成果目录
成果1：转基因耐除草剂棉花GGK2
成果介绍
经过密码子优化和蛋白叶绿体靶向等精心设计，对微生物中两个关键的抗性基因GR79 EPSPS和GAT进行优化和合成。GR79EPSPS可以在草甘膦条件下恢复莽草酸途径；GAT则可以乙酰化草甘膦成为N乙酰草甘膦。通过双基因协同，成功培育出GR79 EPSPS和GAT双基因棉花GGK2，可耐受5倍于生产用草甘膦浓度，且喷施除草剂5天后，转基因棉花中草甘膦残留量降低了81%-89%。
图5 廊坊抗除草剂棉花大田效果图
图6 GGK2棉花生产性试验批准证书
研发背景及市场应用前景
草害是棉花生产了另外一个重要危害。近年来，由于人工成本的升高，除草成本不断上升。目前，杂草防治已占棉花生产成本的四分之一左右。而且，杂草与棉花竞争水分养分，造成收获时纤维污染。除草剂除草是发展的主流趋势，但是我国目前还没有自主知识产权的抗除草剂棉花应用。
研究工作于2017年发表在植物学研究国际重要期刊Plant Biotechnology Journal，研究成果被国际农业生物技术服务组织（ISAAA）选为研究亮点（Research Highlights）进行了专题评述和推介，同时被《农业科技要闻》专文评述，2016年GGK2棉花被遴选参加国家“十二五”科技创新成就展。目前，抗除草棉花已经获得4个核心专利，进入到转基因安全性评价的生产性试验阶段，并与22家育种单位签订了种质使用协议，加快了抗除草剂棉花的生产应用。
抗除草剂棉花适用于棉花育种和推广应用产业领域，种子加工类公司。
3. 技术成熟度：已获得农业农村部颁发的安全证书（生产应用）。
4. 获得的知识产权情况
1.鉴定双价抗除草剂基因棉花GGK2分子标记及应用, ZL201610329846, 中国发明专利
2. 用于检测GR79转基因植物的单克隆抗体及应用, ZL201711231967.0, 中国发明专利
3. GR79-EPSPS的单克隆抗体试纸条及其应用, ZL201711233545.7, 中国发明专利
成果2：转基因抗虫玉米HGK60
成果介绍
利用国内具有自主知识产权的抗虫基因Bt cry1Ah基因转化玉米，获得了抗虫玉米HGK60。多年多点田间试验证明HGK60对玉米螟、棉铃虫等田间害虫具有高抗性，已回交转育至多个自交系，配制的杂交组合在农艺性状与常规玉米一致，但抗虫性明显优于常规玉米品种。转化体HGK60分子特征明确，单位点插入，遗传稳定，安全性评价工作正在开展。
图9 田间抗虫效果测定
研发背景及市场应用前景
粮食安全是国家安全的重要基础，玉米是我国第一大农作物，玉米产量的稳定直接关系着国家的粮食安全。病虫害是玉米减产的重要要素，虫蛀玉米易受真菌侵染，产生的真菌毒素危害人畜健康，影响仓储质量。利用基因工程培育抗虫玉米可以减少杀虫剂使用，减少产量损失，节约人工成本。国内转基因玉米获批农业转基因生物安全证书，标志着转基因玉米将逐步从实验室研发推广至产业化应用，玉米种业市场面临着新的竞争和机遇。
自2008年国家转基因新品中培育重大专项立项以来，抗虫玉米的项目得到了转基因专项的稳定资助，在12年的研发过程中，获得的抗玉米螟HGK60完成了中间试验和环境释放，抗虫性状稳定，种业公司是最佳的介入时机，需要两三年的回交转育，育成的抗虫品种在十四五生物育种的大背景下会有很好的市场空间。
3. 技术成熟度：已进入安全证书申报阶段
4. 获得的知识产权情况
转基因抗虫玉米HGK60外源插入片段的旁侧序列及其检测方法，ZL201610237095.8，中国发明专利
成果3：转ABP9和bar基因抗旱耐除草剂玉米NAZ-4
成果介绍
转ABP9基因抗逆玉米NAZ-4分子特征清晰，遗传稳定，功能性状突出，于2018年12月获批转基因环境释放（农基安审字（2018）第011号），已申报NAZ-4玉米品系的转基因安全评价生产性试验并获农业农村部受理。主要特点如下：NAZ-4转化体在种子萌发期、苗期、开花期和灌浆期的抗旱等级为强或极强，对靶标除草剂草铵膦具有较强耐受性，并能稳定遗传；苗期和开花期抗旱性优异，其中开花期干旱胁迫下，转化体NAZ-4叶片齐展，果穗结实率高，单株产量为69.9g-86.2g较对照郑58（64.3g）提高8.7-34.1%，耐旱性优异；正常灌溉条件下，转化体NAZ-4单株产量为109.7g-123.5g较对照郑58（104.4g）提高5.3%-18.3%。干旱胁迫下，转基因改良郑单958亩产为494.1Kg较对照郑单958（465.1Kg）增产6.2%。
