目 录 一 科 技 工 作 总 结 二 科 研 进 展 1. 农 业 与 生 命 科 学 2. 资 源 与 环 境 科 学 3. 农 业 工 程 与 自 动 化 科 学 5. 经 济 管 理 与 社 会 科 学 三 科 研 成 果 1. 获 奖 成 果 2. 鉴 定 成 果 3. 授 权 专 利 1

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2 目 录 一 科 技 工 作 总 结 二 科 研 进 展 1. 农 业 与 生 命 科 学 2. 资 源 与 环 境 科 学 3. 农 业 工 程 与 自 动 化 科 学 5. 经 济 管 理 与 社 会 科 学 三 科 研 成 果 1. 获 奖 成 果 2. 鉴 定 成 果 3. 授 权 专 利 植 物 新 品 种 品 种 审 定 6. 论 文 收 录 四 人 才 队 伍 建 设 1. 中 国 科 学 院 院 士 2. 中 国 工 程 院 院 士 3. 长 江 学 者 特 聘 教 授 4. 长 江 学 者 讲 座 教 授 5. 杰 出 青 年 基 金 获 得 者 6. 教 育 部 创 新 团 队 7. 新 世 纪 优 秀 人 才 支 持 计 划 获 得 者 五 科 研 基 地 六 科 技 政 策 七 大 事 记

3 21 科 技 工 作 总 结 1

4 2 科 技 发 展 年 报 (2007)

5 科 技 工 作 总 结 科 技 工 作 以 党 的 十 七 大 精 神 为 指 导, 全 面 贯 彻 落 实 科 学 发 展 观, 紧 紧 围 绕 国 家 重 大 需 求 和 民 生 关 心 的 问 题, 大 力 推 动 科 技 创 新 在 学 校 党 委 的 正 确 领 导 下, 通 过 全 校 师 生 员 工 的 共 同 努 力, 进 一 步 提 升 了 科 技 创 新 能 力, 为 学 校 的 学 科 发 展 和 人 才 培 养 提 供 了 强 有 力 的 支 撑 在 承 担 国 家 重 大 科 研 项 目 科 技 成 果 产 出 科 技 成 果 转 化 与 推 广 等 方 面 都 取 得 了 辉 煌 成 绩, 全 面 实 现 了 年 初 确 定 的 计 划 目 标 ( 一 ) 科 研 项 目 与 经 费 2007 年 申 报 各 类 纵 向 项 目 1298 项, 批 准 项 目 858 项 全 年 到 校 经 费 万 元, 同 比 增 长 29.2%, 其 中 纵 向 经 费 万 元, 占 88%; 横 向 经 费 4776 万 元, 占 12% 到 校 经 费 中 来 源 于 国 家 科 技 部 万 元 农 业 部 6644 万 元 国 家 自 然 科 学 基 金 委 4495 万 元 北 京 市 2947 万 元 组 织 申 报 国 家 自 然 科 学 基 金 委 各 类 项 目 459 项, 获 准 133 项, 项 目 经 费 4493 万 元, 批 准 项 目 数 与 经 费 均 创 我 校 历 史 新 高, 同 比 增 长 18% 其 中, 面 上 项 目 111 项, 批 准 经 费 3021 万 元, 批 准 项 目 数 同 比 增 长 11%, 批 准 率 达 28%, 高 出 全 国 平 均 批 准 率 11 个 百 分 点 ; 重 点 项 目 2 项 ; 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 3 项 组 织 申 报 的 973 计 划 项 目 主 要 农 作 物 杂 种 优 势 形 成 机 理 及 利 用 途 径 研 究 获 得 批 准, 经 费 额 度 3000 万 元 1999 年 以 来, 我 校 累 计 主 持 973 计 划 项 目 达 10 项, 在 全 国 高 校 中 居 第 三 位 在 2007 年 立 项 的 973 计 划 项 目 中, 我 校 共 承 担 课 题 7 项 申 报 863 计 划 专 题 93 项, 批 复 27 项, 批 准 经 费 达 2200 万 元 以 上 ; 申 报 重 点 项 目 7 项, 批 复 6 项, 批 准 经 费 近 3000 万 元 ; 申 报 转 基 因 快 速 反 应 课 题 1 项, 批 复 1 项, 批 准 经 费 450 万 元 主 持 申 报 国 家 科 技 支 撑 计 划 课 题 16 项, 批 复 14 项, 年 度 经 费 1645 万 元 已 到 校, 签 订 国 家 科 技 支 撑 计 划 子 课 题 任 务 书 163 份, 合 同 经 费 8000 余 万 元 申 报 农 业 部 各 类 项 目 127 项, 获 批 120 项, 批 准 经 费 万 元 在 公 益 性 行 业 科 研 专 项 项 目 中, 我 校 主 持 1000 万 元 以 上 的 项 目 达 6 项 组 织 申 报 的 国 家 高 技 术 产 业 项 目 高 淀 粉 玉 米 新 品 种 高 技 术 产 业 化 示 范 工 程 和 节 粮 小 型 蛋 鸡 育 种 高 技 术 产 业 化 示 范 工 程 获 得 批 准, 国 拨 经 费 900 万 元 组 织 申 报 北 京 市 自 然 科 学 基 金 115 项, 获 批 13 项, 北 京 市 其 他 项 目 89 项, 获 批 79 项, 经 费 2418 万 元 ; 申 报 教 育 部 项 目 106 项, 申 报 国 际 合 作 和 交 流 项 目 63 项, 获 批 47 项, 经 费 928 万 元 申 报 国 家 社 会 科 学 基 金 国 家 其 他 部 委 软 科 学 等 课 题 148 项, 获 批 85 项, 总 经 费 977 万 元 ( 二 ) 科 技 成 果 产 出 2007 年 度 获 国 家 科 技 进 步 奖 5 项, 列 全 国 高 校 并 列 第 二 位 我 校 主 持 的 棉 花 化 学 控 制 栽 培 技 术 体 系 的 建 立 与 应 用 科 技 成 果 获 国 家 科 技 进 步 二 等 奖 ; 参 与 完 成 的 精 准 农 业 关 键 技 术 研 究 与 示 范 益 生 制 剂 及 其 增 效 技 术 研 究 与 应 用 工 厂 化 农 业 ( 园 艺 ) 关 键 技 3

6 科 技 发 展 年 报 (2007) 术 研 究 与 示 范 和 花 卉 新 品 种 选 育 及 商 品 化 栽 培 关 键 技 术 研 究 与 示 范 分 别 获 国 家 科 技 进 步 二 等 奖 2007 年 我 校 还 获 得 省 部 级 奖 励 26 项, 其 中 获 高 等 学 校 科 学 技 术 一 等 奖 2 项 北 京 市 科 学 技 术 奖 6 项, 中 华 神 农 奖 3 项 申 请 中 国 专 利 198 件, 其 中, 发 明 166 件, 实 用 新 型 31 件, 外 观 设 计 1 件 ; 专 利 申 请 同 比 增 长 39.4% 授 权 专 利 116 件, 其 中 发 明 84 件, 实 用 新 型 32 件 鉴 定 科 技 成 果 30 项, 获 得 软 件 ( 著 作 权 )28 项, 植 物 新 品 种 权 授 权 3 项,6 项 植 物 品 种 通 过 审 定 我 校 被 SCI EI 收 录 论 文 数 量 继 续 快 速 增 长, 全 年 被 SCI EI SSCI 收 录 论 文 932 篇, 同 比 增 长 23.7% 其 中 SCI 收 录 论 文 719 篇, 同 比 增 长 18.4%;EI 收 录 论 文 210 篇 ;SSCI 收 录 论 文 3 篇 根 据 中 国 科 学 技 术 信 息 研 究 所 公 布 的 资 料,2006 年 度 我 校 SCI 论 文 数 在 全 国 高 校 中 的 排 名 上 升 至 第 21 位, 比 2005 年 前 移 了 2 个 位 次 为 进 一 步 提 高 论 文 质 量, 鼓 励 在 我 校 相 关 学 科 领 域 顶 尖 期 刊 上 发 表 更 多 的 学 术 论 文, 调 整 了 SCI 收 录 论 文 相 关 的 奖 励 政 策 我 校 被 SCI 收 录 论 文 质 量 继 续 上 升,2007 年 度 影 响 因 子 大 于 5.0 的 论 文 13 篇, 在 学 校 确 定 的 相 关 学 科 顶 尖 期 刊 上 发 表 的 论 文 130 篇, 占 SCI 收 录 论 文 总 数 的 17.9% ( 三 ) 实 验 基 地 建 设 与 管 理 农 业 节 水 与 水 资 源 教 育 部 工 程 研 究 中 心 国 家 级 兽 药 安 全 评 价 ( 环 境 评 估 ) 实 验 室 国 家 农 业 野 生 植 物 鉴 定 评 价 中 心 ( 水 稻 ) 农 业 部 饲 料 质 量 安 全 监 督 检 验 中 心 农 业 部 沼 气 产 品 及 设 备 质 量 监 督 检 验 测 试 中 心 华 北 工 作 站 获 批 建 设 目 前 依 托 我 校 建 设 的 国 家 监 督 检 验 测 试 中 心 达 8 个 ; 完 成 认 证 验 收 检 查 论 证 的 科 研 基 地 12 个, 其 中 生 物 安 全 三 级 (P3) 实 验 室 通 过 国 家 认 证 22 个 实 验 室 参 与 农 业 部 第 五 轮 重 点 实 验 室 建 设 与 评 估 申 报 了 农 业 生 物 科 学 与 技 术 国 家 实 验 室 ; 申 报 了 作 物 分 子 育 种 动 物 育 种 和 真 核 载 体 疫 苗 3 个 国 家 工 程 实 验 室 ; 与 香 港 中 文 大 学 联 合 申 报 建 立 农 业 生 物 技 术 伙 伴 国 家 重 点 实 验 室 一 大 批 科 研 项 目 依 托 科 研 基 地 申 报 成 功, 有 的 项 目 已 在 学 校 上 庄 实 验 站 曲 周 实 验 站 吴 桥 实 验 站 涿 州 实 验 站 等 基 地 实 施 4

7 2 科 研 进 展 5

8 6 科 技 发 展 年 报 (2007)

9 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 农 业 与 生 命 科 学 高 产 优 质 多 抗 玉 米 育 种 技 术 研 究 及 新 品 种 培 育 农 学 与 生 物 技 术 学 院 陈 绍 江 课 题 来 自 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 1. 育 种 新 技 术 的 开 发 初 步 建 立 了 以 单 倍 体 育 种 等 先 进 技 术 为 基 础 的 育 种 技 术 体 系 新 选 育 的 生 物 诱 导 系 已 用 于 自 交 系 选 育, 共 构 建 生 物 诱 导 双 单 倍 体 (DH) 群 体 3 个, 包 含 300 个 DH 系 ; 其 中 育 成 的 高 频 率 玉 米 单 倍 体 新 诱 导 系 吉 高 诱 系 3 号, 具 有 诱 导 率 高 标 记 性 状 明 显 综 合 性 状 好 等 优 点 建 立 了 国 内 第 一 个 玉 米 籽 粒 和 秸 秆 品 质 性 状 近 红 外 测 定 模 型, 所 建 立 的 近 红 外 品 质 测 定 技 术 已 用 于 杂 交 种 的 筛 选 测 定 模 型 涵 盖 了 油 分 淀 粉 蛋 白 质 等 重 要 籽 粒 性 状 和 消 化 率 粗 纤 维 等 重 要 秸 秆 性 状 2. 育 种 新 材 料 的 创 制 提 出 了 以 交 换 杂 交 种 组 建 杂 优 群 体 的 设 想, 初 步 组 建 了 由 重 要 骨 干 黄 改 系 组 成 的 黄 改 群 体 瑞 德 群 体 以 及 群 体, 所 建 群 体 已 在 海 南 种 植 选 育 目 标 性 状 突 出 的 新 材 料 50 余 份 3. 自 交 系 选 育 及 杂 交 组 合 的 组 配 已 选 育 高 配 合 力 自 交 系 30 多 个, 配 制 杂 交 组 合 8 万 份 4. 玉 米 杂 交 种 组 合 筛 选 及 区 试 已 筛 选 高 产 优 质 稳 产 多 抗 苗 头 的 玉 米 杂 交 种 200 多 份, 有 100 多 个 组 合 进 入 国 家 省 预 备 试 验, 有 8 个 高 产 优 质 多 抗 普 通 或 特 用 玉 米 新 品 种 通 过 国 家 审 定, 省 级 审 定 的 重 要 杂 交 种 17 个 5. 展 示 示 范 在 四 川 设 置 了 先 导 组 合 试 验, 该 先 导 性 组 合 超 高 产 展 示 试 验, 为 类 似 生 态 区 玉 米 大 面 积 高 产 提 供 了 技 术 支 撑 在 北 京 山 东 济 南 黑 龙 江 绥 化 进 行 了 品 种 展 示, 北 京 点 初 步 筛 选 出 5 个 优 秀 组 合 为 第 二 年 的 先 导 组 合 在 北 方 春 播 区 和 黄 淮 区 建 设 多 个 新 品 种 示 范 基 地 在 山 东 建 设 新 品 种 中 试 推 广 基 地 6 个, 规 模 达 60 万 亩 7

