成 果 名 称: 生物多样性保护与乡村振兴相结合培养理论与实践复合型人才
成 果 完 成 人: 高江云、韩佳嘉、张志明、吕军、杨琼
成 果 完 成 单 位: 云南大学
(一) 成果简介及主要解决的教学问题(不超过 1000 字,仅限文本格式,下同)
云南大学作为国内最早培养生态学人才的“双一流”高校,致力于培养具备生态学理论知识与生物多样性保护实践相结合的复合型人才。云南省是全球生物多样性的热点地区,也是我国兰科植物最为丰富的地区,一些药用兰科植物由于长期过度采集已濒临灭绝。兰科植物综合保护和利用团队致力于培养研究生从保护实践中发现问题,围绕问题开展科学研究,形成的科研成果再应用于保护实践,为生物资源的有效保护和可持续利用探索新的途径。利用菌根真菌成功开展了极小种群物种白旗兜兰的回归和种群重建,在对铁皮石斛种子萌发真菌研究取得突破性系列成果的基础上,将技术转化为现实生产力,建立回归示范基地,形成完整的技术规范,应用于铁皮石斛的仿野生栽培。通过设立“专家基层科研工作站”、与文山云斛和重庆罗斛公司开展多点战略合作,推进产学研用深度融合。扶持毕业大学生创立罗平岩斛生物科技有限公司,开展相关技术的推广和应用,团队研究生全程参与到技术研发、推广和应用中,不断发现和解决问题。目前,铁皮石斛的仿野生栽培相关技术已在罗平-广南一带得到了推广应用,成为喀斯特山区的特色产业,作为生物多样性保护和与乡村振兴相结合的典型案例,不仅具有重要的生态意义和社会效益,也能为本地区提供长期的经济利益,是“绿水青山就是金山银山”理念的具体实践。
推进产学研用一体化发展,通过近几年的教学实践,在生物多样性保护与乡村振兴相结合培养理论与实践复合型人才上取得了显著成效。近 5 年,团队研究生发表相关研究论文 20 余篇,申请专利 12 项,目前已获授权 4 项;主持云南大学科研创新重点项目 2 项,云南省教育厅科学研究基金项目 1 项;参加系列创新创业竞赛,获得包括 “互联网+”大学生创新创业大赛国家银奖 1 项、云南省金奖 4 项等各类奖项 10 余项,王新菊同学获 2022 年云南省创新之星称号,多位同学获国家及云南省政府奖学金。教师获第一届云南大学校友总会郭氏创新创业“优秀教师奖”、云南省有突出贡献优秀专业技术人才三等奖和“云南省中青年学术和技术带头人”称号。
解决的教学问题:
1 )理论与实践相结合培养复合型人才 : 在打牢理论基础是同时, 引导学生发现保护实践中的关键问题,围绕问题开展科学研究,科研 成果应用于保护实践,提升学生的综合素质;
2 )生物多样性保护与乡村振兴相结合的人才培养创新理念: 通过 科研成果的转化和应用,平衡生物多样性 “ 保护 ” 和 “ 利用 ” 的矛盾,与企 业合作,把濒危植物的保护和可持续利用相结合,培养学生面向地方 经济发展和社会需求的能力。
(二)成果解决教学问题的方法(不超过 1000 字)
( 1 )营造产教融合环境,为构建产学研用平台奠定基础
对于濒危药用兰科植物的保护,回顾过去的方法和当前的整个产业发展,依然存在诸多问题,典型的就是当前整个药用石斛产业靠组织培养生产种苗,大棚栽培为主,生产成本高,产品存在农残超标、安全性等问题导致供过于求,与之形成对比的是野生的药材资源依旧被人为采集。针对这一问题,我们在带领学生开展科研和保护工作的同时,积极思考创新的方法。首先是聚焦到兰科植物种子依靠真菌共生的原理,通过科研攻关,筛选获得了能高效促进铁皮石斛种子萌发形成幼苗的菌株,实现了铁皮石斛种苗的低成本规模化生产。在此基础上,对于实际中如何开展回归和种群重建,通过不断的实践和探索,创新性的形成了“铁皮石斛真菌-种子共生直播育苗技术”,建立了铁皮石斛回归种群,利用回归种群的示范效应,把相关技术推广到农户,开展铁皮石斛的仿野生栽培,既增加了农户收入,又避免了对回归种群的破坏和对野生植株的采集。进而和相关企业合作,把该项技术进行规模推广和应用,形成特色产业。项目的实施带动了学生独立思考、发现问题和解决问题的能力,理论联系实际,在提高学生的科研能力的同时积累了丰富的实践经验。
