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種質資源研究室

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種質資源研究室簡介

  種質研究室圍繞農業供給側結構性改革以及食物、健康、資源環境安全和農民增收等重大戰略需求和關鍵難題,開展油料種質資源的收集、評價鑒定和保護、新基因鑒定與發掘利用、優異新種質創新利用等課題研究,為育種和產業發展提供各類具有重大利用價值的優異新種質或新基因。承擔國家重點研發計劃項目、國家科技支撐、863計劃、國家自然科學基金等重大課題30余項,發表論文110余篇、獲成果獎勵6項、專利授權4項、主編參編著作5部、招收培養博士后、博士和碩士研究生21人,組織建成具有世界先進水平的國家油料中期種質庫和油料種質資源共享平臺,創建了中國油菜種質資源基礎和核心收集品,發掘、創制和利用一大批具有豐產、優質、抗病蟲和養分高效的優異種質,有效支撐和促進了油料科研與產業的高效和可持續發展。

研究方向
1、油菜種質資源實物與信息共享平臺建設

  廣泛收集國內外油菜及其野生近緣種種質資源,開展系統深入的評價鑒定,建立國家油料作物種質資源實物與信息平臺,為油菜育種、基礎研究和產業的可持續發展奠定堅實的物質基礎。

 

2、油菜優異種質和新基因的發掘、鑒定與利用
  綜合利用現代生物科學和信息科學等最新技術手段,創建規模化油菜表型精準鑒定技術體系和高效的油菜全基因組基因型鑒定技術平臺,依據育種新需求,規模化發掘和鑒定高產、優質、抗病蟲、抗逆、養分高效和適合機械化等優異種質和新基因,為油菜育種新突破提供理論、技術和材料支撐。


3、優異油料作物種質資源的創新
  研究油菜優異種質和重要性狀形成機制,綜合利用常規育種技術、遠緣雜交、誘變和分子標記輔助選擇等現代生物技術手段,建立創制新種質的新理論與新技術體系,利用野生種等開展新種質分子設計與創新,創制突破性種質,突破限制油菜育種和產業發展的限制性瓶頸。
 

4、特色油菜種質資源的開發和利用
  依據農業供給側結構性改革需求,研究油菜種質資源的用途多樣性,探索廣泛利用種質資源多樣性的有效途徑,通過發掘、創制和利用多彩油菜、特高硫苷等特色種質資源,打造特色油菜為核心的新產業,拓展油菜產業鏈和價值鏈,實現農民增收。


近期承擔的主要課題
1、國家重點研發計劃項目(National Key Program for Research and Development)
主要經濟作物種質資源精準鑒定與創新利用  ( 2016YFD0100202 )
2、國家863和973課題 (National 863 Hi-tech and 973 Basic Research Projects)
1)油料作物優異親本形成的遺傳基礎和優良基因資源合理組配與利用-油菜雜種品種優異親本形成的遺傳解析與應用(973)
2)油菜籽油脂形成的分子生物學機制及其代謝調控-油菜種質資源中高含油量等位基因的鑒定分析
3)油菜高油酸基因的克隆及功能分析-油菜高油酸基因的克隆及功能分析(973)
4)油菜品種分子設計的生物信息數據庫建設 (863)
3、國家自然科學基金項目(National Natural Science Foundation of China)
1)基于重測序的全基因組關聯分析發掘油菜種子耐熱等位基因(31601341)
2)蕓薹屬油菜類作物細胞質基因組單倍型的精細解析及其協同進化分析(31600179)
3)全基因組關聯分析鑒定控制油菜種子低積累重金屬鎘的關鍵基因(31470088)
4)利用全基因組SNP關聯分析發掘甘藍型油菜氮高效等位基因(31301360)
5)甘藍型油菜葉綠體基因組特定區域高分辨率單倍型圖譜的構建與分析(31100911)
6)DNA甲基化在油菜小孢子胚胎發生過程中的調控機制研究(31100236)
7)油菜花瓣缺失突變及其遺傳操縱的分子機制研究(30170585)
4、國家科技攻關和科技支撐項目(National S&T Support Project)
1)油料作物種質資源發掘與創新利用(十二五國家科技支撐項目,2013BAD01B03-08)
2)農作物種質資源收集編目入庫與安全保存(十二五國家科技支撐項目, 2013BAD01B0102)
3)農作物種子質量檢驗及加工技術研究與產業化(國家科技支撐項目2011BAD35B09)4)油料、糖料種質資源創新與利用研究(國家十五重點科技攻關項目2001BA511B07)
5)油料、糖料種質資源創新利用研究(國家十五重點科技攻關項目2004BA525B07)
5、其它國家和省部級資助項目(Other national and provincial projects)
1)國家農作物種質資源平臺油料作物種質資源子平臺(國家科技基礎條件平臺項目,NICGR2016-014)
2)油料作物種質資源收集、編目與繁種入庫(農業部資源保護項目)
3)育種急需的甘藍型油菜新種質的創制與利用(湖北省科技支撐計劃項目,2015BBA189)
4)甘藍型油菜葉綠體基因組特定區域高分辨率單倍型圖譜的構建與分析(湖北省自然科學基金,2011CDB353 )
5)油菜高油酸品種的分子標記輔助選育(湖北省自然科學基金)
6、院所長基金(Director Foundation project)
1) 江西紅壤野外觀測站油菜種質資源的觀測鑒定與共享數據庫建設
2) 歐洲原始野生甘藍重要性狀評價鑒定與創新利用
3) 油菜基因資源的表型精準鑒定與細胞質基因組DNA多態性研究
4) 油菜核心資源的表型鑒定和基因型鑒定
7、國際合作項目(International cooperation project)
1) 國外油料作物種質資源引進與繁殖鑒定(國際科技合作與交流專項 2010DFB33340)
2) 國外優異和特色作物種質資源引進與利用(948項目,2011-G1-03)
3) 抗病和抗蟲油菜的遺傳改良(中國-丹麥國際合作項目)