研发背景及市场应用前景
转ABP9基因抗逆玉米NAZ-4适用于玉米耐旱育种新品种的培育，目前主要环境释放地点位于新疆维吾尔自治区及西北地区。获批转基因生物安全证书后，适用范围可扩大至东华北、黄淮海等玉米主产区，适用于各大种子生产、加工类公司。
3. 成熟度：正在申请生产应用证书，完成后即可应用
4. 获得的知识产权情况
1. 一个玉米bZIP类转录因子及其编码基因与应用，中国发明专利，ZL02127187.9
2. Maize bZIP transcription factors and genes encoding the same and use thereof,美国发明专利，US7323339B2
3. 一种用于检测玉米植物NAZ-4的核酸序列及其检测方法，中国发明专利，申请号202010167076.9
4. 转ABP9基因抗逆玉米NAZ-4在新疆维吾尔自治区的环境释放证书，（农基安审字（2018）第011号，有效期：2018年12月20日至2020年12月20日。
5. 转ABP9基因抗逆玉米NAZ-4在新疆维吾尔自治区的环境释放证书，（农基安审字（2020）第045号，有效期：2020年6月11日至2022年6月11日。
成果4：高虾青素玉米新种质中红玉68-1
1. 成果介绍
本成果通过生物技术手段，将来源于藻类合成虾青素相关的基因通过种子特异性双向启动子驱动β-胡萝卜的羟化酶和酮化酶在玉米籽粒中表达，使玉米将β-胡萝卜素进一步转化为橘红色的虾青素形成富含虾青素的玉米新种质（图10）。
图10 类胡萝卜素含量不同的穗子
左：白色玉米（含多拷贝分解β-胡萝卜的酶，致使类胡萝卜素无法积累）
中：黄色玉米（低拷贝分解β-胡萝卜的酶，类胡萝卜素可积累）
右：虾青素玉米（高表达β-胡萝卜的羟化酶和酮化酶，使其转化为虾青素）
通过高压液相色谱对比虾青素标品分析发现，高虾青素玉米新种质中含有三种类型的虾青素（全反式，顺9和顺13），虾青素总含量达到100 mg/kg以上。
通过蛋鸡饲喂试验表明，虾青素玉米添加在饲料中，未观察到对蛋鸡正常生理机能和产蛋性能的不良影响，蛋鸡从虾青素玉米中摄取并在蛋黄中富集虾青素，产生高营养价值的红心鸡蛋，这与添加雨生红球藻来源的虾青素效果一样（图11）。
图11 饲喂虾青素玉米后所产的鸡蛋
2.研发背景及市场应用前景
虾青素是一种类胡萝卜素，存在于各种藻类、微生物和水生动物中，在高等植物中鲜有报道。由于其出色的抗氧化能力和其他生物活性，虾青素作为一种营养补充剂广泛的应用于食品、饲料、保健品、药品和化妆品等产品中。虾青素的来源主要有化学合成、微生物发酵、藻类和虾蟹等水产动物的提取物。但是由于以上四种方式均存在相应的问题，其中雨生红球藻生长速度慢、生产周期长、技术要求高、产能不足等缺点，全球有能力进行大规模商业化养殖雨生红球藻生产高品质的企业并不多，但无论是国内市场还是国际市场，虾青素依然供不应求。据评估，在2009年动物饲料和营养品市场的需求分别是3亿和3千万美元，但在2020年将分别达到8亿和3亿元美元，虾青素作为鲑鱼饲料的年需求就有2亿美元（2500美元/公斤），类胡萝卜素的市场需求在2021年将达到15.3亿美元。根据国家统计局公布的我国2018年的粮食种收情况，在所有作物中，玉米种植面积最大达到6.3亿亩，总产量也最高达到2.6亿吨。与水稻和小麦主粮作物不同的是，玉米粮饲兼用，约有70%的玉米用于饲料工业。因此，鉴于虾青素在动物饲料、食品、营养、药品、膳食补充剂和化妆品等领域有潜在的用途且市场需求庞大，化学合成、微生物发酵和雨生红球藻等来源的虾青素均存在相应的问题且供不应求，而利用绿色环保农业种植高产的粮饲兼用作物玉米作为生物反应器大量生产高生物活性虾青素，不仅具有成本低和可操作性强的特点，而且富集于种子中的虾青素具有耐储存性以及用于饲料时无需纯化的优点。所以，利用优化筛选出不同来源的虾青素合成相关基因组合，创制高效合成虾青素的玉米新种质，开辟虾青素生产的崭新途径。
3. 技术成熟度：可应用
4. 获得的知识产权情况
一种联合表达载体及其在玉米籽粒表达虾青素中的应用. 2020110931679. 中国发明专利
成果5：鲜食玉米新品种中生紫玉08和中生彩玉01
成果介绍
中生紫玉08的主要优点为鲜穗轴中花青素含量0.96%，鲜籽粒中花青素含量0.04%，这一组合既可以作为优质营养功能型鲜食玉米食用，也可以作为工业提取花青素的原料。
