旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的前身是2001年6月建立的陜西省農(nóng)業(yè)分子生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2005年進(jìn)入科技部省部共建國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室培育基地建設(shè)序列,2006年通過(guò)建設(shè)驗(yàn)收。2011年10月,科技部批復(fù)依托西北農(nóng)林科技大學(xué)建設(shè)旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室,2013年11月通過(guò)科技部組織的建設(shè)驗(yàn)收,2017年6月以良好的成績(jī)通過(guò)首次評(píng)估。
科研特色顯著
旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室針對(duì)我國(guó)旱區(qū)作物抗逆這一重大科學(xué)和技術(shù)問(wèn)題,突出“旱區(qū)逆境”這一區(qū)域特色,根據(jù)糧食安全與生態(tài)安全的國(guó)家戰(zhàn)略需求,圍繞發(fā)掘資源、揭示機(jī)理、服務(wù)生產(chǎn)的目標(biāo),以旱區(qū)作物與逆境脅迫為主題,開(kāi)展基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,從旱區(qū)特有資源入手,發(fā)掘作物抗逆種質(zhì)與基因資源;利用現(xiàn)代生物學(xué)技術(shù),深入研究作物非生物脅迫的應(yīng)答機(jī)理,以及作物與病蟲(chóng)互作機(jī)理;通過(guò)作物抗逆種質(zhì)創(chuàng)新與品種設(shè)計(jì),培育抗逆廣適、高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)的作物新品種,為旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的高效可持續(xù)發(fā)展提供理論基礎(chǔ)和技術(shù)支撐。
按照旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的實(shí)際和作物逆境生物學(xué)的學(xué)科特點(diǎn),實(shí)驗(yàn)室具體確立了作物抗逆種質(zhì)和基因資源發(fā)掘、作物非生物脅迫應(yīng)答機(jī)理與調(diào)控、作物與有害生物互作機(jī)理及防控和作物抗逆種質(zhì)創(chuàng)新與品種設(shè)計(jì)四個(gè)有機(jī)聯(lián)系的研究方向,其主要研究?jī)?nèi)容和目標(biāo)包括:
1.作物抗逆種質(zhì)和基因資源發(fā)掘
以旱區(qū)主要糧油、果樹(shù)等作物及其近緣植物的種質(zhì)資源為對(duì)象,圍繞抗旱、耐寒耐熱、抗病蟲(chóng)及優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)等性狀,進(jìn)行種質(zhì)資源的收集、整理與綜合評(píng)價(jià),建立作物種質(zhì)資源抗逆性鑒定與評(píng)價(jià)的技術(shù)體系,鑒選出具有重要利用價(jià)值的種質(zhì)和基因資源,揭示作物抗旱、耐寒耐熱、抗病蟲(chóng)及高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)等重要性狀的遺傳規(guī)律,為作物逆境生物學(xué)研究和抗逆種質(zhì)創(chuàng)新及新品種培育奠定了基礎(chǔ)。
2.作物非生物脅迫應(yīng)答機(jī)理
以旱區(qū)作物面臨的干旱、鹽堿、低溫和高溫等非生物逆境為主攻方向,以抗性和敏感的作物(小麥、蘋(píng)果等)種質(zhì)為材料,從形態(tài)結(jié)構(gòu)、生理生化、細(xì)胞生物學(xué)、遺傳與表觀遺傳、分子生物學(xué)等方面系統(tǒng)地研究作物適應(yīng)與抵御非生物逆境的機(jī)制,揭示非生物逆境對(duì)作物致害的機(jī)理,闡明作物感受、抵御與耐受逆境的信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路和基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò),探索提高作物非生物逆境抗性的策略和技術(shù),為作物抗逆種質(zhì)創(chuàng)新和品種選育及作物栽培技術(shù)改進(jìn)提供科學(xué)依據(jù)和技術(shù)。
