中国农业科学院生物技术研究所创新团队介绍.docx

中国农业科学院生物技术研究所创新团队介绍 一、玉米功能基因组团队 1.团队首席：王海洋 研究员，博士生导师，中关村高端领军人才，北京市海外高层次人才，北京市 特聘专家，中国农业科学院海外高层次领军人才。主要从事作物重要农艺性状调控 基因的克隆、作用机理解析以及新型杂交育种技术的研究。 2.团队成员： 张春义、赵军、王磊、陈茹梅、郎志宏、李玉彬、普利、路小铎、姜凌、宗娜、 徐妙云、朱莉、张兰、谢钰睿、周晓今、王维轩、汪海 3.团队创新目标： 针对培育耐密高产玉米新品种的产业需求，探索高效协同创新机制，挖掘控制 玉米耐密理想株型、抗逆稳产、高效环保、营养健康的关键基因，并解析其遗传机 制和调控网络，为耐密、高产、抗逆、优质玉米新品种的智能化设计提供理论依据 和技术支撑。 4.主要研究方向： 1) 耐密植理想株型 2) 玉米营养与代谢 3) 抗逆（旱、虫）与稳产 4) 新型生物技术与新材料创制 5.主要研究进展： a) 强化顶层设计，确立了团队耐密高产玉米新品种的智能化设计的创新目标。 b) 建立以绩效管理为手段、提高工作效率为目的、资源共享，平台共建，增量撬动存量，优化资 源配置的管理体系。 c) 建立科企合作、有效促进了成果转化。 d) 建立了植酸酶、叶酸和维生素 E 等多种饲料用酶和活性维生素的高效玉米籽粒生物反应器技术 体系。 e) 获得了一批生产上有重要应用前景的抗虫、抗旱和玉米新型稳定不育系。 f) 构建了库容量达 2 万余份的玉米变体库，并从中筛选到了一批株型、抗旱、抗虫及光温敏不育 等具有育种价值的种质资源。 6.创新成果： 2014 年以来，团队成员参与发表顶尖 SCI 文章 3 篇（Nature Biotech., PNAS, Plant Cell)；发表院选 SCI 文章 22 篇；发表其他 SCI 文章 5 篇和中文期刊文章 19 篇。同时团队获得授权专利 3 项（其中 1 项国际专利）；申请专利 10 项。 二、水稻高光效作物基因组创新团队 1.团队首席：路铁刚 博士，研究员，博士生导师，百千万人才工程国家级人选，全国农业科研杰出 人才，享受政府特殊津贴的专家。主要从事作物抗逆、高光效的功能基因组学研究 及抗逆、高产新材料创制。 2.团队创新目标： 针对“C3 作物的 C4 合成途径及高光效育种”重大基础研究命题，以 C3 作物水 稻与 C4 作物谷子、高粱和玉米为研究对象，解析 C4 作物高光效及抗逆的分子机理， 为高产、抗逆作物创制及高光效育种提供理论依据和技术保障。克隆抗逆及高光效 基因，为抗逆、高光效新品种培育提供基因资源。 3.主要研究方向： 1) C3、C4 作物叶片解剖学结构形成的分子基础 2) C4 光合基因在 C3 作物中的协同表达调控 3) 重要抗逆、高光效基因的克隆与功能研究 4) 抗逆、高产作物新材料创制及新品种培育 4.主要研究内容： a) 利用水稻、谷子、高粱和玉米突变体及种质资源，克隆控制 C4 解剖学特征 及合成途径的重要基因，阐明 C4 作物高光效的分子基础 b) 利用水稻增强子捕捉系克隆维管束鞘细胞与叶肉细胞特异表达启动子，研究 C4 光合基因在 C3 作物中的协同表达调控 c) 利用水稻、谷子、高粱和玉米突变体及种质资源克隆重要的抗逆和高光效基 因，阐明它们的功能，探讨其在作物改良中的应用 d) 利用转基因技术、基因编辑技术和基因突变技术，创制抗逆、高光效作物新 材料，培育新品种 三、作物蛋白质功能与调控创新团队 1.团队首席：黄荣峰 研究员，博士生导师，主要从事逆境胁迫下水稻和拟南芥耐逆性形成的分子机 制、植物激素乙烯和 ABA 生物合成的基因表达调控以及作物抗逆性遗传改良研究。 2.团队成员： 张海文、张执金、权瑞党、王娟 3.团队创新目标： 围绕水稻株型改良和耐逆性提高这一重大需求，重点研究植物激素调控生长发 育、代谢和逆境胁迫应答过程中的关键科学问题，在蛋白质组层面，鉴定该过程中 的主效基因和关键调控单元并剖析其调控途径，为水稻遗传改良提供理论指导。 4.主要研究方向： 水稻株型改良和耐逆性提高 5.