中生彩玉01的特点：籽粒成熟后，每个籽粒花青甙显色强度不同，在煮熟或蒸熟之后，颜色十分丰富。采摘期在授粉后22天左右最佳。
中生紫玉08中生彩玉01
图12中生紫玉08和中生彩玉01新品种
研发背景及市场应用前景
作为精品农产品家族的主要成员，鲜食玉米相比于传统玉米种植，效益得到成倍增长，我国鲜食玉米经过几年的发展，从南到北逐渐形成一些颇具规模、技术成熟的鲜食玉米种植基地，反过来也培育出了越来越大的消费群体和消费市场。未来随着有机农业、生态农业以及精品农业的逐步发展，随着人们对自身健康的愈加重视，鲜食玉米这类口感好营养丰富的精品农产品消费市场将呈几何级增长趋势。
现阶段，北京鲜食玉米的产量还只能满足30%的首都市场需求，富硒、高维生素E、高花青素和高氨基酸等优质高端功能型鲜食玉米品种的市场缺口更大。而围绕功能型玉米发展需要的新品种、新技术等北京市在全国都占有很大技术优势和市场需求，功能型玉米的发展在北京这样的大都市具有广阔的前景。
中生紫玉08除了可以作为鲜食花青素玉米，其穗轴中的花青素含量高达近2%，这为花青素的大量提取开辟了新的途径。
3. 技术成熟度：可直接应用
成果6：高产优质耐盐水稻新品系
成果介绍
盐碱胁迫是严重制约我国作物高产稳产的重要因素之一,我国有大量盐碱地，水稻可作为沿海滩涂和盐碱地改良的首选粮食作物。培育耐盐水稻材料并推广种植是保障粮食安全的重要举措，因此我们将耐盐水稻种质资源与各地主栽品种杂交，通过分子标记辅助育种，获得了多个正常条件下亩产600公斤、0.4%盐胁迫条件下保持亩产400公斤以上的耐盐品系（中盐系列）。同时将其与优质稻进一步聚合育种，获得了高产优质耐盐新品系-中盐优系列（图1）。
图1 高产优质耐盐水稻新品系
2. 技术成熟度：可直接应用
成果7：PAT/BAR金标免疫快速检测试剂盒
1. 成果介绍
利用ELISA、免疫胶体金、建立快速、高通量、精确的转基因生物蛋白检测方法，共同开发了转PAT/BAR基因外源目的蛋白试纸条产品，建立转基因生物分子特征蛋白识别技术体系。这将应用于我国转基因农产品实际检测，为实现我国转基因生物安全管理的总体目标提供技术支撑。
本检测试剂盒采用胶体金标记免疫层析技术，主要用于快速、定性检测植物样本中是否含特异性转抗除草剂基因PAT/BAR蛋白。本产品检测灵敏度为1ng/ml蛋白标准品，比国际同类产品灵敏度高100倍；1-2分钟即可观察到结果（图2），对快速有效地检测植物、食品等农产品的转抗除草剂基因PAT/BAR蛋白，以及对公共卫生应急事件的检测等具有重要意义。本检测试剂盒参加了由农业部、科技部和中国农业科技管理研傲视群雄会等公共举办的“给农业插上科技的翅膀—全国农业科技重大成果展”。
图2PAT/BAR金标免疫试纸条
研发背景及市场应用前景
Glufosinate是一种广泛应用的非特异性选择除草剂，某些微生物能够产生一种酶通过对氨基进行乙酰化，从而解毒此效应，这种抗性基因被命名为Bar，名称取自于bialaphos resistance。Bar基因广泛应用于基因工程育种中，也是遗传转化中的标记基因，它使植物抵抗以phosphinothricin为活性成分的除草剂。
开展转基因外源蛋白的检测，包括在转基因植物的研制开发或在对转基因产品进行筛选或安全性评价时，主要的方法有Western、酶联免疫吸附法（ELISA）等。这些方法都受仪器、场地等因素的限制，而且检测时间长，检测成本较高，很难推广应用。因此，实践中需要有一种可快速检测转基因植物中bar/PAT蛋白，且快速检测、操作简便、结果可靠的装置。
PAT/BAR金标免疫快速检测试剂盒主要用于快速、定性检测植物样本中是否含特异性转抗除草剂基因PAT/BAR蛋白，可用于转基因育种单位（科研单位、大学以及生物公司）、检测部门以及种子站等相关单位，年销售量可达40条。随着国家转基因作物的开放，销售量非常巨大。
3. 技术成熟度：已应用
4. 获得的知识产权情况
杂交瘤细胞株、所分泌的单克隆抗体及其在检测bar/PAT蛋白中的应用，201710782130.9，中国发明专利
5.应用情况
目前，本产品已研制成功并进行了商业化销售，其检测灵敏度超越市场现有的同类产品，拥有巨大的商业价值。2015-2018年总销售27000条，总金额为242850元。产品采购方有东北农业大学、河南大学、中国科学院、安徽大学等多个院校及科研单位，以及潍坊鑫哲商贸有限公司和南宁市天地扬生物试剂经营部等企业。