( 2 )科研创新,提升教学的理论水平
近年来,兰科植物综合保护和利用团队承担了 NSFC- 云南联合基金重点项目 “ 石斛属植物在不同生活史阶段与真菌的共生关系及进化机制 ” ( U1702235 )和云南大学教育部部省合建重点项目 “ 药用石斛种子共生萌发育苗关键技术研究 ” ( C176280109 ) , 依托科研项目,在兰科植物菌根真菌和保护方面取得了系列创新性研究成果,已发表 SCI 论文 20 余篇,申请专利 12 余项,获 4 项专利授权,丰富了兰科植物保护的理论。团队研究生获得第一届云南大学校友总会郭氏创新创业奖学金 “ 优秀学生奖 ”1 项、国家奖学金 2 项、省政府奖学金 3 项。
( 3 )校企合作,促进科研成果转化和学生就业
通过校企合作,开展科研成果的推广和应用,对在实际应用过程中遇到的问题进行反馈,促进了相关研究的深入;对于学生而言,参与到成果的推广和应用中,直接面对复杂的实际问题,对整个行业的现状和发展有全面的认识,培养了学生的综合能力。 2021 年 5 月,扶持毕业大学生创立罗平岩斛生物科技有限公司,团队研究生参与到公司的发展规划中, 2022 年 6 月,公司被云南省科技厅认证为云南省科技型中小企业,发展进入快车道,通过 1 年多的技术推广,药用铁皮石斛仿野生栽培在罗平一带已经形成了一定规模,公司也吸纳了多位学生就业。团队还给本校学生提供了兼职和实习机会,近 3 年吸收10 余人进实验室兼职和实习,协助他们申报项目,带领学生 “ 做中学 ” ,将理论与实践结合,积攒工作经验,为将来的就业提供帮助。
(三)成果的创新点(不超过 800 字)
( 1 )创新性实践“从生物多样性保护到携手保护区、村民共建濒危兰科植物种群”的新模式
铁皮石斛作为我国重要的传统中药材,已有 2000 多年的药用历史,由于过度采集和生境破坏等因素,石斛属野生资源濒临枯竭,石斛属植物已被列为国家重点保护的野生药材品种。而目前市场上的石斛类产品,均为大棚种植,药效饱受消费者质疑。能否在自然环境中种植出与野生石斛相媲美的石斛?云南大学生态与环境学院兰科植物综合保护和利用团队致力于开展药用濒危兰科植物的保护和资源可持续利用研究,现已突破技术难题,实现了药用石斛的大规模仿野生栽培。利用筛选获得的高效促进铁皮石斛种子萌发的真菌,实现了铁皮石斛种苗的低成本规模化生产,扶持当地居民开展仿野生石斛栽培,把增加居民收入和保护野生资源相衔接,为兰科植物保护提供新思路,在有效保护野生资源的前提下,对产业的健康和可持续发展形成科技支撑,很好的平衡保护和利用之间的矛盾。
( 2 )与企业合作构建创新型实践教学体系
以产学研结合为主线,强化实验、实训基地建设,进一步深化实验实习教学改革,着力培养学生的基本技能、综合设计、应用及实践创新能力。本项目提高学生的创新能力,革命性的创新产品和配套技术服务,是国内首家石斛种子袋和共生种苗繁育机构。已建立 500 余株兰科植物功能菌株“真菌库”和 300 余种兰科植物“种子库”。研发出真菌-种子共生直播育苗技术及系列种苗产品和促生长的菌剂。为了推进产学研用一体化发展,促进科技成果转化、加速科技成果产业化。目前已和多家企业开展合作,在云南文山云斛生物科技公司设立 “高江云专家基层科研工作站”,与重庆罗斛农业开发有限公司共建“药用石斛真菌种子共生萌发育苗示范推广与科研实验基地”,与云南省罗平岩斛生物科技有限责任公司合作开展“铁皮石斛真菌-种子共生育苗技术”推广应用,共同开发相关产品和进行技术推广。