主要工作进展： 构建了水稻 EMS 和辐射诱变突变体库，筛选得到多个株高、耐盐性相关水稻突 变体，鉴定出水稻蛋白泛素化调控因子 UBA/UBL 家族成员参与水稻株高和耐盐性调 控。 6.创新成果： 2013 年以来发表 SCI 论文 10 篇，其中 Plant Cell、PloS Genetics 各 1 篇，中 文期刊文章 8 篇，申请专利 12 项，获得专利授权 1 项。 四、作物分子育种技术团队 1. 首席科学家：张锐 研究员、博士生导师，国家棉花品种审定委员会委员， 抗虫棉研究团队的骨 干成员。主要从事棉花三系机理、抗逆转基因棉花新种质创制以及关键性状标记育 种方面的工作。 2.团队成员： 刘德虎、程红梅、吴燕民、张永强、李为民、唐益雄、王远、李刚强、孙国清 周焘、郭惠明、周美亮、孟志刚、王楠 、张超。 3.团队创新目标： 针对分子育种的技术瓶颈，以及我国棉花产业的需求，开展分子育种新技术、 作物不育、恢复、耐旱耐盐碱、抗病虫、抗除草剂和品质基因的功能机理和应用研 究，培育高产、抗逆、优质转基因三系杂交棉和豆科牧草新品种，并加快推广应用， 为我国棉业和牧业的可持续发展提供技术支撑。 4.主要研究方向： 1) 棉花等高效转化及分子育种新技术 2) 棉花等抗逆高产稳产广适与优质 3) 棉花牧草等基因组与调控机理 4) 棉花牧草等优质抗逆新种质创制 5.主要工作进展： a) 建成三系杂交棉分子育种技术体系，利用该体系培育的“银棉 2 号” “银棉 8 号”棉花品种比常规抗虫棉增产 25%以上，已推广应用近 500 万亩。 b) 建成棉花规模化基因转化平台，利用该平台获得转 GR79 和 GAT 双基因抗除 草剂棉花新种质，可耐受 5 倍生产用浓度的草甘膦，同时获得系列耐旱耐盐 抗病虫抗除草剂的单基因或多基因新种质。 c) 结合 CRISPR /Cas 9 基因组定点编辑等技术，构建棉花规模化的高效基因功 能分析平台。 d) 育成紫斑白三叶草坪草新品种，创制出耐旱耐盐、抗除草剂苜蓿、百脉根新 材料、新种质、新品系。 6.创新成果： 2014 年以来，团队成员参与省级以上获奖成果 2 项，发表论文 28 篇，其中 SCI 论文 20 篇，培育转基因抗逆高产新种质 26 份，选育棉花新品系 5 个，审定牧草新 品种 1 个。同时团队获授权发明专利 6 项，新申请发明专利 12 项，获专利优秀奖 1 项。 五、微生物功能基因组创新团队 1.团队首席：林敏 研究员，博士生导师，国家杰出青年基金获得者，973 项目首席科学家, 农业 部“农业科研杰出人才”。主要从事联合固氮微生物功能基因组学、特殊环境微生物 基因资源的开发利用及合成生物学研究。 2.团队成员： 陈明，张维，徐玉泉，王劲，程奇，张芃芃，陆伟，燕永亮，战嵛华，张礼文， 周正富，柯秀彬，孙文丽 3.团队创新目标： 利用我国特殊环境微生物基因资源优势，重点开展极端抗逆、耐辐射和生物固 氮等功能微生物的功能基因组学、代谢组学和合成生物学研究；获得一批拥有自主 知识产权和重要应用价值的新基因、新酶和新活性物质；研制一批基于微生物资源 的重大创新产品，促进微生物资源传统产业的技术进步和产品升级换代，创制新型 抗逆转基因材料，为生物农业和生物医药等战略性新兴产业提供技术支撑。 4.研究方向： 1) 固氮微生物功能基因组 2) 极端抗逆微生物功能基因组 3) 微生物次生代谢 4) 微生物合成生物技术 5.主要研究进展： a) 完成了固氮施氏假单胞菌 A1501 全基因组测序，是国际上完成全基因组序列 分析的第一例联合固氮菌。利用基因芯片和转录组学等方法鉴定了一系列 参与细菌氮信号传导或保持最佳固氮水平的新基因。 b) 开展了固氮系统进化、固氮网络调控、以及固氮调控元件和功能模块的合成 生物学系统研究，为揭示水稻联合固氮基因网络调控以及高效联合固氮工 程菌的构建和田间应用奠定了工作基础； c) 通过宏基因分析及免培养技术从特殊环境微生物中获得多个具有耐盐、抗旱、 抗草甘膦特性的具有重大应用潜力的优良基因，并开展转基因农作物新品 种研究； d) 在酿酒酵母中实现了来源于不同真菌的聚酮类天然产物合成途径的异源共 表达，成功合成了一系列结构和活性多样的“非天然”聚酮化合物。