10 科 技 发 展 年 报 (2007) 高 产 优 质 多 抗 玉 米 分 子 品 种 创 制 农 学 与 生 物 技 术 学 院 李 建 生 课 题 来 源 于 863 计 划 课 题 总 体 进 展 顺 利 结 合 QTL 定 位 结 果 和 比 较 基 因 组 学 方 法, 已 经 进 行 了 玉 米 抗 丝 黑 穗 病 抗 穗 粒 腐 病 抗 纹 枯 病 玉 米 株 高 及 产 量 性 状 QTL 精 细 定 位 群 体 的 基 因 型 和 表 型 性 状 的 评 估, 进 而 对 玉 米 抗 矮 花 叶 病 毒 病 高 赖 氨 酸 高 维 生 素 A 源 QTL 位 点 的 分 析 ; 玉 米 氮 高 效 磷 高 效 以 及 株 型 相 关 性 状 永 久 定 位 群 体 的 构 建 ; 应 用 分 子 标 记 辅 助 选 择 改 良 玉 米 自 交 系 的 杂 交 和 回 交 群 体, 并 配 置 组 合 以 鉴 定 优 良 的 玉 米 杂 交 种, 育 成 优 良 玉 米 杂 交 种 9 个, 高 产 多 抗 优 质 新 品 种 及 优 质 专 用 新 品 种 示 范 面 积 达 到 近 200 万 亩 高 维 生 素 A 源 玉 米 杂 交 种 的 选 育 及 利 用 农 学 与 生 物 技 术 学 院 李 建 生 课 题 来 源 于 HARVEST-PLUS PROJECT,Bill & Melinda Gates 基 金 会 课 题 以 我 国 西 南 少 数 民 族 地 区 为 目 标 区 域, 选 择 维 生 素 A 源 为 目 标 性 状 已 建 立 了 利 用 HPLC 分 析 玉 米 籽 粒 类 胡 萝 卜 素 及 其 组 分 的 技 术 平 台, 利 用 该 技 术 平 台 分 析 了 78 份 中 国 玉 米 种 质 资 源 的 类 胡 萝 卜 素 及 其 组 分 的 含 量 结 果 表 明, 在 78 份 我 国 玉 米 材 料 中,β - 胡 萝 卜 素 的 含 量 变 化 在 μ g g -1 to 之 间, 最 高 维 生 素 A 源 的 含 量 仅 达 到 μ g g -1 引 进 4 份 高 维 生 素 A 源 玉 米 材 料, 维 生 素 A 源 含 量 达 到 10 μg g -1 以 利 用 这 些 高 维 生 素 A 源 资 源 为 材 料, 开 展 了 玉 米 高 维 生 素 A 源 育 种 的 研 究 在 云 南 目 标 区 域 鉴 定 了 以 高 维 生 素 A 源 资 源 为 亲 本 组 配 的 玉 米 杂 交 组 合, 子 粒 产 量 变 化 在 6.29~7.15 吨 / 公 顷 其 中 一 个 组 合 的 β - 胡 萝 卜 素,α - 胡 萝 卜 素,β - 隐 黄 素, 玉 米 黄 素, 玉 米 叶 黄 素 和 类 胡 萝 卜 素 总 量 分 别 为 11.58, 1.38,0.80,1.93,4.60 和 μ g g -1 利 用 含 223 个 家 系 的 重 组 自 交 系 群 体 和 覆 盖 全 基 因 组 的 201 分 子 标 记, 定 位 到 31 个 影 响 维 生 素 A 源 总 量 以 及 5 个 前 体 的 QTL, 其 中 在 第 6, 8 和 10 染 色 体 定 到 3 个 主 效 QTL, 染 色 体 6 与 已 知 的 影 响 维 生 素 A 合 成 的 基 因 -PSY1 位 置 接 近 研 究 结 果 对 于 全 面 认 识 我 国 玉 米 种 质 资 源 营 养 成 分 的 变 异, 了 解 玉 米 类 胡 萝 卜 素 及 其 组 分 的 遗 传 机 理, 推 动 我 国 玉 米 生 物 强 化 育 种 有 重 要 意 义 转 基 因 抗 黄 萎 病 棉 花 高 产 优 质 研 究 与 示 范 农 学 与 生 物 技 术 学 院 齐 俊 生 课 题 来 源 于 农 业 部 农 业 结 构 调 整 重 大 技 术 研 究 专 项 项 目 利 用 高 抗 黄 萎 病 的 海 岛 棉 品 种 分 离 获 得 了 LTP-At7 基 因 获 得 高 抗 黄 萎 病 的 品 种, 并 对 所 培 育 的 高 抗 黄 萎 病 品 种 ( 杂 交 种 ) 配 以 合 理 的 生 防 化 调 等 措 施, 从 而 实 现 棉 花 品 种 的 高 产 优 质 本 年 度 采 用 黄 萎 菌 高 压 选 择 方 法 结 合 田 间 检 测 相 结 合 方 法 筛 选 具 有 高 抗 黄 萎 病 的 植 株, 然 后 自 交 与 其 他 品 种 杂 交, 获 得 稳 定 的 品 系 1~3 个, 配 制 抗 黄 萎 病 病 杂 交 组 合 50~100 个, 海 南 繁 殖 加 代, 同 时 测 定 杂 交 种 优 势 及 配 合 力 对 表 现 良 好 的 品 系 推 荐 1~2 个 品 系 ( 杂 交 种 ) 参 加 省 级 以 上 区 域 试 验 生 防 制 剂 化 控 等 技 术 试 验 示 范 : 选 育 出 抗 黄 萎 病 稳 定 品 系 13 个, 其 中 高 抗 品 系 1 个 ; 配 制 抗 黄 萎 病 及 抗 虫 等 优 良 性 状 杂 交 组 合 132 个,2007 年 通 过 河 北 省 审 定 的 品 种 1 个 ; 同 时 又 申 报 了 天 津 河 南 新 疆 等 区 试 的 杂 交 种 3 个 8

11 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 玉 米 抗 逆 抗 病 品 质 的 功 能 基 因 组 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 徐 明 良 课 题 来 源 于 863 计 划 本 课 题 各 项 研 究 均 取 得 了 较 大 进 展, 取 得 了 一 些 阶 段 性 成 果 玉 米 抗 丝 黑 穗 病 的 精 细 定 位 基 本 完 成, 抗 茎 腐 病 的 基 因 进 入 精 细 定 位 阶 段 ; 完 成 了 玉 米 高 赖 氨 酸 色 氨 酸 储 藏 蛋 白 突 变 体 Opaque1 7 基 因 (O1 O7) 的 定 位, 其 中 的 O1 基 因 已 被 限 定 在 一 个 BAC 克 隆 的 范 围 ; 获 得 30 条 与 玉 米 耐 低 磷 ( 磷 高 效 ) 或 抗 旱 相 关 的 全 长 cdna 基 因, 将 其 中 20 条 全 长 cdna 和 对 应 的 RNAi 干 扰 体 转 入 拟 南 芥 获 得 了 转 基 因 纯 系 ; 获 得 了 过 量 表 达 抗 逆 相 关 转 录 因 子 (ABP ) RNAi(ABP5 7) 转 基 因 拟 南 芥 纯 系 以 及 过 量 表 达 ABP2 的 转 基 因 水 稻 纯 系, 鉴 定 它 们 对 干 旱 高 盐 和 病 害 的 抗 性 ; 根 据 水 稻 中 已 克 隆 的 控 制 籽 粒 大 小 的 QTL-GS3 的 序 列 获 得 了 玉 米 对 应 的 候 选 基 因, 定 位 在 3.9 cm 内 的 范 围, 覆 盖 约 500 kb; 另 外 还 定 位 了 一 个 显 性 的 控 制 玉 米 株 高 的 基 因 玉 米 产 量 性 状 主 效 QTL 的 克 隆 和 鉴 定 农 学 与 生 物 技 术 学 院 严 建 兵 课 题 来 源 于 863 计 划 利 用 BC4F 2 和 F 3 分 离 群 体 对 目 标 QTL 进 行 了 效 应 评 估 和 定 位, 其 效 应 值 分 别 达 到 62% 和 70%, 进 一 步 利 用 含 有 681 个 单 株 的 BC5F 2 群 体 对 基 因 进 行 了 精 细 定 位, 在 目 标 区 段 开 发 了 6 个 新 的 标 记, 把 目 标 基 因 限 定 在 3.9 cm 以 内, 其 中 离 目 标 基 因 最 近 的 标 记 与 基 因 的 遗 传 距 离 为 0.2 cm 通 过 比 较 基 因 组 的 办 法, 利 用 水 稻 克 隆 的 控 制 子 粒 产 量 QTL-GS3 的 信 息, 我 们 也 克 隆 了 玉 米 全 长 基 因, 并 定 位 在 染 色 体 上, 该 基 因 与 目 前 定 位 QTL 连 锁, 但 不 是 同 一 个 基 因 发 展 和 完 善 了 相 关 的 分 析 软 件 QTL-Finder, 目 前 已 经 免 费 提 供 给 研 究 同 仁 使 用 野 生 二 粒 小 麦 锈 病 和 白 粉 病 抗 源 分 子 改 良 农 学 与 生 物 技 术 学 院 孙 其 信 课 题 来 源 于 北 京 市 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 野 生 二 粒 小 麦 抗 锈 病 和 白 粉 病 基 因 向 普 通 小 麦 遗 传 背 景 的 导 入, 共 用 12 份 抗 条 锈 病 和 白 粉 病 野 生 二 粒 小 麦 与 普 通 小 麦 组 配 杂 交 组 合, 获 得 F 1 代 种 子, 通 过 进 行 温 室 加 代, 用 普 通 小 麦 品 种 进 行 了 回 交, 获 得 回 交 BC1 代, 进 行 了 抗 病 性 鉴 定, 选 抗 病 单 株 用 普 通 小 麦 品 种 再 次 进 行 了 回 交 抗 病 基 因 分 离 群 体 构 建, 利 用 硬 粒 小 麦 品 种 Langdon 与 25 份 抗 条 锈 病 和 白 粉 病 野 生 二 粒 小 麦 配 制 杂 交 组 合, 正 在 进 行 温 室 加 代, 自 交 获 得 F 2 种 子, 用 于 抗 条 锈 病 和 白 粉 病 分 子 标 记 定 位 ; 抗 病 基 因 遗 传 分 析 和 抗 感 分 群, 对 5 个 Langdon 与 野 生 二 粒 小 麦 杂 交 F 2 代 进 行 了 温 室 抗 白 粉 病 鉴 定, 之 后 定 植 进 行 成 株 期 鉴 定, 自 交 获 得 F 3 种 子 ; 对 Langdon 与 兼 抗 条 锈 和 白 粉 病 野 生 二 粒 小 麦 TZ-2 杂 交 F 2 代 进 行 了 抗 条 锈 病 和 白 粉 病 温 室 鉴 定 部 分 F 3 家 系 进 行 了 抗 白 粉 病 鉴 定, 利 用 高 抗 和 高 感 F 2 单 株 构 建 了 抗 感 DNA 混 合 池 抗 病 基 因 分 子 标 记 定 位, 用 SSR 和 EST 等 分 子 标 记 技 术, 采 用 BSA 方 法, 建 立 了 野 生 二 粒 小 麦 TZ-2 抗 条 锈 病 和 白 粉 病 基 因 连 锁 的 分 子 标 记, 将 TZ-2 条 锈 病 基 因 定 位 于 1B 染 色 体 上, 将 抗 白 粉 病 基 因 定 位 于 3BL 染 色 体 上 BAC 文 库 构 建 继 续 扩 繁 野 生 二 粒 小 麦 TZ-2 种 子, 开 始 构 建 野 生 二 粒 小 麦 TZ-2 BAC DNA 文 库 9

12 科 技 发 展 年 报 (2007) 小 麦 主 要 品 质 基 因 鉴 定 与 功 能 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 李 保 云 课 题 来 源 于 863 计 划 每 个 实 验 材 料 选 择 2500 粒 种 子 进 行 EMS 处 理 以 株 为 单 提 取 了 DNA 为 研 究 小 麦 品 质 相 关 蛋 白 的 功 能 提 供 物 质 基 础 在 GenBank 中 查 找 黑 麦 碱 基 因 籽 粒 硬 度 相 关 蛋 白 Pina 和 Pinb 基 因 主 要 淀 粉 合 成 酶 SSS 和 GBSS 及 谷 蛋 白 亚 基 等 高 分 子 量 谷 蛋 白 亚 基 基 因 的 全 长 序 列, 通 过 DNAMAN 和 premier5.0 设 计 引 物, 对 小 麦 的 叶 片 DNA 进 行 扩 增, 筛 选 出 扩 增 效 果 较 好 的 引 物 11 个, 其 中 黑 麦 碱 基 因 引 物 2 个 小 麦 谷 蛋 白 亚 基 基 因 引 物 有 9 个 以 水 稻 胚 乳 特 异 表 达 的 启 动 子 构 建 黑 麦 碱 RNAi 载 体, 以 含 有 黑 麦 碱 的 小 麦 品 种 农 大 211 中 麦 9 号 和 京 冬 8 号 为 实 验 材 料, 进 行 苗 端 转 化, 获 转 化 植 株 10 株, 为 分 析 黑 麦 碱 基 因 被 抑 制 或 表 达 下 调 突 变 体 对 小 麦 品 质 的 影 响 奠 定 基 础 建 立 了 HMW-GS 快 速 鉴 定 的 MALDI-TOF-MS 方 法, 在 小 麦 近 缘 种 中 克 隆 了 5 个 新 的 候 选 优 质 基 因, 并 研 究 了 它 们 的 分 子 进 化 特 征, 提 出 了 非 同 源 异 常 重 组 产 生 HMW- GS 基 因 变 异 新 的 分 子 遗 传 机 制, 相 关 结 果 发 表 在 Genetics 等 刊 物 小 麦 优 质 抗 病 基 因 分 子 标 记 聚 合 农 学 与 生 物 技 术 学 院 解 超 杰 课 题 来 源 于 863 计 划 利 用 小 麦 分 子 标 记 技 术 定 位 了 2 个 来 自 野 生 二 粒 小 麦 的 抗 白 粉 病 新 基 因 位 点, 分 别 位 于 小 麦 染 色 体 3B 长 臂 和 7A 长 臂 ; 定 位 了 1 个 来 自 野 生 二 粒 小 麦 的 抗 条 锈 病 新 基 因, 位 于 小 麦 染 色 体 1B 短 臂 ; 定 位 1 个 来 自 斯 卑 尔 脱 小 麦 的 抗 叶 锈 病 新 基 因, 位 于 小 麦 染 色 体 2A 短 臂 建 立 小 麦 优 质 蛋 白 亚 基 基 因 标 记 两 个 (caubx752 和 caubx642), 可 准 确 鉴 定 小 麦 优 质 高 分 子 量 谷 蛋 白 亚 基 Glu-B1X14 和 Glu-B1X17 基 因 东 乡 野 生 稻 高 产 QTL 相 关 基 因 分 离 鉴 定 农 学 与 生 物 技 术 学 院 朱 作 峰 课 题 来 源 于 863 计 划 利 用 高 产 渗 入 系 与 桂 朝 2 号 回 交 构 建 的 1.5 万 株 分 离 群 体, 通 过 分 子 标 记 基 因 型 分 析 和 产 量 相 关 分 析 将 高 产 基 因 定 位 在 47.8 kb 的 区 间 内 ; 结 合 基 因 组 注 解 及 定 位 区 域 内 基 因 的 表 达 分 析, 初 步 确 定 了 4 个 候 选 基 因, 并 已 经 构 建 表 达 载 体, 现 正 进 行 遗 传 转 化 江 西 东 乡 野 生 稻 耐 冷 QTL 定 位 及 相 关 基 因 候 选 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 孙 传 清 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 利 用 由 江 西 东 乡 野 生 稻 (Oryza rufipogon Griff.) 为 供 体 亲 本, 以 籼 稻 品 种 桂 朝 2 号 (O.sativa L.) 为 受 体 亲 本 所 构 建 的 东 乡 野 生 稻 渗 入 系, 对 芽 期 苗 期 的 耐 冷 性 进 行 了 鉴 定, 筛 选 出 1 个 芽 期 9 天 4~5 低 温 的 耐 冷 系 IL112 和 1 个 苗 期 ( 二 叶 一 心 期 )9 天 4-5 低 温 强 耐 冷 系 利 用 强 耐 冷 系 与 桂 朝 2 号 回 交 的 F2:3 群 体, 定 位 了 6 个 芽 期 耐 冷 QTL 和 2 个 苗 期 耐 冷 QTL 创 新 性 地 利 用 渗 入 系 - 芯 片 技 术 -QTL 定 位 - 功 能 相 关 性 检 验 整 合 10

