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蔗糖产业科技创新现状及热点技术分析——基于全球专利视角
Current Situation of Sucrose Industry Innovation and Hot Spot Technology: From a Global Patent Perspective
通过Innography专利平台数据库中相关专利的检索,利用专利计量学方法,从专利申请国家及数量、申请机构及技术差异、研发热点等方面对甘蔗技术领域国际发展态势进行分析。结果表明,2000—2020年甘蔗技术专利呈现缓慢增长、快速增长和回落3个阶段,中国、美国、巴西专利累计申请量最多,是主要技术输出国,是全球最受重视的技术市场。科迪华、拜耳、先正达等大型跨国公司不仅是全球主要的专利申请主体,在中国的专利申请也较为活跃,其在甘蔗分子育种、无性繁殖、生化防控等领域申请了大量基础专利,基本实现了在全球的技术保护。国内相关专利申请主体为科研机构和高校,专利类型方向侧重于甘蔗种植、生产、加工等新型实用技术的研发。
The international development trend of sugarcane technology was analyzed from the aspects of countries and number of patent applications, application institutions and technical differences, research and development hotspots, etc. The results showed that sugarcane technology patents presented three stages of slow growth, rapid growth and decline from 2000 to 2020. The most valued technology markets and major technology exporters in the world were China, the United States and Brazil, which had the largest accumulative patent applications. Large multinational companies such as Codihua, Bayer and Syngenta were not only the main patent applicants in the world, but also active in patent applications in China. They had applied for a large number of basic patents in the fields of sugarcane molecular breeding, asexual propagation, biochemical prevention and control, basically realizing global technical protection. The scientific research institutions and universities are the main body of domestic patent application, and patent type direction focuses on the research and development of sugarcane planting, production, processing and other new practical technologies.
甘蔗 / 专利 / 技术 / 情报 / 计量分析 {{custom_keyword}} /
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路贵龙, 王朔, 连玉珍, 等. 甘蔗制糖副产物的开发与利用[J]. 中国糖料, 2020, 42(2):75-80.
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张清. 甘蔗割手密种起源与演化的基因组学研究[D]. 福州: 福建农林大学, 2021.
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戴纤纤, 付姝, 陈全斌. 我国甘蔗糖业相关发明专利现状[J]. 中国糖料, 2008(2):52-53.
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刘家勇, 昝逢刚, 赵培方, 等. 甘蔗种质资源蔗糖分性状遗传变异分析及高糖种质发掘[J]. 植物遗传资源学报, 2022, 23(3):746-756.
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马丽, 徐超华, 刘洪博, 等. 国内甘蔗品种资源的产量与糖分评价[J]. 中国糖料, 2015, 37(4):4-7.
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赵勇, 赵培方, 胡鑫, 等. 基于农艺性状分级对317份甘蔗种质资源的评价[J]. 中国农业科学, 2019, 52(4):602-615.
【目的】采用重要农艺性状快速分级的方法对甘蔗种质资源进行评价,为种质资源的进一步精准评价和杂交利用提供参考。【方法】基于大田试验,在成熟期选择株高、茎径、有效茎、叶部病害程度(花叶病、锈病、褐条病等叶部病害田间自然发病的综合反映)和总体生势等5个重要农艺性状,对317份国内外甘蔗种质资源(2重复)进行分级评价。每个性状分为5级,其中株高以1级为最高,依次递减,5级最矮;同理,茎径以1级最粗,5级最细;有效茎以1级最多,5级最少;总体生势以1级最好,5级最差;叶部病害以1级为无或轻,5级最严重。各性状分级由分级小组成员共同完成。基于农艺性状分级数据,采用方差、广义遗传力、主成分、聚类和判别分析等统计方法,对317份种质资源进行综合评价分析,筛选农艺性状表现优良的种质资源。并在此基础上,采用一次旋光法,对筛选出的优良种质资源甘蔗糖分进行评价。【结果】方差和广义遗传力分析结果表明,317份甘蔗种质各个农艺性状指标分级数据间均存在极显著差异(P
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吴嘉云, 黄俊坚, 凌秋平, 等. 12个HoCP系列甘蔗种质资源初步鉴定和评价[J]. 热带亚热带植物学报, 2019, 27(1):53-59.
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刘新龙, 马丽, 苏火生, 等. 甘蔗杂交品种核心种质重要农艺性状评价及亲缘关系分析[J]. 植物遗传资源学报, 2014, 15(1):67-73.
