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龙城校区作物遗传与分子改良山西省重点实验室

发布时间:2020年10月21日 14:50 作者: 点击:[]

作物遗传与分子改良山西省重点实验室于2015年1月被山西省科技厅列入山西省重点实验室建设计划名单,依托单位为山西省农业科学院作物科学研究所。

重点实验室主任为畅志坚博士,学术委员会主任为赵振东院士。

重点实验室是立足于我省气候干旱少雨,生态条件脆弱,人均耕地少,农业生产形势严峻的省情特点,面向小麦、玉米、谷子、马铃薯、大豆等我省农作物种业发展的重要需求,针对突破性育种目标的实现和育种效率的提高,开展种质创新及重要新基因鉴定与利用、转基因植物安全技术研究和作物分子标记辅助育种等相关领域的基础研究和应用基础研究。

多年来,实验室针对我省主要农作物在种质创新及分子改良中的重要科学问题及分子技术育种中亟待解决的共性关键技术,形成了3个相对稳定的研究方向。

方向1:主要农作物种质创新及重要新基因发掘。

主要是针对长期的人工选择使作物品种遗传基础越来越狭窄这一限制作物育种突破和发展的主要瓶颈,利用植物染色体工程技术和分子生物学的原理和方法,创造和利用作物新种质,从中发掘、鉴定育种上迫切需要的新基因,并对其进行分子定位;

方向2:基因克隆与安全转基因技术。

主要以马铃薯、玉米为研究对象,建立基于RNA干扰技术、核酶技术和无标记的安全、高效植物转基因技术体系,并利用转基因方法对现有品种实施遗传改良;

方向3:分子育种的关键技术与应用。

主要从分子水平上对山西省主要作物和特色作物进行遗传多样性分析,构筑分子标记辅助选择、转基因和单倍体育种的分子育种技术体系,并将其用于新品种选育。

重点实验室将本着“瞄准前沿、注重创新、强化基础、兼顾应用、突出特色”的建设思路,力争使实验室成为提升我国主要农作物种质创新与分子改良共性关键技术研发水平、推动产学研相结合的重要平台,以及高层次农业科研人才培养和汇聚的中心。

近年来实验室重点科技成果。

成果1:在国际上,首次发现小麦异源多倍体形成过程中外源基因组的重建现象,完善了植物异源多倍体的进化理论,其研究成果“小麦种质创新的细胞遗传学机制及外源抗病新基因分子鉴定”于2013年获山西省自然科学一等奖

成果2:利用RNA干扰技术、核酶技术和无标记转基因技术所培育的6份无标记RAN干扰型抗4种病毒转基因马铃薯已经完成了“转基因中间试验”。这批品系中不含标记基因,目的基因为核酶基因和RNA干扰型结构,无蛋白质产物,规避了转常规病毒基因潜在的同源重组、异源包装和协生作用的生物风险,具有较高的生物安全性。

成果3:在国际上首次将偃麦草兼抗白粉病和条锈病等两种小麦重大病害的抗性导入小麦,并揭示了多抗性外源基因的遗传规律;同时,利用自育的小偃麦异源染色体渗入系,采用分子标记技术定位了5个抗白粉病新基因(Pm)和2个抗条锈病新基因(Yr)。其中4个抗病新基因已被国际基因命名委员会正式定名为Pm40Pm43Yr41Yr50。为外源基因的图位克隆和分子抗病育种奠定了坚实基础,提升了我国植物新基因发掘、鉴定和利用的创新能力及国际竞争力。

成果4:建立了山西省唯一的作物特别是玉米“分子身份证”的构建平台,构建了352份已审定的玉米杂交种、自交系、开放授粉品种、糯玉米自交系和抗玉米丝黑穗病自交系的指纹数据库;完成了以SSR分子标记为基础的、山西省已审定玉米杂交种及自交系、和山西省玉米农家种的遗传多样性评价及类群划分。

成果5:率先开展了玉米耐低磷的功能基因组学研究。国际上首次建立了稳定、高效、低成本的cDNA-SRAP转录组分析体系,并用该体系分析玉米磷胁迫应答基因差异表达,并且已克隆出一些有重要功能的基因。其中,玉米耐低磷的调控基因ZmPHR1的克隆及生物功能验证的研究成果已发表高端国际学术期刊。

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