13 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 分 析 的 方 法, 筛 选 出 了 5 个 芽 期 耐 冷 相 关 基 因 和 2 个 苗 期 耐 冷 相 关 基 因, 并 对 其 中 2 个 候 选 基 因 进 行 了 功 能 验 证, 过 表 达 转 基 因 株 系 芽 期 耐 冷 性 明 显 增 强 建 立 了 提 高 水 稻 芽 期 耐 冷 性 分 子 标 记 辅 助 选 择 的 技 术, 并 且 申 请 了 5 项 国 家 发 明 专 利 不 仅 为 我 国 水 稻 超 高 产 育 种 提 供 具 有 自 主 知 识 产 权 的 耐 冷 基 因, 并 且 为 加 快 野 生 稻 中 有 利 基 因 的 发 掘 定 位 克 隆 及 利 用 提 供 了 技 术 平 台 基 于 种 质 资 源 及 其 近 等 基 因 系 发 掘 和 鉴 定 水 稻 重 要 农 艺 性 状 新 基 因 农 学 与 生 物 技 术 学 院 李 自 超 课 题 来 源 于 863 计 划 1. 抗 旱 相 关 近 等 基 因 系 定 位 通 过 以 越 富 为 轮 回 亲 本 典 型 旱 稻 IRAT109 为 供 体 亲 本, 得 到 高 代 回 交 渗 入 系 441 份 在 水 稻 第 九 染 色 体 上 发 现 一 个 稳 定 控 制 根 基 粗 的 QTL, 初 步 QTL 分 析 他 们 之 间 的 遗 传 距 离 是 9.5 cm 2. 优 质 和 高 蛋 白 基 因 定 位 与 发 掘 在 水 旱 2 个 土 壤 水 分 环 境 下 对 糊 化 温 度 (GT) 直 链 淀 粉 含 量 (AC) 胶 稠 度 (GC) 和 蛋 白 质 含 量 (PC)4 个 蒸 煮 和 营 养 品 质 性 状 进 行 QTL 定 位 及 QTLs 与 环 境 互 作 分 析 共 检 测 到 7 个 加 性 效 应 QTL, 单 个 QTLs 对 性 状 的 贡 献 率 在 1.91~19.77% 之 间 ; 2 个 与 环 境 存 在 显 著 互 作, 对 环 境 互 作 的 贡 献 率 分 别 为 8.99% 和 47.86%;12 对 上 位 性 效 应 QTLs 3. 磷 高 效 基 因 定 位 与 发 掘 以 磷 高 效 和 磷 敏 感 的 亲 本 构 建 的 DH 系 为 材 料, 在 5 个 指 标 性 状 上 共 检 测 到 13 个 加 性 QTL 其 中 8 个 QTL 对 表 型 变 异 的 贡 献 率 大 于 10%;2 号 5 号 6 号 染 色 体 上 3 个 标 记 区 域 存 在 紧 密 连 锁 现 象 这 些 高 贡 献 率 QTL 及 紧 密 连 锁 QTL 对 水 稻 耐 低 磷 产 量 性 状 分 子 育 种 具 有 一 定 的 指 导 作 用 4. 高 产 穗 粒 数 基 因 发 掘 利 用 DH 群 体, 进 行 了 粒 重 和 籽 粒 大 小 的 遗 传 分 析 和 QTL 定 位 在 1 号 染 色 体 和 5 号 染 色 体 上 定 位 到 3 个 影 响 粒 长 的 QTL, 对 表 型 贡 献 率 为 12.05% % 和 17.35%; 在 第 6 染 色 体 上 检 测 到 1 个 影 响 粒 宽 的 QTL, 对 表 型 贡 献 率 为 17.35%; 在 第 1 10 染 色 体 上 检 测 到 2 个 影 响 长 宽 比 的 QTL(Qlwr1 Qlwr10) 加 性 效 应 为 和 0.043, 对 表 型 贡 献 率 为 5.41% 和 10.4% 定 位 了 5 个 粒 重 QTL, 分 别 解 释 表 型 变 异 的 4.1~14.8%, 其 中 有 2 个 QTL 在 多 环 境 下 均 能 检 测 到, 表 现 稳 定, 可 有 效 用 于 MAS 育 种 5. 基 于 种 质 资 源 的 近 等 基 因 系 发 掘 利 用 具 有 不 同 重 要 农 艺 性 状 特 征 的 亲 本 与 日 本 晴 构 建 高 代 渗 入 系 或 近 等 基 因 系, 通 过 对 近 等 基 因 系 F 2 群 体 的 鉴 定, 获 得 了 穗 型 分 蘖 角 度 穗 粒 数 落 粒 性 等 10 余 个 性 状 的 3:1 分 离 群 体, 这 是 进 一 步 精 细 定 位 和 克 隆 的 重 要 基 础 作 物 抗 旱 的 遗 传 学 基 础 农 学 与 生 物 技 术 学 院 孙 传 清 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 1. 水 稻 抗 旱 相 关 基 因 的 功 能 分 析 从 以 桂 朝 2 号 为 背 景 的 江 西 东 乡 野 生 稻 渗 入 系 中 筛 选 到 一 个 耐 旱 渗 入 系 (IL23), 并 通 过 基 因 芯 片 技 术 结 合 初 步 QTL 定 位 技 术 从 2 个 渗 入 片 段 中 筛 选 到 4 个 与 耐 旱 相 关 的 候 选 基 因 (Os02g06760,Os02g06770, Os02g06780,Os02g06790), 并 利 用 这 4 个 基 因 构 建 了 过 表 达 载 体 启 动 子 + GUS 载 体, 成 功 转 化 水 稻 后 得 到 了 转 化 植 株 研 究 结 果 表 明, 在 过 表 达 株 系 中, 基 因 Os02g06780 的 表 达 水 平 远 远 高 于 对 照 ( 空 载 体 株 系 ) 同 时, 与 的 对 照 相 比, 过 表 达 植 株 在 30%PEG 处 理 后 叶 卷 曲 程 度 更 小, 复 11

14 科 技 发 展 年 报 (2007) 水 后 恢 复 正 常 生 长 能 力 更 强 从 自 然 失 水 率 红 外 渗 透 势 等 一 系 列 耐 旱 生 理 指 标 测 定 结 果 来 看, 在 PEG 胁 迫 时, 过 表 达 植 株 比 对 照 植 株 有 更 强 的 保 水 能 力, 耐 旱 性 有 了 很 大 提 高 说 明 候 选 基 因 Os02g06780 在 水 稻 耐 旱 过 程 中 起 了 重 要 作 用 利 用 cdna 芯 片 和 cdna-rflp 方 法 对 具 有 代 表 性 的 水 旱 稻 在 水 分 胁 迫 条 件 下 差 异 表 达 EST 进 行 测 序, 发 现 一 个 在 旱 稻 根 和 叶 中 的 表 达 量 显 著 高 于 水 稻 的 EST, 经 BLAST 分 析 推 测 其 代 表 的 基 因 OsMIOX 编 码 myo- 肌 醇 加 氧 酶, 已 克 隆 了 OsMIOX 基 因 的 全 长 cdna 以 越 富 为 轮 回 亲 本 典 型 旱 稻 IRAT109 为 供 体 亲 本, 构 建 了 根 系 性 状 的 渗 入 系, 在 水 稻 第 9 染 色 体 RM5777 和 RM24187 标 记 之 间 有 一 个 稳 定 控 制 根 基 粗 的 QTL, 初 步 QTL 分 析 他 们 之 间 的 遗 传 距 离 是 9.5 cm 2. 小 麦 抗 旱 QTL 的 定 位 (1) 小 麦 表 皮 蜡 质 抑 制 基 因 Iw3672 定 位 : 以 无 蜡 小 麦 品 系 3672 和 有 蜡 小 麦 品 系 9753 杂 交 的 F2 群 体 为 材 料, 采 用 BSA 法 分 析, 筛 选 到 了 8 个 与 IW3672 基 因 紧 密 连 锁 的 分 子 标 记, 并 且 将 Iw3672 基 因 定 位 在 EST 标 记 Xte6-430 和 Xwe 之 间, 与 这 两 个 标 记 的 遗 传 距 离 分 别 是 0.9cM 和 1.4cM 并 发 现 目 标 基 因 所 在 的 区 域 与 水 稻 基 因 组 存 在 较 好 的 共 线 性, 有 利 于 IW3672 基 因 的 精 细 定 位 及 图 位 克 隆 (2) 小 麦 穗 部 蜡 质 合 成 基 因 W2465 定 位 : 以 5027( 无 蜡 ) Hubel2465( 蜡 质 ) 杂 交 的 F 4 重 组 自 交 系 群 体 为 材 料, 利 用 BSA 法 进 行 对 有 蜡 池 和 无 蜡 池 进 行 多 态 性 分 析, 筛 选 出 5 对 SSR 引 物 和 2 对 EST 引 物 在 池 和 双 亲 之 间 有 多 态 性 利 用 这 些 多 态 性 引 物 对 246 个 F 4 重 组 自 交 系 进 行 了 分 析, 将 基 因 W2465 定 位 在 2D 染 色 体 短 臂 上 标 记 Xbarc35 和 W5 之 间, 与 这 两 个 标 记 的 距 离 分 别 是 0.6 cm 和 1.3 cm 3. 玉 米 抗 旱 QTL 的 定 位 利 用 远 红 外 热 成 像 仪 (FLIR system ThermoCAM SC3000) 研 究 玉 米 自 交 系 苗 期 叶 片 温 度 对 干 旱 的 响 应, 发 现 玉 米 苗 期 叶 片 在 受 到 水 分 胁 迫 时 发 生 的 温 度 变 化 存 在 较 高 的 变 异, 叶 温 差 与 相 对 生 物 量 间 存 在 着 显 著 的 正 相 关, 与 重 组 自 交 系 的 结 果 基 本 一 致, 表 明 玉 米 苗 期 叶 片 温 度 对 干 旱 的 响 应 与 生 物 量 的 积 累 间 存 在 着 一 定 的 联 系 : 遭 受 干 旱 胁 迫 时, 叶 片 对 温 度 的 响 应 一 定 程 度 上 影 响 着 植 株 生 物 量 的 累 积 叶 温 差 与 叶 片 气 孔 导 度 蒸 腾 强 度 间 也 存 在 着 显 著 的 相 关 性 对 抗 旱 相 关 QTL 分 析 表 明, 苗 鲜 重 与 苗 干 重 QTL 生 物 量 与 叶 温 差 QTL 位 于 相 同 或 相 似 的 染 色 体 区 段, 分 别 位 于 第 1 染 色 体 上 的 bnlg1556-umc2029 区 间 或 第 2 染 色 体 上 的 umc1042-bnlg2144 区 间 定 位 的 叶 温 差 QTL(qLTD9-1) 与 气 孔 导 度 叶 片 ABA 含 量 的 QTL 位 于 相 同 的 染 色 体 区 域 从 遗 传 学 上 证 明 了 叶 温 的 变 化 可 能 与 ABA 在 叶 片 中 的 聚 集 有 关 玉 米 细 胞 质 雄 性 不 育 突 变 体 的 遗 传 基 础 及 差 异 蛋 白 质 组 学 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 杨 会 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 玉 米 细 胞 质 雄 性 不 育 (CMS) 常 见 的 分 为 三 种 类 型, 即 T C S 型 玉 米 杂 种 优 势 利 用 和 育 种 实 践 中, 一 直 希 望 获 得 新 型 的 细 胞 质 雄 性 不 育 种 质, 因 为 单 一 性 的 以 细 胞 质 特 性 为 基 础 的 雄 性 不 育, 经 大 面 积 长 期 使 用, 一 旦 发 生 基 于 细 胞 质 特 性 的 玉 米 小 种 专 化 寄 主 病 害 将 造 成 玉 米 生 产 的 毁 灭 性 灾 害 我 国 目 前 玉 米 生 产 和 制 种 以 及 杂 种 优 势 利 用 中, 用 的 最 多 的 是 C 型 玉 12

15 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 米 细 胞 质 雄 性 不 育 类 型 为 了 认 识 玉 米 细 胞 质 特 性 不 育 的 分 子 机 制, 特 别 是 从 蛋 白 质 水 平 剖 析 玉 米 育 性 变 化 的 发 育 以 及 鉴 定 利 用 和 开 发 新 的 玉 米 不 育 系, 采 用 中 国 农 大 国 家 玉 米 中 心 培 育 的 玉 新 米 不 育 系 CMS-PPOP 及 其 保 持 系 为 材 料, 对 育 性 差 异 在 蛋 白 质 组 学 水 平 上 进 行 了 比 较 分 析 研 究 内 容 与 初 步 结 果 :(1 ) 设 计 T C S 三 种 不 育 胞 质 的 特 异 PCR 引 物, 对 CMS- PPOP 进 行 PCR 扩 增, 得 到 只 有 S 组 特 异 的 0.8 kb 特 异 条 带, 将 CMS-PPOP 分 到 S 组 胞 质 类 型 (2) 对 CMS-PPOP 不 育 突 变 体 以 及 保 持 系 花 丝 进 行 蛋 白 质 双 向 电 泳 分 析, 初 步 筛 选 到 11 个 典 型 差 异 蛋 白 样 点, 并 进 行 了 质 谱 鉴 定, 涉 及 锌 指 结 构 热 激 细 胞 分 裂 以 及 WRKY 转 录 因 子 等 蛋 白 ( 3 ) 分 析 了 雌 穗 雄 花 发 育 不 同 阶 段 不 同 部 位 合 成 的 差 异 蛋 白 玉 米 第 六 染 色 体 抗 病 基 因 富 集 区 域 的 功 能 基 因 组 学 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 徐 明 良 课 题 来 源 于 北 京 市 自 然 科 学 基 金 重 大 项 目 本 年 度 的 工 作 内 容 是 对 玉 米 第 六 染 色 体 抗 病 富 集 区 DNA 测 序, 抗 病 基 因 结 构 分 析 连 锁 不 平 衡 关 联 分 析, 从 抗 感 玉 米 种 质 资 源 中 分 析 推 测 可 能 的 抗 病 抗 性 基 因 利 用 黄 早 4 和 B73 序 列 的 多 态 性 发 展 分 子 标 记 结 合 抗 病 相 关 基 因 序 列 标 签 标 记 检 测 分 离 群 体, 对 抗 性 基 因 进 行 精 细 定 位, 确 定 抗 病 候 选 基 因 本 年 度 对 第 六 染 色 体 抗 病 基 因 富 集 区 中 的 其 中 一 个 抗 病 基 因 家 属 (Pic19) 的 结 构 进 行 了 详 细 的 研 究 ; 对 Pic19 抗 病 基 因 家 属 各 成 员 的 抗 性 鉴 定 ; 对 抗 玉 米 甘 蔗 花 叶 病 毒 病 进 行 精 细 定 位, 结 合 转 基 因 抗 性 鉴 定 的 结 果 排 除 了 Pic19 家 属 包 含 抗 甘 蔗 花 叶 病 毒 病 基 因 (Scmv1) 的 可 能 控 制 小 麦 GMP SIG SP AWRC 等 品 质 性 状 的 QTL 定 位 农 学 与 生 物 技 术 学 院 李 保 云 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 影 响 小 麦 品 质 的 性 状 很 多, 且 大 部 分 为 数 量 性 状, 所 以 对 小 麦 主 要 品 质 性 状 进 行 QTL 定 位 和 效 应 分 析 将 为 小 麦 品 质 性 状 分 子 标 记 辅 助 选 择 和 小 麦 品 质 性 状 主 效 基 因 的 图 位 克 隆 奠 定 基 础 本 研 究 以 175 份 普 通 小 麦 京 771 和 Pm97034 的 重 组 自 交 系 群 体 为 材 料, 通 过 一 年 两 点 ( 北 京 和 新 疆 ) 试 验, 构 建 了 小 麦 的 连 锁 遗 传 图 谱, 连 锁 图 谱 的 总 长 度 是 cM, 标 记 间 的 平 均 遗 传 距 离 为 cm; 在 此 基 础 上 定 位 了 28 个 控 制 小 麦 主 要 品 质 性 状 ( 包 括 谷 蛋 白 大 聚 合 体 谷 蛋 白 膨 胀 系 数 膨 胀 势 碱 性 水 保 持 力 沉 降 值 和 面 筋 含 量 等 ) 的 QTL; 同 时 还 定 位 了 GMP 含 量 的 动 态 QTL, 共 检 测 到 8 个 条 件 QTL 和 10 个 非 条 件 QTL 小 麦 膨 胀 素 (Expansin) 基 因 的 克 隆 与 鉴 定 农 学 与 生 物 技 术 学 院 孙 其 信 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 膨 胀 素 基 因 是 一 种 诱 导 细 胞 壁 在 酸 性 环 境 条 件 下 发 生 松 弛 和 不 可 逆 伸 展 的 细 胞 壁 蛋 白, 在 细 胞 壁 的 膨 胀 过 程 中 起 重 要 作 用, 而 且 广 泛 参 与 植 物 生 长 发 育 各 个 过 程 本 研 究 采 用 简 并 性 引 物 扩 增 及 电 子 克 隆 方 法, 获 得 了 3 个 膨 胀 素 基 因 片 段 和 18 个 具 有 ORF 结 构 的 膨 胀 素 基 因 序 列 ; 在 此 基 础 上 获 得 了 17 个 膨 胀 素 基 因 的 基 因 组 序 列 并 对 其 内 含 子 插 入 模 式 进 行 了 分 析 ; 克 隆 得 到 4 个 基 因 的 启 动 子 序 列 并 对 2 个 基 因 的 启 动 子 活 性 进 行 了 检 测 ; 同 时 利 用 RT-PCR 对 18 个 膨 胀 13

