎秆ꎬ直至剥制出较好的纤维ꎬ最后剥制好的纤维通过纤维输出装置输出ꎬ完成纤维剥制作业ꎮ夹持输送装置常见的类型有链条式㊁齿轮齿条式㊁橡胶带式和绳带式等ꎮ剥麻装置通常设计两套ꎬ有单滚筒式和双滚筒式等ꎮ横向喂入式剥麻机实现了苎麻物料连续喂入ꎬ操作简单ꎬ工效较高ꎬ解决了人力反拉式剥麻机劳动强度大㊁安全性能差的问题ꎮ但该技术仍存在纤维夹持不牢固㊁装置难以小型化等问题ꎮ图７㊀典型横向喂入式剥麻机Ｆｉｇ.７㊀Ｔｙｐｉｃａｌｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｏｆｔｒａｎｓｖｅｒｓｅｆｅｅｄｉｎｇ图８㊀连续夹持输送式剥麻机Ｆｉｇ.８㊀Ｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｉｎｇｍａｃｈｉｎｅｏｆｃｏｎｔｉｎｕｏｕｓｃｌａｍｐｉｎｇａｎｄｃｏｎｖｅｙｉｎｇ横向喂入式剥麻机主要有中国农业科学院麻类研究所研制的大型横向喂入式苎麻剥麻机[３１]㊁连续夹持输送式剥麻机[３２](如图８所示)以及湖北省咸宁市农业科学院农机研究所研制的６ＴＭ１６０型横喂式双向自动苎麻三脱机[３３](如图９所示)ꎮ横喂式双向自动苎麻三脱机的结构包括喂麻装置㊁机械手㊁夹持与输送机构㊁两套三脱机构㊁托收机构㊁液压系统㊁动力及传动机构㊁控制系统和机架等ꎮ该机利用折㊁刮㊁挤的工作原理实现苎麻茎秆的纤维㊁麻骨和胶质的三脱过程ꎮ作业过程中ꎬ叶片滚筒相互啮合反向对辊式旋转ꎬ折刮去除茎秆的表皮㊁麻骨和部分胶质ꎬ而挤压光滚则安装在入口和出口处并对辊式旋转ꎬ起到进一步分离纤维与麻骨以及挤压出纤维内胶质的作用ꎮ上述横向喂入式苎麻剥制机械的工作原理基本相同ꎬ苎麻茎秆前进方向与剥麻滚筒旋转方向垂直或有一定的夹角ꎬ通过剥麻滚筒对苎麻纤维的摩擦击打作业实现苎麻纤维的分离工序ꎬ尽管３５第１期郑文龙等:苎麻剥制机械研究现状与发展趋势采用的夹持输送链的形式㊁类型和结构形式等不尽相同ꎬ但都可以实现剥麻作业ꎬ然而ꎬ这些设备仍存在一些问题ꎬ如纤维损失率较高或麻骨去除不彻底等ꎬ需要进一步改进和完善ꎮ注:１ 动力及传动装置ꎻ２ 液压系统ꎻ３ 机架ꎻ４ 第１剥麻机构ꎻ５ 喂麻装置ꎻ６ 第２剥麻机构ꎮ图９㊀６ＴＭ１６０型横喂式双向自动苎麻剥麻机Ｆｉｇ.９㊀６ＴＭ１６０ｔｒａｎｓｖｅｒｓｅ－ｆｅｅｄｉｎｇｂｉｄｉｒｅｃｔｉｏｎａｌａｕｔｏｍａｔｉｃｒａｍｉｅｄｅｃｏｒｔｉｃａｔｏｒ２.２.５㊀螺旋式苎麻剥麻机中国农业科学院麻类研究所发明了一种用于处理苎麻茎秆的分离设备[３４](如图１０所示)ꎬ创新性的采用螺旋碾压部件ꎬ与滚筒分离部件相结合进行苎麻剥制ꎬ兼顾苎麻作物多用途利用ꎬ有望成为一种新型苎麻剥麻机ꎬ但未见生产样机ꎮ注:１ 螺旋碾压分离部件ꎻ２ 纤维抛甩部件ꎻ３ 防护罩ꎻ４ 输送部件ꎻ５ 麻骨收集部件ꎻ６ 机架ꎻ７ 动力ꎮ图１０㊀苎麻茎秆螺旋式分离设备示意图Ｆｉｇ.１０㊀Ｓｃｈｅｍａｔｉｃｄｉａｇｒａｍｏｆｒａｍｉｅｓｔａｌｋｓｐｉｒａｌｓｅｐａｒａｔｉｏｎｅｑｕｉｐｍｅｎｔ３㊀麻类作物相关机械设备仿真研究现状苎麻剥麻机的仿真研究主要涉及以下方面:机械结构建模和运动学仿真㊁力学特性分析㊁苎麻茎秆与机械的相互作用模拟等ꎮ通过绘图软件对苎麻剥麻机的机械结构进行三维建模ꎬ包括各个部件的几何形状㊁尺寸和组装关系等ꎬ可在计算机环境中准确地重现剥麻机的实际结构ꎮ然后ꎬ利用运动学和动力学仿真软件(如ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ㊁Ａｄａｍｓ等)对机械运动进行模拟和分析ꎬ包括剥麻滚筒的旋转㊁传动装置的运动等ꎮ通过运动学和动力学仿真ꎬ可了解机械各部件之间的相对运动关系㊁运动速度和加速度等参数ꎮ其次ꎬ研究人员利用有限元分析软件(如ＡＮＳＹＳ㊁ＡＢＡＱＵＳ)对苎麻剥麻机工作性能进行模拟和分析ꎮ有限元分析可以通过将机械结构离散为有限个小单元ꎬ利用数值方法计算这些单元的应力㊁应变和变形等力学参数ꎮ通过模拟分析ꎬ可以评估剥麻机在不同工作负荷下的受力情况㊁变形情况以及可能存在的强度和刚度问题ꎮ此外ꎬ研究人员还可以使用多体动力学仿真软件(如ＡＤＡＭＳ)对苎麻茎秆与剥麻机之间的相互作用进行模拟和分析ꎮ这种仿真可以考虑茎秆在剥麻过程中的弯曲㊁挤压㊁摩擦等因素ꎬ预测茎秆与机械接触的力学行为和力学特性ꎮ通过先进仿真技术的应用和研究ꎬ研究人员可以深入理解苎麻剥麻机的工作原理㊁性能特性和机械与苎麻茎秆之间的相互作用ꎬ为剥麻机的设计㊁改进和优化提供理论指导和技术支持ꎮ仿真研究可以减少试验试错成本ꎬ提高设计效率ꎬ为苎麻剥麻机的性能和效率提升提供重要参考ꎮ４５㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷。

我国是世界第一大植物油消费国，对外依存度高达68.5%，远超国际公认的安全警戒线[1-2]。

美国是我国大豆的主要进口国，占进口总量34.4%。

2018年3月22日，美国宣布将对从中国进口的商品大规模征收关税，规模可达600亿美元，从而掀起史上最大规模的贸易战，而大豆成为我国反制的一个重要选项[3-5]。

替代性油料作物研究与发展迫在眉睫且意义重大。

油莎豆是最具竞争力的新型油料作物，具有发展潜力大、亩产量高、营养丰富、市场前景好等特点。

我国适宜油莎豆发展的边际土地资源比较丰富，能合理安排茬口，发展油莎豆不存在与主要粮油作物争地的矛盾，可以在保障粮食安全的前提下通过增加油料作物种植面积来弥补我国的食用油缺口[6]。

目前油莎豆生产仍处于非洲原始资源的利用阶段，生产上还主要是20世纪60年代从保加利亚等引进的老品种，经过近60代的无性繁殖方式，品种混杂退化现象严重，影响了产量和品质，每667m2产量仅为300kg，油脂含量低于25%[7]。

中国农业科学院油料作物研究所油料作物抗逆遗传改良团队历经10年成功选育出高产高油油莎豆新品种中油莎1号。

该品种具有产量高、含油量高、品质好等特点，块茎种子含油量31.3%，是长江流域含油量最高的油莎豆品种；油酸含量68.2%，亚油酸含量11.0%，品质可与橄榄油媲美；每667m2块茎鲜重产量947kg，按40%含水率折算，干重为568kg，产油量超过170kg，约为大豆的4倍、油菜的2倍、花生的1.5倍[8]。

1　选育过程中油莎1号是通过辐射诱变、提纯复壮及南繁加代穿梭育种方法选育的高产高油新品种。

具体过程为：从收集的种质资源中发掘出含油量大于25%、油酸含量大于70%的油莎豆品种4份，结合田间性状表现和产量测定结果，选定编号2011012进行辐射诱变。

在湖北省农业科学院农产品加工与核农技术研究所，利用60Coγ射线辐照筛选出优质油莎豆种子（编号：2011012）。

2011-2014年（M1~M4）田间连续选择优异株系；2015-2016年度，对M5优异株系和本课题保存的材料分别在海南省三亚试验基地和湖北省浠水县试验基地进行2年2点品种比较试验，结合田间性状表现和测产结果，筛选出高产高油新品种中油莎1号，该品种于2017年通过中国作物学会油料作物专业委员会组织的品种认定（2017第1号）。

近几年，我国蚕豆生产呈现出增长之势，种植面积在1300万亩左右，年产约180万吨，其中：鲜食产业约1000万亩，产量600万吨左右。

产业结构包括原粮贸易、休闲食品、蚕豆淀粉、郫县豆瓣等加工业、蚕豆蔬菜等鲜食产业、副产物饲草和绿肥利用。

原粮贸易量约2万吨，产值约1000万美元；休闲食品约20万吨，产值20-30亿元；郫县豆瓣20-30万吨，产值30亿元左右。

鲜食蚕豆集中在西南、华东地区约600万吨，产值约200亿元。

随着鲜食蚕豆的市场需求增加和种植效益的不断提高，西南地区尤其是云南蚕豆“干改鲜”模式的推广应用，蚕豆业态不断发生变化，鲜食蚕豆产业市场占比迅速提高，干籽粒产量也随之下降，蚕豆干籽粒市场会出现“供不应求”的状况，北方干蚕豆发展具有广阔空间。

另外，北方蚕豆区也逐步发展向粮菜兼用、粮饲兼用的模式转型。

1　蚕豆在农业经济中的重要性2015年11月10日，联合国发言人斯蒂芬-杜加里克对媒体表示，联合国粮食与农业组织（FAO）为了提高公众对豆科作物营养的认识，推出了“国际豆类年”。

联合国粮农组织总干事若泽·格拉齐亚诺·达席尔瓦10日在意大利首都罗马亲手把蚕豆栽种到花盆中，为以“提供丰富营养，促进可持续发展”为口号的“2016国际豆类年”预热[1]。

