中心简介

        作物遗传改良国家重点实验室(华中农业大学)简介

 

作物遗传改良国家重点实验室依托于华中农业大学,1992年3月由国家批准建设,与现代生物科学技术在中国的发展基本同步。分别于1996年、2001年、2006年、2011年(免评)连续4次被评为优秀国家重点实验室,是唯一获此殊荣的农业科研类国家重点实验室,也是依托高校所建生命科学类唯一获此殊荣的国家重点实验室。在科技部“国家重点实验室计划”20周年表彰大会上,我室获国家重点实验室计划先进集体和2个管理先进个人称号,共获得3个“金牛奖”。

实验室针对国家农业发展重大需求,20多年来围绕作物遗传改良这一总体目标,已形成上中下游一体、“顶天立地”的鲜明研究特色,已成为我国乃至全球农业生命科学领域具有重要影响的科学研究、人才培养、学术交流的基地之一。

1、实验室总体定位和研究方向明确

以水稻、油菜、玉米、棉花等4个大田作物为研究对象,围绕农作物遗传改良这一总体目标,以应用基础研究为主,向基础研究和应用研究延伸;瞄准学科前沿,将生物技术与常规技术相结合,分别从作物的群体水平、个体水平、细胞水平、分子水平等不同层次研究作物性状的遗传及生理机理,进行品种改良;为农作物遗传改良提供新理论、新技术、新途径、新材料,为农业生产提供新品种和新方法,为建设“资源节约型、环境友好型”农业生产体系做贡献。实验室定位为“国内领先、国际一流”的农业生命科学研究基地。

研究方向包括:(1)功能基因组研究(2)杂种优势与雄性不育研究(3)种质资源创新及遗传多样性研究(4)生物技术与育种研究(5)作物生理遗传。

2、发起、牵头国家重大、重点任务能力强

近5年来主持了包括“973计划”、“863计划”、国家科技重大专项和国家自然科学基金等国家任务近200项,占承担项目总数的69.7%,累计到账科研经费约4.5亿元。发起并牵头全国43个课题组参加的重大项目“水稻功能基因组研究”,于2006、2011年连续滚动牵头该项目;提出“绿色超级稻”理念,组织全国27家单位实施重大项目“绿色超级稻新品种选育”;自2008年起连续滚动牵头全国几十家单位参加的国家科技重大专项-转基因生物新品种培育专项2项;此外,实验室还主持国家自然科学基金重点项目15项,重大国际合作项目2项,两院咨询研究项目2项。

3、实验室自主创新能力强劲,取得一大批高水平原创性成果

(1)由我室牵头,联合北京、上海等全国数十家单位合作,经过近十五年的发展,我国水稻功能组研究整体水平已处于国际领先地位。实验室已建立起完善的水稻、玉米等作物功能基因组学研究平台,分离克隆一批重要性状的功能基因,构建了分子调控网络,为作物高产、优质、多抗品种的培育积累了基因资源。“控制水稻株高、抽穗期和每穗粒数的多效性基因Ghd7”的研究成果入选2008年度中国基础研究十大新闻;“水稻质量抗性和数量抗性的基因基础与调控机理”研究成果获2013年度国家自然科学二等奖;克隆一批产量、品质、抗旱、营养高效、抗病以及生长发育等具有自主知识产权的重要性状基因和调控因子,是国内外克隆作物功能基因最多的单位之一;建立的Gresource等7个功能基因组数据资源、突变体库、基因等资源信息平台供全球免费使用。近5年来相关研究结果在Nat Genet、PNAS、Plant Cell等SCI影响因子9以上杂志发表论文31篇,多篇论文被权威刊物作为亮点成果点评,并受邀在Annu Rev Plant Biol、Curr Opin Plant Biol上发表综述文章12篇。

(2)系统研究了水稻的杂种优势遗传基础,指出在“永久F2”群体中,显性、超显性、上位性均是杂种优势的遗传组份,较圆满地解释了“汕优63”杂种优势的遗传基础;经过20多年的系列研究,系统阐述了水稻籼粳亚种间生殖隔离的机理,为有关籼粳杂种不育、物种生殖隔离分子机理、生物进化的研究提供了借鉴和参考,并推动籼粳亚种间杂种优势的利用。