16 科 技 发 展 年 报 (2007) 素 基 因 的 表 达 模 式 进 行 了 分 析 并 筛 选 得 到 4 个 GA 调 控 的 膨 胀 素 家 族 成 员 ; 完 成 了 小 麦 膨 胀 素 基 因 TaEXPA1 转 化 拟 南 芥 的 研 究, 发 现 T 2 代 植 株 在 苗 期 生 长 加 快 开 花 期 提 前 株 高 增 加 另 外, 克 隆 了 小 麦 A B D 三 个 基 因 组 上 的 TaEXPB2 基 因 的 三 个 部 分 同 源 基 因, 并 利 用 中 国 春 的 缺 体 四 体 系 端 体 系 和 缺 失 系 将 这 三 个 部 分 同 源 基 因 定 位 在 染 色 体 的 1AL-1(0.17~0. 46), 1BL-6(0.32~0.47) 1DL-2(0.41~1) 区 域 分 析 了 TaEXPB2 基 因 部 分 同 源 基 因 之 间 的 相 对 表 达 结 果 表 明 : 在 所 有 小 麦 品 种 ( 系 ) 中 以 TaEXPB2-1B 基 因 表 达 量 最 高 水 稻 WRKY 基 因 超 家 族 的 表 达 及 部 分 基 因 的 功 能 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 郭 泽 建 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 使 用 分 离 的 89 个 水 稻 WRKY 基 因 和 水 稻 抗 病 相 关 基 因 的 43 个 片 段 制 备 了 尼 龙 膜 基 因 阵 列, 分 别 用 茉 莉 酸 甲 酯 水 杨 酸 稻 瘟 菌 等 处 理 水 稻 后 获 得 的 cdna 杂 交, 明 确 了 部 分 受 诱 导 的 WRKY 基 因 进 而, 研 究 了 OsWRKY89 和 OsWRKY31 的 功 能, 两 者 都 受 稻 瘟 菌 和 茉 莉 酸 甲 酯 诱 导 超 表 达 OsWRKY89 后, 增 加 了 木 质 素 的 含 量 表 面 蜡 质 的 积 累 以 及 水 杨 酸 的 积 累 ; 提 高 了 水 稻 对 稻 瘟 菌 的 抗 性 增 强 了 对 紫 外 B 的 耐 受 能 力 相 反 干 涉 抑 制 OsWRKY89 基 因 表 达 的 植 株 对 稻 瘟 菌 和 紫 外 B 的 敏 感 性 增 加 结 果 说 明 OsWRKY89 可 能 在 水 稻 抗 病 和 抗 逆 等 方 面 起 作 用 同 样, 超 表 达 OsWRKY31 也 提 高 转 基 因 植 株 对 稻 瘟 菌 的 抗 性 不 过 超 表 达 OsWRKY31 后, 水 稻 侧 根 数 减 少 侧 根 长 度 变 短, 而 与 生 长 素 相 关 的 基 因 的 却 有 组 成 性 的 表 达 说 明 OsWRKY31 可 能 参 与 了 复 杂 的 抗 病 和 生 长 素 的 信 号 传 导 途 径 农 田 地 表 覆 盖 保 护 关 键 技 术 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 胡 跃 高 课 题 来 源 于 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 阐 明 了 不 同 管 理 模 式 下, 双 季 稻 区 稻 麦 两 熟 区 冬 季 和 春 季 稻 田 杂 草 的 动 态 特 征 有 机 无 机 配 合 施 肥 能 够 维 持 冬 闲 杂 草 的 多 样 性, 绿 肥 植 物 的 生 长 又 对 春 季 杂 草 有 一 定 的 控 制 作 用 ; 均 衡 施 肥 能 够 提 高 冬 季 杂 草 密 度, 维 持 较 高 的 多 样 性, 但 是 肥 料 有 效 成 分 的 残 余 量 会 影 响 杂 草 生 物 量 ; 磷 对 冬 季 的 杂 草 的 数 量 多 样 性 和 生 物 量 影 响 较 春 季 大 研 究 结 果 为 南 方 稻 田 杂 草 的 综 合 防 治 提 供 了 依 据 研 究 表 明 有 机 无 机 肥 配 合 施 用, 对 土 壤 的 增 碳 保 氮 潜 力 最 大 在 一 定 的 秸 秆 还 田 量 下, 土 壤 有 机 碳 增 加 的 潜 力 基 本 稳 定 ; 进 一 步 提 高 秸 秆 还 田 量, 只 能 保 持 土 壤 有 机 碳 不 减 低 秸 秆 还 田 量 的 增 加, 除 了 可 以 提 高 土 壤 有 机 碳 水 平 外, 还 能 弥 补 土 壤 养 分, 减 少 施 肥 量, 从 而 降 低 生 产 成 本, 提 高 资 源 利 用 效 率, 减 少 因 施 肥 过 量 所 造 成 的 环 境 污 染 明 确 了 近 二 十 年 来 江 苏 环 太 湖 地 区 农 田 土 壤 有 机 碳 变 化 动 态 特 征 及 增 长 趋 势, 可 为 该 区 土 壤 增 汇 技 术 选 择 提 供 策 依 据 ; 对 长 三 角 地 区 少 免 耕 的 增 汇 效 应 进 行 了 初 步 估 算, 结 果 表 明 近 二 十 年 来 由 于 少 免 耕 的 推 广, 苏 浙 沪 前 15 年 的 有 机 碳 增 加 速 度 平 均 分 别 为 0.25 t/hm 2,0.19 t/ hm 2,0.18 t/hm 2 利 用 生 态 经 济 学 与 资 源 经 济 学 的 方 法, 对 江 苏 环 太 湖 稻 田 生 态 系 统 的 服 务 功 能 进 行 了 综 合 测 算, 阐 明 了 稻 田 生 态 系 统 对 生 态 环 境 健 康 及 经 济 持 续 健 康 发 展 的 作 用 14

17 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 甘 薯 类 胡 萝 卜 素 含 量 相 关 基 因 片 段 的 克 隆 及 功 能 分 析 农 学 与 生 物 技 术 学 院 王 玉 萍 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 本 研 究 以 甘 薯 品 种 高 系 14 号 及 其 高 类 胡 萝 卜 素 含 量 突 变 体 农 大 辐 14 为 材 料, 分 析 了 农 大 辐 14 在 块 根 膨 大 过 程 中 类 胡 萝 卜 素 的 变 化, 并 进 行 了 类 胡 萝 卜 素 合 成 相 关 基 因 片 段 及 cdna 全 长 的 克 隆, 构 建 了 农 大 辐 14 的 全 长 cdna 文 库 和 差 减 cdna 文 库, 主 要 结 果 如 下 :1. 建 立 一 种 高 效 从 甘 薯 块 根 中 提 取 总 RNA 的 方 法, 该 方 法 在 保 证 总 RNA 纯 度 的 前 提 下, 产 量 有 所 提 高, 所 用 时 间 比 前 人 报 道 缩 短 2. 农 大 辐 14 块 根 类 胡 萝 卜 素 含 量 比 高 系 14 号 提 高 5~10 倍 3. 扩 增 出 甘 薯 类 胡 萝 卜 素 合 成 结 构 基 因 (GGPS PSY PDS ZDS LYC-b) 的 cdna 片 段 4. 通 过 RACE 技 术 克 隆 了 PDS 和 SPlytB 基 因 的 全 长 cdna, 序 列 长 度 分 别 为 bp 和 bp, 并 分 析 其 功 能 5. 以 农 大 辐 14 块 根 mrna 为 材 料, 利 用 ClontechSMARTcDNALibraryConstructionKit 构 建 了 全 长 cdna 文 库 6. 采 用 SSH 方 法, 构 建 农 大 辐 14 块 根 差 异 表 达 cdna 文 库, 获 得 条 EST 农 业 生 态 系 统 服 务 价 值 测 度 市 场 转 化 与 决 策 模 式 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 高 旺 盛 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 生 态 系 统 服 务 是 目 前 生 态 学 前 沿 研 究 领 域, 针 对 目 前 研 究 涉 及 农 业 生 态 系 统 少 服 务 价 值 测 算 方 法 多 而 杂 对 服 务 价 值 市 场 转 化 及 纳 入 政 府 决 策 过 程 的 应 用 关 注 不 足 等 问 题, 项 目 以 国 内 外 最 新 的 生 态 系 统 服 务 理 论 与 方 法 研 究 为 基 础, 结 合 农 业 生 态 学 农 学 的 基 本 原 理, 对 农 业 生 态 系 统 服 务 的 理 论 方 法 及 其 若 干 应 用 进 行 探 索 性 地 研 究 跟 踪 生 态 系 统 服 务 研 究 的 前 沿 领 域, 对 农 业 生 态 系 统 服 务 的 理 论 方 法 及 其 若 干 应 用 进 行 了 探 索 性 研 究, 取 得 的 主 要 进 展 : 定 义 了 农 业 生 态 系 统 服 务 的 概 念 并 厘 定 了 其 服 务 功 能 内 涵, 在 此 基 础 上 分 析 了 农 业 生 态 系 统 服 务 功 能 的 形 成 机 制 ; 提 出 了 农 业 生 态 系 统 服 务 价 值 评 价 的 指 标 并 对 指 标 可 行 的 具 体 测 算 方 法 进 行 初 步 筛 选 在 此 基 础 上 进 行 了 案 例 实 证 研 究 提 出 了 基 于 农 业 生 态 系 统 服 务 价 值 的 农 业 绿 色 GDP 测 算 模 型 及 ( 农 业 ) 生 态 服 务 价 值 的 市 场 转 化 ( 率 ) 概 念 和 计 算 方 法, 实 证 分 析 了 通 过 市 场 转 化 利 用 生 态 系 统 间 接 服 务 价 值 的 可 行 性 ; 探 索 了 农 业 生 态 补 偿 量 化 确 定 方 法, 并 进 行 了 实 证 分 析 这 些 研 究 具 有 一 定 理 论 意 义 和 创 新 性 保 护 性 土 壤 耕 作 关 键 技 术 与 轮 耕 模 式 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 陈 阜 课 题 来 源 于 国 家 科 技 支 撑 计 划 项 目 1. 保 护 性 土 壤 耕 作 对 东 北 农 田 土 壤 质 量 的 影 响 研 究 发 现, 少 耕 初 期 土 壤 容 重 明 显 高 于 翻 耕, 但 随 着 少 耕 年 限 的 增 加, 少 耕 土 壤 容 重 趋 于 稳 定, 并 接 近 于 翻 耕 地, 深 松 可 使 10~30cm 土 壤 容 重 显 著 降 低 ; 免 耕 处 理 表 层 土 壤 有 机 质 含 量 稍 高, 而 在 10~30cm 旋 耕 处 理 土 壤 有 机 质 含 量 低 于 免 耕 和 翻 耕 处 理 ; 不 同 耕 作 处 理 土 壤 的 有 机 质 含 量 有 随 深 度 的 增 加 而 降 低 的 趋 势 2. 保 护 性 土 壤 耕 作 的 防 蚀 固 土 效 应 研 究 表 明, 不 同 土 类 的 径 流 量 随 覆 盖 量 的 变 化 趋 势 基 本 一 致 随 着 覆 盖 量 的 增 加, 径 流 量 逐 渐 较 少 不 同 土 类 的 产 沙 量 随 覆 盖 量 的 变 化 趋 势 基 15

18 科 技 发 展 年 报 (2007) 本 一 致 种 植 不 同 作 物 对 土 壤 侵 蚀 的 影 响 的 有 所 不 同, 因 作 物 秸 秆 覆 盖 量 不 同, 不 同 土 类 的 土 壤 侵 蚀 量 有 明 显 差 异 3. 保 护 性 土 壤 耕 作 的 土 壤 水 热 效 应 开 展 了 不 同 耕 作 方 式 下 冬 小 麦 生 长 发 育 特 征 及 其 影 响 因 素 土 壤 水 热 的 比 较 研 究 耕 作 方 式 对 土 壤 温 度 的 影 响 主 要 集 中 在 20 cm 以 上 的 耕 作 层, 表 层 2.5 cm 5 cm 土 壤 日 均 温 变 化 幅 度 大, 随 着 土 层 深 度 增 加 而 增 加, 且 各 耕 作 方 式 土 壤 日 均 温 差 异 减 小 ; 免 耕 对 土 壤 温 度 的 变 化 有 缓 冲 作 用 ; 免 耕 有 助 于 保 持 土 壤 水 分, 地 面 秸 秆 覆 盖 和 无 土 壤 搅 动 导 致 的 土 壤 含 水 量 升 高 将 增 加 土 壤 的 热 容 量, 使 免 耕 土 壤 温 度 在 冬 小 麦 出 苗 和 返 青 时 上 升 与 翻 耕 下 的 土 壤 相 比 滞 后 ; 土 壤 水 分 增 高 引 起 的 土 壤 热 容 量 加 大 会 缓 解 夜 间 和 寒 流 影 响 下 土 壤 温 度 的 下 降, 使 免 耕 土 壤 在 这 种 情 形 下 土 壤 温 度 高 于 翻 耕 4. 保 护 性 土 壤 耕 作 的 农 田 温 室 气 体 减 排 效 应 研 究 表 明, 在 南 方 双 季 稻 区, 对 土 壤 进 行 耕 作 显 著 增 加 温 室 气 体 排 放 在 华 北 麦 玉 两 熟 区,CO 2 排 放 通 量 在 小 麦 生 育 期 和 生 长 期 均 表 现 为 翻 耕 > 旋 耕 > 免 耕 5. 轮 耕 模 式 的 效 应 研 究 与 连 续 免 耕 相 比, 轮 耕 模 式 ( 翻 耕 - 翻 耕 旋 耕 - 旋 耕 )0~10cm 耕 层 土 壤 容 重 呈 下 降 趋 势, 轮 耕 模 式 ( 翻 耕 - 免 耕 旋 耕 - 免 耕 ) 耕 层 土 壤 容 重 较 高 适 当 的 轮 耕 模 式 能 够 有 效 调 节 稻 田 土 壤 水 的 下 渗 速 率, 达 到 高 产 稻 田 的 土 壤 质 量 要 求 轮 耕 有 利 于 促 进 稻 田 土 壤 保 水 保 肥, 能 够 有 效 降 低 表 层 土 壤 有 碳 富 集, 增 加 下 层 土 壤 有 机 碳 含 量, 改 善 耕 层 土 壤 质 量 6. 保 护 性 耕 作 关 键 技 术 集 成 与 示 范 建 立 了 玉 米 留 高 茬 窄 幅 深 松 行 间 播 种 技 术, 并 配 套 了 相 应 机 具, 为 在 生 产 上 大 面 积 应 用 提 供 了 支 撑 通 过 玉 米 留 高 茬 行 间 种 植, 实 现 了 秸 秆 安 全 还 田 明 确 了 保 护 性 耕 作 技 术 的 保 墒 节 水 作 用 及 增 产 机 理 和 生 态 效 益 防 治 荒 漠 化 的 豆 科 植 物 骆 驼 刺 锦 鸡 儿 根 瘤 菌 的 多 样 性 系 统 发 育 和 遗 传 特 性 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 陈 文 峰 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 本 项 目 对 我 国 辽 宁 省 内 蒙 古 自 治 区 山 西 省 云 南 省 四 个 省 锦 鸡 儿 属 植 物 主 要 分 布 区 的 锦 鸡 儿 属 根 瘤 进 行 了 采 集 根 瘤 菌 的 分 离 纯 化 保 藏 和 多 相 分 类 研 究 共 收 集 到 约 280 株 菌 多 相 分 类 的 结 果 表 明 : 与 锦 鸡 儿 属 植 物 共 生 的 根 瘤 菌 多 数 属 于 中 慢 生 根 瘤 菌 属, 少 数 属 于 根 瘤 菌 属 慢 生 根 瘤 菌 属 中 华 根 瘤 菌 属 等 在 中 慢 生 根 瘤 菌 属 内 发 现 一 群 优 势 菌 群 ( 近 80 株 菌, 来 自 不 同 地 区 ), 经 研 究 确 定 为 一 个 新 种 群, 命 名 为 : 锦 鸡 儿 中 慢 生 根 瘤 菌 (Mesorhizobium caraganae sp.nov.) 对 其 他 的 菌 株 也 进 行 了 分 类 地 位 的 确 定 对 与 锦 鸡 儿 共 生 的 根 瘤 菌 的 共 生 基 因 分 析 后 表 明, 它 们 与 天 山 中 慢 生 根 瘤 菌 温 带 中 慢 生 根 瘤 菌 北 方 中 慢 生 根 瘤 菌 的 共 生 基 因 相 似 性 高 达 95% 以 上, 说 明 它 们 有 共 同 的 起 源, 并 且 这 些 菌 株 可 以 与 相 应 的 宿 主 植 物 之 间 交 叉 结 瘤 在 研 究 方 法 上 创 立 了 多 种 聚 类 方 法 综 合 分 析 法, 应 用 此 法 可 对 蛋 白 电 泳 图 谱 BOX 指 纹 图 谱 酶 切 图 谱 进 行 叠 加 分 析, 从 而 达 到 聚 群 定 种 的 目 的 华 北 麦 玉 两 熟 区 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 农 田 水 热 动 态 变 化 机 理 及 其 技 术 模 式 的 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 张 海 林 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 本 项 目 针 对 华 北 平 原 冬 小 麦 保 护 性 耕 作 的 焦 点 问 题, 通 过 大 田 试 验 室 内 试 验 和 农 户 调 16