3.作物與有害生物互作機(jī)理
針對(duì)旱區(qū)作物生產(chǎn)中存在的重大病蟲(chóng)危害問(wèn)題,以糧油、果樹(shù)、蔬菜作物的主要病蟲(chóng),如小麥條銹病、小麥赤霉病、小麥吸漿蟲(chóng)、蚜蟲(chóng)、蘋(píng)果腐爛病、卵菌病害等為主攻對(duì)象,從分子和細(xì)胞、個(gè)體和群體水平研究其發(fā)生規(guī)律、病蟲(chóng)與作物的互作關(guān)系,揭示作物病蟲(chóng)致害的機(jī)理、作物抗病蟲(chóng)性的機(jī)制、病蟲(chóng)與作物互作的遺傳基礎(chǔ)及環(huán)境因素對(duì)病蟲(chóng)種群的調(diào)控作用,為旱區(qū)作物抗病蟲(chóng)品種的選育、作物重大病蟲(chóng)害防控策略的確立及病蟲(chóng)害綜合治理體系的構(gòu)建提供科學(xué)依據(jù)與關(guān)鍵技術(shù)。
4.作物抗逆種質(zhì)創(chuàng)新與品種設(shè)計(jì)
圍繞抗旱、耐寒耐熱、抗病蟲(chóng)(如小麥的條銹病、白粉病、赤霉病及蚜蟲(chóng),葡萄白粉病,蘋(píng)果腐爛病等)重要性狀,探索創(chuàng)制小麥、玉米、油菜、蘋(píng)果、葡萄等旱區(qū)主要作物抗逆種質(zhì)和新品種設(shè)計(jì)的新理論與新方法,綜合運(yùn)用細(xì)胞工程、染色體工程、基因工程、分子標(biāo)記輔助選擇等現(xiàn)代生物技術(shù),創(chuàng)制作物抗逆新種質(zhì),與常規(guī)育種技術(shù)緊密結(jié)合,培育適宜大面積生產(chǎn)應(yīng)用的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)、抗逆廣適的作物新品種,服務(wù)旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)。
科研實(shí)力雄厚
旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室成立以來(lái),一直圍繞旱區(qū)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中的逆境因子這一前沿科學(xué)問(wèn)題,重點(diǎn)開(kāi)展旱區(qū)作物適應(yīng)與抵御逆境的生物學(xué)基礎(chǔ)及其改良與防控的開(kāi)拓性研究。
至今,實(shí)驗(yàn)室已主持國(guó)家原“973”計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),原“863”計(jì)劃項(xiàng)目1項(xiàng),國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題5項(xiàng),國(guó)家“十二五”轉(zhuǎn)基因科技重大專項(xiàng)2項(xiàng),國(guó)家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目2項(xiàng)、杰出青年科學(xué)基金項(xiàng)目2項(xiàng)、優(yōu)秀青年科學(xué)基金項(xiàng)目3項(xiàng)、面上及青年基金項(xiàng)目94項(xiàng);獲國(guó)家科學(xué)技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),二等獎(jiǎng)3項(xiàng),獲陜西省科學(xué)技術(shù)一等獎(jiǎng)8項(xiàng),二等獎(jiǎng)3項(xiàng);在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文1500余篇,其中Nature Communications、Biotechnology Advance、PLoS Pathogens、Plant Physiology、New Phytologist等SCI收錄的源刊上發(fā)表891篇;編著論著13部;創(chuàng)制小麥、玉米、油菜、小雜糧、蘋(píng)果、葡萄等作物新種質(zhì)300余份,40個(gè)新品系正在參加國(guó)家或省區(qū)域試驗(yàn),培育作物新品種56個(gè);獲批國(guó)家授權(quán)發(fā)明專利47件,獲批植物新品種保護(hù)權(quán)3個(gè)。