(3)发现的波里马细胞质雄性不育系(Pol CMS)被认为“是国际上第一个有实用价值的油菜雄性不育类型”,在国内外油菜育种界被广泛研究利用。全国目前三系油菜杂交种超过50%都是Pol CMS及其衍生系杂种,我室培育的油菜新品种每年推广面积约1200万亩,约占全国种植面积的10-12%,为我国油菜产业的发展做出了巨大贡献。相关成果获国家科技进步一等奖1项、国家科技进步二等奖3项。

(4)牵头提出了“绿色超级稻”的理念以及在水稻生产中实现“少打农药、少施化肥、节水抗旱、优质高产”的战略目标。目前,我室水稻团队牵头联合国内外多家科研单位承担着国家重大项目,开展绿色超级稻的系统研究和应用示范。培育出我国第一例获生物安全证书的转基因水稻新品种“转基因抗虫水稻华恢1号”及其杂交种“Bt汕优63”。建立了适合绿色超级稻轻简化与机械化的栽培技术体系,取得了再生稻和前茬水稻周年亩产突破吨粮的好成绩,为我国粮食增产找到一条有效途径。

(5)形成了主要农作物资源创新与挖掘的技术、理论体系并培育大量特色材料,构建了分子标记辅助选择和转基因技术等分子育种技术体系,培育了一批棉花、玉米、水稻等作物新品种和新材料。“棉花种质创新及强优势杂交棉新品种选育与应用研究”获2013年度国家科技进步二等奖。我室玉米品种在西南山区的种植面积和影响日渐提高,对西南山区玉米生产起到了重要支撑作用。

4、建立了一支结构合理、创新强劲的高水平科研队伍

实验室现有固定人员72人,其中研究人员67人,技术人员3人,专职管理人员2人。实验室另聘用高级技术人员3名。研究人员中有中国科学院院士1人,中国工程院院士1人,美国科学院外籍院士1人;长江学者奖励计划特聘教授5人、讲座教授3人、青年长江学者1人;国家杰出青年基金获得者5人,优秀青年基金获得者2人;入选“千人计划”4人、“青年千人计划”5人、“万人计划”3人。有1个国家自然科学基金创新研究团队、1个科技部重点领域创新团队、2个教育部创新团队、8个农业部创新团队、6个湖北省创新研究团队。实验室常年在读研究生1000余人,在站博士后约40人,客座研究人员及兼职人员约24人。

5、国内外学术交流活跃

实验室与国内外学术机构建立了良好的合作交流平台,依托2个“111”项目,与美国、英国、法国等国家的知名学术机构建立了2个联合实验室(合作中心),在人才培养、人员交流、科研合作等方面进行深入的实质性合作;先后举办20多次不同类型的国内外学术会议。每年邀请来讲学的国内外专家50余人,我室人员出访30余人次。同时,我室积极创新对外开放共享模式,分别在黑龙江、河北、云南和新疆建立了4个开放合作基地。

6、基础设施优良、运行管理规范

经过20多年的建设,实验室已建成了基础条件优良、管理规范的作物遗传改良研究的条件支撑体系。建有实验大楼27000平方米,有完整配套的作物分子生物学、基因组学、生物技术研究的设备条件,建有包括作物表型数字化测定、温室等成套的农作物遗传改良研究田间基础设施,形成了学-研-产配套、上-中-下游一体的格局和技术支撑体系。同时,依托本实验室建立了国家植物基因研究中心(武汉)、国家农作物分子技术育种中心、农业部农业基因组学重点实验室(武汉)、湖北省绿色超级稻工程技术研究中心等科研基地,以及作物遗传改良国际科技合作基地等国际学术交流基地,同时本室也是我校国家生物学理科基地、生物技术基地等人才培养基地的重要组成部分。

实验室建立的“包容整合、集成优势、发扬特色、注重创新”的建设发展理念以及“集中管理、分级负责、责任到人、全面开放”的管理体制与原则,得到了科技部、教育部、农业部等有关部委的充分肯定,作为重点实验室先进管理经验应邀在各部门和单位多次作报告和交流。在科技部的“国家重点实验室计划”20周年表彰大会上,我室获国家重点实验室计划先进集体以及管理先进个人称号。

 

 
 
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