联合国粮农组织高度评价蚕豆等豆类作物，“消除饥饿的核心力量，摆脱贫困的重要支柱，人类健康不可或缺，生态环境有益助手”，是因为豆类的适应性广，豆类在降低全球粮食系统过度依赖几种主食作物（如小麦、玉米、大米）所带来的风险方面可以发挥作用和创造新的投资机会；商品价值高，豆类价格通常高于谷类价格两到三倍；富含多种营养、植物蛋白，在解决多种慢性基于“一优两高”战略的蚕豆产业认知与产业发展刘玉皎 张红岩 郭兴莲 周仙莉（青海大学，西宁 810016）摘 要：蚕豆是重要的粮菜饲用兼用的作物，也是区域农牧民增收的作物之一，对于保护农田生态环境、保障畜牧业饲草和推动农牧融合持续高效具有重要作用。

农业部关于2010―2011年度中华农业科技奖的表彰决定正文：---------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------------- 农业部关于2010-2011年度中华农业科技奖的表彰决定（农科教发[2011]15号）各省、自治区、直辖市及计划单列市农业（农牧、农村经济）、农机、畜牧、兽医、农垦、乡镇企业、渔业厅（委、局、办），农业（农林、农牧）科学院，各（农林、农牧）大学（学院），新疆生产建设兵团，有关单位：为全面贯彻十七届五中、六中全会精神，大力实施科教兴农和人才强农战略，提高农业科技自主创新能力，转变农业发展方式，加快发展现代农业，农业部决定对促进农业科技进步，推进农业农村经济发展具有重要影响的科技创新、科学普及类成果和优秀创新团队给予表彰。

根据《神农中华农业科技奖奖励办法（试行）》，经中华农业科技奖评审委员会评审并经农业部批准，决定授予“抗旱节水高产广适型冬小麦新品种衡观35的选育及应用”等21项科研成果中华农业科技奖一等奖；授予“抗逆高产小麦育种技术研究与应用”等31项科研成果中华农业科技奖二等奖；授予“东、黄海渔业资源产出能力研究与应用”等47项科研成果中华农业科技奖三等奖；授予“保护性耕作技术”等9项成果中华农业科技奖科普奖；授予“小麦栽培生理与遗传改良创新团队”等10个团队中华农业科技奖优秀创新团队奖。

希望受到表彰的获奖者珍惜荣誉，再接再厉，再攀高峰。

希望全国农业科技工作者向全体获奖者学习，继续发扬求真务实、刻苦钻研、团结协作的精神，大力开展农业科技自主创新和推广应用，促进农业科技大联合大协作，为发展现代农业、建设社会主义新农村做出更大贡献。

