改2017年8月汉麻产业会议PPT-大庆分院-20170731

1DaqingBranchofHeilongjiangAcademyofSciences黑龙江省科学院大庆分院汉麻新品种选育与综合利用研究报告人：孙宇峰大庆分院概况黑龙江省科学院大庆分院是黑龙江省西部地区集工学、农学研究为一体的综合类研究院所。隶属于黑龙江省科学院，为省属公益一类事业单位。下设亚麻综合利用研究所、生物新技术研究所、精细化工研究所、区域资源与环境研究所、装备自动化研究所。分院的麻类学科研究始于1974年，主要研究方向是亚麻、汉麻育种、栽培、原料初加工及综合利用，为麻类产业发展提供技术支撑。新品种选育目标汉麻新品种选育始于2000年，当时的育种目标为高产、优质、高纤、四氢大麻酚（THC）含量低于0.3%。为纺织产业选育优良新品种。2014年，依据汉麻产业发展对多类型、多用途优良新品种的需求，将育种目标调整为以高纤、优质、低毒为中心，并重视高油、高蛋白、高大麻二酚（CBD）、千粒重、籽实产量等优良性状的选择。系统育种针对现有材料的自然变异植株进行选择分子育种遗传图谱构建、DNA条形码分类鉴定、性别分化基因挖掘、大麻酚类物质关键合成途径的组学研究，为育种提供优质的资源和信息。杂交育种利用不同杂交技术方法，使不同品种间基因重组创造新变异诱变育种以物理诱变和化学诱变为手段创造新变异新品种选育技术在新品种选育过程中，利用育种间和温室推进育种进度缩短育种年限。通过田间、室内和温室育种，每年至少完成3个周期的选种工作，加快了新品种选育速度。6育成的新品种2015年“火麻一号”经黑龙江省农作物品种审定委员会登记准予推广。该品种是黑龙江省育成的第一个汉麻新品种，具有高产、优质、抗逆性强，适应性广的优点。2017年“汉麻一号”、“龙麻一号”等6个汉麻新品种通过黑龙江省农作物品种审定委员会的认定。目前我们通过审定和认定的汉麻品种数量达到7个。1.制定的《纤维工业用大麻良种繁育技术操作规程》DB23/T1721--用于指导良种生产。2.建立了由育种家种子→原原种繁育→原种→大田用种的良种繁育体系，每年可提供用于种植近7000公顷生产田用种。良种繁育体系的建立1.建立了稳定的良种繁育基地每年繁育原原种70公顷，原种400公顷，大田用种800公顷。种子质量达到国家标准。新品种的推广与应用2.建立新品种推广基地目前我们的品种已在哈尔滨、齐齐哈尔、牡丹江、绥化、大庆、北安农场、黑河、内蒙通辽、辽宁盘锦、吉林大安等地进行推广应用。火麻一号品种累积推广面积已达2万余公顷，成为黑龙江省的主栽品种。3.加快新品种繁育与推广火麻、龙麻、汉麻系列新品种的原原种和原种繁育基地已经形成，将为黑龙江省汉麻产业发展提供优质合法的种源保障。4.新品种可纺性试验将培育的新品种纤维均送至山西绿洲、宁波汉麻科技等国内知名纺织企业进行可纺性试验，纺织纱数可达36-80nm，选育出目前国内纺织性能优良的汉麻新品种。5.新品种的产业化应用致力于统一品种、统一栽培模式、统一原料加工的原料生产模式，使下游生产企业能得到统一标准的优质原料。统一原料加工轻度盐碱中度盐碱土壤性质pH8.4-8.6；碱解氮220.13mg/kg，速效磷24.57mg/kg，速效钾349.32mg/kg，有机质17.6mg/kg。pH8.8-9.0；碱解氮186.3mg/kg，速效磷4.92mg/kg，速效钾349.87mg/kg，有机16.62mg/kg。播种期4.21～4.225.1～5.3出苗期4.29～5.35.8～5.11出苗率（%）89.186.6快速生长期6.156.19在中科院东北地理与生态研究所牵头下，承担国家“十三五”重点研发项目《盐碱地汉麻生态产业技术集成与示范》，结合松嫩平原西部苏打盐渍化土地土壤大部分为碳酸盐黑土，集成汉麻优良品种和配套栽培等关键技术，形成规模化生态产业示范。盐碱地治理发展生态产业汉麻新品种汉麻种子与茎秆收割一体机棉麻智能收割机械的研制与中国农机研究院等国内知名研究机构，承担十三五重点研发项目《棉麻智能高效收获与智能装备研发》，开展工业大麻种植收割专用系列设备的研制。汉麻割晒机以大麻茎粉为唯一碳源培养、室内模拟实效管筛选以及果胶酶活分析，最终获得脱胶作用相对较好的3株真菌和1株细菌。经分子生物学鉴定分别为Colletotrichumsp.、Asperigillunniger、Alternariasp.等。1.脱胶菌筛选2.脱胶真菌3.果胶酶降解圈4.室内模拟脱胶原茎雨露脱胶的研究脱胶菌田间小区和大区对比试验，该方法比自然雨露脱胶方法缩短脱胶周期42.4%，全麻率平均提高1.3个百分点，长麻率平均提高1.9个百分点。1.小区试验接种2.小区脱胶7d3.生产示范4.麻率四氢大麻酚（THC)半定量快速检测分析：快速、操作简单、成本低、方法普适性好，可对大麻植物各个部位四氢大麻酚含量进行半定量快速检测。定性定量分析：HPLC、LCMS等检测分析方法的使用，为育种等工作提供准确有效的检测手段。大麻酚类物质的半定量和定量定性分析（一）CO2超临界萃取技术，大麻二酚含量40-60%。（二）柱层析色谱技术，大麻二酚含量80%。（三）离子交换树脂技术，大麻二酚含量85%。（四）快速纯化系统技术，大麻二酚含量98%。大麻二酚（Cannabidiol，CBD）OHHOHH以上四种提取纯化技术，离子交换树脂技术在大麻二酚粗提方面优势明显，通过控制料液比可实现大麻二酚提取率70%，快速纯化系统技术可实现高纯度大麻二酚制备，含量98%。