生物科学拔尖学生培养的实践与探索——以华中农业大学“狮山生物科学英才班”为例

基础学科拔尖学生培养是建设科技强国和教育强国的重大战略任务之一。华中农业大学顺应时代发展潮流,以培养未来生命科学领域的顶尖科学家和领军人才为目标,于2018年成立了“狮山生物科学英才班”,开展了生物科学拔尖学生培养的一系列实践与探索。5年来,教学团队通过严格选才鉴才、动态流动管理、深化课程改革、全程导师引领、加强国际交流合作等举措,探索出了一套生物科学拔尖学生培养模式,可为同类高校基础学科拔尖学生培养提供借鉴与参考。同时,本文还研究分析了拔尖学生培养过程中遇到的实际问题,并提出了针对性的解决方案,以期不断优化基础学科拔尖学生培养模式。

华中农业大学校园被子植物叶片离子组学研究

为明确被子植物的离子组及其与植物种类的关系,以及不同科被子植物叶片离子组组成的差异与联系,本研究对《狮山兰芷》中收录的华中农业大学校园种植的被子植物进行系统分类,从中筛选出102种被子植物,测定叶片中氮(N)、磷(P)、钾(K)、钙(Ca)、镁(Mg)、硫(S)、铁(Fe)、锰(Mn)、铜(Cu)、锌(Zn)、硼(B)、钼(Mo)和镍(Ni)等13种矿质元素的浓度,建立这些植物离子组指纹图谱并分析这些植物的离子组成分及其与植物种类的关系。结果显示,叶片中N、K和Ca 3种元素含量最高,P、Mg和S其次,微量元素含量最低。其中,豆目植物叶片N含量较高,石竹目植物叶片中P和K含量较高,7种微量元素含量在这102种被子植物叶片中也表现出较显著的差异。相关性分析显示,每种元素都至少与其他4种矿质营养元素存在显著相关性,其中Ca分别与Mg和B,N、P和K三者之间都存在极显著的正相关,Zn与Ca、Mg,P和Mn之间存在极显著的负相关。主成分分析显示,同一科植物的叶片离子组相似,不同科植物叶片离子组不同。聚类分析结果显示,Ca、N、K、S、Mg、P这6种矿质元素在不同科植物离子组的变异中具有较大的贡献率。以上结果表明,被子植物的系统发育与叶片离子组相互关联,同一科的植物叶片离子组表现出高度的相似性,我们或许能通过植物叶片离子组对植物进行种类鉴定。

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.

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。

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。

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。

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。

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。

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。

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.……

甘蓝型油菜光叶性状的遗传分析及基因定位

【目的】表皮蜡质是覆盖植物叶片和茎秆等部位的疏水层,在植物抵御逆境方面发挥着重要作用,同时会影响光合作用和生长发育;甘蓝型油菜作为世界上主要的油料作物之一,研究表皮蜡质突变体的遗传机制,为实现油菜高产稳产提供参考。【方法】对油菜光叶突变体M8和普通蜡质叶中双11(ZS11)和C20的叶片表征进行记载,使用便携式植物光合作用测量系统测定叶片光合速率;利用M8和ZS11、C20分别杂交获得2个F1、自交构建2个F2分离群体,用于分析油菜光叶性状的遗传规律;选取M8和ZS11杂交的F2群体中光叶和蜡质叶表型单株分别进行混池,通过集团分离分析法结合靶向测序技术进行基因克隆,结合比较基因组和转录组数据进行候选基因预测,并通过RT-PCR验证候选基因。【结果】甘蓝型油菜光叶表型叶片气孔导度更大、光合效率更高;遗传分析表明M8光叶性状受1对基因控制,光叶相对蜡质叶为隐性。图位克隆将光叶控制基因定位至A08染色体0.134—0.699 Mb物理区间内。进一步分析发现,相比于ZS11,光叶突变体M8中A08染色体0.22—0.58 Mb区间存在大片段缺失,ZS11在该区段中的Bna A08G0006900ZS(Bna A08.SAGL1)可能为光叶的候选基因,该基因编码一个Kelch-F-box蛋白,在ZS11叶片中表达量高而M8中未检测到,该基因缺失可能导致了M8光叶表型。【结论】甘蓝型油菜光叶新突变体M8相比野生型蜡质叶片光合速率更高,该光叶表型受1对隐性基因控制;图位克隆鉴定到光叶性状调控基因为Bna A08.SAGL1,基因缺失产生了光叶表型。

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。

甘蓝型油菜杂种优势及产量性状的遗传改良

对不同来源的3个甘蓝型油菜自交不亲和系与22个父本品种的遗传距离及它们以NCII法配制的66个杂交组合的产量、物候期性状进行了分析。结果表明,尽管3个自交不亲和系与父本品种间的遗传差异较小,但它们与国外品种间的杂种F1 产量性状平均优势均较强。杂种生育期及初花至成熟期日数均介于双亲之间,但前者偏向晚熟亲本,而后者却偏向早熟亲本。与其它产量构成因子相比,一次分枝及其角果数不仅对单株产量贡献率最大,且对单株产量杂种优势贡献率亦最高。在油菜产量性状的遗传改良中,特别是在杂种优势利用中,首选目标性状应为一次分枝及其角果数。在保证一次分枝及其角果数前提下,提高角粒数、千粒重亦是一条有效途径。

RNAi及其在植物遗传改良中的应用

RNAi(RNAinterfering)是由与靶基因同源的双链RNA引发的、在动植物中普遍存在的序列特异的转录后基因沉默。这种现象在动物、植物和真菌中广泛存在并被证实 ,因此可能是生物的发育调控及抗外源或内源侵染的一种普遍的生理机制。对RNAi的研究是目前生物学领域研究的热点之一 ,近几年来该技术已经在功能基因组学、遗传学和医学等诸学科得到大量应用。本文将就RNAi的机制研究及其在植物遗传改良中的应用进行综述。

RFLP和AFLP分析白菜型油菜和甘蓝型油菜遗传多样性及其在油菜改良中的应用价值(英文)

采用RFLP和AFLP标记对来自中国和欧美的7份甘蓝型油菜和22份白菜型油菜进行了遗传多样性分析。在这29份材料中,166个酶-探针组合和2对AFLP引物共检测到1477个RFLP标记和183个AFLP标记。RFLP数据显示以拟南芥EST克隆作探针比用油菜基因组克隆做探针能检测到更多的多态性位点,且采用EcoRⅠ或BamHⅠ酶切比HindⅢ酶切多态性好,白菜型油菜和甘蓝型油菜中基因的拷贝数平均都为3个左右。UPGMA聚类分析表明中国白菜型油菜的遗传多样性比甘蓝型油菜和欧美白菜型油菜丰富,欧美甘蓝型油菜与欧美白菜型油菜聚为一类,而与中国甘蓝型油菜差异更大。中国白菜型油菜丰富的遗传多样性为中国甘蓝型油菜的改良提供了宝贵的资源,揭示了利用白菜型油菜A基因组和甘蓝型油菜A基因组间亚基因组杂种优势的可能性。