文化引领的拔尖创新博士生培养探索与实践——以作物遗传改良国家重点实验室为例

博士生群体是推动国家科技创新的重要力量,当前我国博士生教育普遍存在重科研能力培养轻思想政治教育的问题,博士生科研精神日益弱化。科学成就离不开精神支撑,文化对拔尖创新人才培养具有重要作用。以作物遗传改良国家重点实验室为例,介绍了该实验室以“激扬梦想追求卓越”文化为精神滋养,励人以志、启人以趣、育人以规,助力博士生成人成才的做法,以文化引领高层次拔尖创新人才的培养。

作物遗传改良国家重点实验室(华中农业大学)简介

作物遗传改良国家重点实验室依托于华中农业大学,1992年3月由国家批准建设.实验室从建室至今走过20多个年头,与现代生物科学技术在中国的发展同步,其成长道路是我国用现代生物技术改造提升传统农业的历史侧影.实验室最初由华中农业大学生物技术中心、农学系遗传育种教研室和园艺学院果树学教研室组建而成,1994年通过国家验收并正式对外开放,分别于1996年、2001年、2006年、2011年连续4次被评为优秀国家重点实验室,是唯一获此殊荣的农业科研类国家重点实验室,也是依托高校所建生命科学类唯一获此殊荣的国家重点实验室.

加强国家重点实验室建设,促进学科发展

以华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室建设和学科建设实践为基础,分析探讨了国家重点实验室建设与学科建设两者之间相互促进、相互影响的关系。

国家重点实验室研究方向与特色

正确的研究方向是国家重点实验室发展的重要导向和保证。本文探讨了影响研究方向正确确立的几个重要因素 ,指出研究方向一旦确立后要保持其相对稳定 。

国家重点实验室运行管理模式分析

结合作物遗传改良国家重点实验室多年来建设与管理经验,分析并提出了准确定位并保持研究方向不变、突出学科特色并整合学科优势、构建专职管理班子和合理学术梯队、理顺实验室与学科建设关系以及实验室与依托单位关系等实验室运行机制和管理模式。

国家重点实验室的资源利用与管理

国家重点实验室是我国科技体制改革的产物,国家加强了投资力度,在我国基础研究和应用基础研究中发挥着十分重要的作用。对实验室资源的管理和利用作了一些有意义的探讨。提出了在国家重点实验室的建设与运行中,不仅需要学科联合,而且也需要资源联合重组,合理配置,做到统一使用、分散管理和对外开放的建议。

浅析国家重点实验室在科学技术创新中的地位和作用

基础研究是发展科学技术的基础 ,而国家重点实验室是我国基础研究的重要基地 ,本文从几个方面对国家重点实验室在知识创新的作用与地位进行了初步阐述。

国家重点实验室与创新人才培养

创新人才是21世纪竞争的焦点,迎接知识经济挑战,培养创新人才是根本,而创新人才培养需要有与其相适应的土壤.目前,我国已建成了156个国家重点实验室,其中的大多数是建在高等院校.高等院校是人才挤挤、知识密集之地,也是孕育新思想、新理论、新技术的重要阵地.因此,承担国家重大基础性和应用基础性课题研究的国家重点实验室在培养创新人才方面占有"天时地利"之优势.……

高校重点实验室可持续发展的思考

针对实验室建设与发展,提出实验室准确的研究方向、宽广深厚的学科基础、稳定合理的研究队伍、完善的公共科研平台以及科学规范的管理在实验室可持续发展中的作用。

甘蓝型油菜pol CMS恢复系621R硼高效利用的遗传改良

油菜是需硼量最大的作物之一,在生产中需要额外增施硼肥,否则易出现大幅度减产。为了提高油菜对硼元素的利用效率,本研究以携带Bna.A03NIP5;1优良等位基因的硼高效利用材料2016-XFSB为供体亲本,以621R为轮回亲本,通过回交与MAS相结合的方法,将Bna.A03NIP5;1优良等位基因导入621R中,选育出拥有621R遗传背景并携带有Bna.A03NIP5;1优良等位基因的近等基因系材料621R^(NIP5;1A3),并在此基础上与细胞核雄性不育系RG430A配制了杂交种。利用水培和不同土质土壤栽培试验对621R和621R^(NIP5;1A3)及其杂种进行相关农艺性状的鉴定。结果表明,621R^(NIP5;1A3)及其杂交种对硼的利用效率有明显提升。农艺性状考察结果表明,621R^(NIP5;1A3)及其改良杂交种在生物量、株高、角果长、每角果粒数和千粒重等性状上有显著优势。本研究结果对油菜硼高效育种具有重要参考价值。