CBD含量分析及结构表征数据文件名:003.lcd样品名:未知样品样品ID:00030.05.010.015.020.025.030.0min050010001500200025003000mV检测器A220nmCBDHPLC分析1HNMR分析LCMS分析经过相应的分析检测手段验证提取纯化产物为大麻二酚，并精确地测定其含量。大麻二酚提取纯化工艺研究abcd汉麻秆多孔碳的制备0.00.20.40.60.81.0400500600700AdsorbedVolume(cm3/gSTP)RelativePressure(P/Po)HSPC-2HSPC-1HSPC-3HSAC010203040500.00.51.01.52.0HSPC-2HSPC-1HSPC-3HSACPoreVomule(cm3/g)Poresize(nm)abab292290288286284282C-OO-C-O/O-C=OC-C/C=CIntensity(a.u.)BindingEnergy(eV)HSPC-2C1s540538536534532530528526Intensity(a.u.)BindingEnergy(eV)HSPC-2O1sC=OC-OSamplesSBET(m2/g)孔径分布(nm)HSAC1674.272.97HSPC-12136.772.37SampleHSPC-2（at.%）C1s69.26O1s30.14N1s0.60为加强茎秆的综合利用，通过简单有效的同步碳化和活化法，以汉麻杆为碳源制备出多孔碳材料，经一系列处理得到具有高比表面积(2272.39m2/g)的多孔碳材料。1001000100000.1110100PowerDensity(W/kg)EnergyDensity(Wh/kg)1MNEt4BF4-PC6MKOH0100200300400500600-1.0-0.8-0.6-0.4-0.20.0HSACHSPC-1HSPC-2HSPC-3Potential(Vvs.SCE)Time(s)05101520150200250300350HSPC-2HSPC-1HSPC-3HSACCurrentDensity(A/g)SpecificCapacitance(F/g)ab汉麻秆多孔碳作为超级电容器电极材料，具有大的比电容(315.5F/g)和良好的倍率特性。以汉麻秆多孔碳为电极材料分别组装的水系和有机电解液超级电容器具有高容量保持率、稳定的循环寿命和高能量密度和功率密度。汉麻秆石墨烯的制备采用渗铁法，以汉麻秆为原料，将汉麻秆中的纤维素有效的转化为石墨烯，得到的汉麻秆石墨烯呈多孔结构，具有较高的比表面积。0.00.20.40.60.81.0250300350400450RelativePressure(P/Po)AdsorbedVolume(cm3/gSTP)HSC-1HSC-2HSC-3HSC-4HSC-5SamplesSBET(m2/g)HSC-1961.12HSC-21263.05HSC-31081.89HSC-41131.79HSC-5997.09麻屑在黑木耳培养基质的应用效益核算麻屑成本500元/吨，木屑1200元/吨计算（干重），每袋需要0.8斤的干木屑，核成本约0.56元；如果大麻屑50%替代木屑，即每袋用0.4斤木屑、0.4斤大麻屑，核成本约0.38元。这样每袋可节省至少0.18元的成本。一个中型的食用菌栽培基地，在生产黑木耳菌袋在300-500万袋，年可节省资金54-90万元。全省黑木耳栽培量按照70亿袋计算，全部利用汉麻屑替代部分木屑栽培黑木耳，年可节省资金约12.6亿元，可极大的促进农民增收，同时对秸秆利用、保护生态起到积极的作用。汉麻籽多肽制备工艺及系列产品多肽具有易吸收、抗氧化、降血压、降血脂、降血糖、提高免疫力、抗肿瘤等功效，已广泛应用于保健食品、医药、化妆品等领域中。大庆分院采用复合酶解法制备汉麻籽多肽的技术已成熟，蛋白水解度提高到27.23%，多肽得率达80.36%,分子量小于5000Da多肽占90%以上，该项技术达到国内领先水平。2021/1/723乳汁管Laticifer乳汁管Laticifer初生韧皮纤维Primaryphloemfiber次生韧皮纤维Secondaryphloemfiber观察纤维品质与纤维层厚度、纤维直径、纤维壁厚度的关系研究茎乳汁管、腺毛等结构特征与品种THC含量之间的关系非腺毛Non-glandularhair腺毛Non-glandularhair形态学与品质关系研究单纤维平均直径越小纤维裂度越高；纤维壁厚度与纤维品质密切关系；乳汁管和腺毛数量与THC含量正相关。2021/1/7承担科技部国际合作重大专项《军用工业大麻资源及加工技术引进》，开展重点领域研究：优良品种选育高产配套栽培技术病虫害防治机械研制……交流合作与乌克兰农科院建立起了广泛、稳定、高效、双赢的合作关系，在雌雄同株工业大麻选育、品种配套种植技术、机械研制等领域交流借鉴，目前已取得了可喜的研究成果。通过国际合作，这些研究成果将对世界工业大麻产业的发展发挥重要的推动作用。国际间交流合作2021/1/7与加拿大、美国、欧洲等相关工业大麻研发机构和企业在育种、建筑材料、功能食品、CBD提取等方面开展全面合作。通过广泛稳定的交流合作，先后建立中-加麻类作物联合研究中心、中-乌麻类植物研究中心、中-白麻类植物研究中心等国际合作交流平台，在工业大麻研发领域跻身国际领先行列。谢谢聆听THANKYOUFORYOURATTENTION