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我国草业产品检测技术及其应用

2016-11-17 来源:[db:来源] 浏览:
 

草产品检测

我国草业产品检测技术及其应用

  草坪检测

我国草业产品检测技术及其应用

  草种检测

  

 

  全国畜牧总站冯葆昌

  我国是一个草原大国,拥有天然草原4亿公顷,草原面积居世界第二位,占全球草原面积的13%,占我国国土面积的41.7%,是耕地面积的3.2倍、森林面积的2.5倍。

  我国草原资源十分丰富,生物群落更是林林总总,共有18大类、38个亚类、1000多个型(草地类型)。近期的全国草种质资源数据库统计表明:我国拥有各类草种质资源8900余种,其中国内的饲用野生牧草有177科、1391属、6262种(包括亚种、变种和变型)。在全国10个草原生态区域协作组和17个草种质资源圃的帮助下,全国已累计保存的草种质资源材料达5.4万份,其中:国家草种质资源保存利用中心资源库保存有3.2万份、中国农业科学院草原研究所温带草种质备份库保存有1.4万份、中国热带农业科学院热带作物品种资源研究所热带草种质备份库保存有0.8万份。

  进入新世纪以来,国家从法律制度、政策措施和投入上综合给力草原,先后实施草原建设重大工程项目,完善应急管理体制,加强草原监管体系建设,组建全国草业产品检测机构,启动草业产品检测机制。积15年之功,全国草业已进入大发展的黄金时期,全年天然草原鲜草总产量突破10亿吨,草种年产量达10万吨,草业产值已超过3000亿元,草业对国民生产总值的贡献越来越大。特别值得一提的是:全国草业产品检测机构建设已初具规模,草业产品检测技术日趋成熟,检测方法已进入分子生物学水平。

  一、全国草业产品监督检验测试机构初具规模

  截至目前,全国共建有草业产品质量监督检验机构49家,其中:部级5家、省级20家、地市级13家、县级11家。共有技术人员462人,其中:部级84人、省级219人、地市级135人、县级24人。

  农业部全国草业产品质量监督检验测试中心是我国唯一可以承担草种、草产品和草坪检测的质检机构,其人员队伍建设、仪器设备配置、检测技术水平在全国同行业中处于领先地位。该中心于2005年10月首次通过国家计量认证与质量审查认可,2009年10月和2012年11月两次通过“国家计量认证、农业部质量审查认可、农产品质量安全机构审查认可”复查评审。

  全国草业产品质量检验机构固定资产价值达8820万元,实验室面积达到20080平方米,仪器设备有1120台(套),仪器设备价值3550万元。全国草种设计最大检验能力为44560批次/年、草产品设计最大检验能力为16160批次/年。其中:部级、省级草业产品质检机构草种设计最大检验能力为34060批次/年、草产品设计最大检验能力为11760批次/年。随着草业科学研究的发展,一些新技术、新方法层出不穷。草业质检工作者在开展常规草业产品检测的同时,积极开展基因分子生物学研究并取得了阶段性成果。每年全国草业质检体系都在为草业主管部门和社会提供优质满意的第三方检测服务,并受到了普遍好评。

  二、我国草业产品检测新技术日趋成熟

  农业部全国草业产品质量监督检验测试中心始终以“科学、规范、公正、高效”的质量方针开展草业产品检测工作。按照常规检验方法,检测的项目包括:草种(牧草种子、草坪草种子、草花种子)、草产品(干草、草块、草颗粒、草粉)和草坪(绿化草坪、运动场草坪、水土保持草坪、草皮、植生带)三类共计检测参数62个。

  (一)草种检测参数11个:包括扦样、种子发芽试验、净度分析、其他植物种子数测定、水分测定、种子健康检验、种及品种鉴定、重量测定、生活力快速测定(四唑法)、包衣种子测定、草籽包装与标志。

  技术应用:每年检测草种300多批次。

  (二)草产品检测参数25个:1.营养指标:水分、粗蛋白、酸性洗涤纤维、中性洗涤纤维、粗纤维、酸性洗涤木质素、粗脂肪、粗灰分、总热值、磷、钙、钾、维生素A。2.质量安全指标:三聚氰胺、黄曲霉毒素B1、沙门氏菌、霉菌、细菌、氰化物、氟、亚硝酸盐。3.物理指标:粒度、饲料显微镜检查、饲料采样、饲料标签。

  技术应用:2013年年初,中国畜牧业协会草业分会组织开展了一次“全国优质苜蓿草产品质量评选”活动,10个省区的49家苜蓿生产企业报名参加。农业部全国草业产品质量监督检验测试中心承担了此次的苜蓿检测任务,对抽检的49家企业生产的苜蓿进行了粗蛋白、水分、酸性洗涤纤维和中性洗涤纤维四个指标的检测。评选标准依据《USDA苜蓿干草质量导则》的规定,综合粗蛋白、相对饲料价值RFV两项指标对企业的苜蓿抽检样品进行分级。同年8月23日在内蒙古赤峰市第五届中国苜蓿发展大会上,公布了优质一等奖、优质二等奖、优质三等奖的企业名单,并对获奖企业进行了表彰。