以107份甘蔗杂交品种核心种质为研究材料,ROC22为对照品种,利用新植和宿根2年的田间试验数据,对蔗茎公顷产量、甘蔗糖分、公顷含糖量等性状进行最小显著差数法(LSD)两两比较和Duncan多重比较评价分析,筛选优异材料,再使用SSR分子标记从DNA层次建立优异材料与我国骨干亲本的亲缘关系。结果表明共计有36份材料在蔗茎公顷产量、甘蔗糖分、公顷含糖量等指标上优于对照种,可作为亲本进行杂交利用,且蔗茎公顷产量对公顷含糖量的影响远大于甘蔗糖分性状对公顷含糖量的影响。使用20对多态性较高的SSR引物扩增筛选出来的优异材料和中国骨干亲本共获得292个标记,283个为多态性标记;相似性系数分析表明优异资源与我国骨干亲本相似性系数范围在0.384~0.590之间,平均为0.437,存在较大的遗传差异;UPGMA聚类可将所有材料划分为5个类群(A-E),蔗茎公顷产量和公顷含糖量表现优异的材料在各类群都有分布,甘蔗糖分性状表现优异的材料主要集中在B、C、D类群,尤其C类群;上述研究结果的获得,不仅可为甘蔗种质创新、遗传育种提供优异亲本材料,还可为杂交组合的配制提供重要的指导。
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刘新龙, 刘洪博, 马丽, 等. 利用分子标记数据逐步聚类取样构建甘蔗杂交品种核心种质库[J]. 作物学报, 2014, 40(11):1885-1894.
甘蔗杂交品种是商业品种选育的重要亲本资源,为了有效管理和评价这类资源,本研究使用SSR分子标记数据,依据不同相似性系数,采用逐步UPGMA聚类法对161份甘蔗杂交品种(136份来自前期构建的初级核心种质库和25份为新引入国家甘蔗种质资源圃的材料)构建核心种质库,以随机取样方法为对照。在核心种质库质量检测中,用Nei’s多样性指数、Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数、多态性条带比例、变异系数符合率、极差符合率、方差差异百分率和均值差异百分率评价分析。结果表明,161份材料在20个SSR位点上具有丰富的多态性,获得294个条带,其中290个为多态性条带,平均多态性条带比例达98.64%;依据3种相似性系数(Jaccard、SM、Dice)和2种取样方法获得8个核心种质库,在核心种质库质量检测中Shannon-Wiener多样性指数、总条带数、多态性条带数表现出较高的检测效率,而其他指标相对较低,8个库中依据Jaccard或Dice相似性系数构建的核心种质库质量最优,该库由107份材料组成,Nei’s多样性指数(0.9785)和Shannon-Wiener多样性指数(4.1854)在P<0.05概率条件下与原库(分别为0.9801和4.4074)无显著差异,而且与原库的均值差异百分率为0 (<20.00%),极差符合率为94.32% (>80.00%),对原库分子和农艺性状遗传多样性都具有较好的代表性,可为后续甘蔗杂交品种资源的准确评价、优异基因发掘和开发利用提供重要的前期基础。
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黄玉新, 段维兴, 张保青, 等. 138份国外引进甘蔗品种(系)宿根性评价[J]. 云南农业大学学报(自然科学), 2019, 34(4):564-570.
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吴才文,
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罗含敏, 熊发前, 丘立杭, 等. 性状相关的分子标记在甘蔗分子育种中的应用研究[J]. 作物杂志, 2022(2):35-43.
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吴建涛, 许环映, 谢静, 等. 粤糖系列甘蔗亲本表型性状遗传多样性分析[J]. 植物遗传资源学报, 2018, 19(4):748-759.
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李旭娟, 李纯佳, 吴转娣, 等. 甘蔗HTD2基因的表达特征及基因多态性分析[J]. 作物学报, 2022, 48(7):1601-1613.