加强国际合作与交流 提升实验室国际地位

结合作物遗传改良国家重点实验室国际合作与交流状况与经验,分析了国家重点实验室国际合作与交流的现状与问题,提出了拓宽合作渠道、丰富合作方式与内容、提高合作成效等提升实验室国际影响的几点建议。

农作物种质改良与遗传育种研究方向探讨

农作物种质改良与遗传育种是农业生产中十分重要的研究领域。通过大量的调查研究，回顾近４５年来我国农作物种质改良与遗传育种所取得的主要研究成果，分析了上述两个研究领域中存在的主要问题。结合我国农业生产发展的需要，提出了我国农作物种质改良与遗传育种今后的主要研究方向和重点研究领域。

植物抗病基因的克隆及其在作物遗传改良中的意义

介绍了植物抗病基因的克隆及序列分析的研究进展，阐述了植物抗病基因在作物遗传改良中的应用。

转基因作物将为中国农业发展提供根本出路

所谓转基因，是指将人工分离和修饰过的基因导入到生物体基因组中，由于导入基因的表达，引起生物体性状可遗传地修饰的一种技术，转基因技术与传统育种技术是一脉相承的，其本质都是通过获得优良基因进行遗传改良。

基因组学与作物遗传改良

2019年10月20~23日,“第六届基因组学与作物遗传改良国际学术会议—分子育种”在华中农业大学召开。本届会议由华中农业大学作物遗传改良国家重点实验室主办,张启发院士担任大会主席,郭亮教授和李一博教授共同担任大会秘书。正式与会代表共计330人,其中国内代表289人,国外代表41人。会议收到英文会议论文摘要共计63份,其中来自国外代表的论文摘要20份,国内代表的论文摘要43份。

基于YOLO v8n-seg和改进Strongsort的多目标小鼠跟踪方法

多目标小鼠跟踪是小鼠行为分析的基本任务,是研究社交行为的重要方法。针对传统小鼠跟踪方法存在只能跟踪单只小鼠以及对多目标小鼠跟踪需要对小鼠进行标记从而影响小鼠行为等问题,提出了一种基于实例分割网络YOLO v8n-seg和改进Strongsort相结合的多目标小鼠无标记跟踪方法。使用RGB摄像头采集多目标小鼠的日常行为视频,标注小鼠身体部位分割数据集,对数据集进行增强后训练YOLO v8n-seg实例分割网络,经过测试,模型精确率为97.7%,召回率为98.2%,mAP50为99.2%,单幅图像检测时间为3.5 ms,实现了对小鼠身体部位准确且快速地分割,可以满足Strongsort多目标跟踪算法的检测要求。针对Strongsort算法在多目标小鼠跟踪中存在的跟踪错误问题,对Strongsort做了两点改进:对匹配流程进行改进,将未匹配上目标的轨迹和未匹配上轨迹的目标按欧氏距离进行再次匹配;对卡尔曼滤波进行改进,将卡尔曼滤波中表示小鼠位置和运动状态的小鼠身体轮廓外接矩形框替换为以小鼠身体轮廓质心为中心、对角线为小鼠体宽的正方形框。经测试,改进后Strongsort算法的ID跳变数为14,MOTA为97.698%,IDF1为85.435%,MOTP为75.858%,与原Strongsort相比,ID跳变数减少88%,MOTA提升3.266个百分点,IDF1提升27.778个百分点,与Deepsort、ByteTrack和Ocsort相比,在MOTA和IDF1上均有显著提升,且ID跳变数大幅降低,结果表明改进Strongsort算法可以提高多目标无标记小鼠跟踪的稳定性和准确性,为小鼠社交行为分析提供了一种新的技术途径。

中国油菜生产及遗传改良潜力与油菜生物柴油发展前景

在全球面临石油资源贫乏而能源需求量日益增加的状况下,世界主要国家已确立并开发出新的替代型能源。我国石油储备与供应矛盾更加恶化,寻找有效的替代型能源更在眉睫。本文从建国以来我国油菜遗传改良与生产历史及现状出发,分析我国发展能源油菜的可行性及必要性,由此提出作为食能兼用型油菜的遗传改良及生产措施,并提出了国家发展能源作物及生物柴油策略。