附件：2010-2011年度中华农业科技奖获奖成果名录中华人民共和国农业部二〇一一年十二月十二日附件：2010－2011年度中华农业科技奖科研类成果一等奖获奖名录序号项目名称主要完成人主要完成单位1抗旱节水高产广适型冬小麦新品种衡观35的选育及应用陈秀敏，王道文，王金明，孙书娈，乔文臣，张坤普，魏建伟，谢俊良，XXX海，李科江，谷良治，刘冬成，王有增，李丁，李伟，杜润生，苏文华，赵磊，张满义河北省农林科学院旱作农业研究所，中国科学院遗传与发育生物学研究所2高油酸花生种质创制研究与应用禹山林，杨庆利，王积军，梁炫强，张互助，崔凤高，汤松，王晶珊，吴修，潘丽娟，俞春涛，迟晓元，朱柯鑫，曲明静，陈志德，刘立峰，孙旭亮，陈明娜，和亚男，杨珍山东省花生研究所，全国农业技术推广服务中心，广东省农业科学院作物研究所，青岛农业大学3奶牛优质高效产业化配套技术体系研究与示范昝林森，李青旺，呼天明，姚军虎，田西华，田万强，吕嘉枥，胡建宏，辛亚平，龚月生，张慧林，李志成，杨培志，李长安，来航线，王晶钰，张恩平，杜双田，刘永峰，刘洪瑜西北农林科技大学，西安银桥生物科技有限公司，杨凌职业技术学院，北京中地种畜有限公司4畜禽粪便沼气处理清洁发展机制（CDM）方法学和技术研究与示范董红敏，李玉娥，董泰丽，李倩，陈洪波，韦志洪，陈树生，朱志平，万运帆，蔡磊，蔡昌达，陈永杏，高清竹中国农业科学院农业环境与可持续发展研究所，杭州能源环境工程有限公司，山东民和牧业股份有限公司，中国社会科学院城市发展与环境研究所，清华大学，湖北省恩施土家族苗族自治州农业局5施肥与改良剂修复Pb、Cd污染土壤技术研究与产品应用徐明岗，罗涛，曾希柏，杨少海，李菊梅，黄东风，艾绍英，王伯仁，宋正国，何盈，包耀贤，张青，张文菊，刘平，王艳红，张晴，孙楠，武海雯，申华平，张会民中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，福建省农业科学院土壤肥料研究所，广东省农业科学院土壤肥料研究所6热带作物种质资源收集保存、评价与创新利用陈业渊，王庆煌，刘国道，李琼，黄华孙，刘业强，尹俊梅，徐立，黄国弟，王祝年，李开绵，周华，王家保，符悦冠，陈厚彬，林冠雄，应朝阳，党选民，武耀廷，梁李宏中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所，中国热带农业科学院橡胶研究所，广西农业科学院园艺研究所，广西壮族自治区亚热带作物研究所，云南省德宏热带农业科学研究所，中国热带农业科学院环境与植物保护研究所，华南农业大学园艺学院，广州市果树科学研究所，福建省农业科学院农业生态研究所，琼州学院7鸡遗传资源研究与创新利用陈国宏，常国斌，程立力，张康宁，徐琪，李碧春，吴信生，袁青妍，许盛海，焦库华，吴圣龙，赵文明，包文斌，叶敬礼，王伟，侯庆文，宋成义，吉挺，张依裕，张海波扬州大学，常州市立华畜禽有限公司8野生大豆种质资源研究及优异种质挖掘与利用董英山，杨光宇，王玉民，庄炳昌，赵洪锟，王洋，李启云，赵丽梅，安岩，刘晓冬，马晓萍，沈波，刘宝，李海云，王英男，张春宝，王跃强，杨春明，董岭超，胡金海吉林省农业科学院9主要水产养殖种微卫星标记开发与鲤的分子育种孙效文，鲁翠云，张晓峰，梁利群，匡友谊，曹顶臣，闫学春，常玉梅，耿波，李超，佟广香中国水产科学研究院黑龙江水产研究所10水稻优质丰产综合配套技术研究侯立刚，赵国臣，郭希明，隋鹏举，刘亮，齐春雁，张世忠，朱秀霞，孙洪娇，车立梅，马巍，李朝锋吉林省农业科学院11猪支原体肺炎疫苗的研制与综合防控技术的集成应用邵国青，刘茂军，冯志新，何孔旺，侯继波，张小飞，张道华，王海燕，熊祺琰，周勇岐，尹秀凤，刘耀兴，兰邹然，董永毅，余勇，吴志明，陆国林，丁美娟，甘源，赵国民江苏省农业科学院，南京天邦生物科技有限公司12优质丰产抗病大白菜新品种豫新60、豫新6号的选育及应用原玉香，蒋武生，姚秋菊，张晓伟，张菊平，耿建峰，赵跃峰，毋玉兰，赵小忠，王志勇，董海英，齐茹，杨雪芹，张宝光，杨立衡河南省农业科学院园艺研究所13花生机械化收获技术装备研发与示范胡志超，彭宝良，田立佳，谢焕雄，胡良龙，计福来，王海鸥，吴峰，陈有庆，张会娟，钟挺，朱怀东，蒯杰，赵治永，朱桂生，王建楠，顾峰玮，于向涛，曹士锋，王冰农业部南京农业机械化研究所，江苏宇成动力集团有限公司，开封市茂盛机械有限公司14资源高效利用型设施蔬菜安全生产关键技术研究与应用张振贤，李天来，张志斌，余纪柱，高丽红，尚庆茂，孙周平，XXX中，齐明芳，陈青云，卜崇兴，贺超兴，齐红岩，眭晓蕾，朱玉英，张志刚，须辉，余宏军，曲梅，葛春生中国农业大学，中国农业科学院蔬菜花卉研究所，沈阳农业大学，上海市农业科学院15早籼稻产后精深加工和高效利用关键技术与推广应用陈正行，刘成梅，谢健，程国强，周素梅，张晖，徐学明，林利忠，马晓军，王东，XXX，谢爱民，李晓瑄，王莉，张晓娟江南大学，南昌大学，中粮（江西）米业有限公司，中国农业科学院农产品加工研究所，湖南金健米业股份有限公司，国家粮食储备局武汉科学研究设计院，江苏牧羊集团有限公司16荔枝高产高效关键生产技术的集成与推广应用谢江辉，王泽槐，李伟才，陈菁，陈厚彬，王祥和，陈佳瑛，莫亿伟，何衍彪，李建国，胡玉林，胡桂兵，黄旭明，陆超忠，詹儒林，孙德权，孙光明，吕华强中国热带农业科学院南亚热带作物研究所，华南农业大学园艺学院，海南省农业科学院热带果树研究所17青虾优良品种的培育及产业化示范推广傅洪拓，戈贤平，龚永生，周国勤，陆全平，吴滟，蔡永祥，葛家春，蒋速飞，熊贻伟，朱银安，陈树桥，凌立彬，叶金明，张宪中，丛宁，潘建林中国水产科学研究院淡水渔业研究中心，江苏省淡水水产研究所，南京市水产科学研究所，无锡施瑞水产科技有限公司，扬州市水产生产技术指导站，无锡市水产技术推广站18高配合力优质新质源水稻不育系803A的创制及应用谢崇华，郑家奎，陈永军，李仕贵，胡运高，杨国涛，张致力，刘永胜，何希德，何其明，李天银，何芳，李天春，魏东，李兵伏，高大林，昝利，曹静波，曾卓华，陆江西南科技大学，四川省农业科学院水稻高梁研究所，四川农业大学，四川大学，重庆市涪陵区农业科学研究所，四川西科种业有限公司，四川竹丰种业有限公司，四川绵丰种业有限公司19冬小麦节水、省肥、高产、简化栽培“四统一”技术体系王志敏，王璞，周顺利，李建民，鲁来清，张英华，崔彦生，曹刚，李世娟，李绪厚，龚金港，薛绪掌，鞠正春，耿以工，方保停，董方红，吴海岩，张胜全，张永平，王润正中国农业大学20植物微生态制剂的研制与应用王琦，蔡元呈，李燕，郭喜红，赵中华，杨普云，梅汝鸿，杨合同，李建生，蔡宜东，李伟，田涛，温学标，韩丽洁，梅宁，赵兼全，周慧玲，付学池，赵丽萍，梁华荣中国农业大学，康坦生物技术（山东）有限公司，新疆天物科技发展有限公司，江苏苏滨生物农化有限公司，中农绿康（北京）生物技术有限公司21小麦条锈病菌源基地生态治理技术研究与应用陈万权，徐世昌，金社林，蒲崇建，赵中华，周祥椿，宋建荣，刘太国，姜玉英，曹世勤，张秋萍，吴立人，张耀辉，段霞瑜，蔺瑞明中国农业科学院植物保护研究所，甘肃省农业科学院植物保护研究所，甘肃省植保植检站，全国农业技术推广服务中心，甘肃省农业科学院小麦研究所，天水市农业科学研究所2010－2011年度中华农业科技奖科研类成果二等奖获奖名录序号项目名称主要完成人主要完成单位1抗逆高产小麦育种技术研究与应用肖世和，张秀英，闫长生，马志强，游光霞，孙果忠，张海萍，赵松山，王瑞霞，吴科，常成，郭会君，王奉芝，福德平，张秋芝中国农业科学院作物科学研究所2京科糯2000等系列糯玉米品种选育与推广赵久然，卢柏山，史亚兴，杨国航，王玉良，陈哲，霍庆增，闫明明，王凤格，王惠星，李生有，耿东梅，王辉，薛菲，白琼岩北京市农林科学院玉米研究中心，北京农科玉育种开发有限公司3广适性光温敏不育系Y58S的选育与应用邓启云，袁隆平，吴俊，庄文，熊跃东，周开业，谭新跃，杨乾，李建武，石祖兴，董仲文，周川广湖南杂交水稻研究中心4早恢R458的创制及其超级杂交早稻新组合的选育与应用蔡耀辉，颜满莲，颜龙安，李瑶，毛凌华，李永辉，焦长兴，付高平，程飞虎，彭从胜，吴晓峰，万勇，聂元元，邱在辉，邓辉民江西省农业科学院水稻研究所5棉苗代谢调控及无钵移栽技术研究杨铁钢，房卫平，黄树梅，郭红霞，夏文省，梁桂梅，王素真，代丹丹，李彦鹏，郝西，刘梦林，胡颖，王军亮，李伶俐，马娜河南省农业科学院6优质棉新品种的创制、栽培及其产业化张天真，邹芳刚，陈树林，周宝良，朱协飞，史伟，陈爱民，郭旺珍，潘宁松，胡保民，纪从亮，宋锦花，陈松，陈德华，承泓良南京农业大学，江苏省作物栽培技术指导站，江苏科腾棉业有限公司，新疆康地农业科技发展有限公司，江苏省农业科学院7棉花育种南繁和品种纯度南繁鉴定技术研究王坤波，张西岭，宋国立，黎绍惠，刘方，杨伟华，王清连，王春英，张香娣，李建萍，王延琴，许红霞，周大云，樊秀华，汪若海中国农业科学院棉花研究所8优质高产抗病油菜新品种华双5号的选育和应用吴江生，张毅，汤松，鄂文弟，涂勇，王积军，张冬晓，姜福元，田新初，黄继武，卢明，程飞虎，刘磊，周广生，刘超华中农业大学，全国农业技术推广服务中心，湖北省农业技术推广总站 9奶牛优质饲草生产技术研究与示范侯向阳，曹致中，布库，毛培胜，时建忠，孙启忠，卢欣石，米福贵，韩建国，刁其玉，韩雪松，张晓庆中国农业科学院草原研究所，甘肃农业大学，中国农业大学，中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，内蒙古农业大学，中国农业科学院饲料研究所，北京林业大学10福利化健康养猪关键技术研究与应用李保明，施正香，陈安国，XXX，席磊，饶婷，林保忠，滕光辉，马启军，任守文，李千军，王朝元，杨彩梅，郭建文，李光相中国农业大学，浙江大学，云南神农农业产业集团，郑州牧业工程高等专科学校，重庆市畜牧科学院，江苏省农业科学院畜牧研究所，天津市畜牧兽医研究所11国家种猪遗传评估系统关键技术研发、建立及应用李加琪，陈瑶生，张勤，李学伟，刘小红，刘海良，王爱国，王立贤，潘玉春，雷明刚，王志刚，王翀，薛明，张豪，吴秋豪华南农业大学，中山大学，中国农业大学，四川农业大学，北京中地美加种猪有限公司，全国畜牧总站，华中农业大学12安全高效蜂产品加工关键技术的研究及产业化示范彭文君，田文礼，韩胜明，董捷，高凌宇，何薇莉，闫继红，国占宝，方小明，张宝德，胡长安，童越敏，张杨，邹兴，石艳丽中国农业科学院蜜蜂研究所，北京中蜜科技发展有限公司，北京中农蜂蜂业技术开发中心13优质肉鸡新配套系的选育与产业化技术示范陈峰，温志芬，张德祥，张祥斌，薛春宜，谭会泽，汪汉华，王建兵，覃健萍，彭志军，季从亮，梁国雄，黄瑞林，周庆丰，吴珍芳广东温氏食品集团有限公司，华南农业大学14干酪加工及乳清综合利用关键技术研究及产业化任发政，陈历俊，甘伯中，冷小京，李丽丽，隋欣，郭慧媛，赵征，毛学英，郝彦玲，敏文祥，王昌禄，蒋菁莉，姜鹭，王芳中国农业大学，甘肃农业大学，天津科技大学，北京三元食品股份有限公司，甘肃华羚生物科技有限公司15植物蛋白挤压组织化技术研究与推广魏益民，张波，康立宁，张汆，陈锋亮，范天铭，李世伟，张业民，涂顺明，马亮，王建忠，李建，郭世锋，严军辉，生广伦中国农业科学院农产品加工研究所，江苏牧羊集团有限公司，谷神生物科技集团有限公司，济南赛百诺科技开发有限公司，中国食品发酵工业研究院，吉林省农业科学院，滁州学院16生态基质无土栽培关键技术研究示范及在非耕地上规模化应用蒋卫杰，余宏军，孙治强，王秀峰，张国森，王晋华，禹宙，冯锡鸿，魏珉，XXX，李胜利，赵文怀，曹桂凤，朱余清，郑光华中国农业科学院蔬菜花卉研究所，北京市京圃园生物工程有限公司，河南农业大学，山东农业大学，河南省农业科学院园艺研究所，甘肃省酒泉市肃州区蔬菜技术服务中心，宁夏中青农业科技有限公司17双孢蘑菇育种新技术的建立与新品种As2796的选育及推广王泽生，廖剑华，曾辉，陈美元，王波，李洪荣，卢政辉，戴建清，郭仲杰，程翊，陈军，柯家耀，王贤樵福建省农业科学院食用菌研究所18微生物降解褐煤生产黄腐酸技术及作物专用新产品研制袁红莉，杨金水，陈文新，李宝珍，罗立津，周涛，XXX桥，李犇，段留生，董莲华，姜峰，高同国，张雪花，XXX，吕志伟中国农业大学，福建超大集团有限公司，内蒙古永业农丰生物科技有限责任公司，山西广大化工有限公司，新疆天枣源龟兹生物技术责任有限公司19西北旱作节水农业关键技术研究与应用樊廷录，宋尚有，王勇，罗俊杰，李尚中，唐小明，张建军，黄高宝，李兴茂，牛俊义，赵刚，王淑英，王立明，党翼，高育锋甘肃省农业科学院，甘肃农业大学，甘肃镇原县农牧局20华北集约化农田循环高效生产技术模式研究与应用杨殿林，高尚宾，XXX，赖欣，赵建宁，张静妮，张贵龙，贾兰英，吴洪斌，聂岩，修伟明，刘红梅，皇甫超河，乌云格日勒，张明农业部环境保护科研监测所，天津市农业环境保护管理监测站，河北省农业环境保护监测站，山东省农业环境保护总站21生态农业标准体系及重要技术标准研究与应用邱建军，任天志，王立刚，唐春福，屈锋，黄武，张士功，李金才，高春雨，李哲敏，李惠斌，甘寿文，徐兆波，窦学诚，谢列先中国农业科学院农业资源与农业区划研究所，辽宁省农村能源办公室，四川省农村能源办公室，浙江省农村能源办公室，河北省新能源办公室22刺参良种培育与健康养殖技术研究和应用常亚青，王印庚，胡景杰，李成林，丁君，荣小军，李华，陆维，孙慧玲，宋坚，王秀利，胡炜，廖梅杰，张峰，马悦欣大连海洋大学，中国水产科学研究院黄海水产研究所，中国海洋大学，山东省海水养殖研究所23大菱鲆疾病综合控制技术及示范推广王印庚，莫照兰，张正，史成银，陈吉祥，雷霁霖，李秋芬，梁萌青，高淳仁，荣小军，曲江波，刘寿堂，常青，朱建新，陈霞中国水产科学研究院黄海水产研究所，中国科学院海洋研究所，中国海洋大学24淡水鱼类种质分子鉴定研究与应用白俊杰，叶星，简清，罗建仁，宋红梅，全迎春，刘宇飞，劳海华，吴淑勤，李胜杰，牟希东，于凌云，卢迈新，王培欣，樊佳佳中国水产科学研究院珠江水产研究所25橡胶树精准化施肥技术研究与应用罗微，刘志崴，茶正早，李智全，林清火，陈勇，王文斌，陈叶海，陈秋波，李春丽，李强有，唐群锋，何鹏，张培松，华元刚中国热带农业科学院橡胶研究所，海南省农垦科学院，海南天然橡胶产业集团股份有限公司，云南农垦集团有限责任公司，云南省热带作物科学研究所，广东省农垦集团公司，广东省湛江农垦科学研究所26海南热带药用植物及其共附生微生物资源研究与开发戴好富，梅文莉，吴娇，曾艳波，洪葵，彭明，林海鹏，韩壮中国热带农业科学院热带生物技术研究所，农业部热带作物生物技术重点开发实验室27热带作物技术标准体系研究与应用方佳，李玉萍，黎其万，王富华，吴莉宇，古小玲，邹艳虹，万凯，梁伟红，徐志，宋启道，刘燕群，董定超，章程辉，王强中国热带农业科学院科技信息研究所，云南省农业科学院质量标准与检测技术研究所，农业部蔬菜水果质量监督检验测试中心（广州），中国热带农业科学院分析测试中心28家畜日本血吸虫病控制技术林矫矫，李长友，徐百万，刘金明，宋俊霞，朱维琴，王兰平，贺亮，周煜，刘一平，秦德超，向顺禄，董国栋，高式伟，傅志强中国农业科学院上海兽医研究所，中国动物疫病预防控制中心，湖南省动物卫生监督所，江西省家畜血吸虫病防治站，湖北省动物疫病预防控制中心，安徽省动物疫病预防控制中心，四川省动物疫病预防控制中心29硫酸头孢喹肟的研制与推广应用蒋春茂，吉文林，徐向明，杨廷桂，李勇军，陆广富，杨海峰，金礼琴，肖文华，葛兆宏，戴建华，葛竹兴，平星，徐春仲，钱建中江苏畜牧兽医职业技术学院，江苏倍康药业有限公司，江苏省动物药品工程技术研究中心30超高产人工三倍体新桑品种嘉陵20号选育推广余茂德，周金星，吴存容，王茜龄，赵爱春，鲁成，毛业炀，郑琳，敬成俊，隆文洪，苏政荣，徐立，XXX，张太云，蒋贵兵西南大学31秋子梨特色良种选育及规范化栽培技术推广张茂君，王强，丁丽华，闫兴凯，冯美琦，姚环宇，邢国杰，马洪民，孙文祥，刘文吉林省农业科学院2010－2011年度中华农业科技奖科研类成果三等奖获奖名录序号项目名称主要完成人主要完成单位1东、黄海渔业资源产出能力研究与应用程家骅，李圣法，张寒野，刘勇，严利平，林龙山，李建生，凌建忠，李惠玉，胡芬中国水产科学研究院东海水产研究所2农作物病虫害数字化诊断和监测预警的关键技术研发与应用沈佐锐，高灵旺，吕照智，XXX，陈继光，宋继辉，翁启勇，李洁，王学武，于新文中国农业大学，中国科学院新疆生态与地理研究所，太原市星火技术发展中心，黑龙江省植检植保站，新疆建设兵团农业技术推广总站3春丰007等系列甘蓝品种的选育与应用李建斌，丁万霞，刁阳隆，严继勇，吴强，王神云，万雁玲，王红，黄真诒，徐鹤林江苏省农业科学院，江苏省江蔬种苗科技有限公司，江苏中江种业股份有限公司4渝荣I号猪配套系的培育及其产业化技术开发王金勇，范首君，张凤鸣，陈四清，徐顺来，谷山林，王涛，林保忠，王可甜，钟正泽重庆市畜牧科学院5甘薯新品种培育及产量调控机理研究张立明，郗光辉，王庆美，朱金亭，李爱贤，张海燕，侯夫云，董顺旭，王建军，陈月秀山东省农业科学院作物研究所6水产养殖业污染源产排污系数测算刘晴，李继龙，沈新强，李绪兴，沈公铭，林钦，倪朝辉，张毅敏，陈碧鹃，陈家长中国水产科学研究院，环境保护部南京环境科学研究所，中国水产科学研究院东海水产研究所，中国水产科学研究院南海水产研究所，中国水产科学研究院黄海水产研究所7中华鳖良种选育及优质高效养殖模式的研究与示范何中央，钱国英，张海琪，张建人，王根连，殷黎明，徐晓林，杜建明，王忠华，丁雪燕浙江省水产技术推广总站，浙江万里学院，杭州萧山天福生物科技有限公司，浙江清溪鳖业有限公司，绍兴市中亚水产养殖中心8中苜3号耐盐苜蓿新品种选育及其推广应用杨青川，孙彦，康俊梅，侯向阳，郭文山，张铁军，吴明生，荀桂荣，晁跃辉，云继业中国农业科学院北京畜牧兽医研究所，中国农业大学9西北高淀粉马铃薯新品种选育及应用宋尚有，陆立银，何三信，王一航，文国宏，李高峰，张武，齐恩芳，李掌，李建武甘肃省农业科学院马铃薯研究所10大豆深加工关键技术研究及应用刘长江，张春红，孙晓荣，李长彪，赵秀红，孟宪军，陈永胜，代兴梅，李斌，梁爽沈阳农业大学11家禽重大疫病分子变异趋势和诊断以及疫苗防控技术研究秦卓明，徐怀英，黄兵，王友令，张伟，袁小远，欧阳文军，于可响，李玉峰，张玉霞山东省农业科学院家禽研究所12生猪健康养殖模式及其关键技术研究与示范徐子伟，李永明，鲍国连，王一成，华卫东，邓波，俞国乔，陈慧华，刘敏华，逄春泰浙江省农业科学院，浙江省畜牧兽医局，浙江省畜产品质量安全检测中心，浙江绿嘉园牧业有限公司，宁波舜大股份有限公司13优质烤烟生产的土壤环境调控关键技术研究张翔，黄元炯，范艺宽，毛家伟，杨宇熙，张汴生，芦海灵，李富欣，王守刚，石凤英河南省农业科学院植物营养与资源环境研究所，中国烟草总公司河南省公司烟叶分公司14淡水龟养殖产业化关键技术的研究与应用朱新平，陈永乐，黄启成，魏成清，郑光明，周贵谭，陈昆慈，钟金香，刘毅辉，林东年中国水产科学研究院珠江水产研究所，广东绿卡实业有限公司，广东省龟鳖养殖行业协会，茂名海洋科技创新中心15茭白新品种选育及其周年供应配套技术研究与示范张尚法，郑寨生，沈学根，杨新琴，陈建明，寿森炎，陈加多，陈可可，方顺民，孔向军金华市农业科学研究院，桐乡市农业技术推广服务中心，浙江省农业厅农作物管理局，浙江大学蔬菜研究所，浙江省农业科学院植物保护与微生物研究所16北京都市型现代农业区域养分综合管理及调。