成果8：观赏草兼优质豆科牧草—紫斑白三叶
1. 成果介绍
在白三叶种质资源研究基础上，经十余年选育出了紫斑白三叶新品种，叶片具有紫斑，在中部呈紫色倒“V”型，或沿“V”型斑往叶柄部位呈现大片紫色，色泽艳丽，远观状如蝴蝶。紫斑白三叶是理想的观叶园林绿化植物，叶片具有紫斑，色泽艳丽，远观状如蝴蝶，长势旺，覆盖性强，适用于园林、公园、坡地、庭院等建植，观赏价值比普通白三叶高；同时又是优质牧草，种子产量高，茎叶粗蛋白含量达23%以上，叶片富含花青素，能促进牛、鸡、猪等的生长，提高免疫力，增强家畜肉品质；其也是生态修复的优良草种，侵占性强，抗逆性好，可以起到护坡固沙固土的作用，同时也可用于矿山修复、土壤污染等生态修复。
紫斑白三叶在园林绿化、生态修复、畜牧业等方面具有潜在的巨大生态、经济和社会效益。其在项目“边坡与废弃地生态修复关键技术及应用”中发挥了重要作用，获得了2018-2019年度神农中华农业科技奖科学研究类成果三等奖。通过了2020年度国家草品种区域试验评审。
图7 紫斑白三叶新品种
图8紫斑白三叶成果获奖证书
2.研发背景及市场应用前景
白三叶(Trifolium repens)是豆科三叶草属多年生匍匐型草本植物，是一种理想的观花观叶冷季型草坪草。同时，也是优良的豆科牧草，已成为我国城市绿化、公路护坡、生态修复、畜牧业生产、水土保持的优良草种。我国现有栽培的白三叶基本都是国外引进品种或是从国外直接购买种子进行播种，因此，选育我国自主知识产权的白三叶品种，对缓解国内三叶草品种依赖进口的局面，推动我国草牧业的国产化及健康持续发展具有重要意义。
紫斑白三叶适用于林草业、畜牧业及农业工程等领域，适宜推广的区域：温带、北亚热带地区，气温15-25℃地区生长旺盛，我国大部分省份均可种植，在北方可越冬，南方能越夏，尤其适合在我国的华东、华北、西南、西北等地。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
品种审定证书：申报人：吴燕民、李金博、雷江丽、刘水、周美亮，V性紫斑白三叶，N044，申报单位：中国农业科学院生物技术研究所、深圳市铁汉生态环境股份有限公司、深圳市中国科学院仙湖植物园，日期：2015年2月。
5. 成果获奖情况：
获得2017年度广东省科学技术二等奖，获得2018-2019年度神农中华农业科技奖科学研究类成果三等奖。
成果9：一种叶酸检测试纸条
1. 成果介绍
叶酸摄入不足导致增加患心血管疾病、高血压、肾病和癌症等多种慢性疾病的风险，也是因病致贫的重要原因。叶酸在植物中微量存在，光、热、氧化等因素均会导致叶酸降解。为了开发快速高通量叶酸检测技术，本成果成功制备出叶酸特异单克隆抗体，进一步研制出国际首次携带方便、操作简单、鉴定快速的作物籽粒叶酸检测试纸条（图13），有效检测范围10-200 μg/100g，样本前处理简单，操作简便，无需特殊仪器、判读迅速，能够实现对玉米、水稻、小麦等籽粒产品叶酸含量的快速鉴定、跟踪以及新品种的选育，实现快速每人每天可完成1000份样本检测，极大提高检测效率、降低检测成本（图14）。为大规模筛选高叶酸作物种质材料提供了极大便利。
图13 叶酸检测试纸条示意图
-，添加样品前；+，添加样品后
图14 叶酸试纸条检测和结果判读示例
2.研发背景及市场应用前景
叶酸（维生素B9）是维持人体健康的必需营养素，主要依赖饮食摄入。我国约 20%人群的叶酸摄入不足世界卫生组织推荐每日摄入量（成人400微克每天），在饮食结构单一的贫困落后地区尤为严重。叶酸在多种疾病的发生发展中发挥着重要调控作用，膳食是改善叶酸营养状况的首选措施，主粮作物含有天然活性叶酸但含量较低，提高作物天然叶酸含量，通过饮食保障人群叶酸摄入是改善居民营养健康的重要途径。叶酸检测试纸条实现了对富含叶酸作物籽粒产品的快速筛查，覆盖作物、饲料等行业。每个样本的检测成本约15元人民币，极大提高了检测效率，降低了检测成本，为育种企业、生产加工企业、高校 、科研院所及生物试剂公司提供田间现场快检到实验室确证叶酸含量的解决方案，带动了国内作物叶酸营养强化的研究。
开展筛选/培育高叶酸作物为我国通过饮食保障人群的叶酸精准营养和合理补充摄入需求提供理论依据和技术支撑。获得国家重点基础研究发展计划“作物特殊营养成分的代谢及其调控研究”（2013-2017）2013CB127003、中国农业科学院科技创新工程协同创新任务“作物营养素代谢机理及营养强化关键技术”（2017-2018）CAAS-XTCX2016009等项目经费支持。