19 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 查 相 结 合 的 方 法, 重 点 研 究 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 农 田 的 水 热 动 态 变 化 的 机 理 问 题 及 其 对 冬 小 麦 生 长 发 育 的 影 响 通 过 连 续 动 态 的 监 测, 探 明 了 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 土 壤 水 热 特 性 的 变 化 特 征 结 果 表 明 保 护 性 耕 作 持 水 性 强, 导 热 率 高 ; 耕 作 方 式 对 土 壤 水 分 的 影 响 主 要 在 耕 层, 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 田 土 壤 含 水 量 高 于 翻 耕 旋 耕 田, 随 深 度 的 增 加, 差 异 逐 渐 减 小, 但 总 体 上 保 护 性 耕 作 高 于 翻 耕 和 旋 耕 处 理, 具 有 较 好 的 保 墒 效 果 ; 项 目 同 时 明 确 了 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 田 土 壤 温 度 的 影 响 具 有 降 温 效 应 和 增 温 效 应 双 重 作 用, 即 在 播 种 - 越 冬 前 和 返 青 - 拔 节 期 保 护 性 耕 作 表 现 出 明 显 的 降 温 效 应, 在 越 冬 期 表 现 增 温 效 应 ; 研 究 发 现 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 还 存 在 出 苗 晚, 出 苗 率 低 分 蘖 晚 生 长 发 育 滞 后 干 物 质 积 累 慢 产 量 降 低 严 重, 导 致 水 分 利 用 效 率 较 低 ; 通 过 调 查 分 析 评 价 了 保 护 性 耕 作 的 生 态 经 济 效 应, 研 究 发 现 保 护 性 耕 作 可 以 减 少 碳 释 放, 具 有 较 好 的 生 态 效 应 但 保 护 性 耕 作 冬 小 麦 仍 存 在 着 较 大 问 题 需 要 解 决 和 突 破, 目 前 还 不 宜 大 面 积 推 广, 但 从 生 态 等 方 面 考 虑, 仍 有 一 定 的 发 展 前 景 病 毒 学 生 物 学 院 李 大 伟 课 题 来 源 于 国 家 杰 出 青 年 科 学 基 金 本 项 目 较 好 地 完 成 了 预 定 计 划, 取 得 了 重 要 进 展 :1. 在 报 道 一 种 新 病 毒 -- 甜 菜 黑 色 焦 枯 病 毒 (BBSV) 及 其 卫 星 RNA 序 列 的 基 础 上, 分 别 构 建 了 其 侵 染 性 cdna 克 隆 ; 利 用 突 变 技 术 对 该 病 毒 各 个 基 因 的 生 物 学 功 能 进 行 了 深 入 的 研 究, 并 发 现 一 种 新 型 的 胞 间 运 动 蛋 白 基 因 簇 ; 证 明 了 BBSV 外 壳 蛋 白 基 因 及 卫 星 RNA 与 病 毒 致 病 性 的 关 系 2. 以 BBSV 为 载 体 在 植 物 中 高 效 表 达 了 轮 状 病 毒 的 VP6 蛋 白, 被 免 疫 母 鼠 体 内 产 生 的 VP6 非 中 和 性 抗 体 可 以 经 被 动 免 疫 过 程 传 递 至 子 代, 并 为 仔 鼠 提 供 交 叉 保 护 将 BBSV 改 造 为 病 毒 诱 导 的 基 因 沉 默 (VIGS) 载 体 初 步 获 得 成 功, 将 为 植 物 功 能 基 因 组 学 研 究 提 供 有 用 的 工 具 3. 通 过 生 物 学 血 清 学 以 及 全 基 因 组 的 序 列 的 比 较, 证 明 中 国 的 烟 草 坏 死 病 毒 大 豆 分 离 物 属 于 TNA-A; 利 用 构 建 的 侵 染 性 cdna 克 隆, 首 次 发 现 其 外 壳 蛋 白 基 因 5' 末 端 18nt 在 病 毒 致 病 性 中 起 关 键 作 用 4. 克 隆 获 得 心 叶 烟 (N.glutinosa) 的 依 赖 于 RNA 的 RNA 聚 合 酶, 比 较 DNA 序 列 和 cdna 序 列 证 明 该 基 因 含 有 三 个 内 含 子 5. 利 用 原 核 表 达 系 统, 在 大 肠 杆 菌 中 高 效 表 达 并 纯 化 出 水 稻 黑 条 矮 缩 病 毒 (RBSDV) 的 外 层 壳 蛋 白 P10, 首 次 制 备 的 抗 体 已 广 泛 应 用 于 田 间 该 病 毒 的 检 测 农 作 物 重 要 菌 物 病 原 物 致 病 性 与 致 病 型 变 异 的 分 子 基 础 农 学 与 生 物 技 术 学 院 彭 友 良 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 1. 构 建 了 稻 瘟 病 菌 大 规 模 插 入 突 变 体 库, 分 离 了 一 批 菌 丝 生 长 缺 陷 的 插 入 突 变 体 及 其 插 入 位 点, 鉴 定 了 一 批 新 基 因 和 一 批 基 因 的 新 功 能 利 用 ATMT 方 法 构 建 了 含 有 余 个 独 立 转 化 子 的 稻 瘟 病 菌 插 入 突 变 体 库, 从 中 筛 选 获 得 了 菌 丝 生 长 缺 陷 突 变 体 636 个 其 中 303 个 与 插 入 标 记 是 共 分 离 的,173 个 属 于 单 位 点 插 入,130 个 属 于 多 位 点 插 入 通 过 TAIL-PCR, 分 离 获 得 了 147 个 共 分 离 突 变 体 的 插 入 位 点 的 旁 侧 序 列 通 过 序 列 比 对 和 数 据 库 查 找, 将 上 述 147 个 突 变 体 的 T-DNA 插 入 位 点 确 定 为 125 个 遗 传 位 点 或 基 因, 均 为 稻 瘟 病 菌 未 报 道 基 因, 其 中 110 余 个 基 因 或 位 点 在 真 菌 中 的 功 能 也 均 被 报 道 这 些 新 基 因 中 包 括 一 氧 化 氮 合 成 酶 基 因 中 间 丝 蛋 白 基 因 和 6 个 推 定 转 录 因 子 的 基 因 已 通 过 基 因 敲 除 确 定 了 10 余 个 基 因 17

20 科 技 发 展 年 报 (2007) 2. 发 现 稻 瘟 病 菌 可 能 存 在 对 酸 性 ph 和 碱 性 ph 敏 感 系 统, 两 者 在 菌 落 生 长 上 存 在 明 显 差 异 研 究 发 现 了 PacC PalC PalF 和 PalH 等 参 与 碱 性 ph 感 应 系 统 这 些 突 变 体 在 燕 麦 / 番 茄 琼 脂 培 养 基 上, 菌 丝 和 菌 落 形 态 相 似, 但 酸 性 ph 下 的 菌 落 明 显 大 于 碱 性 ph 下 的 菌 落, 形 态 也 明 显 不 同 另 有 6 个 突 变 体 也 出 现 酸 性 ph 下 的 菌 落 明 显 大 于 碱 性 ph 下 的 菌 落 的 情 况, 但 菌 落 形 态 与 PacC 系 统 已 知 基 因 的 突 变 体 明 显 不 同, 可 能 还 有 被 破 坏 但 未 被 鉴 定 的 PacC 系 统 基 因 同 时 还 发 现 有 8 个 突 变 体 酸 性 ph 下 的 菌 落 明 显 小 于 碱 性 ph 下 的 菌 落, 且 菌 落 形 态 明 显 不 同 于 PacC 系 统 突 变 体, 其 中 4 突 变 体 被 破 坏 的 位 点 已 得 到 确 定, 说 明 稻 瘟 病 菌 还 存 在 对 酸 性 ph 的 感 应 系 统 上 述 突 变 体 与 基 因 对 于 进 一 步 完 善 PacC 系 统 研 究 基 因 彼 此 间 的 相 互 关 系 建 立 真 菌 ph 感 应 系 统 的 基 因 网 络 奠 定 了 坚 实 基 础 3. 深 入 研 究 了 4 个 新 核 蛋 白 基 因 的 作 用 和 作 用 机 理, 分 别 是 控 制 稻 瘟 病 菌 孢 子 形 态 基 因 MgCOM1 控 制 菌 丝 生 长 基 因 MgCON2 和 MgMbp1 控 制 附 着 胞 形 成 基 因 MgAPF2 这 4 个 基 因 均 是 稻 瘟 病 菌 致 病 性 必 需 或 重 要 的 基 因, 其 中 MgAPF2 MgCOM1 和 MgCON2 与 功 能 已 知 蛋 白 基 因 低 于 20%, 是 通 过 插 入 突 变 获 得 的,MgMbp1 是 通 过 反 向 遗 传 学 鉴 定 的 MgMbp1 的 作 用 和 作 用 机 理 为 : 稻 瘟 病 菌 基 因 组 有 3 个 基 因 编 码 含 有 APSES 区 域 ANK 蛋 白, 其 中 2 个 基 因 分 别 与 酵 母 的 MBP1 和 SWI6 有 20%~30% 的 一 致 性, 被 命 名 为 MgMbp1 和 MgSwi6 通 过 同 源 重 组 技 术 获 得 了 这 3 个 基 因 分 别 敲 除 的 突 变 体 与 野 生 型 相 比,3 个 基 因 的 敲 除 菌 株 均 表 现 菌 丝 生 长 显 著 减 慢, 其 中 MgMbp1 敲 除 体 表 现 分 生 孢 子 发 芽 率 附 着 胞 形 成 率 侵 染 钉 形 成 率 和 侵 染 性 菌 丝 的 扩 展 能 力 显 著 下 降 等 多 种 缺 陷, 并 对 水 稻 和 小 麦 丧 失 了 致 病 性, 说 明 MgMBP1 是 梨 孢 菌 生 长 和 致 病 的 重 要 基 因 基 因 互 补 结 果 证 明 MgMbp1 导 入 能 使 mbp1 swi4 和 mbp1?swi6 酵 母 恢 复 生 长, 同 时 MgMBP1 蛋 白 具 有 结 合 Mlu1box 的 能 力, 并 具 有 体 外 转 录 激 活 活 性, 因 此 MgMBP1 是 类 似 于 酵 母 MBP1 的 转 录 因 子 研 究 说 明 MgMBP1 既 是 基 因 的 转 录 激 活 子 又 是 转 录 抑 制 子, 尤 其 是 MgMBP1 在 控 制 DNA 合 成 和 基 因 转 录 中 起 重 要 作 用 MgMbp1 对 菌 丝 生 长 的 调 控 部 分 是 通 过 抑 制 该 转 录 因 子 的 表 达 实 现 的 丝 状 子 囊 菌 普 遍 含 有 1 个 与 MgMBP1 一 致 性 高 于 40% 的 蛋 白 质 研 究 说 明 丝 状 子 囊 菌 广 泛 存 在 的 MBP1 - like 基 因 是 控 制 其 生 长 和 致 病 的 重 要 基 因 此 外, 还 发 现 MgMBP1 在 菌 丝 分 生 孢 子 附 着 胞 侵 染 钉 和 侵 染 性 菌 丝 阶 段 都 有 表 达 该 表 达 特 征 与 MgMBP1 敲 除 所 导 致 的 梨 孢 菌 缺 陷 是 完 全 对 应 的 根 瘤 菌 与 抗 盐 有 关 基 因 的 多 样 性 的 鉴 定 及 其 生 物 技 术 应 用 生 物 学 院 杨 苏 声 课 题 来 源 于 科 技 部 国 际 科 技 合 作 项 目 将 费 氏 中 华 根 瘤 菌 pha2 基 因 转 移 到 大 肠 杆 菌 钠 氢 泵 缺 失 突 变 株 Knabc, 可 在 0.4 mol/lnacl 中 生 长, 说 明 它 具 有 耐 盐 性 应 用 细 胞 翻 转 膜 技 术 测 定, 表 明 其 在 碱 性 条 件 下 具 有 较 高 的 催 化 活 性 将 该 基 因 和 大 肠 杆 菌 钠 氢 泵 基 因 nhaa 分 别 转 移 到 大 豆 慢 生 根 瘤 菌 110 中, 其 报 告 基 因 融 合 性 实 验 表 明,pha2 和 nhaa 基 因 已 在 根 瘤 菌 中 表 达, 而 且 构 建 的 工 程 菌 株 的 耐 盐 性 有 一 定 程 度 的 提 高 通 过 同 源 重 组 技 术 敲 除 苜 蓿 中 华 根 瘤 菌 1021 的 钠 氢 泵 基 因 pha2 和 钠 钾 泵 基 因 pha1, 发 现 pha2 缺 失 突 变 株 对 NaCl 和 LiCl 非 常 敏 感, 而 pha1 缺 失 突 变 株 则 对 KCI 非 常 敏 感 利 用 大 肠 杆 菌 钠 氢 泵 缺 失 突 变 株 Knabc 和 EP432 进 一 步 研 究 了 pha1 和 pha2 的 功 能, 并 采 用 细 胞 翻 转 膜 技 术 测 定 其 催 化 活 性 从 极 端 耐 盐 的 中 度 嗜 盐 菌 喜 盐 涅 斯 捷 连 科 氏 菌 克 隆 了 四 氢 嘧 啶 18

