作者:李晨 来源:中国科学报 发布时间:2025/7/23 14:50:51
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育种提速+品质提升:国产人参上大分

 

人参被称为“百草之王”,是引领中药材产业发展的“排头兵”,对中医药传承发展具有重要意义。作为吉林省“土特产”,人参在区域经济发展和乡村振兴中发挥了不可替代的作用。

然而近年来人参产业面临着品质低下、产业出口狭窄、市场调控失灵等挑战。为引领人参产业高质量发展,在一系列政策性文件支持下,2023年吉林省人民政府与中国农业科学院签署了《联合推动农业高质量发展战略框架合作协议》。

人参根部。李晨摄

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2025年,中国农业科学院依托特产研究所(以下简称特产所)启动实施“人参品质提升关键技术研发与市场调控研究”重大科技任务(以下简称人参重大任务),组织中国农业科学院9个研究所18个创新团队进行有组织科技攻关,为人参产业高质量发展提供科技支撑。

7月16日,中国农业科学院人参重大任务推进会暨吉林敦化人参全产业链高质量发展会议在吉林省敦化市召开。该重大任务实施后,将为吉林省人参产业的政策研究、品种培育、生态种植、深加工领域等产业全链条提供科技支撑。

人参育种周期缩短为6~9年

“当前我国人参产业存在着种源混杂与良种匮乏、林下生态种植产量低和病害重、产品同质化与附加值低、标准体系不完善、政策实施效果不显著等问题。”人参重大任务主持人、特产所研究员张浩告诉《中国科学报》,人参重大任务以推进人参“优质优价”为切入点,将聚焦良种化生产、生态化种植、精细化加工和有序化发展等目标,按照“单项攻关、集成示范、软硬结合”的总体思路,开展产业高质量发展策略与市场调控路径研究。

园参种植。李晨摄

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“通过研发精准高效育种技术并培育新品种,突破环境因子调控、主要病害诊断与防治、老参地修复治理等生态种植关键技术,完善人参分级分类标准体系和追溯平台,开发功效明确的药食同源健康产品,最终构建覆全产业链的技术模式并示范推广,打造高质量发展示范样板。”张浩说。

特产所建有药用植物种质库和资源圃,现保存药用植物种质资源5000余份,开发出药用植物种质资源数字化管理系统存储种质资源信息26.80万条。

在人参研究方面,该所已构建了人参育种应用技术体系和平台,培育出8个人参品种,占全国人参品种的1/4。全国人参种植(园参)面积约50万亩,“康美1号”和“延参1号”累计推广面积30万亩,平均每年1万亩左右,约占全国人参面积的2.0%,吉林省人参种植面积的5%。

人参种子。李晨摄

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“传统方法育种周期长达25~30年,由于我国人参育种工作起步较晚,良种自主供应能力明显不足。”张浩说,目前全球登记的82个人参品种中,中国仅持有31.7%。而且,现有品种中高产品种占比达56.1%,缺乏皂苷含量高、性能稳定的优质品种。

对此,人参重大任务团队集成构建了“全基因组选择+组培快繁+植物工厂加代”的精准高效育种模式,将人参育种周期缩短至6~9年;成功培育出高皂苷品系,四年生人参总皂苷含量达到3.5%,相比于对照品种总皂苷含量提高约14%,稀有单体皂苷含量提高2倍以上;开发了“中大林下参”“中农皇封参”人参品种鉴定标记,保障人参品种推广过程中的真实性;建成人参良种化种植示范基地,累计推广人参新品种5万亩,示范区每亩产值提高4200元。

研发绿色高效种植管理技术

“种植是中药材质量控制的‘第一车间’,但是人参种植过程中存在的土壤有机质含量低、化肥农药施用不合理、病害高发等问题,导致人参保苗率和商品等级降低。”人参重大任务子任务“人参品质提升关键技术集成与示范应用”负责人、特产所研究员王秋霞在接受《中国科学报》采访时说,人参品质和产量双重下降,严重影响了人参种植的经济效益,制约了人参产业的健康持续发展。