3. 技术成熟度：可应用
4. 获得的知识产权情况
一种叶酸检测试纸条，ZL201720669838.9，实用新型专利证书
成果10：毕赤酵母生产重组果胶裂解酶
成果介绍
果胶裂解酶(pectin lyases，PNL)基因来源于黑曲霉，在毕赤酵母中分泌表达，诱导120小时酶活力达到500 U/ml。最适pH 4.5，最适温度58℃（在pH3-6.5,20-65℃能维持较高活力），能够耐受50℃，pH 3-6.5处理1小时以上。在苹果汁中添加果胶裂解酶能够降低果汁粘度30%以上，光穿透率（澄清度）提高65%以上（图18）。
图18果胶裂解酶对苹果汁粘度，澄清度，光穿透率和澄清度的影响
研发背景及市场应用前景
果胶裂解酶是果胶酶的一种，最主要的用途是纺织工业的苎麻脱胶和食品工业的果汁澄清，其中果胶裂解酶在果汁澄清中起到关键作用。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
果胶裂解酶优化基因及其表达载体和应用ZL201610179466.1,中国发明专利
成果11：毕赤酵母生产重组凝乳酶
成果介绍
将小牛凝乳酶原进行全基因优化并使其在毕赤酵母中高效分泌表达。在3升小试水平表达量达到12000-15000 SU/ml（120-150 IMCU/mL），远高于国内外报道表达量，蛋白表达量约为3 mg/mL，而且无需甲醇诱导，全程发酵时间仅需94小时。重组凝乳酶性质与小牛皱胃凝乳酶基本一致（图19），生产的奶酪口感与小牛凝乳酶生产的相当。
图19重组凝乳酶与天然凝乳酶酶学性质比较
研发背景及市场应用前景
欧美发达国家对凝乳酶有巨大的市场需求。凝乳酶（chymosin）是制造干酪的凝乳过程中起凝乳作用的关键性酶,它是天冬氨酸蛋白酶中的一种，能够专一性裂解k-酪蛋白中的Phe105-Met106肽键，引起乳蛋白凝聚，在乳制品特别是干酪加工中具有重要作用。同时凝乳酶对干酪的质构和特有风味的形成起着非常重要的作用。传统的凝乳酶主要是通过宰杀未断奶小牛从其皱胃中提取，随着干酪产业的剧增，小牛皱胃提取的凝乳酶无法满足需求。市售植物和微生物来源的凝乳酶本质上是蛋白酶，由于对酪蛋白的过度水解，导致生产的奶酪口感差，酶制剂接受度不高。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
优化的牛凝乳酶原基因及其分泌表达方法和应用，ZL2013104219437,中国发明专利
成果12：毕赤酵母高效表达乳糖酶生产菌株
成果介绍
一种廉价规模化生产新型高效乳糖酶的新技术，首次在国际上利用毕赤酵母表达系统作为高效生物反应器分泌表达乳糖酶,表达水平达到国际领先。2010年获得了农业部颁发的生产应用安全证书，2013年获得了卫生部颁发的食品添加剂新品种的行政许可，继而获得了江苏省质量技术监督局颁发的工业产品生产许可证。使利用毕赤酵母生产乳糖酶成功地进入到我国食品添加剂使用标准(GB2760)中。建立了利用乳糖酶生产低乳糖奶的应用技术。
培养基中分泌表达乳糖酶,酶活达到14000 U/ml，蛋白表达量在15-20 mg/ml,表达水平国际领先。培养基中90%以上为目标蛋白，节省了后纯化工艺。2010年获得了农业部颁发的生产应用安全证书（图20），2013年获得了卫生部颁发的食品添加剂新品种的行政许可，使利用毕赤酵母生产乳糖酶成功地进入到我国食品添加剂使用标准(GB2760)中，并实现产业化（图21）。重组乳糖酶的酶学性质接近甚至优于米曲霉天然来源乳糖酶。最适pH5.2，在pH3-9保持稳定，最适反应温度60℃，在40-60℃保持较高催化活力，能够耐受60℃长时间处理。
图20乳糖酶生物安全证书
图21 乳糖酶生产许可证
研发背景及市场应用前景
乳糖酶(β-半乳糖苷酶)主要应用于生产营养成分更利于人体消化吸收的低乳糖乳制品，治疗因体内缺乏乳糖酶而引起的乳糖吸收障碍和乳糖不耐受症，解决这一群体食用乳制品的问题。但长期以来，我国乳糖酶的市场被国外进口酶制剂垄断。
新型乳糖酶廉价大规模生产可产生以下社会和经济效益：(1)有望打破进口酶制剂的垄断局面，生产拥有自主知识产权的国产乳糖酶制剂。且市场潜力巨大。据预测未来5年内乳糖酶的市场需求量将达到4000吨以上，产值近8亿元(按市场售价200元/Kg)。 (2)增加乳制品类型品种，乳制品企业每年因低乳糖奶的全面生产所带来的间接经济效益达到1.2亿元。(3)可解决大多数中国及亚洲人饮用牛奶引起的乳糖吸收障碍和乳糖不耐受症，促进对乳制品中营养成分的吸收利用。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