主要科研成果
1. 省部級以上科技成果獎勵
1) 中國農作物種質資源收集保存評價與利用---國家科技進步一等獎(集體)
2) 我國油菜種質資源搜集研究與利用---農業部科技進步二等獎
3) 新疆野生油菜種質資源的發現與研究---新疆維吾爾自治區科技進步二等獎
4) 貴州省油菜基因庫的創建---貴州省科技進步三等獎
5) 陜西省油菜種質資源搜集評價利用研究---陜西省科技進步三等獎
6) 云南油菜種質資源的搜集繁種鑒定及特異種質研究---云南省科技進步三等獎
2. 已獲國家專利
1) 一種廣譜抗蟲轉基因油菜的培育方法(國家發明專利,CN200810046824.7)。
2) 具有高類胡蘿卜素的油料作物的培育方法(國家發明專利,CN200710052841.7)。
3) 一種超聲輔助農桿菌介導的植物in planta遺傳轉化方法(國家發明專利201010298516.0)。
4) 一種帶蓄水池的高通量種子發芽盒(中國實用新型專利,201620588263.3)。
3. 代表性著作
1) 《主要作物起源起源與發展——油菜》2002,農業出版社,北京。
2) 《油菜種質資源數據標準和描述規范》,2007,中國農業出版社,北京。
3) 《中國農作物及其野生近緣植物,經濟作物,第三章》,2007,中國農業出版社,北京。
4) 《中國油菜品種資源目錄(續編一)》,1993,中國農業出版社,北京。
5) 《中國油菜品種資源目錄(續編二)》,1997,中國農業科技出版社,北京。
4. 代表性論文
1) Li H, Zhang L, Hu J, Zhang F, Chen B, Xu K, Gao G, Li H, Zhang T, Li Z and Wu X Genome-Wide Association Mapping Reveals the Genetic Control Underlying Branch Angle in Rapeseed (Brassica napus L.). Frontier in plant science, 2017,8:1054. doi: 10.3389/fpls.2017.01054
2) Chen Biyun; Xu Kun; Li Hao; Gao Guizhen; Yan Guixin; Qiao Jiangwei; Wu Xiaoming, Evaluation of quality traits and their genetic variation in global collections of Brassica napus L, Plant Genetic Resources: Characterization and Utilization, 2017,1-10.
3) Wang LM, Jin X, Li QB, Wang XC, Li ZY, Wu XM*. Comparative Proteomics Reveals that Phosphorylation of Carbonic Anhydrase 1 Might be Important for Adaptation to Drought Stress in Brassica napus. Scientific Reports, 2016, SREP-16-25909B doi: 10.1038/srep39024
4) Yan GX, Lv XD, Gao GZ, Li F, Qiao JW, Li J, Xu K, Chen BY, Wang LM, Xiao X, Wu XM*. Identification and characterization of a glyoxalase I gene in a rapeseed cultivar with seed thermos tolerance. Frontier in plant science, 2016, 7: 150
5) Wang N, Chen BY, Xu K, Gao GZ, Li F, Qiao JW, Yan GX, Li J, Li H and Wu XM*. Association Mapping of Flowering Time QTLs and Insight into Their Contributions to Rapeseed Growth Habits. Frontier in plant science, 2016,7: 1-11
6) Li LX, Luo YJ, Chen BY, Xu K, Zhang FG, Li H, Huang Q, Xiao X, Zhang TY, Hu JH, Li F and Wu XM*. Genome-Wide Association Study Reveals New Loci for Resistance to Clubroot Disease in Brassica napus. Frontier in plant science, 2016, 7: 1483
7) Li J, Huang Q, Sun MX, Zhang TY, Li H, Chen BY, Xu K, Gao GZ, Li F, Yan GX, Qiao JW, Cai YP, Wu XM*. Global DNA methylation variations after short-term heat shock treatment in cultured microspores of Brassica napus cv. Topas. Scientific Reports, 2016, 6:38401 DOI: 10.1038/srep38401
8) Li F, Chen BY, Xu K, Gao GZ, Yan GX, Qiao JW, Li J, Li H, Li LX, Xiao X, Zhang TY, Nishio K, Wu XM*. A genome-wide association study of plant height and primary branch number in rapeseed (Brassica napus L.). Plant Science, 2016, 242:169-77.
9) Qiao JW, Cai MX, Yan GX, Wang N, Li F, Chen BY, Gao GZ, Xu K, Li J and Wu, XM*. High-throughput multiplex cpDNA resequencing clarifies the genetic diversity and genetic relationships among Brassica napus, Brassica rapa and Brassica oleracea. Plant Biotechnol. J., 2015, doi: 10.1111/pbi.12395
