三种特色木本花卉新品种培育与产业升级关键技术
一、专业评审组
林业
二、项目名称
三种特色木本花卉新品种培育与产业升级关键技术
三、推荐单位
国家林业局
四、推荐单位意见
北京林业大学张启翔教授主持的“三种特色木本花卉新品种培育与产业升级关键技术”项目，针对梅花、山茶和紫薇三种中国特色木本花卉缺乏突破性品种、产业技术落后等问题，依托7项国家和省部级课题，历经20余年系统研发，在种质资源挖掘、基因组学研究及重要性状解析、分子标记辅助育种、新品种培育、繁殖和栽培技术优化、衍生产品开发等方面取得一系列创新性成果。培育出具有我国自主知识产权新品种45个，获国家新品种权16项、国际品种登录29项，转让新品种或生产授权5项，获新产品奖15项；获国家发明专利19项，转让专利2项；制定国际标准、国家或行业标准9项；发表了一批高水平研究论文，梅全基因组测序成果在Nature Communications（2012）上以亮点论文发表，为2003-2015年被引频次排名位于全球前1%的论文（Web of Science）。近三年示范推广11.16万亩，新增经济效益6.34亿元。培训技术人员和农户4770人次。提升了我国木本花卉产业自主创新能力，促进花卉产业结构调整与优化升级，取得显著的经济和社会效益，提高了我国花卉产品的国际竞争力。
该项目在三种特色木本花卉基因组学、分子标记辅助育种技术研究方面填补了国内外相关空白，具有广阔的应用和推广前景。
经审核，材料真实可靠。推荐该项目为国家科学技术进步奖一等奖。
五、项目简介
梅花、山茶和紫薇是栽培历史悠久、园林应用广泛的中国传统名花。本项目以改良品种、促进产业升级为目标，经过20余年系统研发，在基因组学研究及重要性状解析、分子标记辅助育种和标准化生产等方面取得一系列创新性成果。培育出具有我国自主知识产权的新品种45个，获新品种权16项，培育的梅花品种占授权梅花品种的87%，转让5项，获国际品种登录29项，获新产品奖15项，新品种在10省区及美、德、法等9国得到应用；获国家发明专利19项，转让2项；制定国际、国家及行业标准9项；发表论文120篇（SCI 32篇，3篇IF＞9）。近三年示范推广11.16万亩，新增销售额6.34亿元。技术培训4770人次。主要创新如下：
⒈解析重要性状，发掘优异种质。首次完成梅全基因组测序，构建了全基因组精细图谱，对花香、低温开花等重要性状进行分子解析，探明了梅花花香形成机制；系统解析了山茶夏季开花及紫薇低矮株型的形成机理。建成国际山茶最齐全的种质圃，构建三种木本花卉的核心种质；筛选出垂枝、花果兼用梅关键亲本12份，四季开花、抗寒山茶关键亲本8份，香
花、低矮株型紫薇关键亲本12份；研制出山茶DUS测试国际标准及梅、紫薇新品种DUS 测试指南。
⒉优化育种技术，培育优良品种。建立了亲本定向选配和分子标记辅助选择育种技术，开发了复杂性状QTL定位模型，确定与梅垂枝性状紧密连锁的SLAF标记10个，利用分子标记辅助选择，培育出浓香、垂枝新品种4个；通过杂交聚合优异性状，培育出着花繁密、产果量高、果色鲜艳及稀有黄色花等梅新品种21个。首次建立300个山茶品种25种花色苷指纹图谱，建立花色苷辅助选择和复合诱变育种技术，培育出夏季盛花、花色艳丽的新品种10个。发掘与紫薇低矮性状连锁的分子标记5个，早期选择准确率达85%，培育低矮新品种5个；建立紫薇远缘杂交亲和性预测技术，育种效率提高70%，培育出包括第一个香花远缘杂交品种在内的芳香紫薇新品种5个。
⒊改良快繁体系，研制产业标准。突破山茶属植物规模化繁殖及标准化栽培技术瓶颈，浙江红山茶幼胚拯救存活率从50%提高到90%，胚状体直接诱导成苗率从20%提高到44%，年增殖4000余倍；研发周年萌枝嫁接新技术，作业期从1个月延长至10个月；建立了山茶盆栽技术标准。研发出梅胚培养、叶片愈伤组织诱导最适培养基，克服了试管苗黄化技术难题；编制花果兼用梅栽培技术标准。优化紫薇组培和扦插繁殖技术，繁殖系数提高20%以上，制定紫薇生产技术规程，种苗整齐度从50%提高到95%。
⒋开发衍生产品，促进产业升级。发明制备梅花浸膏、熏香香水及梅花香气成分缓释技术；优化梅果加工工艺，研制4种梅果新产品；建立集梅园旅游、梅果生产、衍生产品加工于一体的梅产业链；利用高枝嫁接造型技术改造低产果梅老树、油茶大树，大幅提升综合效益。
六、客观评价
根据科技查新报告（编号：201536000N010096）结论和林业公益性行业科研专项项目验收（林科验字（2015年）077号）认定成果，总结创新性和先进性如下：（一）创新性