1.优化的乳糖酶基因及其分泌表达方法和应用，ZL2012101950267，中国发明专利 2.一种具有高转糖苷活性的β-半乳糖苷酶突变体及其制备方法和应用，ZL2014101489994，中国发明专利
3. 一种重组毕赤酵母乳糖酶及其应用. ZL021081417，中国发明专利
4.乳糖酶突变基因及其分泌表达方法和应用,ZL2010102552342，中国发明专利
5.应用情况
本项目于2009年成功地转让给中诺生物科技发展江苏有限公司，技术转让费300万元，中诺公司于2010年底建成了乳糖酶发酵及后加工生产线，并进行了生产销售由于乳糖酶产品的带动，该公司生产基地新增就业人数60人，其中带动农民增收208万元，完成培训人数40人次。截至2014年底，共生产销售乳糖酶产品60吨，销售额1170万元，净利润总额为439万元，缴税总额为214万元。间接经济效益1.2亿。
2010年通过了盐城市科技局组织的成果鉴定。成果名称为：新型高效乳糖酶中试制备技术。由南京工业大学原校长欧阳平凯院士、江苏等食品科技学会陶文沂教授等专家组成的鉴定委员会给出的最终鉴定意见为：“鉴定资料规范、齐全，中试产品符合相关质量标准要求，乳糖酶的制备技术国内领先，主要技术指标达到国际先进水平”。
成果13：家蚕生产的重组复合鸡干扰素
成果介绍
利用家蚕杆状病毒表达系统，成功表达的鸡干扰素活性强、表达量高，鸡α-干扰素表达量达每头蚕300万IU、γ-干扰素表达量达每头蚕500万IU、λ-干扰素表达量达每头蚕500万IU以上；尤其是利用具有自主知识产权的多基因家蚕杆状病毒表达系统表达的α+γ的复合干扰素，表达量高达每头蚕2000万IU以上。动物实验表明干扰素产品对马立克病毒、新城疫病、鸡传染性法氏囊病毒有很好的抗病毒效果；另外γ干扰素还具有促进鸡生长的功效，而α+γ复合干扰素既可以抗病又可以促生长（图22）。
家蚕杆状病毒表达系统生产的鸡干扰素产品具有独特的优势，第一，安全性极高，家蚕中目前还未发现有对哺乳动物包括人有病原性的微生物存在，已经列入了食品目录中，家蚕蚕蛹是药品也是食品已使用上千年，蚕蛹粉直接就是饲料蛋白。第二，干扰素产品的表达量高，生产成本低，一克蚕蛹的表达量最高可达千万IU活性单位以上，多基因表达系统可以同时表达复合干扰素，可以根据不同的需求进行组合表达，大大降低了生产成本。第三、家蚕杆状病毒表达系统为真核表达系统，表达的外源蛋白质可进行翻译后修饰，使其在生化性质和生物活性等与天然产品相似，因此表达的干扰素活性及效果要好于同类产品，以鸡α+γ干扰素为例每天每公斤鸡体重舔食10000IU，就有很好的抗病和促生长效果，一粒蚕蛹（0.1元左右成本）生产的干扰素可供上百羽鸡全龄使用（使用方式初步定为5天一周期，两个周期）。第四，加工过程简单、环保，不产生工业三废。第五，干扰素和微生态制剂等联合使用具有替代或减少抗生素尤其是HPCIA（人类药物中“最高优先级的重要抗菌药物”）抗生素在养殖业上使用的可能，从而达到无抗生素肉鸡的要求。第六，鸡的干扰素可通过喂食或饮水途径给药，可节约人工成本。
图22鸡复合干扰素在肉鸡养殖中的增重效果
研发背景及市场应用前景
鸡的饲料效率提高无论从品种、饲料配方和添加剂使用均已经到了瓶颈期，料肉比优的鸡场已经高达1.6左右。为了达成如此高的料肉比，大量抗生素被添加到鸡饲料中的主要目的是用于促生长，这已对人类的健康和环境造成了巨大的危害。2019年7月农业农村部发布第194号公告，将从2020年开始全面禁止促生长类抗生素，实现“无抗”养殖。所以急需寻找新的安全、有效的产品来替代抗生素。
干扰素（IFN）作为一种广谱抗病毒的细胞因子被熟知，而有研究发现干扰素除了抗病毒、提高免疫力和抗菌外，还具有明显的促生长的功效，在肉鸡养殖中能够替代抗生素的作用，因此应用前景广阔。鸡中目前发现有三型干扰素：α-干扰素（I型）、γ-干扰素（II型）和λ-干扰素（III型），其中γ-干扰素（II型）除具有提升免疫力外，还具有明显的促生长作用，而且α和γ干扰素共同使用有显著的协同效果。
不过，受限于生产成本和产品活性等因素，目前市场上有效的动物用干扰素制剂种类很少，且多为大肠杆菌表达的α-干扰素或者组织提取的混合干扰素，存在作用效果单一、有效成分浓度低等缺陷，很难充分发挥基础研究中揭示出的功效，因而制约了干扰素在养禽业的广泛应用。