10) Yan GX, Li D, Cai MX, Gao GZ, Chen BY, Xu K, Li J, Li F, Wang N, Qiao JW, Li H, Zhang TY, Wu XM*. Characterization of FAE1 in the zero erucic acid germplasm of Brassica rapa L. Breeding Science, 2015, 65:1-8.
11) Li F, Chen BY; Xu K, Wu JF, Song WL, Bancroft I, Harper A, Trick M, Liu SY, Gao GZ, Wang N, Yan GX, Qiao JW, Li J, Li H, Xiao X, Zhang TY, Wu XM*, Genome-Wide Association Study Dissects the Genetic Architecture of Seed Weight and Seed Quality in Rapeseed (Brassica napus L.). DNA Research, 2014, 21:355-367.
12) Wang N, Li F, Chen BY, Xu K, Yan GX, Qiao JW, Li J, Gao GZ, Bancroft I, Meng JL, King GJ., Wu XM*, Genome?wide investigation of genetic changes during modern breeding of Brassica napus. Theor Appl Genet, 2014, 127:1817-1829.
13) Gao GZ, Li J, Li H, Li F, Xu K, Yan GX, Chen BY, Qiao JW and Wu XM*, Comparison of the heat stress induced variations in DNA methylation between heat-tolerant and heat-sensitive rapeseed seedlings, Breeding Science, 2014, 64: 125–133.
14) Wu JF, Li F, Xu K, Gao GZ, Chen BY, Yan GX, Wang N, Qiao JW, Li J, Li H, Zhang TY, Song WL and Wu XM* Assessing and broadening genetic diversity of a rapeseed germplasm collection, Breeding Science, 2014, 64: 321-330.
15) Chen BY, Xu K, Li J, Li F, Qiao JW, Li H, Gao GZ, Yan GX, Wu XM*, Evaluation of yield and agronomic traits and their genetic variation in 488 global collections of Brassica napus L., Genet Resour Crop Evol, 2014, 61:979-999.
16) Li J, Gao GZ, Xu K, Chen BY, Yan GX, Li F, Qiao JW , Zhang TY, Wu XM*, Genome-Wide Survey and Expression Analysis of the Putative Non-specific Lipid Transfer Proteins in Brassica rapa L., Plos One, 2014, 9(1): e84556. doi:10.1371/journal.pone.0084556
17) Li J, Gao GZ, Zhang TY, Wu XM*. The Putative Phytocyanin Genes in Chinese cabbage (Brassica rapa L.): Genome-wide Identification, Classification and Expression Analysis. Molecular Genetics and Genomics, 2013, 288: 1-20.
18) Zeng CL, Wang GY, Wang JB, Yan GX, Chen BY, Xu K, Li J, Gao GZ, Wu XM*, High-Throughput Discovery of Chloroplast and Mitochondrial DNA Polymorphisms in Brassicaceae Species by ORG-EcoTILLING, PLOS ONE, 2012, 7(11): e47284. doi:10.1371/journal.pone.0047284
19) Li J, Wu XM*. Genome-wide identification, classification and expression analysis of genes encoding putative fasciclin-like arabinogalactan proteins in Chinese cabbage (Brassica rapa L.). Molecular Biology Reports, 2012, 39: 10541-10555.
20) Yan GX, Wu XM*, Li Dan, Zeng CL, Lv PJ, Gao GZ, Chen BY, Xu K, Lv XD. AssessingHigh-Resolution melt curve analysis for accurate detection of DNA polymorphisms in the chloroplast gene accD of crucifer species. Biochemical Systematics and Ecology, 2012, 44: 352–360.

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