此研 究对于拓宽生物医药和农业生物制剂的范围提供了新的途径。 6. 创新成果： 2014 年以来，团队成员在顶尖期刊发表论文 1 篇（PNAS）；发表院选 SCI 文章 3 篇，发表其他 SCI 文章 11 篇和中文期刊文章 19 篇；申请国家发明专利 15 项，获得 国家授权发明专利 8 项，国际发明专利 1 项，国家授权实用新型专利 1 项。 利用本团队克隆的新型抗草甘膦基因 G2-EPSP 构建的转基因棉花和油菜已进入 生物安全评价的中间试验阶段，与北京奥瑞金种业有限公司合作培育的转基因抗草 甘膦玉米已完成生产性试验，目前正在申请商品化种植的安全证书。 六、微生物蛋白质工程创新团队 1.首席科学家：张志芳 博士，研究员，博士生导师。“新世纪国家百千万人才工程”国家级人选，获国 务院特殊津贴、农业部有突出贡献的中青年专家、中国农业科学院学科带头人、江 苏省“青蓝工程”学术带头人。主要从事昆虫杆状病毒表达系统和昆虫分子生物学 方面研究工作。 2.团队成员： 伍宁丰、张伟、李轶女、胡小元、田健、初晓宇、张宇宏、刘波、、徐欣欣、刘 晓青 3.团队创新目标： 建立目标基因快速评价与克隆新技术体系，分离获得大量的新型酶蛋白材料； 建立具有自主知识产权和新颖性的多基因生物反应器表达技术体系；建立完整的兽 用基因工程产品高效表达研发体系，获得一批有生产应用价值的基因工程产品；建 立蛋白质分子改良和结构功能分析平台；应用智能微生物工厂生产重要农用蛋白质。 4.主要研究方向： 1) 智能微生物工厂 2) 动物疫苗研发 3) 环境保护用酶研发 4) 食用加工用酶研发 5) 高效生物反应器构建 5.主要工作进展 a) 团队确立了“智能微生物工厂在农业领域的应用”的创新目标； b) 构建完成了快速家蚕多基因表达的生物反应器技术体系，可应用于多种畜禽 传染病疫苗以及干扰素的生产，生产成本仅为传统方法的 1%； c) 建立了基因挖掘、蛋白质分子设计、高效发酵生产技术和推广应用技术平台， 分离至少 200 个自主知识产权的酶蛋白，生产的重要农用蛋白质应用于动物 保健、环境保护及食品加工等领域； d) 建立了一种新的使用家蚕杆状病毒进行基因呈递的方法，是基因治疗关键技 术手段的新突破； e) 强化与下游生产和应用企业的合作，有效促进科研成果转化。其中乳糖酶和 有机磷降解酶已经由合作企业生产销售。 6.创新成果 2014 年以来，团队成员发表院选 SCI 文章 5 篇，发表其他 SCI 文章 3 篇和中文 期刊文章 10 篇。同时团队获得授权发明专利 10 项，申请发明专利 7 项。 七、生物安全评价与应用团队 1.团队首席：金芜军 研究员，农业转基因生物安全委员会委员，全国农产品地理标志登记评审委员 会委员，农业部转基因植物用微生物环境安全监督检验测试中心（北京）常务副主 任。主要从事转基因作物及其产品检测、转基因生物安全评价和安全管理政策研究。 2.团队成员： 王志兴，裴新梧，宛煜嵩，刘昱辉，王旭静，龙艳，李亮，苗超华 3.团队创新目标： 针对转基因生物研发与产业化不同阶段的基因安全关键问题，研究建立转基因 安全评价、检测、限控技术体系，为我国转基因生物安全评价管理及国际贸易争端 的应对，提供科学数据和技术方法，为转基因研发与产业化保驾护航。 4.主要研究方向： 1) 基因安全操作技术研究 2) 转基因水稻基因飘流及其生态影响研究 3) 高精准外源 DNA 识别与定位技术研究 4) 转基因检测标准物质研制 5) 新型转基因生物安全评价技术研究 5.主要研究进展： a) 建立了基于基因拆分和蛋白组装的安全限控转基因技术体系。 b) 建立了多基因表达和无选择标记基因的双 T-DNA 载体系统。 c) 绘制了南方稻区 17 省的水稻基因飘流最大距离图谱。 d) 建立我国首个标准物质核酸量值网络体系，涵盖 16 家权威实验室。 e) 研发了不需高温裂解的基于磁珠的野外快速 DNA 提取技术。 f) 完善了野外快速 RPA 检测技术体系。 6.创新成果： 2014 年以来，发表论文 23 篇，其中 SCI 12 篇。申请发明专利 10 项，获得发明 专利授权 12 项，发布国家标准 7 项。