(四)成果的推广应用效果(不超过 1000 字)
( 1 ) 经过多年的实践,本项目成果已发挥了示范作用
2018-2020 年在重庆罗田镇、云南省丽江市、四川甘孜、昆明市呈贡等地区带领成千上万农户在“石头山”和树干上开展种植,播种铁皮石斛真菌-种子播种袋 20 余万袋,取得非常好的效果。种子 30 天萌发,60 天形成幼苗,一年后幼苗率按每袋平均种子数统计达 35.90 ± 4.2%,每个种子袋有 8-15 株幼苗,1 年后可生长成 3-5 个健壮的假鳞茎,第三年开始少量采收石斛鲜条,可采收 5-8 年,预计每亩每年产值在3000-8000 元。2021 年,在罗平县建立了铁皮石斛仿野生栽培示范基地,播种 12 万个铁皮石斛种子袋,目前幼苗生长状况良好,已展现出较好的示范效应和产业发展前景。2022 年,与昆明市呈贡区万溪冲社区村民委员会签署共建“铁皮石斛仿野生栽培示范基地”。2022 年 5 月,与云南广南凌垭原生铁皮石斛有限公司合作,把六郎城仙草秘境作为一个铁皮石斛物种回归点。2022 年 7 月,与云南山里红生物科技有限公司达成合作协议,输送学生到其公司进行实习,共同开展培训活动。
( 2 ) 学生获得了专业知识、得到了实践训练、发挥了创新潜质
兰科植物综合保护和利用团队的学生成员受到了有效的实践锻炼,提高了科研能力、创新能力、面对复杂问题的综合能力。依托项目,团队成员发表 SCI 论文 20 余篇,申请专利 10 余项,已获 4 项专利授权。学生主持 2 项云南大学科研创新重点项目,1 项云南省教育厅科学研究基金。参加系列创新创业竞赛,获得“互联网+”大学生创新创业大赛国家银奖 1 项、云南省金奖 4 项,全国大学生生命科学竞赛二等奖,云南省创新创业大赛一等奖并入围国赛,第五届“青春创客”系列活动云南省二等奖,第九届“挑战杯”云南省铜奖。第一届云南大学校友总会郭氏创新创业奖学金“优秀学生奖”1 项、国家奖学金 2 项、省政府奖学金 3 项。
( 3 ) 为喀斯特地区的石漠化治理给出方案
我国西南地区岩溶地貌,生态环境脆弱,所有耕地都是挂在山坡上的石旮旯地,人地矛盾、人粮矛盾突出,基于“铁皮石斛真菌-种子共生育苗技术”开展药用铁皮石斛仿野生栽培,在保护生态环境的同时,为地区经济发展做出贡献,为喀斯特地区的石漠化治理给出一个可行的方案。
( 4 ) 媒体报道
2021 年 9 月 21 日,CCTV13《新闻直播间》专栏报道了团队开展极小种群物种白旗兜兰回归的成果;2021 年 11 月,云南大学报 1307期第 4 版报道石头山种石斛案例。2022 年 4 月,省科技厅宣教中心在“科技彩云南”报道“铁皮石斛真菌-种子共生育苗技术”开展药用铁皮石斛仿野生栽培项目进展; 2022 年 5 月开始,高江云研究员作为国家乡村振兴重点帮扶县科技特派团成员带领项目团队,在广南县开展铁皮石斛产业帮扶,取得了很好的进展;2022 年 6 月,研究生王新菊获云南省创新之星称号,在云南电视台、云南日报、云岭先锋网等各大门户网站和新媒体平台进行宣传报道。
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