實(shí)驗(yàn)室現(xiàn)有固定研究人員67人,實(shí)驗(yàn)技術(shù)人員7人。研究隊(duì)伍中有中國(guó)工程院院士1人,國(guó)家“人才項(xiàng)目專家”2人,國(guó)家“青年人才項(xiàng)目專家”2人,教育部“長(zhǎng)江學(xué)者”特聘教授3人,“長(zhǎng)江學(xué)者”講座教授2人,國(guó)家原“973計(jì)劃”項(xiàng)目首席科學(xué)家1人,國(guó)家杰出青年基金獲得者4人,國(guó)家優(yōu)秀青年基金獲得者3人,“長(zhǎng)江學(xué)者”青年學(xué)者1人,“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才支持計(jì)劃入選者1人,“萬(wàn)人計(jì)劃”科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才支持計(jì)劃入選者1人,科技部“創(chuàng)新人才推進(jìn)計(jì)劃”中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才2人,全國(guó)“百篇優(yōu)秀博士學(xué)位論文”獲得者4人,國(guó)家“百千萬(wàn)人才工程”入選者2人,教育部“跨世紀(jì)優(yōu)秀人才計(jì)劃”入選者1人,教育部“新世紀(jì)優(yōu)秀人才支持計(jì)劃”入選者14人。實(shí)驗(yàn)室已形成了院士、“人才項(xiàng)目專家”和“長(zhǎng)江學(xué)者”領(lǐng)銜,中青年骨干為主體的一支結(jié)構(gòu)合理、學(xué)歷層次高、專業(yè)覆蓋面廣、技術(shù)力量雄厚的學(xué)術(shù)隊(duì)伍。
多年來(lái),在科技部等上級(jí)主管部門和西北農(nóng)林科技大學(xué)的支持下,實(shí)驗(yàn)室不斷加強(qiáng)平臺(tái)和基礎(chǔ)條件建設(shè)。目前,實(shí)驗(yàn)室已新購(gòu)置100余件(臺(tái))實(shí)驗(yàn)儀器設(shè)備,組建了顯微可視、基因組學(xué)、蛋白組學(xué)、測(cè)試分析、生物信息、植物轉(zhuǎn)基因這6個(gè)專業(yè)技術(shù)平臺(tái)和1個(gè)公共服務(wù)平臺(tái),并全部對(duì)校內(nèi)外開(kāi)放。大型精密儀器設(shè)備加入學(xué)校大型儀器設(shè)備共享系統(tǒng),并配備專業(yè)操作技術(shù)人員,安排全年每一天及晚間技術(shù)服務(wù)值班,為學(xué)校生命科學(xué)領(lǐng)域的發(fā)展與提升提供實(shí)驗(yàn)室技術(shù)支撐和保障。
重視合作與交流
旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室十分重視與國(guó)際著名大學(xué)和科研機(jī)構(gòu)的合作與交流,與美國(guó)普度大學(xué)聯(lián)合建立了“西農(nóng)-普度聯(lián)合研究中心”,與澳大利亞默多克大學(xué)聯(lián)合建立了“中澳生物與非生物逆境治理聯(lián)合研究中心”,與加拿大阿爾伯塔大學(xué)聯(lián)合建立了“中加農(nóng)業(yè)與食品聯(lián)合研究中心”“NWAFU-ICARDA旱區(qū)農(nóng)業(yè)聯(lián)合研究中心”。
實(shí)驗(yàn)室還承辦了“第三屆植物-生物互作國(guó)際會(huì)議”“2013年第十屆國(guó)際植物病理學(xué)大會(huì)”等國(guó)際、國(guó)內(nèi)學(xué)術(shù)會(huì)議20次。實(shí)驗(yàn)室邀請(qǐng)了美國(guó)科學(xué)院院士Steven E.Lindow、澳大利亞悉尼大學(xué)植物育種研究所Robert McIntosh院士、美國(guó)俄勒岡州立大學(xué)Brett Tyler教授等270位國(guó)內(nèi)外著名科學(xué)家來(lái)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室進(jìn)行講學(xué)、合作研究和學(xué)術(shù)交流。至今已有192人次出國(guó)參加國(guó)際學(xué)術(shù)會(huì)議、合作研究,大大提升了國(guó)際知名度和影響力,有力推動(dòng)了實(shí)驗(yàn)室科學(xué)研究工作。
今后,旱區(qū)作物逆境生物學(xué)國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室將繼續(xù)完善科研條件,加強(qiáng)人才隊(duì)伍建設(shè),創(chuàng)新開(kāi)放合作和運(yùn)行管理模式,力求盡快成為特色鮮明、國(guó)內(nèi)一流、國(guó)際知名的旱區(qū)作物逆境生物學(xué)研究中心,成為我國(guó)旱區(qū)農(nóng)業(yè)高層次創(chuàng)新人才的培養(yǎng)基地和高水平成果的研發(fā)基地。