家蚕杆状病毒表达系统生产的鸡干扰素，通过提高鸡的基础免疫力和抗病能力而具有巨大的应用价值，更重要的是γ-干扰素产品具有促进肉鸡快速增重的作用，鸡的α+γ复合干扰素联用能提升鸡的生长速率8%以上、料肉比降低5%左右、42日龄的鸡每羽比对照增重200克左右，而且还减少了因疾病发生而淘汰的鸡数，对养禽业具有巨大经济效益。尤其是干扰素与微生态制剂等联合使用可以替代或减少抗生素的使用，减少由此引发的环境污染和抗生素使用安全问题，这对于提高禽类产品品质和用药安全更具有巨大的意义。
3. 成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
1. 动物α干扰素和γ干扰素的表达方法，ZL 201210110533.6，中国发明专利
2. 鸡λ3干扰素、其突变体及其表达方法和应用，ZL 201810081479.2，中国发明专利3. 复合干扰素组合物及其制剂和应用，201810241958.8，中国发明专利
安全证书：
重组杆状病毒 rBmNPV(ChIFN-γ)表达的鸡γ-干扰素生产应用的安全证书，农基安证字[2018]第052号：颁发日期：2018年12月20日，有效期：2018年12月20日至2023年12月20日。
图23 鸡干扰素生物安全证书
成果14：新型宠物用基因工程干扰素
成果介绍
生物所利用基因工程技术，将人工合成并优化后的猫ω-干扰素基因，在家蚕生物反应器中进行表达，表达蛋白分离纯化加工获得猫ω-干扰素产品。
猫ω-干扰素可用于预防和治疗宠物的多种病毒性疾病，例如：犬细小、犬瘟热、犬副流感、犬冠状病毒等；猫病毒性腹膜炎、猫白血病、猫瘟热、猫杯状病毒感染、猫肠道冠状病毒感染、猫病毒性鼻气管炎等病毒性疾病。
利用家蚕生物反应器生产猫ω-干扰素，表达量高至每粒蚕蛹2000万IU以上，使得生产成本大大降低，与现有产品相比具有价格上的优势。目前国际上日本生产的猫ω-干扰素药物Intercat®，在欧盟的售价高达35欧元/1000万IU（一针剂的有效含量）。另外，利用家蚕生物反应器生产猫ω-干扰素，不仅表达量高，而且活性好，因为家蚕生物反应器为真核表达系统，能够完成蛋白的修饰和加工，表达的蛋白能成功折叠为有功能的高级结构，所以表达的蛋白活性好。
利用家蚕生物反应器生产猫ω-干扰素，安全性也好，因为家蚕中还未发现有对哺乳动物有病原性的微生物存在，已经列入食品目录中，用家蚕生物反应器生产的产品不存在内毒素等有害物质，尤其是我们的新型家蚕生物反应器在表达蛋白过程中不会引入抗生素标记，环境安全性好。另外，我们拥有成熟的对表达蛋白进行加工纯化、运输以及长时间保存的技术和工艺。因此，利于家蚕生物反应器生产的新型基因工程宠物干扰素，将有助于我国宠物干扰素市场的开拓，给宠物带来福利，并具有十分显著的国际竞争力。
研发背景及市场应用前景
随着人民生活水平不断提高，家庭饲养宠物数量不断增多，人与宠物的亲密接触大大增加了人被动物感染的机会，因此预防和治疗宠物常见病毒病的药物是市场需求的必然。干扰素作为一种广谱的抑制病毒复制的细胞因子，具有抗病毒、提高机体免疫力和抗菌的功效，是目前宠物病毒性疾病治疗上最为有效的药物。然而迄今为止宠物干扰素的生产和销售只局限于日本东丽株式会社生产的并授权法国Virbac公司的猫ω-干扰素药物Intercat®，但产品在中国未上市。而国内宠物干扰素市场管理比较混乱，缺乏行业标准，且所有宠物干扰素均未获批，因此国内市场缺口极大。目前，在宠物治疗时，往往使用人用干扰素，宠物门诊一般无经营人用药品的资质，尤其是经常使用人用药品治疗动物疾病，使病毒、细菌易产生耐药性，直接危害人类健康。
我们利用家蚕生物反应器生产的新型基因工程宠物干扰素制剂，生产成本低，生物活性高，安全性好，是国内市场中亟需的产品，相关知识产权已获国家发明专利授权，还获得了农业部颁发的基因工程产品安全生产应用证书，该产品的推广必将推动我国宠物干扰素系列应用市场的开拓。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
1. 猫ω干扰素突变体及其制备方法和应用，ZL201510197296.5，中国发明专利
2. 猫ω2干扰素突变体及其制备方法和应用，CN201810176708.0，中国发明专利
3. 猫ω11干扰素突变体及其制备方法和应用，CN201810176714.6，中国发明专利安全证书：
