校级重点实验室
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   植物种质资源创新与利用实验室简介

   植物分子育种是指以分子设计理论为指导,综合运用各种生物信息和基因操作技术,从基因(分子)到整体(系统)的不同层次对目标性状进行设计与操作,实现优良基因的最佳配置,培育植物新品种。近年来,分子育种技术已成为国际上植物育种发展的重要方向,并在植物品种遗传改良中发挥着越来越重要的作用。

目前在我省,分子生物学方法和技术虽已在植物或作物育种研究中得到运用,但是至今还没有一个系统地以野生植物资源为基础,对我省重要作物进行植物分子育种研究的专门实验室。建设植物种质资源创新与利用实验室,可以促进我省植物分子育种研究,使得我们可以围绕作物抗逆基因的挖掘与鉴定、分子标记与品种分子设计,转基因技术应用等研究内容展开系列研究工作,重点研究和保护本地区与植物优良抗逆性状相关的基因,并在植物分子育种中得到应用,以期改良农作物的抗逆性状,为我省乃至西北地区农业经济发展做出贡献。本实验室的建立,对构建我省植物分子育种技术体系,提升农林科技创新能力,发展现代化农业都具有十分重要的意义。

通过植物种质资源创新与利用实验室的建设,可以促进通过器官分化,胚状体以及短枝微繁殖,原球茎、各种变态茎和根等在试管中进行繁殖和保存种质等方法,开展野生花卉和野生蔬菜珍稀品种种质保存、脱病毒植物、单倍体和多培体育种的研究工作;为人工繁育扩大种群数量,使一些珍贵的野生花卉、蔬菜资源得以长期保存和市场开发提供技术支撑;为因地制宜发展具有地方特色的野生花卉商业化生产,利用野生花卉基因资源培育新的花卉品种,推动国内原产花卉的产业化生产服务。建设植物种质资源创新与利用实验室,将为野生植物驯化、种质资源的综合开发利用研究提供更好的平台。

在进行种植资源调查的基础上,利用现代分析测试手段和方法,对植物的化学成分进行分析,开辟野生资源的新用途。这样可以使野生植物资源按照市场需要形成新的产品,使当地资源优势成为商品优势。另一方面,研究植物内生菌,寻找具有农药活性的次生代谢产物,对于研发新型生物农药,发展绿色农业也非常重要。

植物种质资源创新与利用实验室的建设,还有利于组建将植物种质资源创新与利用的上游和下游技术相结合的研究团队,利于研究成果向生产的转化。因此,建设植物种质资源创新与利用实验室,具有其重要的研

   ◆研究方向

  “陕西省植物种质资源创新与利用重点实验室”主要包括抗逆性植物品种培育”、“植物组织培养与引种驯化”和“植物内生真菌与天然产物利用”三个研究方向,其研究内容如下:

   l抗逆性植物品种培育

在对本地区特有作物、秦岭野生植物及干旱半干旱地区抗逆性植物的种质资源进行调查研究的基础上,选取其中1-2种地区性重要作物,研究其与抗逆性有关的遗传性状和基因构成,同时,从秦岭野生植物或西北地区旱生半干旱生植物中寻找相关种质资源,利用分子生物学技术与方法,研究这些基因的结构与组成。在取得成绩的基础上,将这些有用的基因与农作物进行基因重组,通过分子育种的整体思路培育具有抗逆性强的作物品种,由此改良或提高本地区作物抗逆性,为我国区域性经济发展做出贡献。研究工作包括与抗逆有关优良性状基因的挖掘和等位基因分析、植物优良基因的分子定位、植物重要同源基因的分子标记、分子育种基因库的构建、以及野生植物中优良抗逆基因的克隆及在作物育种中的应用等五个方面。

l植物组织培养与引种驯化

主要依托秦巴山区具有的植物种质资源优势,收集保存优良的野生花卉种质资源,利用植物组织培养技术,通过器官分化,体细胞胚胎发生以及短枝微繁殖,原球茎、各种变态茎等在试管中进行繁殖和保存种质等方法,开展野生花卉珍稀品种种质保存、脱病毒植物、单倍体和多培体育种的研究工作,对于有重大应用价值的物种,采用器官培养、细胞培养、胚培养等方法,开发建立规模化快速繁殖体系,为人工繁育扩大种群数量,使一些珍贵的野生花卉资源得以长期保存和市场开发提供技术支撑。利用杂交及远缘杂交、多倍体诱导、辐射、胚培养和胚拯救等综合技术进行种质创新,获得一批有价值的花卉新种质,培育花卉新品种;利用野生花卉基因资源,采用分子生物学方法和现代生物技术手段,培育新的花卉品种,为因地制宜发展具有地方特色的野生花卉商业化生产,推动国内原产花卉的产业化生产服务。

在对秦巴山区分布的野生蔬菜、芳香植物和潜在能源植物资源进行广泛调查与分析基础上,对野生蔬菜中营养价值和食用品质较高的、香型独特和含量较高的、可作为潜在生物能源的植物进行引种试验,研究其栽培技术,实现各类别中3-5个品种的人工栽培;同时,对其繁殖方式进行深入的研究,探索生产中有效的繁殖方法;并研究其采集、贮运和加工利用技术,延伸开发利用价值,以产生更高的经济效益,满足对野菜、芳香植物和能源植物资源的需求,改善人们的饮食结构、丰富生活品质、开拓新的潜在生物能源资源,减轻自然生态环境的破坏,保护野生种质资源。

l植物内生真菌与天然产物利用

植物内生菌 植物组织中往往存在有大量有益的内生菌,这些内生菌在植物体内能发生多种生物学作用,可以提供植物所需要的营养物质,包括共生固氮和产生一些植物激素,促进植物快速生长,或者增强植物的防卫功能,包括植物抗逆境、抗病害、抗昆虫为害的能力。目前,研究植物内生菌以寻找具有生物活性的次生代谢产物已经成为研发新型生物农药的重要途径。这方面,本实验室的研究内容包括:植物内生菌的分离纯化与鉴定;具抗菌活性菌株的筛选;生物活性物质的分离制备、结构分析和应用开发。

天然产物利用 利用现代分析测试手段和方法,对秦巴山区野生植物资源的化学成分进行分析,充分合理地开发利用,开辟野生植物资源的新用途。通过提取、深加工、精制等工业措施,使野生植物资源按市场需要形成名优产品,使本地植物资源优势转变为商品经济优势。

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