我国麻类作物基因工程育种研究进展摘要对国内外几种主要的麻类作物基因工程研究进行了综述,并对今后麻类作物在该领域的工作提出了展望。

关键词麻类作物;基因工程;育种;研究进展麻是一种古老的纤维植物,主要有红麻(Hibiscus cannab-inus)、黄麻(Corchorus capsularis)、亚麻(Linum numusitatissimum)、苎麻(Boehmeria nivea)、大麻(Cannabis stative)等,它们在植物分类中并不属于同一科或属,但它们都有质地坚韧的纤维,可作为纺织业和造纸业的原材料。

我国是世界主要产麻国之一,也是麻类作物品种最多的国家。

麻类作物还是包装及绳索等制造工业的重要原料,是一种重要的经济作物。

因此,愈来愈多的科研工作者对麻类作物进行了利用各种手段改良其产量及品质的研究工作。

基因工程是指在体外将核酸分子插入病毒、质粒或其他载体分子,构成遗传物质的新组合,并使之渗入到原先没有这类分子的寄主细胞内,且能持续稳定的繁殖[1]。

自1983年利用基因工程手段首次获得转基因植株以来(烟草),这一技术在短短的20多年时间里得到了迅猛发展。

到2001年,全球共正式批准各种转基因植物120多个品种(系),已有15个以上的国家种植转基因植物,总面积已超过5 200万公顷[2]。

1983年Hepburn等用根癌农杆菌侵染亚麻上胚轴得到亚麻肿瘤株系,自此开始了麻类作物基因工程的育种研究。

基因工程应用于麻类作物,在其种质资源的创新中逐渐显示出了强大的生命力和巨大的发展潜力。

1抗病虫害基因工程方面的研究经过多年的相关研究,国内外研究工作者在红麻、亚麻、苎麻等麻类作物的抗病虫害转基因研究中取得了可喜的成就。

其中以红麻转抗病虫基因工程研究居多。

中国农业科学院麻类研究所与国际黄麻组织(IJO)合作,用农杆菌介导法将抗真菌病害基因(几丁质酶基因与β-1, 3-葡聚糖酶基因)和抗虫基因(Bt基因)导入红麻子叶细胞,得到了转基因后代植株[3]。