针对人参种植过程中存在的问题,她带领团队围绕人参绿色高效栽培技术开展重点攻关,联合多个企事业单位,集成了人参土壤改良关键技术、土壤养分高效利用技术和重大病害绿色防控技术,建立了人参绿色高效栽培技术体系,同时研发了人参专用有机肥、含腐植酸水溶肥以及微生物菌剂。

结果的人参。李晨摄

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其中有机肥以腐熟后的中药渣为原料,每年可利用废弃中药渣3-5万吨,生产中药渣有机肥1-2万吨,实现中药渣废弃物的循环利用;从人参根际土壤和植株中筛选兼具促生和拮抗作用的木霉菌等有益微生物菌株,开发生产人参专用微生物菌剂,微生物菌剂的施用既显著提高人参土壤有效养分含量,又能改善土壤微生态环境,降低人参病害发生率。

王秋霞说,采用有机肥替代化肥和以菌治菌的方式,减少化学肥料和农药施用量15%。该技术成果在吉林省的10余个县市区域(敦化市、通化县、抚松县、集安市、柳河县、昌邑区、龙井市、汪清县、安图县、珲春市、靖宇县等)示范推广,人参产量平均提高10%以上,优质参比率提高25%以上。

人参重大任务子任务“人参生态种植与病害绿色防控关键技术研究”负责人、中国农业科学院植物保护研究所研究员王秋霞介绍,人参连作会引发其坏死和枯萎,即使间隔10至20年也难以彻底消除这一现象。长期以来,国内外一直缺乏解决人参连作障碍的行之有效的治理措施,普遍采用更换新地的方式解决连作障碍。

人参重大任务团队研究发现,人参锈腐病、根腐病、菌核病等病害的发生,根系分泌物的化感毒害作用,土壤微生物区系失衡以及土壤理化性状的改变,是导致人参连作障碍的主要因素。

对此,人参重大任务团队建立了以病害检测为先导,以种子、种苗及土壤消毒技术为核心,以有益菌应用为补充的人参土传病害治理技术体系,实现了一次处理控制多种土传病害的高效绿色防控。

目前该技术已在吉林省延边、白山等人参主产区进行推广应用,示范基地人参保苗率达到90%,锈腐病发病率降低至15%,播种和移栽地块产量分别提高30%和45%。

研发加工技术赋能高附加值

“中国是人参第一生产大国,但由于加工能力不足,国际市场普遍由韩国主导高附加值人参产品的开发、美日等国引领即食化与功能化产品的生产。”张浩说,我国人参加工业整体呈现提取技术落后、标准缺失、产品同质化严重等问题,不利于人参功效开发与产品附加值提升。

对此,人参重大任务团队构建了人参多维度品质综合评价技术体系,以期从功效成分、营养物质、有害物质等多层面更加全面的评价人参品质。他们利用代谢组学,构建多成分多维度品质评价体系;利用高通量分析技术,实现质量标志物的高通量筛查与鉴定,开发高通量鉴定技术;开发农药残留快速检测技术,例如人参农药残留、重金属等危害因子快速检测技术研究。

人参皂苷是人参的主要有效成分,也是衡量人参品质的重要参考指标。该团队创新了人参皂苷生产与绿色分离技术。利用人参组学技术,通过改造“糖基转移酶”关键元件,实现稀有皂苷的定向高效生产,并建立高效、绿色、工业生产的分离提取方案。

吉林黄果人参。李晨摄

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人参的精深加工代表着高附加值的实现,该团队开发了系列加工技术及健康产品。应用纳米技术,重点提高人参皂苷和多糖等有效成分的生物利用度,开发具备免疫功效的人参速溶片;生物酶联合深共晶溶剂低温提取人参活性成分,结合纳米技术开发护肝产品;开发出具有增强免疫力功效的人参闪释片,起效时间缩短50~80%。此外,他们还研发了清洗、切片、分选等人参商品化预处理自动化设备,制定了人参商品化预处理技术规程。相关技术和产品的产业化应用,将有效提高人参标准化生产水平和产品附加值。

张浩表示,下一步将继续创制优良品种,突破人参生态种植瓶颈,拓展精深加工路径,以绘制敦化人参产业一张图为起点,辐射带动周边大范围地区的人参产业升级。

 
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