  (三)草坪检测:草坪检测参数26个:包括颜色、盖度、病虫侵害度、杂草率、质地、密度、均一性、草皮韧性、回弹率、滚动距离、草坪硬度、平整度、新鲜度、摩擦力、高度、绿期、渗透性、根层厚度、地下生物量、植生带载体均匀度、植生带种子均一性、植生带种子发芽率、植生带种子密度、植生带接头、植生带孔洞、营养枝节数。

  技术应用:完成了北京首都国际机场草坪质量检测及评价。

  (四)牧草品种DNA条形码分子鉴定技术:

  农业部全国草业产品质量监督检测中心与有关科研单位、大专院校联合开展了牧草品种DNA条形码分子鉴定技术的研究,探索应用DNA条形码技术鉴定牧草种和品种,先后用SSR分子标记构建了160份牧草品种DNA基因指纹图谱。

  在我国,牧草品种DNA条形码分子鉴定技术研究刚刚起步,DNA条形码技术通常是利用生物基因组中一段公认标准的、具有足够变异的、相对较短的DNA片段来进行物种鉴定的分子诊断技术。它是近些年来国际上新发展起来的生物物种鉴定技术,是推动生物物种分类与鉴定研究发展的学科前沿和热点领域,已经取得了重大进展,并成为一种经典的技术手段被广泛采用。目前,我国已完成了伞形科、玄参科、菊科和唇形科牧草品种DNA条形码信息数据库,即为每种牧草编制了身份证。该方法可广泛用于牧草种及品种的识别和鉴定,其准确、简便、快速、自动化的程度远远超过了传统的形态学、解剖学、细胞学、孢粉学、植物化学鉴定物种的方法,很容易实现牧草鉴定的标准化。

  技术应用:已完成苏丹草、高丹草、苜蓿、黑麦草、结缕草、鸭茅、高粱和饲用玉米,伞形科46个属、玄参科8个属、菊科4个属和唇形科18个属的牧草品种DNA条形码信息数据库建设。

  (五)牧草品种全基因组检测:

  近几年,国内草业科学工作者应用全基因组检测技术开展牧草种质材料的鉴定研究。全基因组测序通常是对基因组序列已知的个体进行全基因组范围的测序,并在个体或群体水平上进行差异性分析。全基因组检测可以提供比牧草品种DNA条形码分子鉴定技术更高的基因分辨率,在基因水平上利用牧草品种样本的数量关联表型的变化,选出重要的农艺性状如产量、品质以及抗逆性等。在选育优质牧草品种中,用品种的全基因图谱,可以全面了解该品种的群体结构。进一步验证了遗传基因的高度纯合及亲缘程度,完成分子评价,目前我国的研究成果达到了国际领先水平。

  技术应用:已完成对紫花苜蓿、山羊豆等牧草重要产量和品质性状全基因组关联分析。

  三、新技术应用前景

  牧草品种DNA条形码分子鉴定技术,整合到“互联网+”平台就可以实现牧草DNA序列信息在全国范围内集中统一管理和共享,有利于构建更系统、更完整的牧草品种DNA条形码信息数据库。尤其是利用DNA条形码分子鉴定技术对草种质资源进行遗传多样性分析时,具有十分重要的意义:1.能够揭示科内不同种以及不同科之间的亲缘关系,确定重要牧草、草坪草和农作物的近缘类群,为发掘优良基因、改良品种提供重要的背景资料。2.比对不同区域的草种质资源的遗传多样性,能够揭示不同类群的分布规律,确定多样化分布中心,为收集和保护草种质资源提供技术指导。3.为构建基因图谱、条码影像、分子识别、云传技术、名录索引、远程分级分类的数字化智能牧草志奠定了基础。

  全基因组检测的应用为人们打开了一扇通往研究复杂牧草品种的大门,能够找到许多从前未曾发现的基因以及染色体区域,为探索和利用植物性状产生机制提供更多的线索。通过构建全基因组文库,实现在全基因组水平上检测品种特性关联的常见、低频、甚至是罕见的突变位点,以及结构变异等,具有重大的科研和产业价值。

  利用全基因组检测还可以对具有代表性的品种进行测序,可以发掘出大量的遗传基因序列信息,获得物种本身的特异性,例如生物的遗传变异、多态性、重组率、连锁不平衡等情况。通过对品种鉴定后再进行关联分析,可以有针对性地培育新的优质牧草品种。

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