㊀㊀㊀２０２４年第４６卷第２期㊀㊀中国麻业科学㊀㊀ＰＬＡＮＴＦＩＢＥＲＳＣＩＥＮＣＥＳＩＮＣＨＩＮＡ㊀㊀㊀㊀文章编号:１６７１－３５３２(２０２４)０２－００８０－１０用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发周佳１ꎬ２ꎬ张园２ꎬ郭孟璧２ꎬ吕品２ꎬ杜光辉１ꎬ许艳萍２ꎬ杨明２ꎬ张庆滢２ꎬ字雪靖２ꎬ陈璇２∗(１.云南大学农学院ꎬ云南昆明６５０５０４ꎻ２.云南省农业科学院经济作物研究所ꎬ云南昆明６５０２０５)摘㊀要:目前ꎬ我国工业大麻种质资源的分子筛选和分子鉴定主要依赖于ＡＦＬＰ㊁ＳＳＲ和重测序等方法ꎬ缺乏快速㊁准确㊁直观的分子标记体系ꎬ开发竞争性等位基因特异性ＰＣＲ(ＫｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅＡｌ￣ｌｅｌｅＳｐｅｃｉｆｉｃＰＣＲꎬＫＡＳＰ)标记集及其检测体系具有良好的应用前景ꎮ研究首先基于大麻素Ｂ位点基因多态性成功开发了１个特异性ＫＡＳＰ位点ꎬ能够准确区分大麻种质资源中的低毒型㊁高毒型和中间型三种化学型ꎻ随后基于来自９５份不同大麻种质资源的全基因组重测序ＳＮＰ数据ꎬ总共开发了３２个高质量的核心ＫＡＳＰ标记ꎮ验证表明ꎬ该３３个ＫＡＳＰ标记集及其检测体系可以应用于工业大麻辅助育种㊁工业大麻品种分子鉴别和指纹图库构建等ꎬ丰富了工业大麻分子标记类型和方法ꎮ关键词:工业大麻ꎻ种质鉴定ꎻ大麻素ꎻＫＡＳＰ标记ꎻ指纹图谱中图分类号:Ｓ５６３.３㊀文献标识码:Ａ㊀开放科学(资源服务)标识码(ＯＳＩＤ):㊀收稿日期:２０２４－０１－０６基金项目:财政部和农业农村部:国家麻类产业技术体系育种技术与方法岗位(ＣＡＲＳ－１６－Ｅ０２)ꎻ云南省科技计划项目(２０２３０５ＡＰ３５００１１)ꎻ云南省高层次人才培养支持计划(青年拔尖)作者简介:周佳(１９９９ )ꎬ女ꎬ在读硕士研究生ꎬ主要从事大麻种质资源的评价及创新研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:１８１３６２４６８９＠ｑｑ.ｃｏｍ∗通信作者:陈璇(１９８１ )ꎬ男ꎬ研究员ꎬ主要从事麻类作物资源及遗传育种研究ꎮＥ－ｍａｉｌ:ｃｈｅｎｘｕａｎ９２３９＠１６３.ｃｏｍＤｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＫＡＳＰＭａｒｋｅｒＳｅｔｆｏｒＳｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄＩｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＨｅｍｐＧｅｒｍｐｌａｓｍＲｅｓｏｕｒｃｅｓＺＨＯＵＪｉａ１ꎬ２ꎬＺＨＡＮＧＹｕａｎ２ꎬＧＵＯＭｅｎｇｂｉ２ꎬＬＹＵＰｉｎ２ꎬＤＵＧｕａｎｇｈｕｉ１ꎬＸＵＹａｎｐｉｎｇ２ꎬＹＡＮＧＭｉｎｇ２ꎬＺＨＡＮＧＱｉｎｇｙｉｎｇ２ꎬＺＩＸｕｅｊｉｎｇ２ꎬＣＨＥＮＸｕａｎ２∗(１.ＳｃｈｏｏｌｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒｅꎬＹｕｎｎａｎＵｎｉｖｅｒｓｉｔｙꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０５０４ꎬＹｕｎｎａｎꎬＣｈｉｎａꎻ２.ＩｎｄｕｓｔｒｉａｌＣｒｏｐｓＲｅｓｅａｒｃｈＩｎｓｔｉｔｕｔｅꎬＹｕｎｎａｎＡｃａｄｅｍｙｏｆＡｇｒｉｃｕｌｔｕｒａｌＳｃｉｅｎｃｅｓꎬＫｕｎｍｉｎｇ６５０２０５ꎬＹｕｎｎａｎꎬＣｈｉｎａ)Ａｂｓｔｒａｃｔ:Ｃｕｒｒｅｎｔｌｙꎬｔｈｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｓｃｒｅｅｎｉｎｇａｎｄｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅｍｐｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅ￣ｓｏｕｒｃｅｓｉｎＣｈｉｎａｍａｉｎｌｙｒｅｌｙｏｎｍｅｔｈｏｄｓｓｕｃｈａｓＡＦＬＰꎬＳＳＲａｎｄＲｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇꎬｌａｃｋｉｎｇｉｎａｆａｓｔꎬａｃｃｕ￣ｒａｔｅꎬａｎｄｉｎｔｕｉｔｉｖｅｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋｅｒｓｙｓｔｅｍ.ＴｈｅｄｅｖｅｌｏｐｍｅｎｔｏｆＫｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅＡｌｌｅｌｅＳｐｅｃｉｆｉｃＰＣＲ(ＫＡＳＰ)ｗｉｔｈｍａｒｋｅｒｓｅｔｓａｎｄｉｔｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｈａｓｇｏｏｄａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｐｒｏｓｐｅｃｔｓ.Ｔｈｉｓｓｔｕｄｙｆｉｒｓｔｓｕｃ￣ｃｅｓｓｆｕｌｌｙｄｅｖｅｌｏｐｅｄａｓｐｅｃｉｆｉｃＫＡＳＰｌｏｃｕｓｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｃａｎｎａｂｉｎｏｉｄＢｌｏｃｕｓｇｅｎｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍꎬｗｈｉｃｈｃａｎａｃｃｕｒａｔｅｌｙｄｉｓｔｉｎｇｕｉｓｈｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃｈｅｍｉｃａｌｔｙｐｅｓｏｆｌｏｗ－ＴＨＣꎬｈｉｇｈ－ＴＨＣｏｒｉｎｔｅｒｍｅｄｉａｔｅｔｙｐｅｓｉｎｃａｎ￣ｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓ.Ａｔｏｔａｌｏｆ３２ｈｉｇｈ－ｑｕａｌｉｔｙｃｏｒｅＫＡＳＰｍａｒｋｅｒｓｗｅｒｅｄｅｖｅｌｏｐｅｄｂａｓｅｄｏｎｔｈｅｗｈｏｌｅ－ｇｅｎｏｍｅｒｅｓｅｑｕｅｎｃｉｎｇｓｉｎｇｌｅｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍ(ＳＮＰ)ｄａｔａｆｒｏｍ９５ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍ￣０８ｐｌａｓｍｒｅｓｏｕｒｃｅｓ.Ｖｅｒｉｆｉｃａｔｉｏｎｅｘｐｅｒｉｍｅｎｔｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅ３３ＫＡＳＰｍａｒｋｅｒｓｅｔｓａｎｄｉｔｓｄｅｔｅｃｔｉｏｎｓｙｓｔｅｍｃａｎｂｅａｐｐｌｉｅｄｔｏｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅｍｐａｓｓｉｓｔｅｄｂｒｅｅｄｉｎｇꎬｍｏｌｅｃｕｌａｒｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅｍｐｖａｒｉｅｔｉｅｓꎬａｎｄｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｌｉｂｒａｒｙｃｏｎｓｔｒｕｃｔｉｏｎꎬｅｎｒｉｃｈｉｎｇｔｈｅｔｙｐｅｓａｎｄｍｅｔｈｏｄｓｏｆｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅｍｐｍｏｌｅｃｕｌａｒｍａｒｋ￣ｅｒｓ.Ｋｅｙｗｏｒｄｓ:ｉｎｄｕｓｔｒｉａｌｈｅｍｐꎻｇｅｒｍｐｌａｓｍｉｄｅｎｔｉｆｉｃａｔｉｏｎꎻｃａｎｎａｂｉｎｏｉｄꎻＫＡＳＰｍａｒｋｅｒꎻｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔ大麻(ＣａｎｎａｂｉｓｓａｔｉｖａＬ.)又名火麻㊁线麻㊁寒麻㊁汉麻等ꎬ是大麻科大麻属一年生草本植物ꎬ在世界各地广泛分布ꎮ工业大麻是指通过遗传改良后ꎬ植物群体花期顶部叶片及花穗干物质中的四氢大麻酚(ＴＨＣ)含量<０.３％ꎬ不能作为毒品利用的作物品种类型ꎮ工业大麻没有毒品利用价值ꎬ但在纺织材料㊁建筑材料㊁复合材料㊁食用㊁药用㊁日化用品及土壤修复改良等方面具有广泛应用价值ꎮ大麻素是大麻植物中特有的一类化合物ꎬ目前已有超过７０种大麻素成分从大麻植株中分离出来[１]ꎮＣＢＤ(大麻二酚)和ＴＨＣ是大麻素中含量最高的两种ꎬ在植物体内分别由大麻二酚酸(ｃａｎｎａｂｉｄｉｏｌａｃｉｄꎬＣＢＤＡ)和四氢大麻酚酸(Δ９－ｔｅｔｒａｈｙｄｒｏｃａｎｎａｂｉｎｏｌａｃｉｄꎬＴＨＣＡ)脱羧而成ꎮ研究表明[２]ꎬＣＢＤＡ和ＴＨＣＡ是由同一前体物质 ＣＢＧＡ(大麻萜酚酸)分别在ＣＢＤＡ合成酶(由ＣＢＤＡＳ基因编码)和ＴＨＣＡ合成酶(由ＴＨＣＡＳ基因编码)的催化下合成而来ꎬＣＢＤＡＳ基因和ＴＨＣＡＳ基因则是同一个等位点Ｂ上的两个等位基因ꎬ分别用ＢＤ(ＣＢＤＡＳ)和ＢＴ(ＴＨＣＡＳ)表示ꎮ一般来说ꎬＢ位点上基因型状态控制着ＣＢＤ/ＴＨＣ含量比值ꎬＢＤ/ＢＤ基因型表现出低ＴＨＣ含量和高ＣＢＤ/ＴＨＣ比值状态(即低毒型ꎬ通常表现为ＴＨＣ<０.３％的工业大麻)ꎬＢＴ/ＢＴ基因型表现出高ＴＨＣ含量和低ＣＢＤ/ＴＨＣ比值状态ꎬＢＴ/ＢＤ基因型则表现出中间含量状态和ＣＢＤ/ＴＨＣ比值接近１的状态[３]ꎮ大麻属于雌雄异株㊁异花繁殖的植物ꎬ工业大麻品种或农家品种处于一种性状相对稳定的状态ꎬ同一群体中不同个体之间会存在一定遗传和表型差异ꎬ这给品种资源鉴定尤其是分子指纹鉴定带来了更高的要求ꎮ与传统的形态标记㊁生化标记相比ꎬ分子标记具有多态性好㊁准确性高㊁分布广㊁操作便捷㊁不受外界环境影响等优点[４]ꎮ郭佳等[５]利用ＡＦＬＰ技术对１２个地方大麻品种的遗传多样性进行了探讨ꎬ为大麻植物的鉴定提供了科学依据ꎮ信朋飞等[６]和张庆滢等[７]利用ＥＳＴ－ＳＳＲ标记技术构建了大麻的ＤＮＡ指纹图谱ꎬ为鉴定大麻品种真伪提供了理论依据ꎮ单核苷酸多态性(ＳｉｎｇｌｅＮｕｃｌｅｏｔｉｄｅＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍꎬＳＮＰ)分子标记相比于ＡＦＬＰ和ＳＳＲ等标记ꎬ具有基因组丰富度高㊁位点特异性好㊁基因分型错误率较低等特点ꎬ更容易实现高通量分析[８]ꎮ尽管ＳＮＰ标记在水稻[９]㊁玉米[１０]㊁大豆[１１]等作物的鉴定上有大量报道ꎬ但ＳＮＰ标记用于大麻鉴定上的报道较少[１２]ꎮ此外ꎬ竞争性等位基因特异性ＰＣＲ(ＫｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅＡｌｌｅｌｅＳｐｅｃｉｆｉｃＰＣＲꎬＫＡＳＰ)是近年兴起的一种ＳＮＰ分型技术ꎬ该技术的原理是基于引物末端碱基的特异性匹配ꎬ利用ｔｏｕｃｈ－ｄｏｗｎＰＣＲ与双色荧光探针结合ꎬ发出不同荧光信号来对ＳＮＰ进行分型[１３]ꎬ现已应用于小麦分离群体基因型的鉴定[１４]㊁水稻耐高温新品种的标记辅助选择育种[１５]㊁玉米杂种优势群的区分[１６]以及甘蓝品种指纹图谱的构建[１７]等ꎮＫＡＳＰ相对于酶切扩增多态性序列法(ＣｌｅａｖｅｄＡｍｐｌｉｆｉｅｄＰｏｌｙｍｏｒｐｈｉｃＳｅｑｕｅｎｃｅꎬＣＡＰＳ)和测序法ꎬ具有成本低㊁耗时短㊁精确度高等优点[１８]ꎬ在大麻上的应用值得探索ꎮ随着近年来工业大麻品种研发加快和品种数量快速增长ꎬ亟须开展工业大麻品种资源精准鉴定ꎬ以保护新品种知识产权ꎬ助推工业大麻产业的安全健康发展ꎮ本研究基于对工业大麻Ｂ位点上等位基因多态性分析和重测序ＳＮＰ数据ꎬ尝试采用ＫＡＳＰ技术开发出一组可用于鉴定大麻素化学型和工业大麻种质资源的核心ＫＡＳＰ标记集及检测体系ꎬ用于辅助选择工业大麻种质资源和鉴定工业大麻品种ꎬ构建工业大麻品种的ＳＮＰ指纹图谱ꎬ为我国工业大麻新品种选育㊁品种鉴定和保护提供技术支持ꎮ１㊀材料和方法１.