安全证书
重组杆状病毒rBmNPV(FeIFN-ω)表达的猫ω-干扰素生产应用的安全证书，农基安证字[2018]第051号，有效期：2018年12月20日至2023年12月20日
图24 猫干扰素生物安全证书
成果15：家蚕生产的重组复合猪干扰素
成果介绍
利用真核表达系统--家蚕杆状病毒表达系统，成功生产的一系列猪干扰素产品，包括：α（I型），ω（I型），γ（II型），λ（III型），生产成本低、活性好。其中利用新型家蚕杆状病毒基因表达系统生产的猪复合型（α+γ）干扰素可实现每克蛹生产猪复合干扰素最高达3000万IU以上，表达效率和生产水平处于国际领先水平，生产成本仅为国际同类产品的10%，其它不同组合的猪复合干扰素表达也在进行中，目前，国内外尚未有生产动物复合干扰素的报道。家蚕杆状病毒基因表达系统生产的猪复合型（α+γ）干扰素已经在仔猪流行性腹泻的治疗试验中取得了理想的效果，且无任何毒副作用。另外，利用家蚕杆状病毒表达系统生产猪干扰素的规模化生产技术以及产品的加工工艺已经非常成熟。
家蚕杆状病毒表达系统生产的猪干扰素产品具有独特的优势，第一，安全性极高，家蚕中目前还未发现有对哺乳动物包括人有病原性的微生物存在，已经列入了食品目录中，家蚕蚕蛹是药品也是食品已使用上千年，蚕蛹粉直接就是饲料蛋白。第二，干扰素产品的表达量高，生产成本低，一克蚕蛹的表达量最高可达千万IU活性单位以上，多基因表达系统可以同时表达复合干扰素，可以根据不同的需求进行组合表达，大大降低了生产成本。第三、家蚕杆状病毒表达系统为真核表达系统，表达的外源蛋白质可进行翻译后修饰，使其在生化性质和生物活性等与天然产品相似，因此表达的干扰素活性及效果要好于同类产品。第四，加工过程简单、环保，不产生工业三废。
研发背景及市场应用前景
病毒性疫病长期以来都是制约动物养殖业发展的重要因素之一，这一情况在养猪业中尤为突出，猪瘟、猪繁殖与呼吸综合征、流行性腹泻、猪轮状病毒感染、猪圆环病毒感染、猪口蹄疫等常见病毒性疫病以及2018年开始在我国大范围爆发的非洲猪瘟都对我国乃至全球的养猪业造成了巨大的威胁。对这些病毒性疫病的防控手段主要是疫苗接种，但是在规模化养殖中，疫病多以混合感染的方式出现，单一性的疫苗免疫难以控制；并且近年来随着病毒毒株的变异和新发疫病的出现，也凸显出了疫苗研发滞后于疫情蔓延所造成的重大影响。由此可见，亟需研发对各种疫病病毒有广谱效应的生物活性制剂来辅助疫苗免疫形成更加完善的疫病防控体系。
干扰素作为一类广谱抗病毒的细胞因子，具有抑制病毒复制、调节免疫功能、抗菌等作用，在动物病毒性疾病控制中具有不可替代的作用。大量研究表明，猪干扰素在多种病毒性疾病控制方面具有显著效果，更有研究发现对于目前无有效控制手段的非洲猪瘟疫病，高水平的干扰素α在体外可以高效抑制非洲猪瘟病毒的复制，而α-和γ-干扰素同时存在时对其抑制有10倍以上增强作用，因此，干扰素不同类型之间的这种互作增强作用，使其在病毒性疫病的控制中更具潜力。
但是，干扰素因传统生产成本高，使用剂量大，单一的I型α-干扰素使用效果不佳等原因，限制其广泛应用；尤其是干扰素中除I型干扰素外，以同源双聚体的形式发挥功能的特点，导致传统的原核表达系统存在一定的局限性，所以目前生产中尚无有效的猪复合干扰素得到应用。
疫苗接种预防一直是我国养殖业中病毒性疫病防控的重要手段，但从非瘟爆发可以看出，由于烈性传染病的特点，凸显了疫苗研发滞后于疫情蔓延这一现实问题。利用家蚕杆状病毒表达系统生产的猪复合干扰素制剂，对病毒性疫病有广谱防治效果，因此在养猪业中应用前景广阔：一是在稳定时期作为疫苗预防接种的辅助手段，实现更加全面的疫病防控；二是在特殊时期（传统疫病病毒株变异和新发病毒性疫病爆发）用于阻止疫情蔓延，为疫苗研发争取宝贵的时间，成为保障国家粮食安全不受威胁重要手段之一。
3. 技术成熟度：可直接应用
4. 获得的知识产权情况
国家发明专利，动物α干扰素和γ干扰素的表达方法， ZL 201210110533.6
国家发明专利，猪λ3干扰素突变体及其制备方法和应用， ZL 201810398199.6
国家发明专利，猪ω7干扰素突变体及其制备方法和应用， ZL 201810326564.2
国家发明专利，复合干扰素组合物及其制剂和应用，201810241958.8
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