分蘖是无性繁殖经济作物-甘蔗最重要的农艺性状之一, 挖掘分蘖关键基因用于甘蔗理想株型调控是增加品种产量的重要途径。本研究使用实时荧光定量PCR技术对前期从甘蔗中获得的与水稻分蘖关键基因HTD2高度同源的ScHTD2基因开展表达特征分析, 然后探讨其在甘蔗种质资源群体中的基因多态性情况, 筛选与分蘖性状相关的变异位点。结果显示, 该基因表达具有组织特异性, 在叶中表达最高; 腋芽萌动发育过程中, 在休眠芽中表达量最高, 随着蔗芽萌动, 开始显著下调表达, 负调控蔗芽的萌动发育; 植物激动素、生长素和独脚金内酯都能显著诱导该基因在萌动蔗芽和蔗苗分蘖芽中的表达, 结合激素处理的表型变化特征, 预示生长素和独脚金内酯诱导该基因的高表达会抑制萌动蔗芽的继续发育和延迟蔗苗的分蘖, 但植物激动素诱导的高表达并没有这种抑制效应。对从26份甘蔗种质资源中获得的520条HTD2基因组DNA克隆序列开展基因多态性分析表明, 在基因组结构上, 该基因具有2个外显子和1个内含子, 其中内含子区域变异最为丰富。从群体基因多态性看, 原始种亲本群体在外显子1和2区域表现出较高的核苷酸多样性, 而主栽品种群体在内含子区域表现出较高的核苷酸多样性。从编码区单倍型多样性来看, 原始种亲本群体间单倍型多样性最为丰富, 其次为主栽品种群体。基因选择性测验中, 原始种亲本群体受正向选择, 选择压力较大, 基因进化速度快, 而骨干亲本群体和主栽品种群体受负向选择, 向纯化方向发展。编码区单倍型演化分析表明, Hap3和Hap4处于单倍型演化的辐射中心, 属于较为原始的类型。基因编码区变异位点与分蘖率相关性检测揭示该基因有23个SNP位点和5个InDel位点不同变异类型剂量与甘蔗种质资源分蘖率呈显著相关, 变异类型剂量效应将是未来甘蔗分子辅助育种重要的关注点。研究为进一步深入解析甘蔗分蘖调控关键基因的功能作用和开发功能性标记奠定了重要基础。
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杨昆, 赵培方, 赵俊, 等. 甘蔗家系经济性状遗传变异分析及综合选择[J]. 热带作物学报, 2016, 37(2):213-219.
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张荣跃, 王晓燕, 杨昆, 等. 甘蔗新品种及主栽品种对褐锈病抗性与Bru1基因分子检测[J]. 作物学报, 2021, 47(2):376-382.
为明确近年我国各甘蔗育种单位育成的新品种及各蔗区主栽品种对甘蔗褐锈病的抗性, 筛选抗褐锈病优良新品种供生产上推广应用, 本研究结合全国甘蔗新品种联合区域试验, 选择甘蔗褐锈病高发的云南临沧、云南普洱、云南玉溪和广西宜州蔗区, 在田间自然发病下, 对我国近年来选育的60个新品种和34个主栽品种进行抗性评价, 并对抗褐锈病基因Bru1进行分子检测。结果表明, 94个新品种及主栽品种中, 66个表现高抗到中抗, 占70.21%; 28个表现为感病到高感, 占29.79%。分子检测结果显示, 共54个抗病新品种及主栽品种含有抗褐锈病基因Bru1, 频率为57.45%。目前大面积种植的桂糖29号、桂糖44号、德蔗03-83、柳城03-1137、粤糖60号、桂糖46号等主栽品种高度感病, 而粤甘48号、福农09-2201、桂糖08-120、柳城09-15、中蔗1号、云蔗08-1609、云瑞10-187、中糖1201等31个新品种抗病性强。建议多雨湿润褐锈病高发蔗区, 应加大淘汰感病主栽品种和推广应用抗病新品种力度, 以期达到品种合理布局, 从根本上控制褐锈病暴发流行, 为甘蔗产业高质量发展提供安全保障。
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安玉兴, 管楚雄, 杨俊贤, 等. 甘蔗产业技术体系虫害防控[Z]. 2015.
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杨志勇, 李志勇, 张发利, 等. 两种杀虫剂防治甘蔗害虫田间药效试验[J]. 广西糖业, 2019(2):3-7.
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李冬梅, 黄冬梅, 张小秋, 等. 广西甘蔗病虫害发生特点及综合防治措施[J]. 甘蔗糖业, 2021, 50(3):26-31.
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唐良德, 吴建辉. 4%乙烯利超低容量液剂对甘蔗调节生长和品质的影响[J]. 广东农业科学, 2014, 41(3):88-89.
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姚正康, 牛得学, 崔书彬. 一种多功能甘蔗加工装置的设计[J]. 现代制造技术与装备, 2019(3):1-3.
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李彩霞, 戴磊. 我国玉米领域专利现状分析[J]. 现代情报, 2012, 32(5):134-139.
本文从统计分析的角度,对近30年来中国玉米领域专利进行数据挖掘和分析,了解了玉米领域在我国的申请量、专利类型、地域分布情况、重点领域分布情况、申请人的总体发展情况、主要申请人的技术分类情况和主要申请人的专利类型情况,并针对我国玉米领域专利的申请情况提出相应的对策建议。
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杨艳萍, 董瑜, 袁建霞, 等. 水稻分子育种技术专利分析[J]. 中国生物工程杂志, 2016, 36(9):110-118.
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