１㊀试验材料及其化学型鉴定用于ＫＡＳＰ标记验证的２７份种质资源材料来自云南省农业科学院经济作物研究所大麻种质１８第１期周佳等:用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发２８㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷资源库ꎬ种质材料具体信息如表１ꎮＣＢＤ和ＴＨＣ含量检测参照农业行业标准«工业大麻种子»第１部分:品种(ＮＹ/Ｔ３２５２.１)中推荐的检测方法ꎮ计算大麻素相对含量(即ＣＢＤ/ＴＨＣ含量比值)来判定大麻素化学型[１９－２０]ꎮ表１㊀２７份大麻种质材料信息Ｔａｂｌｅ１㊀Ｉｎｆｏｒｍａｔｉｏｎｏｆ２７ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ种质编号种质名称来源地材料类型１云麻１号云南选育品种２云麻３号云南选育品种３云麻５号云南选育品种４云麻７号云南选育品种５云麻８号云南选育品种６云麻１０号云南选育品种７云麻杂２号云南选育品种８Ｃ＿３云南野生种９Ｃ＿９云南农家品种１０Ｃ＿１８云南农家品种１１Ｃ＿２０云南农家品种１２Ｃ＿３５贵州农家品种１３Ｃ＿４０四川农家品种１４Ｃ＿４４河南农家品种１５Ｃ＿５６甘肃农家品种１６Ｃ＿５８甘肃农家品种１７Ｃ＿６１山东农家品种１８Ｃ＿６２宁夏农家品种１９Ｃ＿６４山西农家品种２０Ｃ＿７０新疆农家品种２１Ｃ＿７３新疆农家品种２２Ｃ＿７４新疆农家品种２３Ｃ＿７７新疆农家品种２４Ｃ＿８１吉林农家品种２５Ｃ＿８４黑龙江农家品种２６Ｃ＿８８韩国韩国资源２７Ｃ＿９１匈牙利国外品种１.２㊀高质量ＤＮＡ提取ＫＡＳＰ分型核心步骤是竞争性ＰＣＲ技术ꎬ该ＰＣＲ过程对基因组ＤＮＡ质量要求较高ꎮ本研究采用改良的２ˑＣＴＡＢ法ꎬ该方法在传统２ˑＣＴＡＢ法基础上进行了两处改良ꎮ其一是在液氮研磨后的叶片粉末中加入经冰中预冷的Ｂｕｆｆｅｒ溶液(０.２５ｍｏｌ/Ｌ的ＮａＣｌ㊁１ｍｏｌ/Ｌ的Ｔｒｉｓ－ＨＣｌ㊁０.５ｍｏｌ/Ｌ的ＥＤＴＡ)１ｍＬꎬ轻摇混匀后ꎬ冰浴３０ｍｉｎꎻ于６ħ冷冻离心机中ꎬ３５００ｒ/ｍｉｎ离心３ｍｉｎꎻ去上清后的沉淀再加２ˑＣＴＡＢ提取液ꎬ提取过程同常规提取ꎮ其二是在ＤＮＡ最后溶解步骤使用ＲＮａｓｅ ｄｄＨ２Ｏ来替代传统的ＴＥ或者ｄｄＨ２ＯꎬＲＮａｓｅ ｄｄＨ２Ｏ中ＲＮａｓｅ最佳使用浓度为１０~１５μｇ/ｍＬꎮ１.３㊀全基因组重测序ＳＮＰ数据来源本文中全基因组ＳＮＰ数据是基于项目组前期对国内外９５份大麻种质资源全基因组重测序而得到的ꎮ所有重测序数据全部保存在云南省农业科学院经济作物研究所ꎬ含８７份国内资源和８份国外资源的重测序数据ꎬ其中８７份国内资源来自１９个省份ꎬ包括野生种１５份㊁农家品种７０份㊁选育品种２份ꎮ以ＮＣＢＩ网站上ＧＣＡ＿９００６２６１７５.２为参考基因组ꎬ使用ｆａｓｔｑ(ｖｅｒｓｉｏｎ:０.２０.０)和ｆａｓｔｑｃ(ｖｅｒｓｉｏｎ:０.１１.５)软件对测序数据进行过滤和质控处理得到ｃｌｅａｎ数据ꎮ１.４㊀ＫＡＳＰ标记开发与引物合成ＫＡＳＰ标记开发分为两个部分ꎮ第一部分是大麻素基因型Ｂ位点特异ＫＡＳＰ标记开发:根据ＣＢＤＡＳ和ＴＨＣＡＳ的序列多态性和相似性ꎬ设计了５个用于鉴定Ｂ位点的特异性ＳＮＰ位点ꎬ但最终只有１个成功转化为ＫＡＳＰ标记(位点编号为ＳＮＰ３３)ꎬ该标记可鉴别出ＢＤ/ＢＤ㊁ＢＴ/ＢＤ和ＢＴ/ＢＴ３种基因型ꎮ第二部分是基因组上非功能性位点ＫＡＳＰ标记开发:基于１.３中得到的测序数据并进行群体分析后筛选出核心ＳＮＰ位点ꎬ截取核心ＳＮＰ位点的前后各６０ｂｐ序列ꎬ设计ＫＡＳＰ引物ꎬ最终有３２个核心ＳＮＰ位点成功转化为ＫＡＳＰ标记ꎬ位点编号为ＳＮＰ１~３２ꎮ每个ＫＡＳＰ标记引物由两条末端碱基不同的正向引物Ｆ１和Ｆ２以及一条反向引物Ｒ构成ꎬ正向引物Ｆ１的５ －端连接ＦＡＭ－ｔａｉｌ:５ －ＧＡＡＧＧＴＧＡＣＣＡＡＧＴＴＣＡＴＧＣＴ－３ 通用荧光标签序列ꎬ正向引物Ｆ２的５ －端连接ＨＥＸ－ｔａｉｌ:５ －ＧＡＡＧＧＴＣＧＧＡＧＴＣＡＡＣＧＧＡＴＴ－３ 通用荧光标签序列ꎮ本试验引物由上海生工公司合成ꎬ引物序列信息如附表１所示ꎮ１.５㊀ＰＣＲ扩增与标记检测ＰＣＲ扩增及荧光检测的设备为Ｂｉｏ－ＲａｄＣ１０００(ＣＦＸ９６)ꎻＰＣＲ扩增的反应总体系为１０.１４μＬꎬ包括ＤＮＡ样品５μＬꎬＫＡＳＰＡｓｓａｙＭｉｘ(引物混合液)０.１４μＬ(混合液成分为引物Ｆ１㊁Ｆ２㊁Ｒ和ｄｄＨ２Ｏꎬ其体积比为１２ʒ１２ʒ３０ʒ４６ꎬ混合前引物Ｆ１㊁Ｆ２和Ｒ的浓度均为１００μｍ/ｍＬ)ꎬ以及ＫＡＳＰ５０００Ｖ４.０ＴＦ２ˑＭａｓｔｅｒｍｉｘ５μＬ(ＬＧＣ公司ꎬ货号为ＫＢＳ－１０５０－１０２)ꎮＰＣＲ扩增的反应共有３个阶段ꎮ阶段一:９４ħ预变性１５ｍｉｎꎻ阶段二:９４ħꎬ２０ｓꎬ６６~５７ħ(每个循环降１ħꎬ共１０个循环ꎬ每个循环１ｍｉｎ)ꎬ１０ｍｉｎꎻ阶段三:９４ħꎬ２０ｓꎬ５５ħꎬ１ｍｉｎꎬ共２６个循环ꎻ荧光信号值的读取条件为３７ħꎬ１ｍｉｎꎮ如发现荧光值较低或分型较散ꎬ则可以通过增加ＰＣＲ反应循环次数对ＰＣＲ产物进行再次读取ꎬ最多可增加４次ꎬ增加的ＰＣＲ反应程序为:９４ħꎬ１ｍｉｎꎬ５５ħꎬ２０ｓꎬ共３个循环ꎻ荧光信号值的读取条件为３７ħꎬ１ｍｉｎꎮ２㊀结果２.１㊀大麻素基因型特异ＫＡＳＰ位点的开发及验证根据大麻素Ｂ位点上ＣＢＤＡＳ和ＴＨＣＡＳ两个基因的序列多态性和相似性ꎬ共筛选出了５个差异性ＳＮＰ位点ꎬ理论上可用于区分Ｂ位点３种基因型ꎬ并将其转化为ＫＡＳＰ标记ꎮ预试验结果表明ꎬ只有一个ＫＡＳＰ标记(编号:ＳＮＰ３３)可以获得清晰分型结果ꎬ并利用该标记对２５份大麻种质材料(表１中编号１~１３㊁１５~２４㊁２６和２７)进行基因分型验证ꎮ如图１所示ꎬ２５份大麻种质被分为３个基因型ꎬ聚集在靠近Ｘ轴上的圆点为ＢＴ/ＢＴ基因型的样本ꎬ代表毒品型大麻种质资源ꎻ聚集在靠近Ｙ轴上的正方形为ＢＤ/ＢＤ基因型的样本ꎬ代表工业大麻种质资源ꎻ位于４５度方向上的三角形为ＢＴ/ＢＤ杂合基因型的样本ꎬ代表中间型大麻种质资源ꎻ靠近原点的正方形为阴性对照ＮＴＣ(ＮｏＴｅｍ￣ｐｌａｔｅＣｏｎｔｒｏｌ)ꎬ其始终聚集在一起且靠近基部ꎬ不产生荧光信号ꎮ进一步检测该２５份大麻种质材料中大麻素化学型分型ꎬ发现该ＫＡＳＰ标记分型结果和化学型分型结果完全一致ꎬ能成功筛选出低毒型㊁高毒型和中间型大麻种质资源(表２)ꎮ图１㊀大麻素Ｂ位点基因型ＫＡＳＰ标记在２５份大麻种质材料上的荧光检测图谱Ｆｉｇ.１㊀ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍａｐｓｏｆＢ－ｓｉｔｅｇｅｎｏｔｙｐｅＫＡＳＰｍａｒｋｅｒｓｏｎ２５ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ３８第１期周佳等:用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发表２㊀２５份大麻种质材料上Ｂ位点ＫＡＳＰ标记分型及化学型分型结果比较Ｔａｂｌｅ２㊀ＣｏｍｐａｒｉｓｏｎｏｆＢ－ｓｉｔｅＫＡＳＰｍａｒｋｅｒｔｙｐｉｎｇａｎｄｃｈｅｍｉｃａｌｔｙｐｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｎ２５ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ工业大麻品种(或种质资源)ＫＡＳＰ分型结果化学型分型结果工业大麻品种(或种质资源)ＫＡＳＰ分型结果化学型分型结果云麻１号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿５６ＢＴ/ＢＴ毒品型云麻３号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿５８ＢＴ/ＢＴ毒品型云麻５号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿６１ＢＴ/ＢＤ中间型云麻７号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿６２ＢＴ/ＢＴ毒品型云麻８号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿６４ＢＴ/ＢＤ中间型云麻１０号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿７０ＢＴ/ＢＤ中间型云麻杂２号ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿７３ＢＴ/ＢＤ中间型Ｃ＿３ＢＴ/ＢＤ中间型Ｃ＿７４ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿９ＢＴ/ＢＤ中间型Ｃ＿７７ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿１８ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿８１ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿２０ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿８８ＢＴ/ＢＴ毒品型Ｃ＿３５ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿９１ＢＤ/ＢＤ低毒型Ｃ＿４０ＢＴ/ＢＴ毒品型２.２㊀基因组上非功能性ＫＡＳＰ标记的开发及验证基于９５份大麻种质资源的重测序数据采用ＳＡＭＴＯＯＬＳ进行群体ＳＮＰ检测ꎬ对获得的ＳＮＰ位点基于ｃａｌｌｒａｔｅ(检出率)达到１００％㊁ＭＡＦ(最小等位基因频率)>０.４㊁在染色体上相对均匀分布这三个标准进行筛选ꎬ共获得５０个ＳＮＰ位点(编号Ｓｉｔｅ１~Ｓｉｔｅ５０)ꎮ截取这５０个ＳＮＰ位点的前后各６０ｂｐ序列ꎬ设计ＫＡＳＰ引物ꎬ利用ＫＡＳＰ技术对５０个标记进行转化筛选ꎬ结果表明ꎬＳｉｔｅ４㊁Ｓｉｔｅ９㊁Ｓｉｔｅ１０㊁Ｓｉｔｅ１１㊁Ｓｉｔｅ１５等１８个位点的标记分型结果不具备差异性ꎬ将其舍弃后剩余３２个ＳＮＰ位点ꎬ分型成功率为６４％ꎬ对应位点在染色体上的分布情况如图２所示ꎮ图２㊀５０个ＳＮＰ位点在染色体上的位置图Ｆｉｇ.２㊀Ｌｏｃａｔｉｏｎｍａｐｏｆ５０ＳＮＰｌｏｃｉｏｎｃｈｒｏｍｏｓｏｍｅ使用筛选出的３２个高质量ＳＮＰ位点转化的ＫＡＳＰ标记对１１份大麻种质材料(表１中编号１~８㊁１４㊁１８和２５)进行基因分型验证ꎮＳＮＰ２和ＳＮＰ１４的ＫＡＳＰ标记分型结果如图３所示ꎬ１１份大麻种质被分为３种基因型ꎬ聚集在靠近Ｘ轴上的样本基因型为连接ＦＡＭ荧光标签序列的基因型ꎬ聚集在靠近Ｙ轴上的样本基因型为连接ＨＥＸ荧光标签序列的基因型ꎬ两者均为纯合基因型ꎻ位于４５度方向上的三角形表示杂合基因型ꎻ靠近原点的正方形为阴性对照ＮＴＣꎬ其始终聚集在一起且靠近基部ꎬ不产生荧光信号ꎮ１１份大麻种质材料在３２个高质量ＳＮＰ位点上的ＫＡＳＰ分型结果如表３所示ꎬ结果表明ꎬ该３２个ＳＮＰ位点能够较好地区分纯合类型和杂合类型ꎬ最终获得３２个成功分型的ＫＡＳＰ标记ꎬ编号为ＳＮＰ１~ＳＮＰ３２ꎮ４８㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷图３㊀１１份大麻种质材料在ＳＮＰ２和ＳＮＰ１４上的ＫＡＳＰ标记荧光检测图谱Ｆｉｇ.３㊀ＦｌｕｏｒｅｓｃｅｎｃｅｄｅｔｅｃｔｉｏｎｍａｐｓｏｆＫＡＳＰｌａｂｅｌｅｄｏｎＳＮＰ２ａｎｄＳＮＰ１４ｏｆ１１ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ表３㊀１１份大麻种质材料在３２个ＳＮＰ位点上的ＫＡＳＰ基因分型结果Ｔａｂｌｅ３㊀ＫＡＳＰｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇｒｅｓｕｌｔｓｏｆ１１ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓａｔ３２ＳＮＰｌｏｃｉＳＮＰ位点编号大麻种质编号１２３４５６７８１４１８２５１ＣＣＴＴＴＴＴＴＴＴＴＴＣＴＣＴＣＣＣＴＣＴ２ＡＡＡＴＴＴＡＡＡＴＡＡＡＴＴＴＡＡＡＡＡＴ３ＴＧＴＧＧＧＴＴＧＧＴＴＴＧＴＧＡＣＡＣＴＧ４ＡＧＡＡＡＧＧＧＡＡＧＧＡＧＧＧＡＧＧＧＡＧ５ＴＴＣＴＣＴＣＴＣＴＣＴＴＴＴＴＣＴＣＴＣＴ６ＴＴＴＴＴＣＴＴＴＴＴＴＴＣＴＣＴＣＴＴＣＣ７ＡＴＡＴＡＴＡＴＡＡＡＴＴＴＡＴＡＴＡＴＴＴ８ＧＧＧＧＧＡＧＡＡＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＡＧＧ９ＴＴＧＴＧＴＧＴＴＴＴＴＴＴＴＴＧＧＧＧＧＧ１０ＡＧＡＧＧＧＧＧＧＧＡＡＡＡＡＡＡＡＡＧＡＧ１１ＣＴＴＴＴＴＣＣＣＣＴＣＴＴＴＴＴＣＴＣＣＣ１２ＧＡＡＡＧＡＡＡＧＧＧＧＧＡＧＡＧＡＧＡＧＧ１３ＡＴＡＡＡＴＴＴＡＴＴＴＡＴＴＴＡＴＡＴＡＴ１４ＡＡＡＴＡＴＡＡＴＴＡＡＡＡＡＴＡＴＡＴＴＴ１５ＧＧＡＡＧＧＧＡＧＧＧＡＡＡＧＧＧＡＡＡＧＡ１６ＴＣＴＣＴＣＣＣＴＣＴＴＣＣＴＴＴＣＴＴＴＣ１７ＡＡＧＡＧＡＡＡＧＡＧＡＧＡＡＡＧＡＧＡＧＡ１８ＣＣＣＴＣＣＣＴＣＴＣＣＣＴＣＣＣＣＣＴＣＴ１９ＣＣＡＣＡＡＣＡＣＣＣＣＣＣＣＡＣＡ ＡＡ２０ＣＴＡＡＣＣＣＴＣＣＡＣＡＣＣＣＡＡＡＣＡＡ２１ＧＧＧＧＣＣＧＧＣＧＧＧＧＧＧＧＣＣＣＣＣＧ２２ＧＧＴＧＴＧＧＧＴＧＧＧＴＧＴＧＴＧＴＧＴＧ２３ＡＡＴＴＡＡＡＡＡＴＡＴＡＴＡＡＡＴＡＡＡＴ２４ＣＡＡＡＣＣＣＡＣＡＡＡＣＡＣＣＡＡＣＣＡＡ２５ＴＴＧＴＧＴＧＧＴＴＴＴＧＴＧＴＧＧＧＧＧＧ２６ＴＴＣＴＣＴＣＴＴＴＴＴＣＴＣＣＣＴＣＣＣＣ２７ＣＣＣＴＣＴＣＣＣＴＣＴＴＴＣＴＣＣＣＴＣＴ２８ＡＧＡＡＧＧＧＧＡＡＡＧＡＧＡＧＡＧＡＡＡＧ２９ＡＧＡＧＡＧＧＧＡＡＧＧＡＧＧＧＡＡＡＧＧＧ３０ＧＧＣＧＣＧＧＧＧＧＧＧＧＧＣＣＧＧＣＧＣＧ３１ＣＴＣＴＣＴＣＣＣＣＣＣＣＴＣＴＣＴＣＣＴＴ３２ＧＴＧＴＧＴＧＴＴＴＧＴＧＧＧＴＧＴＧＴＴＴ２.３㊀ＫＡＳＰ标记在大麻种质资源鉴定中的应用将１１份大麻种质材料在ＳＮＰ１~ＳＮＰ３２上的ＫＡＳＰ分型结果(表３)转化为二进制数据ꎬ得到如５８第１期周佳等:用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发表４所示的１１份大麻种质材料的ＳＮＰ位点指纹码ꎬ从而绘制出如图４所示的大麻种质材料的ＫＡＳＰ指纹图谱[２]ꎬ０和２代表纯合基因型ꎬ１代表杂合基因型ꎬ９代表未检出的基因型ꎮ表４㊀１１份大麻种质材料的ＳＮＰ位点指纹码Ｔａｂｌｅ４㊀ＳＮＰｆｉｎｇｅｒｐｒｉｎｔｓｏｆ１１ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ大麻种质材料名称ＳＮＰ位点指纹码云麻１号２２１１０２１０２１１１１２０１２００１００２１２０２１１２１１云麻３号０１１２１２１０１１０２２１２１１１１００１０２１１１２１１１１云麻５号０００１１１１１１２０１１１０１１０２２２１２０１１１０１１１１云麻７号０２２０１２１１１２２２０２１０２１１１００２１０１２００２２１云麻８号０１０２１２０２２２２０１００１１１０２１１１１２０１２２２２２云麻１０号０２２０１２１１２０１００２１２１００１００１２２０１１０２２１云麻杂２号１１１１０１２１２００１１２２０１１０１０１１１１１０１１２１０Ｃ＿３１０１００１１１２００１０１０２２０１２０１２０１２１１００１１Ｃ＿４４２２１１１１１１００１１１１１１１０１０２１１２０１２１２２１１Ｃ＿６２１２１０１２１１０１１１１１２２１１９１２１２００２１２１１２１Ｃ＿８４１１１１１０２００１２０１０１１１１２０１１１２０２１１０１０２注:第１行为ＫＡＳＰ标记编号ꎻ第２行为ＫＡＳＰ标记对应的突变碱基类型ꎻ其余列依次为１１份大麻种质资源的基因型ꎮ图４㊀１１份大麻种质材料的ＫＡＳＰ指纹图谱Ｆｉｇ.４㊀ＫＡＳＰｆｉｎｇｅｒ－ｐｒｉｎｔｉｎｇｄａｔａｂａｓｅｏｆ１１ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ此外ꎬ我们还将１１份大麻种质资源的指纹图谱进行相互比对(表５)ꎬ结果显示ꎬ任意两份大麻种质资源间指纹图谱均有１５个及以上ＳＮＰ位点存在差异(即相似度ɤ５３.１３％)ꎬ表明构建的指纹图谱能对１１份大麻种质资源进行有效区分ꎬ开发的３２个ＫＡＳＰ标记能对不同的大麻品种进行有效鉴定ꎮ表５㊀１１份大麻种质材料间的位点遗传相似度Ｔａｂｌｅ５㊀Ｇｅｎｅｔｉｃｓｉｍｉｌａｒｉｔｙｏｆｌｏｃｉａｍｏｎｇ１１ｃａｎｎａｂｉｓｇｅｒｍｐｌａｓｍｍａｔｅｒｉａｌｓ种质位点相似度１２３４５６７８１４１８２５１ ２３１.２５％ ３３４.３８％５３.１３％ ４４０.６３％３４.３８％３１.２５％ ５２８.１３％３４.３８％３４.３８％２８.１３％ ６５０.００％２８.１３％２５.００％５０.００％４０.６３％ ７４６.８８％３７.５０％３７.５０％２８.１３％２８.１３％３４.３８％ ８４０.６３％３４.３８％５３.１３％２８.１３％１５.６３％４０.６３％４３.７５％ １４４６.８８％４０.６３％５０.００％３４.３８％２５.００％４３.７５％４３.７５％４０.６３％ １８３７.５０％４６.８８％４６.８８％３７.５０％２８.１３％４０.６３％３４.３８％４３.７５％４６.８８％ ２５２５.００％４０.６３％２８.１３％１８.７５％４３.７５％２５.００％３４.３８％２１.８８％４３.７５％４０.６３％ ６８㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀中国麻业科学㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀㊀第４６卷３㊀讨论我国是大麻的起源地之一[２１]ꎬ野生大麻主要分布在我国东北㊁西北和西藏等地区ꎬ栽培大麻则从北向南除东南沿海和华中部分地区外均有分布[２２]ꎮ历经几千年的驯化栽培ꎬ在云南㊁贵州㊁四川㊁广西㊁安徽㊁黑龙江㊁吉林㊁内蒙古㊁甘肃㊁山东㊁河南等多地形成了适应当地生态环境的特色地方品种[２０]ꎬ二十一世纪初又在地方品种的基础上选育出云麻㊁晋麻等多个工业大麻品种ꎬ目前我国工业大麻种植面积和产量占世界５０％左右[２３－２４]ꎮ丰富的大麻种质资源为工业大麻品种选育提供了优异的物质基础ꎬ但是雌雄异株㊁异花授粉的特性也为分子标记技术用于辅助选择育种和品种鉴定㊁保护带来较大困难ꎮ开发一种快速㊁准确㊁有效的种质资源筛选及鉴定方法ꎬ对于提升工业大麻育种能力和强化种业知识产权保护能力具有重要意义ꎮＣｉｒｏｖｉｃ等[２５]利用ＲＦＬＰ对２０份毒品大麻和３份工业大麻进行ＴＨＣＡＳ拷贝分析发现ꎬ所有毒品大麻中都存在有功能的ＴＨＣＡＳ拷贝ꎬ而工业大麻中均为无功能的ＴＨＣＡＳ拷贝ꎻ陈璇等[２０]根据ＴＨＣＡＳ和ＣＢＤＡＳ基因多态性ꎬ开发了一个共显性复合ＰＣＲ分子标记ꎬ可以鉴定出大麻素３种化学型ꎻＳｔａｇｉｎｎｕｓ等[２６]设计了一个ＰＣＲ标记Ｄ５８９ꎬ证明了特定的序列多态性与ＴＨＣ优势或ＴＨＣ中间化学型相关ꎬ能够将ＢＤ/ＢＤ类型同其他类型区分开ꎬ但该标记只能用于鉴定ＢＤ/ＢＤ类型ꎬ无法将ＢＴ/ＢＴ类型和ＢＴ/ＢＤ类型区分开ꎮ以上筛选大麻素化学型的方法均基于ＰＣＲ产物测序或者ＰＣＲ产物电泳后人为判断ꎬ尚未见到通过ＫＡＳＰ技术直接检测ＳＮＰ变异位点来筛选大麻素化学型的报道ꎮ在大麻种质资源鉴定方面ꎬ当前主要采用ＡＦＬＰ[５ꎬ２７]㊁ＳＳＲ[７]或者全基因组重测序[１２]的方法来鉴定ꎬ未见ＫＡＳＰ技术检测核心ＳＮＰ位点的报道ꎮ本研究在分析Ｂ位点上ＴＨＣＡＳ和ＣＢＤＡＳ基因多态性的基础上ꎬ反复尝试设计特异性ＫＡＳＰ引物ꎬ最终设计出了１个能够区分大麻ＢＤ/ＢＤ㊁ＢＴ/ＢＤ和ＢＴ/ＢＴ３种化学类型的特异性ＫＡＳＰ标记ꎬ且利用国内外９５份大麻种质资源的重测序数据ꎬ开发出了３２个高质量核心ＫＡＳＰ分子标记ꎬ并验证了该３３个ＫＡＳＰ标记体系的可行性ꎮ该技术体系具有快速㊁准确㊁直观的优点ꎬ同时相比其他检测方法降低了成本ꎮ值得注意的是ꎬＫＡＳＰ技术体系对大麻ＤＮＡ质量要求较高ꎬ推荐将大麻植株幼苗期叶片作为基因组ＤＮＡ提取对象ꎬ并采用改良的提取方法去除植物样本中的次生代谢产物和大量ＲＮＡ来得到高质量基因组ＤＮＡꎮ同时ꎬＫＡＳＰ标记是基于ＳＮＰ变异位点来开发的ꎬ受限于大麻群体中的遗传杂合性ꎬ在测序发现ＳＮＰ的过程中可能得到不真实的变异位点或者ＳＮＰ位点两端引物设计不好ꎬ导致降低了ＫＡＳＰ引物开发的成功率ꎮ４㊀结论本文基于大麻素Ｂ位点基因多态性成功开发了１个特异性ＫＡＳＰ位点ꎬ能够通过筛选大麻素３种化学型来加速工业大麻品种选育ꎮ同时ꎬ基于全基因组重测序ＳＮＰ数据开发了可用于工业大麻种质资源鉴定的３２个高质量核心ＫＡＳＰ标记ꎮ该３３个ＫＡＳＰ标记集及检测体系可以应用于工业大麻辅助育种㊁工业大麻品种分子鉴别和指纹图库构建等ꎮ参考文献:[１]陈璇ꎬ杨明ꎬ郭鸿彦.大麻植物中大麻素成分研究进展[Ｊ].植物学报ꎬ２０１１ꎬ４６(２):１９７－２０５.[２]陈璇ꎬ张庆滢ꎬ郭蓉ꎬ等.不同发育时期大麻素合成相关酶基因表达特征与大麻素含量的相关分析[Ｊ].分子植物育种ꎬ２０１８ꎬ１６(２):５８３－５９０.[３]ＤｅＭｅｉｊｅｒＥＰＭꎬＢａｇａｔｔａＭꎬＣａｒｂｏｎｉＡꎬｅｔａｌ.ＴｈｅｉｎｈｅｒｉｔａｎｃｅｏｆｃｈｅｍｉｃａｌｐｈｅｎｏｔｙｐｅｉｎＣａｎｎａｂｉｓｓａｔｉｖａＬ[Ｊ].Ｇｅｎｅｔｉｃｓꎬ２００３ꎬ１６３(１):３３５－３４６.[４]王玉杰ꎬ冷春旭ꎬ孙中义ꎬ等.分子标记技术在农作物种子检测中的应用[Ｊ].中国种业ꎬ２０２２(３):３８－４０.[５]郭佳ꎬ裴黎ꎬ彭建雄ꎬ等.应用ＡＦＬＰ检测大麻遗传多样性[Ｊ].法医学杂志ꎬ２００８(５):３３０－３３２.[６]信朋飞ꎬ臧巩固ꎬ赵立宁ꎬ等.大麻ＳＳＲ标记的开发及指纹图谱的构建[Ｊ].中国麻业科学ꎬ２０１４ꎬ３６(４):１７４－１８２.７８第１期周佳等:用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发[７]张庆滢ꎬ郭蓉ꎬ许艳萍ꎬ等.２２份大麻野生资源与８份栽培品种ＥＳＴ－ＳＳＲ指纹图谱构建[Ｊ].分子植物育种ꎬ２０１８ꎬ１６(２):４９３－５０１.[８]ＳｅｍａｇｎＫꎬＢａｂｕＲꎬＨｅａｒｎｅＳꎬｅｔａｌ.ＳｉｎｇｌｅｎｕｃｌｅｏｔｉｄｅｐｏｌｙｍｏｒｐｈｉｓｍｇｅｎｏｔｙｐｉｎｇｕｓｉｎｇＫｏｍｐｅｔｉｔｉｖｅＡｌｌｅｌｅＳｐｅｃｉｆｉｃＰＣＲ(ＫＡＳＰ):ｏ￣ｖｅｒｖｉｅｗｏｆｔｈｅｔｅｃｈｎｏｌｏｇｙａｎｄｉｔｓａｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｉｎｃｒｏｐｉｍｐｒｏｖｅｍｅｎｔ[Ｊ].Ｍｏｌｅｃｕｌａｒｂｒｅｅｄｉｎｇꎬ２０１４ꎬ３３:１－１４.[９]郑向华ꎬ叶俊华ꎬ程朝平ꎬ等.利用ＳＮＰ标记进行水稻品种籼粳鉴定[Ｊ].作物学报ꎬ２０２２ꎬ４８(２):３４２－３５２.[１０]尹祥佳ꎬ李晶ꎬ王雅琳ꎬ等.ＳＮＰ标记在玉米分子育种中的应用[Ｊ].中国种业ꎬ２０２１(４):２３－２６.[１１]魏中艳ꎬ李慧慧ꎬ李骏ꎬ等.应用ＳＮＰ精准鉴定大豆种质及构建可扫描身份证[Ｊ].作物学报ꎬ２０１８ꎬ４４(３):３１５－３２３. 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７１３/３０９８１９７８Ｔ/ＣＧＡＡＧＧＴＧＡＣＣＡＡＧＴＴＣＡＴＧＣＴＡＣＡＣＴＧＡＡＣＡＴＡＧＴＡＧＡＣＴＴＴＧＡＧＡＡＧＧＴＣＧＧＡＧＴＣＡＡＣＧＧＡＴＴＡＣＡＣＴＧＡＡＣＡＴＡＧＴＡＧＡＣＴＴＴＧＧＣＡＴＧＧＡＡＡＡＴＣＡＧＡＣＴＧＧＴＴＧ９８第１期周佳等:用于工业大麻种质资源筛选和鉴定的ＫＡＳＰ标记集开发。