21 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 合 成 基 因 簇 ectabc, 转 移 至 大 肠 杆 菌 进 行 表 达, 并 用 高 压 液 相 色 谱 和 质 谱 研 究 了 四 氢 嘧 啶 在 大 肠 杆 菌 中 的 积 累 情 况 然 后 将 该 基 因 簇 转 入 苜 蓿 中 华 根 瘤 菌 1021, 获 得 了 耐 盐 高 效 的 工 程 菌 株 从 中 度 嗜 盐 菌 达 坂 喜 盐 芽 孢 杆 菌 克 隆 了 钠 氢 泵 基 因 nhah 和 甘 氨 酸 甜 菜 碱 合 成 蛋 白 基 因 gbsab, 扩 大 了 构 建 耐 盐 高 效 根 瘤 菌 工 程 菌 株 的 基 因 来 源 工 业 发 酵 制 备 细 菌 纳 米 磁 小 体 的 工 艺 技 术 及 特 殊 设 备 生 物 学 院 姜 伟 课 题 来 源 于 863 计 划 目 前 已 优 化 调 整 确 定 发 酵 的 基 础 和 补 料 培 养 基, 明 确 了 发 酵 过 程 中 碳 源 氮 源 铁 源 的 变 化 及 溶 解 氧 ( 转 速 和 通 气 ) 变 化 规 律 和 磁 小 体 合 成 规 律 之 间 的 关 系 建 立 了 便 于 放 大 的 依 赖 于 ph 补 料 的 发 酵 培 养 新 技 术 根 据 合 作 企 业 1500L 和 6000L 发 酵 罐 的 实 际 情 况, 对 我 们 现 有 的 发 酵 工 艺 技 术 进 行 了 改 进, 模 拟 1500L 和 6000L 发 酵 罐 的 通 气 及 搅 拌 情 况, 在 7.5L 及 42L 全 自 动 发 酵 罐 上 解 决 了 磁 小 体 合 成 过 程 中 能 放 大 的 微 好 氧 关 键 控 制 技 术, 并 多 次 在 实 验 室 进 行 了 放 大 实 验 完 成 了 1500L 和 6000L 发 酵 罐 的 改 造, 使 之 能 适 合 于 磁 细 菌 培 养 和 磁 小 体 合 成 过 程 中 微 好 氧 的 控 制 和 补 料 控 制 最 新 的 培 养 水 平 已 达 到 : 培 养 36 小 时 的 细 胞 密 度 为 10~ 12 OD600nm, 是 本 课 题 申 请 时 指 标 的 2 倍, 同 时 培 养 时 间 在 原 有 基 础 上 缩 短 了 2 倍 ; 磁 小 体 产 量 湿 重 100 mg/l 以 上 ( 干 重 50 mg/l) 经 多 次 实 验, 设 计 并 初 步 建 立 了 工 业 化 自 动 化 及 便 于 放 大 的 磁 小 体 纯 化 体 系 该 体 系 包 括 柱 层 析 磁 力 搅 拌 洗 涤 及 电 泳 三 大 步 骤, 各 步 骤 应 达 到 的 目 标 及 磁 小 体 纯 化 特 殊 设 备 的 参 数 已 基 本 形 成, 制 造 特 殊 设 备 的 相 关 部 件 和 材 料 已 基 本 购 齐, 实 验 室 水 平 的 设 备 制 造 正 在 进 行 之 中 目 前 磁 小 体 纯 化 的 效 率 得 到 了 大 幅 度 的 提 高, 单 批 次 纯 化 的 时 间 由 原 来 的 2~3 个 月 缩 短 至 5 ~7 天 ; 更 重 要 的 是 该 工 艺 便 于 自 动 化 规 模 化 制 备 磁 小 体 建 立 了 纯 化 后 磁 小 体 的 红 外 检 测 标 准, 灭 菌 及 保 存 方 法, 实 验 表 明 用 这 些 方 法 纯 化, 灭 菌 后 的 磁 小 体 在 体 外 对 鼠 纤 维 原 细 胞 没 有 毒 性 马 铃 薯 晚 疫 病 菌 对 氟 吗 抗 性 风 险 评 估 和 抗 药 性 机 制 研 究 农 学 与 生 物 技 术 学 院 刘 西 莉 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 本 项 目 以 我 国 第 一 个 创 制 的 具 有 自 主 知 识 产 权 的 新 型 杀 菌 剂 氟 吗 啉 为 研 究 对 象, 研 究 了 2003~2005 年 间 在 内 蒙 古 和 黑 龙 江 等 省 采 集 分 离 的 127 株 马 铃 薯 晚 疫 病 菌 的 敏 感 性 分 布 情 况, 建 立 了 马 铃 薯 晚 疫 病 菌 对 氟 吗 啉 的 敏 感 基 线, 同 时 建 立 了 黄 瓜 霜 霉 病 菌 黄 瓜 疫 霉 病 菌 等 卵 菌 对 氟 吗 啉 的 敏 感 基 线 该 结 果 为 进 行 重 要 卵 菌 对 氟 吗 啉 田 间 抗 药 性 发 生 发 展 监 测 提 供 了 重 要 的 参 考 依 据 同 时 采 用 紫 外 诱 变 和 药 剂 驯 化 两 种 方 式 获 得 了 高 中 低 不 同 抗 性 水 平 且 生 存 适 合 度 较 高 的 抗 性 菌 株, 并 对 其 抗 药 稳 定 性 致 病 力 生 长 速 率 产 孢 能 力 对 温 度 的 敏 感 性 及 其 与 田 间 野 生 菌 株 的 竞 争 力 进 行 了 系 统 研 究, 完 成 了 上 述 靶 标 菌 对 氟 吗 啉 的 抗 性 风 险 评 估, 在 国 际 上 首 次 提 出 了 不 同 卵 菌 病 原 菌 对 氟 吗 啉 表 现 出 不 同 水 平 的 抗 药 性 风 险 这 一 研 究 结 果 丰 富 了 CAA 类 杀 菌 剂 抗 性 风 险 评 估 的 体 系, 对 避 免 与 延 缓 抗 性 的 发 生 和 制 定 科 学 合 理 的 田 间 施 药 方 式 具 有 重 要 的 理 论 价 值 和 实 际 意 义 有 关 抗 药 性 机 制 研 究 发 现 氟 吗 啉 对 病 原 物 的 呼 吸 作 19

22 科 技 发 展 年 报 (2007) 用 和 膜 通 透 性 没 有 影 响 根 据 其 杀 菌 谱 及 其 对 病 原 菌 不 同 生 长 发 育 阶 段 和 菌 丝 形 态 的 影 响, 推 测 氟 吗 啉 主 要 是 干 扰 病 菌 细 胞 壁 的 合 成 或 组 装 利 用 同 位 素 示 踪 和 组 织 化 学 的 方 法 对 氟 吗 啉 敏 感 菌 株 和 抗 药 性 菌 株 进 行 了 比 较, 发 现 氟 吗 啉 破 坏 了 细 胞 壁 组 分 的 正 确 分 布, 导 致 细 胞 微 丝 骨 架 的 解 聚, 致 使 含 有 细 胞 壁 合 成 物 质 的 囊 泡 不 能 被 极 性 运 送 到 顶 端 供 菌 丝 进 行 顶 端 生 长 从 而 推 测 氟 吗 啉 的 作 用 靶 标 可 能 是 与 极 性 生 长 相 关 的 蛋 白, 并 克 隆 比 较 了 抗 感 菌 株 的 极 性 生 长 相 关 的 两 个 基 因 actin 基 因 和 cdc42 基 因 上 述 研 究 结 果 对 进 一 步 探 明 该 类 杀 菌 剂 的 抗 药 性 分 子 机 制 和 开 展 抗 药 性 遗 传 机 制 奠 定 了 重 要 的 基 础, 部 分 研 究 成 果 已 在 Phytopathology, Plant Pathology 和 Pest Management Science 上 发 表, 同 时 被 国 际 官 方 专 业 网 站 ( 杀 菌 剂 抗 药 性 行 动 委 员 会 )FRAC 网 站 收 录, 得 到 了 国 内 外 同 行 的 广 泛 关 注, 对 国 际 上 CAA 类 杀 菌 剂 的 相 关 研 究 提 供 了 思 路 和 借 鉴 烟 草 坏 死 病 毒 基 因 组 功 能 的 研 究 生 物 学 院 于 嘉 林 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 本 项 目 在 首 次 完 成 TNV 中 国 新 株 系 的 全 基 因 组 测 序 工 作 基 础 上, 利 用 TNV-AC 的 全 长 侵 染 性 cdna 克 隆, 构 建 系 列 突 变 体 进 行 体 外 转 录 在 枯 斑 寄 主 苋 色 藜 (Chenopodium amaranticolor) 上 的 侵 染 性 检 测 结 果 表 明,TNV-AC 亚 基 因 组 RNA1 的 转 录 起 始 位 点 位 于 基 因 组 RNA 的 G2184, 亚 基 因 组 RNA2 的 转 录 起 始 位 点 位 于 基 因 组 RNA 的 G2460, 两 种 亚 基 因 组 RNA 转 录 起 始 位 点 的 破 坏 均 可 导 致 枯 死 斑 症 状 的 消 失 进 一 步 的 分 析 表 明, 亚 基 因 组 RNA1 中 p8 和 p6 基 因 的 翻 译 灭 活 突 变 也 可 导 致 病 毒 在 苋 色 藜 上 的 侵 染 症 状 消 失, 但 不 影 响 病 毒 在 烟 草 原 生 质 体 中 的 复 制, 说 明 p8 和 p6 基 因 产 物 可 能 影 响 病 毒 在 细 胞 之 间 的 移 动, 是 病 毒 枯 斑 形 成 所 必 需 的 基 因 通 过 原 核 表 达 产 物 分 析, 证 明 了 亚 基 因 组 RNA2 中 外 壳 蛋 白 (coatprotein, CP) 基 因 的 编 码 框 起 始 于 基 因 组 RNA 的 位 AUG 核 苷 酸 替 换 或 缺 失 突 变 分 析 表 明,cp 基 因 虽 不 是 病 毒 建 立 侵 染 所 必 需 的 基 因, 但 其 翻 译 起 始 密 码 子 区 域 的 核 苷 酸 序 列 保 守 性 及 编 码 框 核 酸 序 列 的 完 整 性 对 病 毒 侵 染 苋 色 藜 后 产 生 枯 斑 的 数 量 显 症 程 度 和 病 毒 RNA 的 积 累 量 具 有 明 显 影 响 滇 重 楼 内 生 真 菌 及 其 甾 体 化 合 物 的 代 谢 和 活 性 农 学 与 生 物 技 术 学 院 周 立 刚 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 滇 重 楼 (Paris polyphylla var. yunnanensis) 是 我 国 特 有 的 珍 稀 药 用 植 物, 具 有 抗 肿 瘤 疗 伤 抗 菌 消 炎 止 血 活 血 等 多 种 生 物 活 性 本 项 目 针 对 滇 重 楼 内 生 真 菌 及 其 甾 体 化 合 物 和 抗 菌 活 性 成 分 开 展 研 究, 取 得 如 下 研 究 进 展 1 滇 重 楼 内 生 真 菌 的 分 离 鉴 定 和 保 存 : 对 从 昆 明 采 集 的 滇 重 楼 根 状 茎 进 行 内 生 真 菌 的 分 离 纯 化 菌 种 保 藏 和 菌 种 鉴 定 等 工 作 共 获 得 146 株 内 生 真 菌 采 用 形 态 学 方 法 和 利 用 rdna 的 ITS 区 域 的 分 子 鉴 定 方 法 选 取 有 代 表 性 的 16 株 菌 进 行 了 详 细 的 鉴 定 和 相 关 的 研 究 2 滇 重 楼 内 生 真 菌 甾 体 化 合 物 分 析 方 法 的 研 究 : 针 对 内 生 真 菌 中 主 要 甾 体 化 合 物 薯 蓣 皂 苷 元 及 其 衍 生 物, 建 立 了 以 下 分 析 方 法 :(1 ) ELISA 测 定 样 品 中 薯 蓣 皂 苷 元 及 其 衍 生 物 的 含 量 ;( 2 ) Liebermann-Burchard 显 色 比 色 法 测 定 ;( 3 ) 将 提 取 物 水 解 成 苷 元, 然 后 用 TLC 定 性 检 测 和 用 HPLC 进 行 定 量 测 定 ;( 4 ) HPLC- MS 分 析 样 品 中 的 甾 体 化 合 物 种 类 3 内 生 真 菌 抗 菌 活 性 成 分 筛 选 方 法 的 研 究 : 针 对 内 生 真 20

23 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 菌 中 抗 菌 活 性 成 分, 建 立 了 以 下 快 速 灵 敏 和 微 量 的 抗 菌 活 性 测 定 方 法 :(1 ) 琼 脂 打 孔 药 剂 扩 散 法 ;( 2 ) TLC- 生 物 自 显 影 - 噻 唑 蓝 (MTT) 法 ;( 3 ) 孢 子 萌 发 法 ;( 4 ) MTT- 多 孔 板 - 分 光 光 度 比 色 法 4 滇 重 楼 内 生 真 菌 甾 体 化 合 物 和 抗 菌 活 性 成 分 的 研 究 : 对 Ppf2 (Fusarium redolens, EF495234) Ppf3(Gliocladiopsis irregularis, EF495240) Ppf4 (Fusarium sp., EF495241) Ppf9(Pichia guilliermondii, EF495244) 等 菌 株 甾 体 化 合 物 和 抗 菌 活 性 成 分 进 行 追 踪 分 离 研 究 目 前 已 完 成 Ppf2 中 甾 体 化 合 物 的 分 离 结 构 鉴 定 和 活 性 评 价 等 工 作, 分 离 并 鉴 定 了 三 个 甾 体 化 合 物, 同 时 追 踪 分 离 到 一 个 抗 菌 活 性 成 分 Beauvericin 目 前 正 在 对 Ppf2 菌 株 进 行 甾 体 化 合 物 代 谢 调 节 的 研 究, 优 化 摇 瓶 发 酵 条 件, 提 高 甾 体 化 合 物 的 含 量 和 产 量 5 盾 叶 薯 蓣 内 生 真 菌 及 其 与 宿 主 相 互 作 用 的 研 究 : 为 了 更 好 地 探 讨 内 生 真 菌 与 宿 主 的 相 互 作 用, 尤 其 是 探 讨 内 生 真 菌 对 宿 主 甾 体 化 合 物 代 谢 的 影 响 已 建 立 了 无 菌 苗 培 养 系 统 ; 细 胞 悬 浮 培 养 系 统 ; 内 生 真 菌 多 糖 和 寡 糖 制 备 等 方 法 发 现 菌 丝 寡 糖 对 盾 叶 薯 蓣 培 养 细 胞 中 薯 蓣 皂 苷 元 的 合 成 有 明 显 的 促 进 作 用 PTPase 还 原 抑 制 的 分 子 机 理 及 其 植 物 逆 境 信 息 传 递 的 功 能 分 析 农 学 与 生 物 技 术 学 院 贾 文 锁 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 植 物 抗 逆 的 机 制 或 策 略 的 根 本 基 础 在 于, 在 环 境 胁 迫 下 植 物 可 以 通 过 一 系 列 的 信 息 传 递 对 胁 迫 刺 激 作 出 及 时 的 感 知 和 主 动 的 反 应 信 息 传 递 是 一 个 非 常 复 杂 的 过 程, 其 中 氧 化 - 还 原 调 控 的 信 号 通 路 在 细 胞 信 号 转 导 中 起 者 重 要 作 用 PTPase 是 目 前 发 现 的 受 氧 化 - 还 原 调 控 的 重 要 信 号 组 分 本 课 题 的 主 要 目 的 就 是 要 揭 示 PTPase 氧 化 - 还 原 调 控 的 机 理 及 其 在 植 物 逆 境 信 号 传 递 中 的 作 用 本 研 究 成 功 地 从 干 旱 的 玉 米 胚 芽 鞘 细 胞 中 纯 化 得 到 一 个 受 还 原 剂 抑 制 的 PTPase 信 号 蛋 白 ZmRIDP1, 进 一 研 究 不 仅 揭 示 了 其 还 原 抑 制 的 机 理 在 于 181 位 Cys 形 成 的 分 子 内 或 分 子 间 的 二 硫 键, 同 时 还 揭 示 了 ZmRIDP1 可 通 过 质 - 核 转 移 介 导 了 质 核 的 信 号 传 递, 这 一 研 究 是 植 物 逆 境 信 号 传 递 的 一 个 重 要 突 破 此 外, 本 研 究 还 深 入 揭 示 了 氧 化 - 还 原 与 MAPK 信 号 系 统 之 间 的 相 互 关 系, 及 发 现 了 PTPase 在 ABA 信 号 转 导 中 的 重 要 作 用 甜 菜 坏 死 黄 脉 病 毒 编 码 蛋 白 p31 致 病 性 的 分 子 机 理 农 学 与 生 物 技 术 学 院 韩 成 贵 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 甜 菜 坏 死 黄 脉 病 毒 (BNYVV) 引 起 的 甜 菜 丛 根 病 是 一 种 重 要 的 甜 菜 病 害, 对 甜 菜 产 量 和 含 糖 量 影 响 极 大 在 已 有 研 究 基 础 上, 本 课 题 获 得 了 以 下 研 究 结 果 :1. 利 用 RNA4 的 侵 染 性 cdna 克 隆 对 RNA4 的 5 ' 非 翻 译 区 内 复 制 关 键 序 列 进 行 了 定 位 分 析 ;2. 利 用 异 源 病 毒 表 达 载 体 确 认 p31 在 蕃 杏 和 本 生 烟 上 可 加 重 症 状, 并 且 是 在 较 低 温 度 和 蛋 白 质 水 平 上 起 作 用 ;3. 利 用 纯 化 的 原 核 表 达 蛋 白 制 备 了 p31 抗 血 清 用 于 检 测 分 析 ;4. 利 用 带 有 GFP 标 记 的 各 种 ATG 突 变 体 确 定 了 p31 翻 译 起 始 密 码 子, 并 证 明 不 存 在 内 部 重 新 起 始 序 列 元 件 (IRES); 5. 构 建 GUS 和 HIS 标 记 RNA4 载 体,GUS 活 性 检 测 结 果 表 明, 番 杏 病 斑 处 和 系 统 本 生 烟 不 同 部 位 均 有 表 达 ;6. 进 行 病 毒 抑 制 子 筛 选 试 验 结 果 表 明 p31 在 本 生 烟 叶 部 没 有 抑 制 基 因 沉 默 的 作 用 ;7. 基 于 BNYVVRNA4 构 建 的 VIGS 载 体 可 以 有 效 沉 默 内 源 PDS 和 转 基 因 GFP;8. 对 我 国 BNYVV 不 同 地 区 分 离 物 分 子 变 异 研 究 结 果 表 明, 我 国 和 日 本 分 离 物 可 能 具 有 相 同 的 起 源 ;9. 首 次 报 道 了 甜 菜 土 传 病 毒 (BSBV) 在 我 国 的 存 在 和 分 子 结 构 特 征 21