1、首次完成梅花全基因组测序，构建了全基因组精细图谱，对花香、花型和抗寒等重要性状进行分子生物学解析，提出了梅花花发育分子调控模型，探明梅花形成机理，克隆花香、花发育等相关的基因，并进行了功能验证，梅全基因组测序成果在Nature Communications （2012）上以亮点文章发表；建立梅花高密度遗传连锁图谱，挖掘出与株高、垂枝性状相关的QTL及候选基因，建立分子标记辅助育种技术体系；构建了梅花染色体原位杂交技术（FISH）并应用于亲缘关系研究；构建了梅花指纹管理信息系统。（查新结论1-4）
2、解析了山茶夏季开花的分子生物学机制，构建了300个茶花品种的25种花色苷指纹图谱库，解析了山茶花色苷的遗传规律，建立了山茶花色苷辅助选择和复合诱变育种技术体系，培育出四季开花的山茶新品种。（查新结论9-12）
3、收集紫薇属及近缘属种质16种、紫薇栽培品种102个，开发出紫薇属SSR标记，构建了紫薇和南紫薇核心种质、紫薇品种分子身份证；建立紫薇染色体原位杂交技术；解析
紫薇低矮株型性状的形成机制，构建了第一张紫薇遗传连锁图谱，挖掘与紫薇低矮性状连锁的分子标记，培育出低矮紧凑的紫薇品种。开展紫薇香花育种，培育出我国第一个紫薇香花远缘杂交品种。（查新结论5-8）
（二）先进性
1、培育出具有我国自主知识产权木本花卉新品种45个，获国家新品种权16项、国际品种登录29项，获各类产品奖15项，培育的梅花品种占授权梅花品种的87%；国际登录紫薇品种占2000-2015年间登录品种的13.7%。
2、2012-2015年项目发表的SCI论文分别占国际梅花、山茶SCI论文的35%和10%，单篇影响因子大于9的文章3篇，梅基因组测序论文为2003-2015年被引频次排名位于全球前1%的论文（Web of Science）。
3、编制山茶花新品种DUS测试国际标准（UPOV/TG/275/1）和梅花、山茶、紫薇新品种DUS测试指南（GB/T 26911-2011、GB/T 24884-2010、L Y/T 1847-2009），均已颁布实施。（查新报告结论
4、
5、11）
4、花果兼用梅新品种培育与标准化生产与国内外同类技术相比具有明显的先进性。（成果认定书：附件12）
（三）应用效果和对行业科技进步的影响
编制《山茶花盆栽技术规程》、《花果兼用梅生产栽培技术规程》、《梅花设施切花生产技术规程》、《丽江照水梅种植技术规范》、《紫薇繁殖与栽培养护技术规程》等行业或地方标准，并颁布实施，规范了木本花卉的标准化生产。（L Y/T 2446-2015、L Y/T 2323-2014、L Y/T 2324-2014、DG 5307/T 10-2012、DB11T 1092-2014）。
七、推广应用情况
对培育出的新品种及研发的繁殖栽培技术、新产品等进行推广与示范，2013-2015年示范推广11.16万亩，新增销售额6.34亿元，取得了显著的经济效益。累计培训生产技术人员和农户4770人次，社会效益显著。以上技术在各单位推广应用情况见下表。
八、主要知识产权证明目录
九、主要完成人情况表
十、主要完成单位情况表
十一、完成人合作关系说明
本项目完成人之间具有长期合作关系。张启翔、潘会堂、吕英民、吴晓红等人自上世纪90年代开始进行梅花、紫薇等种质资源调查、收集和评价，并开展新品种培育工作。2000年以后，李纪元、张方秋、程堂仁、吴桂昌、潘卫华、邓黔云、陈瑞丹、蔡明、王佳、孙丽丹、张林等人又相继加入研究团队，先后合作申请获得一批国家和省部级课题资助，主要包括：十五国家科技攻关计划课题“中国特有花卉种质资源的保存、创新与利用研究”（2004BAD525B11）、十五国家863计划“茶花高效育种技术及耐寒芳香茶花新品种培育研究”（2001AA241202）、十一五国家科技支撑计划课题“林木、花卉基因资源发掘与种质创新利用研究”（2006BAD13B07）、十一五国家科技支撑计划课题“主要商品花卉优质高产新品种选育”（2006BAD01A18）、十二五国家科技支撑计划课题“中国特色花卉种业关键技术研究”（2012BAD01B07）、国家林业公益性行业专项“梅花新品种选育及产业升级关键技术”（201004012）、国家生物育种专项高技术产业化项目“云南…丽江照水?梅良种产业化示范工程”（2008）等。通过以上项目实施，合作建立种质资源收集与新品种培育基地，培育出一批梅花、山茶和紫薇优良新品种，研发出配套的产业化生产技术，开发出一批新产品，发表大量学术论文，制定多项产业标准，并对项目技术成果进行推广和应用。
本人作为本项目第一完成人，声明对上述合作人关系说明内容的真实、可靠，并对其负责。