麻类研究所麻类研究所（Hemp Research Institute）是一个专门致力于麻类（hemp）研究和发展的机构。

麻类是一种多功能的植物，被广泛用于食品、纺织品、建筑材料、医药等领域。

麻类研究所致力于推动麻类的可持续利用和发展，以促进社会和环境的可持续发展。

麻类研究所拥有一支由专家学者、科研人员和行业专业人士组成的研究团队。

他们具有丰富的科研经验和专业知识，致力于麻类的种植、加工、利用等方面的研究。

研究团队与国内外的大学、科研机构、企业进行广泛的合作，共同推动麻类产业的发展。

麻类研究所的研究内容涵盖了麻类的遗传改良、种植技术、加工工艺、产品开发等方面。

通过对麻类品种的筛选和育种，麻类研究所致力于培育出高产、高纤维质量、抗逆良好的麻类新品种，以满足不同行业对麻类的需求。

同时，研究所还探索和优化麻类的种植技术，以提高其产量和品质，并减少对环境的影响。

除了种植和加工技术的研究，麻类研究所还致力于麻类产品的研发与推广。

麻类具有丰富的营养和功能成分，可用于生产食品、保健品、化妆品等多种产品。

研究所通过开发具有高附加值的麻类产品，提升麻类产业的商业价值，并为消费者提供更加健康、环保的选择。

此外，麻类研究所还注重麻类行业的创新和推广工作。

通过开展麻类培训、研讨会等活动，研究所将先进的麻类研究成果和技术传授给从业人员和农民，推动麻类产业的健康发展。

研究所还积极参与国内外麻类产业的交流和合作，推动麻类技术和产品的互通互鉴，促进麻类产业的国际化发展。

总之，麻类研究所通过科学的研究和创新，致力于推动麻类产业的可持续发展。

研究所的工作不仅有助于提高麻类的生产效率和品质，还有益于推动农业的转型升级，促进经济的繁荣与可持续发展。

麻类研究所的努力也为社会提供了更多健康、环保的选择。