24 科 技 发 展 年 报 (2007) 北 京 优 势 果 树 - 苹 果 樱 桃 种 质 库 构 建 及 核 心 种 质 确 定 农 学 与 生 物 技 术 学 院 韩 振 海 课 题 来 源 于 北 京 市 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 根 据 北 京 区 域 产 业 布 局 和 优 势 作 物 种 类 进 行 核 心 种 质 群 及 离 体 保 存 库 的 研 究, 在 果 树 上 建 立 较 系 统 的 种 质 鉴 定 的 SSR 分 子 标 记 技 术 体 系 易 于 中 长 期 保 存 种 质 的 缓 慢 离 体 保 存 技 术 体 系 及 构 建 的 核 心 种 质 群 在 国 际 上 处 于 先 进 水 平, 具 有 明 显 的 创 新 性 本 年 度 收 集 到 238 份 苹 果 品 种 的 数 据 材 料, 新 引 进 7 份 樱 桃 资 源, 对 已 结 果 的 100 余 份 资 源 进 行 了 农 艺 性 状 的 调 查, 同 时 按 照 属 种 起 源 地 和 亲 缘 关 系 进 行 了 初 步 归 类 建 立 了 苹 果 SSR 反 应 体 系, 并 对 其 进 行 了 优 化 : 以 国 光 为 模 板, CH01g12 为 引 物 探 讨 了 不 同 的 模 板 浓 度 dntp 浓 度 Taq 酶 用 量 引 物 浓 度 及 Mg2+ 浓 度 对 苹 果 SSR 反 应 的 影 响 建 立 了 樱 桃 资 源 纯 度 SSR 分 子 鉴 定 体 系 开 始 探 索 性 地 进 行 了 苹 果 樱 桃 资 源 组 培 体 系 的 研 究, 其 中 包 括 苹 果 砧 木 品 种 甜 樱 桃 酸 樱 桃 以 及 种 间 杂 种 等 20 余 份 且 进 行 了 低 温 保 存 和 缓 慢 生 长 保 存 的 初 步 研 究 月 季 切 花 ACS 基 因 家 族 成 员 对 花 朵 开 放 和 衰 老 的 调 节 模 式 解 析 农 学 与 生 物 技 术 学 院 高 俊 平 课 题 来 源 于 国 家 自 然 科 学 基 金 不 同 月 季 品 种 之 间 对 乙 烯 的 敏 感 性 存 在 差 异 经 10ppm 乙 烯 处 理 促 进 花 朵 开 放 的 Samantha 品 种, 和 乙 烯 处 理 抑 制 花 朵 开 放 的 Kardinal 品 种, 其 花 瓣 乙 烯 生 成 量 ACC 合 成 酶 和 ACC 氧 化 酶 活 性 都 被 乙 烯 处 理 所 诱 导 升 高, 但 是, 这 两 品 种 在 上 述 指 标 的 诱 导 升 高 方 面 存 在 明 显 的 差 异, 即 前 者 表 现 为 峰 值 提 前, 而 后 者 则 为 绝 对 值 的 剧 烈 升 高 我 们 克 隆 了 4 个 Rh-ACS 基 因 和 1 个 Rh-ACO 基 因, 部 分 基 因 的 转 录 本 在 后 者 中 的 诱 导 要 远 远 高 于 前 者 然 而, 乙 烯 作 用 抑 制 剂 1-MCP 处 理 虽 然 对 花 朵 开 放 有 显 著 的 抑 制 效 果, 但 是 却 不 能 抑 制 乙 烯 生 成 量 和 相 关 基 因 的 表 达 不 同 花 器 官 对 乙 烯 的 响 应 研 究 表 明, 乙 烯 对 乙 烯 生 成 的 诱 导, 雌 蕊 要 快 于 花 瓣, 且 这 种 诱 导 主 要 是 通 过 对 Rh-ACS2 和 Rh-ACS3 基 因 的 诱 导 表 达 实 现 在 获 得 ACS 相 关 基 因 全 长 的 基 础 上, 在 E.coli 中 成 功 地 表 达 了 Rh-ACS1 和 Rh-ACS3 的 重 组 蛋 白, 获 得 了 有 活 性 的 ACS 酶 蛋 白 此 外, 我 们 通 过 反 向 PCR 技 术 克 隆 得 到 了 Rh-ACS1 的 启 动 子 序 列, 发 现 了 与 伤 害 ABA 以 及 失 水 胁 迫 相 关 的 响 应 元 件, 表 明 Rh-ACS1 可 能 在 这 些 过 程 中 起 一 定 的 作 用 重 要 花 卉 花 期 花 型 功 能 基 因 的 鉴 定 农 学 与 生 物 技 术 学 院 刘 青 林 课 题 来 源 于 863 计 划 利 用 同 源 引 物 PCR, 获 得 了 狗 蔷 薇 (Rosa connia) 和 月 季 (Rose hybrid) 两 个 TFL1 同 源 引 物, 分 别 命 名 为 RcTFL1-1 RcTFL1-2 和 RhTFL1-1 RhTFL1-2, 并 在 此 基 础 上 进 行 了 TEF1 同 源 基 因 的 聚 类 分 析 建 立 了 以 未 成 熟 胚 叶 片 为 外 植 体 的 月 季 再 生 体 系, 叶 片 的 间 接 发 生 型 再 生 率 达 到 6. 67%, 高 于 目 前 所 报 道 的 月 季 间 接 再 生 体 系 3.33% 分 别 进 行 了 以 叶 片 茎 段 小 鳞 片 花 丝 和 花 梗 为 外 植 体 的 百 合 再 生 体 系 研 究, 其 中 叶 片 和 茎 段 可 以 间 接 器 官 发 生 型 再 生 并 获 得 愈 伤 组 织, 再 分 化 得 到 不 定 芽 丛 22

25 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 苹 果 优 质 高 产 多 抗 重 要 性 状 分 子 标 记 及 新 品 种 ( 系 ) 选 育 农 学 与 生 物 技 术 学 院 韩 振 海 课 题 来 源 于 863 计 划 1. 苹 果 标 记 性 状 分 离 群 体 的 建 立 根 据 育 种 目 标 选 择 优 良 亲 本 配 置 杂 交 组 合, 田 间 去 雄 授 粉, 收 获 杂 交 种 子, 用 于 建 立 营 养 逆 境 性 状 标 记 的 分 离 群 体 利 用 现 有 的 2 套 正 反 交 杂 交 群 体 作 为 抗 苹 果 腐 烂 病 抗 苹 果 轮 纹 病 等 目 标 性 状 的 分 离 群 体 2. AFLP SSR 分 析 体 系 的 优 化 和 标 记 筛 选 分 别 开 始 筛 选 苹 果 抗 营 养 逆 境 AFLP 及 SSR 和 抗 轮 纹 病 性 状 SSR 分 子 标 记 引 物 筛 选 基 因 组 DNA 采 用 改 良 的 CTAB 法 从 叶 片 中 提 取 总 DNA 并 纯 化, 通 过 调 整 PCR 反 应 体 系 ( 如 dntp 浓 度 温 度 等 ) 建 立 AFLP 及 SSR 分 析 体 系, 筛 选 引 物, 计 算 多 态 性 百 分 率 以 确 定 合 适 的 引 物 目 前 已 筛 选 出 能 够 进 行 有 效 分 析 的 引 物 3 对 3. 苹 果 拟 进 行 标 记 的 性 状 评 价 鉴 定 技 术 体 系 的 建 立 与 完 善 初 步 建 立 苹 果 病 害 快 速 检 测 体 系, 为 开 发 苹 果 病 害 分 子 标 记 奠 定 基 础 4. 模 式 生 物 基 因 功 能 研 究 体 系 建 立 通 过 对 培 养 基 配 方 培 养 温 度 等 的 调 整, 优 化 酵 母 培 养 条 件, 并 利 用 不 同 附 加 物 成 功 培 养 各 种 营 养 缺 陷 型 酵 母 筛 选 适 宜 的 抗 生 素 等 条 件, 建 立 转 基 因 拟 南 芥 及 烟 草 筛 选 系 统, 保 证 了 后 期 的 基 因 功 能 验 证 的 可 信 度 5. 建 立 并 完 善 部 分 苹 果 的 再 生 体 系 初 步 建 立 苹 果 砧 木 小 金 海 棠 再 生 体 系, 优 化 山 定 子 再 生 体 系, 在 提 高 再 生 效 率 的 同 时 进 行 遗 传 转 化 操 作 黄 瓜 优 质 高 效 安 全 生 产 技 术 研 究 与 示 范 农 学 与 生 物 技 术 学 院 张 振 贤 课 题 来 源 于 农 业 部 农 业 结 构 调 整 重 大 技 术 研 究 专 项 项 目 本 项 目 通 过 研 究 外 界 环 境 对 黄 瓜 生 长 发 育 的 影 响, 特 别 是 环 境 条 件 与 品 质 和 产 量 形 成 的 关 系, 提 出 相 应 的 简 化 栽 培 模 式, 制 定 优 质 安 全 高 产 高 效 的 栽 培 技 术 规 程, 建 立 高 产 高 效 安 全 生 产 技 术 体 系 并 在 生 产 上 推 广 应 用, 以 达 到 农 业 增 产 农 民 增 收 产 品 达 到 农 业 部 颁 发 的 无 公 害 食 品 标 准 的 目 的 通 过 试 验 获 得 的 栽 培 模 式 在 北 京 顺 义 小 汤 山 河 北 永 清 等 黄 瓜 生 产 基 地 进 行 示 范, 并 组 织 专 家 对 基 地 进 行 现 场 考 查, 示 范 面 积 100 余 亩, 辐 射 推 广 面 积 1000 亩, 基 地 产 品 检 测 达 到 无 公 害 质 量 要 求, 项 目 的 实 施 获 得 了 显 著 的 经 济 和 生 态 效 益 干 旱 诱 导 ABA 积 累 的 信 息 传 递 调 控 的 分 子 机 制 及 ABA 逆 境 信 号 传 递 生 物 学 院 张 大 鹏 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 1. 在 模 式 植 物 拟 南 芥 中, 鉴 定 了 2 个 参 与 ABA 信 号 转 导 的 钙 依 赖 型 蛋 白 激 酶 (CDPK)CPK4 和 CPK11, 证 明 这 两 个 CPK 可 以 体 外 磷 酸 化 响 应 ABA 的 转 录 因 子 ABF1 和 ABF4, 并 证 明 CPK4 和 CPK11 对 植 物 抗 盐 是 必 须 的, 过 表 达 CPK4 或 CPK11 大 大 提 高 了 植 物 的 抗 旱 性 2. 找 到 2 个 与 ABA 受 体 ABAR 互 相 作 用 的 蛋 白 ADR1 和 ADR2, 正 在 利 用 拟 南 芥 突 变 体 研 究 其 功 能 23