分子标记辅助选择改良水稻光温敏核不育系华201S的白叶枯病抗性

以华201S为受体亲本,以含Xa21和Xa7基因的抗白叶枯病材料华恢20为供体亲本,进行1次杂交、3次回交和3次以上自交,每个世代用基因内标记PTA248对Xa21进行分子检测,用连锁标记STSP3(与Xa7的遗传距离为0.9 cM)对Xa7进行检测。新选育的4个株系YR7009(Xa21)、YR7014(Xa21)、YR7016(Xa7)和YR7023(Xa7/Xa21)在生育期、主要农艺性状、育性转换特性方面都与华201S基本相似。YR7009(Xa21)和YR7014(Xa21)对PXO61、PXO99、ZHE173和GD1358等4个菌株具有良好的抗性,而对FuJ和YN24不具有抗性。YR7016(Xa7)和YR7023(Xa7/Xa21)对6个菌株都表现良好的抗性,尤其是聚合双基因的YR7023(Xa7/Xa21)对6个菌株都表现高抗。表明已经将广谱白叶枯病抗性基因Xa21和Xa7渗入到华201S中,成功地改良了华201S的白叶枯病抗性。

水稻品种9311的螟虫抗性改良和抗螟虫杂交稻组合选育

【目的】将抗螟虫的cry1C*转入优良水稻品种9311中,培育具有9311遗传背景的高产、优质、抗螟虫水稻品种,再以改良的抗虫株系作父本配制抗螟虫的杂交水稻组合。【方法】以含有cry1C*的抗螟虫转基因材料T1C-19为供体,9311为受体,通过1次杂交、3次回交和3次以上自交,每个世代进行标记选择,改良的稳定株系和杂交组合进行田间螟虫抗性鉴定、CRY1C*蛋白表达量测定、产量、主要农艺性状、生育期和稻米品质分析。【结果】育成了8个具有9311遗传背景并含有cry1C*抗螟虫的近等基因系、配制了56个杂交组合,田间螟虫抗性与供体亲本T1C-19一样,稻纵卷叶螟抗性达到100%,而9311的稻纵卷叶螟危害率达到20%;改良株系的CRY1C*蛋白表达量与T1C-19基本一致,杂交组合分蘖期的表达量略低于父本株系,拨节期的表达量高于父本株系。育成的8个抗螟虫9311近等基因系的生育期、主要农艺性状和稻米品质与9311相似,产量有一定的提高,筛选出3个比扬两优6号明显增产的抗螟虫迟熟杂交稻组合,筛选出产量和米质明显优于Q优6号的抗螟虫中熟中稻组合,筛选出1个产量和生育期与金优207相当的抗螟虫中熟晚稻组合。【结论】通过杂交、回交和分子标记辅助选择,已经将抗螟虫的cry1C*渗入到优良水稻品种9311中,育成株系除了高抗螟虫以外,在生育期、产量、主要农艺性状、稻米品质和配合力等方面与受体亲本9311一致,测配筛选出一批抗螟虫的高产、优质中晚稻组合。

利用分子标记辅助选择改良杂交水稻的褐飞虱和稻瘟病抗性

稻瘟病和褐飞虱目前是我国水稻产区最重要的病虫害。汕优63曾经是我国种植面积最大的杂交水稻组合,然而其易感白叶枯病、稻瘟病、褐飞虱和品质等问题导致其近年来在生产上基本没有了面积。本试验利用分子标记辅助选择将水稻抗褐飞虱基因Bph14、Bph15同时导入到汕优63的亲本明恢63和珍汕97B中,以改良汕优63的褐飞虱抗性;同时将抗稻瘟病基因Pi1、Pi2导入到已改良的珍汕97B中,使后者同时获得褐飞虱和稻瘟病抗性。褐飞虱苗期鉴定结果表明:改良的杂交稻(聚合Bph14,Bph15或单基因)的褐飞虱抗性较对照(汕优63)显著提高;穗颈瘟田间自然发病结果也表明:聚合Pi1、Pi2的杂交稻发病率仅为约6%,明显低于对照汕优63(约90%)。田间农艺性状考察也表明改良型杂交稻的主要农艺性状与对照基本一致,产量高于对照或与对照相仿。这些改良组合可以为进一步培育绿色超级稻提供中间材料。