26 科 技 发 展 年 报 (2007) 3. 发 现 了 ZmRIDP1 与 保 护 酶 系 统 的 基 因 表 达 调 控 有 着 密 切 的 关 系, 证 明 ZmRIDP1 定 位 在 质 体 和 细 胞 核,ZmRIP1 可 由 质 体 向 细 胞 核 移 动, 且 其 移 动 受 氧 化 - 还 原 的 调 控 4. 研 究 了 ABA 诱 导 玉 米 抗 氧 化 防 护 反 应 过 程 中 H 2 O 2 NO Ca 2+ /CaM 与 MAPK 信 号 转 导 的 关 系 ; 分 析 了 玉 米 叶 片 中 ABA 诱 导 的 Zmrboh 基 因 的 表 达 ; 药 理 学 实 验 证 明 ZmCBK 可 能 参 与 ABA 诱 导 的 抗 氧 化 防 护 ; 完 成 了 玉 米 叶 片 中 ABA 诱 导 的 ZmMAPK 的 纯 化 与 基 因 克 隆 5. 提 供 的 遗 传 学 证 据 表 明,OSR9 和 OSR4 参 与 了 植 株 对 干 旱 胁 迫 的 响 应 过 程 6. 利 用 在 拟 南 芥 中 的 表 达, 初 步 证 明 玉 米 ZmPti1 调 节 耐 盐 性,ZmCIPK1 ZmCIPK2 可 能 参 与 ABA 信 号 转 导 证 明 拟 南 芥 AtCRAP2 基 因 是 一 个 替 代 AtCBF3 的 抗 寒 基 因 果 实 碳 水 化 合 物 库 强 调 节 的 细 胞 与 分 子 机 制 生 物 学 院 张 大 鹏 课 题 为 国 家 自 然 科 学 基 金 重 点 项 目 本 研 究 揭 示 了 积 累 高 浓 度 糖 的 肉 质 果 实 内 同 化 物 卸 出 主 要 采 用 质 外 体 路 径, 而 果 实 发 育 的 转 折 期 伴 随 同 化 物 运 输 的 细 胞 学 路 径 的 变 换 ; 发 现 细 胞 质 膜 糖 载 体 通 过 与 细 胞 色 素 B5 互 相 作 用 形 成 双 分 子 复 合 体, 可 以 感 知 糖 饥 饿 信 号, 提 高 细 胞 吸 收 糖 的 能 力, 快 速 维 持 细 胞 糖 稳 态 从 葡 萄 中 分 离 出 一 个 参 与 ABA 信 号 转 导 的 钙 依 赖 型 蛋 白 激 酶 的 基 因 ACPK1, 证 明 ACPK1 在 拟 南 芥 中 同 源 性 高 的 蛋 白 激 酶 CPK4 和 CPK11 是 参 与 ABA 信 号 转 导 的 正 调 节 子, 在 植 物 整 体 水 平 上 介 导 ABA 信 号, 并 且 分 别 作 用 于 不 同 的 信 号 路 径 发 现 参 与 叶 绿 素 合 成 和 质 体 - 核 信 号 转 导 的 镁 螯 合 酶 H 亚 基 (ABAR/CHLH) 是 一 种 介 导 种 子 发 育 幼 苗 生 长 和 叶 片 气 孔 行 为 的 ABA 受 体,ABAR 介 导 的 ABA 信 号 转 导 是 一 个 独 立 于 叶 绿 素 合 成 和 质 体 - 核 信 号 转 导 的 不 同 的 细 胞 信 号 过 程 抗 旱 基 因 表 达 图 谱 分 析 及 抗 旱 同 源 基 因 的 功 能 解 析 生 物 学 院 巩 志 忠 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 1. 利 用 模 式 植 物 拟 南 芥, 建 立 了 一 套 抗 旱 及 干 旱 敏 感 突 变 体 的 筛 选 体 系 通 过 筛 选, 得 到 了 3 个 干 旱 相 关 的 突 变 体 :lew1 lew3 lew4 它 们 的 突 出 表 型 为 叶 片 萎 蔫 已 克 隆 相 应 的 基 因, 详 细 解 析 了 lew1 基 因 的 功 能 lew1 突 变 体 在 正 常 条 件 下 就 表 现 出 叶 片 萎 蔫 的 表 型, 表 明 lew1 基 因 对 于 维 持 细 胞 的 膨 大 是 必 需 的 在 干 旱 处 理 条 件 下,lew1 突 变 体 中 受 胁 迫 诱 导 基 因 RD29A COR47 的 表 达 水 平 高 于 野 生 型 相 应 地,lew1 突 变 体 也 表 现 出 比 野 生 型 更 强 的 耐 旱 性 lew1 基 因 编 码 一 个 异 戊 二 烯 焦 磷 酸 转 移 酶, 促 进 长 链 多 萜 醇 的 形 成 该 基 因 的 突 变 使 植 物 体 内 主 要 的 多 萜 醇 含 量 减 少 了 大 约 75%, 影 响 了 蛋 白 糖 基 化 过 程, 使 蛋 白 质 不 能 正 确 折 叠, 从 而 导 致 内 质 网 受 损 (ER stress), 产 生 一 类 不 正 常 折 叠 的 蛋 白 质 (UPR) 在 干 旱 胁 迫 条 件 下, 检 测 不 正 常 折 叠 蛋 白 质 的 一 些 标 志 基 因 BP2 和 AtbZIP60 在 lew1 突 变 体 中 的 表 达 水 平 明 显 要 高 于 野 生 型 表 明 lew1 基 因 在 干 旱 胁 迫 和 不 正 常 折 叠 蛋 白 质 形 成 过 程 中 起 重 要 作 用 2. 利 用 模 式 植 物 拟 南 芥, 建 立 了 一 套 ABA 相 关 突 变 体 的 筛 选 体 系 通 过 筛 选, 得 到 了 9 个 与 ABA 响 应 有 关 的 的 突 变 体 :abo2 abo3 abo4 abo5 abo6 abo7 abo8 abo9 和 dor,dor 的 突 出 表 型 在 受 ABA 诱 导 气 孔 关 闭 快 ; 其 它 8 个 abo 系 列 突 变 体 的 突 出 表 型 为 在 幼 苗 生 长 阶 段 对 ABA 敏 感, 已 克 隆 相 应 的 基 因 详 细 解 析 了 ABO3 和 DOR 基 因 的 功 能 ABO3 基 因 编 24

27 科 研 进 展 农 业 与 生 命 科 学 码 一 个 WRKY 家 族 转 录 因 子 中 的 AtWRKY63 WRKY 家 族 基 因 是 一 大 类 转 录 因 子, 它 们 作 为 转 录 激 活 子 和 抑 制 子 调 控 着 植 物 的 许 多 生 理 和 发 育 过 程 在 拟 南 芥 和 水 稻 中 有 70 多 个 WRKY 基 因 WRKY 家 族 蛋 白 具 有 一 个 含 60 个 氨 基 酸 的 特 异 结 构 域, 在 该 结 构 域 的 N 端 含 有 WRKY 氨 基 酸 序 列, 在 C 端 含 有 一 个 锌 指 结 构 根 据 WRKY 结 构 域 的 数 量 和 锌 指 结 构 型 的 不 同,WRKY 家 族 蛋 白 可 分 为 三 组 大 部 分 报 道 的 WRKY 蛋 白 在 其 靶 基 因 的 启 动 子 或 5 ' 非 翻 译 区 与 一 个 同 源 的 顺 式 作 用 元 件 (C/T)TGAC(T/C) 相 结 合 (Xie et al., 2005;Ulker and Somssich, 2004;Eulgem et al., 2000) 目 前 的 研 究 表 明,WRKY 家 族 转 录 因 子 在 植 物 的 防 病 衰 老 等 过 程 中 起 着 重 要 的 作 用, 而 对 于 植 物 的 非 生 物 胁 迫 的 作 用 还 很 少 报 道 abo3 突 变 体 在 萌 发 和 幼 苗 生 长 阶 段 都 表 现 出 对 ABA 的 超 敏 感 表 型, 然 而 ABA 介 导 的 气 孔 关 闭 过 程 却 受 到 影 响, 导 致 耐 旱 性 比 野 生 型 减 弱 利 用 RNA 印 迹 杂 交 技 术 分 析 表 明,abo3 突 变 体 转 录 因 子 ABF2/AREB1 的 表 达 水 平 明 显 低 于 野 生 型 同 时,ABO3 基 因 的 突 变 也 导 致 一 些 胁 迫 诱 导 基 因 如 RD29A COR47 表 达 水 平 的 下 降, 尤 其 是 在 ABA 处 理 后 额 定 早 期 时 间 更 加 明 显 体 外 实 验 表 明 ABO3 蛋 白 能 够 与 ABF2 启 动 子 区 域 的 W-box 元 件 结 合 实 验 结 果 表 明 WRKY 转 录 因 子 在 植 物 响 应 非 生 物 胁 迫 中 起 着 重 要 的 作 用 研 究 发 现, DOR(DrOught Resistance) 是 一 个 全 新 的 ABA 信 号 通 路 上 的 负 调 控 因 子 DOR 编 码 一 个 F-box 蛋 白, 与 金 鱼 草 S-locus F-box(SLF) 基 因 同 源, 并 能 特 异 地 与 ASK14 相 互 作 用 在 干 旱 条 件 下, 该 基 因 的 T-DNA 插 入 突 变 可 以 导 致 植 物 体 内 ABA 积 累 从 而 诱 导 气 孔 关 闭 基 因 芯 片 结 果 也 表 明 在 干 旱 条 件 下 DOR 可 能 参 与 了 ABA 合 成, 使 体 内 ABA 保 持 动 态 平 衡 进 一 步 表 达 分 析 证 明,DOR 在 气 孔 中 特 异 表 达, 并 且 受 ABA 抑 制 dor 突 变 体 和 abi1-1 突 变 体 的 遗 传 学 分 析 结 果 表 明 abi1-1 在 dor 的 上 位, 也 就 是 说 DOR 在 ABI1 的 上 游 发 挥 作 用 但 是 和 最 近 发 现 的 PLD α 1 不 在 同 一 条 通 路 上 结 果 表 明, 在 干 旱 条 件 下,DOR 是 不 依 赖 于 PLD α1, 在 早 期 ABA 信 号 通 路 中 通 过 抑 制 ABA 诱 导 气 孔 关 闭 而 发 挥 作 用 该 基 因 已 申 请 获 得 专 利 : 拟 南 芥 抗 旱 相 关 基 因 ADT 在 培 育 抗 旱 植 物 品 种 中 的 应 用 ( 专 利 号 :ZL ) 植 物 应 答 高 盐 低 温 胁 迫 的 分 子 调 控 网 络 机 制 研 究 生 物 学 院 苏 震 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 初 步 建 立 了 主 要 针 对 植 物 应 答 高 盐 低 温 胁 迫 的 信 号 转 导 及 基 因 表 达 调 控 遗 传 网 络 研 究 的 各 种 数 据 库 体 系 及 数 据 挖 掘 平 台 ; 完 成 了 基 于 数 据 挖 掘 的 拟 南 芥 应 答 高 盐 低 温 的 基 因 调 控 网 络 初 步 构 建, 以 及 围 绕 数 个 重 要 基 因 的 局 部 网 络 数 据 的 深 入 挖 掘 ; 开 展 了 野 生 拟 南 芥 居 群 冷 胁 迫 下 基 因 调 控 网 络 的 初 步 研 究, 挖 掘 出 对 冷 胁 迫 具 有 共 同 响 应 趋 势 的 基 因 以 及 在 某 个 或 几 个 居 群 中 具 有 特 异 响 应 模 式 的 基 因 与 所 属 其 他 5 个 课 题 合 作 完 成 了 大 量 基 因 表 达 谱 数 据 分 析 : 对 拟 南 芥 在 碱 及 盐 碱 条 件 下 基 因 表 达 谱 数 据 进 行 分 析, 结 合 基 因 芯 片 表 达 谱 数 据 库 中 盐 处 理 的 芯 片 数 据, 挖 掘 出 对 碱 性 条 件 特 异 响 应 的 候 选 基 因 ; 分 析 了 水 稻 RLK 基 因 响 应 盐 胁 迫 的 特 征 ; 对 转 GmPHD2 拟 南 芥 的 下 游 基 因 进 行 了 Gene Ontology 分 析 ; 进 行 了 拟 南 芥 基 因 芯 片 表 达 谱 数 据 分 析 及 数 据 挖 掘 ; 利 用 功 能 基 因 组 学 和 比 较 基 因 组 学 手 段, 建 立 进 行 QTL 精 细 定 位 的 辅 助 分 子 育 种 及 基 因 功 能 鉴 定 平 台, 并 从 耐 冷 水 稻 品 系 的 基 因 表 达 谱 数 据 中 鉴 定 出 与 水 稻 低 温 胁 迫 相 关 的 候 选 基 因, 并 且 进 一 步 对 通 过 转 基 因 表 型 验 证 的 基 因 进 行 功 能 进 行 了 预 测 ; 进 行 了 拟 南 芥 基 因 芯 片 表 达 谱 数 据 分 析 及 数 据 挖 掘 ; 建 立 了 小 麦 基 因 芯 片 表 达 谱 数 据 分 析 的 方 法 和 流 程 等 25

28 科 技 发 展 年 报 (2007) 重 要 耐 盐 耐 低 温 基 因 的 生 物 学 整 合 效 应 分 析 研 究 生 物 学 院 王 学 臣 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 在 启 动 子 研 究 方 面, 鉴 定 克 隆 了 高 盐 ABA 低 温 诱 导 型 以 及 根 种 子 特 异 启 动 子 8 个 ( 包 括 拟 南 芥 盐 诱 导 根 特 异 DREB1F 启 动 子 棉 花 盐 诱 导 GhNHX1 启 动 子 棉 花 低 温 诱 导 DREB1A 启 动 子 拟 南 芥 种 子 特 异 Albumin 和 COR15B 启 动 子 水 稻 种 子 特 异 OsCPK10 和 SPK 启 动 子 以 及 山 葡 萄 水 杨 酸 诱 导 VCH3 启 动 子 ); 构 建 了 一 个 干 旱 诱 导 的 气 孔 特 异 启 动 子 和 发 现 并 鉴 定 了 一 个 在 精 细 胞 中 特 异 表 达 的 启 动 子 在 基 因 转 化 技 术 ( 载 体 构 建 ) 方 面, 基 于 Gateway 重 组 克 隆 技 术 建 立 了 多 轮 重 组 克 隆 技 术 ( 即 MultiRound Gateway), 并 使 用 该 系 统 成 功 进 行 了 4 轮 重 组, 将 耐 低 钾 途 径 的 2~4 个 基 因 的 表 达 框 组 装 到 同 一 个 表 达 载 体 上 ( 使 用 该 载 体 转 化 拟 南 芥 水 稻 和 棉 花 工 作 已 经 完 成, 相 关 的 繁 种 及 功 能 分 析 正 在 进 行 中 ); 还 利 用 该 系 统 成 功 进 行 了 13 轮 重 组, 构 建 了 多 基 因 RNAi 载 体 ( 包 括 5 个 基 因 :4 个 拟 南 芥 生 长 素 受 体 和 1 个 拟 南 芥 细 胞 分 裂 素 受 体 基 因 ) 等 ; 系 统 研 究 了 两 个 核 基 质 结 合 序 列 TM2 和 TM6 在 水 稻 和 烟 草 中 提 高 外 源 基 因 表 达 水 平 转 化 频 率 和 效 率 的 作 用 机 理 ; 建 立 了 农 杆 菌 介 导 的 小 麦 苗 端 转 化 方 法 ( 已 获 得 国 家 发 明 专 利 ) 并 使 用 该 方 法 分 别 将 SOS 耐 盐 信 号 途 径 的 1~3 个 基 因 (SOS1 SOS2 SOS3) 导 入 山 东 省 优 质 高 产 推 广 小 麦 品 种, 获 得 了 转 基 因 阳 性 植 株, 现 在 已 繁 育 到 T2 代 ( 已 获 农 业 部 批 准 在 山 东 省 东 营 盐 碱 地 进 行 中 间 实 验 ) 此 外 还 获 得 了 一 大 批 耐 盐 转 基 因 作 物 材 料 重 要 耐 盐 耐 低 温 新 基 因 的 克 隆 与 功 能 研 究 生 物 学 院 武 维 华 课 题 来 源 于 973 计 划 项 目 在 水 稻 和 拟 南 芥 两 种 模 式 植 物 中 分 别 鉴 定 克 隆 了 与 耐 盐 性 状 密 切 相 关 的 基 因 9 个 耐 低 温 基 因 2 个, 并 对 其 中 7 个 基 因 的 功 能 进 行 了 较 深 入 的 分 析 特 别 是 对 OsHKT3 和 OsHKT9 OsHAL3 OsCIPKs SNAC1 AtWRKY6 的 研 究 除 已 经 获 得 阶 段 性 成 果 外, 还 具 有 进 一 步 深 入 研 究 并 取 得 较 大 突 破 的 前 景 例 如 : 有 关 SNAC1 的 阶 段 性 研 究 结 果 于 2006 年 在 PNAS 上 发 表, 自 发 表 以 来 至 2007 年 11 月 份 已 被 他 人 引 用 18 次 综 合 现 有 数 据 表 明,SNAC1 超 量 表 达 植 株 耐 盐 能 力 提 高 的 分 子 机 理 有 别 于 现 有 报 道 的 耐 盐 基 因 在 盐 胁 迫 条 件 下 SNAC1 调 控 基 因 表 达 的 分 子 机 制 正 在 深 入 研 究 中 耐 盐 关 键 基 因 克 隆 及 其 调 控 网 络 解 析 生 物 学 院 董 江 丽 课 题 来 源 于 863 计 划 以 耐 盐 苜 蓿 为 试 材, 通 过 与 截 形 苜 蓿 芯 片 杂 交, 研 究 了 苜 蓿 的 根 在 盐 胁 迫 不 同 时 间 点 的 响 应, 构 建 了 苜 蓿 根 部 盐 胁 迫 基 因 表 达 谱 结 合 本 研 究 室 建 立 的 截 形 苜 蓿 生 物 数 据 分 析 平 台, 挑 选 了 9 个 盐 胁 迫 相 关 基 因, 利 用 RT - PCR 获 得 了 全 长 序 列 ; 已 经 构 建 完 成 了 这 9 个 基 因 的 过 表 达 载 体 瞬 时 表 达 载 体 和 干 扰 载 体, 正 在 用 重 组 载 体 转 化 拟 南 芥 和 截 形 苜 蓿 进 行 功 能 验 证, 其 中 3 个 基 因 已 经 获 得 了 拟 南 芥 T3 代 转 基 因 植 株, 开 始 进 一 步 结 合 生 理 实 验 验 证 其 抗 旱 耐 盐 功 能 下 一 步 需 要 从 中 筛 选 耐 盐 关 键 基 因, 找 到 盐 胁 迫 网 络 的 关 键 节 点, 为 构 建 苜 蓿 盐 胁 26