历年度明星 返回中科院武植物园首页
2016年,武汉植物园全体职工紧紧围绕“率先行动”计划,求真务实、真抓实干,全面完成了2016年度工作目标。为表彰先进,激励全园职工开拓进取,再创佳绩,现授予果树分子育种学科组、药用植物功能基因组与合成生物学学科组“优秀科研团队”称号,科研处“优秀管理团队”称号,闫娟、何冬丽、李震、余泉“明星员工”称号。
携手共进,臻于至善

  同舟共济扬帆起,乘风破浪万里航。果树分子育种学科组,一个充满活力和激情的研究团队,秉承“携手共进,臻于至善”的科研文化,一直致力于果树果实品质性状形成机理与分子改良研究。本学科组在领导的关怀、全体员工和学生的精诚合作和辛勤耕耘之下,取得了骄人的科研业绩,荣获“2016年度优秀科研团队”荣誉称号。

  一、科学研究与贡献

  围绕我国果树产业凸现的品质瓶颈问题,果树分子育种学科组开展桃、苹果等果树果实重要品质性状形成的遗传机理与分子调控研究,取得了开创性的研究成果。

  首先,在果实风味品质方面,开展了遗传作图和关联分析研究,获得了控制果实糖、酸含量的基因及其分子标记,为果实风味品质改良提供了育种材料与科学依据:1)构建了595份苹果资源果实的风味品质基础数据库,发掘了一批果实糖、酸组分与含量极端变异体;揭示了酸度选择在苹果风味品质驯化中的关键作用,而甜度变化归结于果实酸度选择过程中的一种“搭车效应(hitchhiking)”;2)发掘了2万余个苹果SSR标记并研发了苹果SNP芯片,构建了两张苹果高密度遗传连锁图谱,获得了控制苹果果实糖、酸含量的QTLs;3)构建了覆盖苹果果实酸度Ma1基因位点的BAC重叠群(物理距离总长~ 428 kb),结合候选基因关联分析,克隆了控制苹果果实酸度的候选基因Ma1,阐明了该基因编码框尾端G→A单碱基突变造成终止密码子提前,编码的不完整蛋白无法将苹果酸向液泡中转运积累,导致果实低酸性状的形成;4)发现单、双子叶植物糖转运体基因的进化模式明显不同,但糖合成相关基因进化模式相似;单子叶植物糖转运体基因伴随纯化选择(ω<1),而双子叶植物糖转运体基因受到了正向选择导致果实常富含可溶性糖,明确了糖转运体基因对植物糖积累起着重要作用,其进化模式的不同可能与单、双子叶植物果实糖积累差异有关;5)揭示了基因拷贝数变化调控果实软化等品质性状(桃溶质/非溶质、离核/粘核)形成的新机制。

  其次,在色泽遗传方面,发现了花青素转录调控新机制,阐明了花青素修饰与转运影响着色的分子机理,为促进果实着色、改善外观与营养品质提供了理论依据与分子工具:1)图位克隆了血桃着色基因BL,该研究不仅代表了我国应用图位克隆法分离得到的首例果树功能基因,而且揭示了NAC基因诱导MYB转录调控植物花青苷合成的新机制,研究结果为克服果实花青苷着色受光照、温度等环境因子的影响提供了新思路及分子工具;2)揭示了植物花青苷MYB调节基因的功能分化现象,以及植物花青素糖基化和甲基化基因的扩增及随后功能分化的进化特征;阐明了糖基化和甲基化修饰导致桃花青苷多样性形成的分子机理;3)克隆了控制桃花杂色表型基因Riant,明确了该基因编码区易发生几个碱基的缺失或插入突变是“红白花”杂色表型形成的遗传基础,研究结果不仅有助于人们对果树芽变机理的认识,而且也为植物色泽性状遗传改良乃至植物突变体创制提供了新的技术与思路;4)揭示了单宁代谢途径结构基因过量表达会抑制花青素代谢途径结构基因的表达,阻止花青苷的积累改变植物的着色方式;阐明了类黄酮物质的合成取决于单宁和花青素代谢途径中结构基因的协同调控,果实中活性成分单宁与花青苷代谢存在耦合现象的分子机理;发现了一个新的原花青素转录调控基因MYB7,它只激活原花青素代谢途径LAR基因表达,但不调控ANR基因的转录;5)定位克隆了黄肉桃着色基因CCD4,揭示了该基因第一个外显子上(TC)n微卫星位点发生突变引起移码突变及基因功能失活,是导致果实类胡萝卜素积累呈现黄色的一个主要原因,同时发现CCD4基因存在控制叶脉着色的“一因多效”现象,明确了黄色叶脉可作为筛选黄肉基因型个体的一种可视指标。

  二、科研产出与效益

  首先,在论文发表与学术影响方面,近5年在Plant Journal、Plant Physiology等植物学权威期刊发表SCI论文46篇,其中通讯/第一作者SCI论文35篇(21篇JCR TOP 10%,10篇JCR TOP 30%),其中影响因子大于5的10篇,2016年SCI论文10篇(8篇JCR TOP 10%,2篇JCR TOP 30%)。论文受到了国内外同行的关注,被Trends in Plant Science、PLoS Biology、Molecular Biology Evolution、Plant Physiology等权威期刊引用400余次,其中关于血桃基因克隆研究论文入选ESI高被引论文(TOP 1%),关于花青苷转运研究论文受到了Nature Plants主编Chris Surridge关注,并撰文做了点评(Nature Plants, Flower colour: Peach cocktail, 2015)。此外,获授权国家发明专利1项,申报国家发明专利2项。

  课题组成员多次受邀参加国内外学术会议并做口头报告10余次,其中硕士研究生彭倩在第一届世界苹果大会上口头报告荣获“青年学者与学生出色报告奖”,为本次大会该奖项六个获得者之一。与国际一流科学家进行学术交流,不仅展示了自身的科研成果,而且也加速了植物园研究生国际化培养目标,有效开拓了研究生的学术视野。

  鉴于上述出色的研究成果,课题组长韩月彭也于2016年荣获了“湖北省有突出贡献的中青年专家”和湖北省科协“科技创新源泉工程”创新创业人才等荣誉称号;目前担任Canadian Journal of Plant Science、Plant Molecular Biology Reporter等国际期刊的副主编,PLoS ONE期刊的编委,以及《植物科学学报》副主编;New Phytologist、Plant Physiology、Journal Experimental Botany、Plant Molecular Biology、BMC Genomics、BMC Plant Biology、Scientific Reports等30余个国际期刊审稿人。

  其次,在科研项目资助方面,近5年课题组承担国家自然科学基金国际合作重点项目1项,面上项目3项,青年项目6项,国家“973”和“948”课题各1项,以及中科院课题2项。

  三、研究生培养和人才队伍建设

  组建了一个包含正式员工5名,其中副研究员3名,助理研究员1名,实验员1名的研究团体,其中2名副研究员分别于芬兰赫尔辛基大学和武汉大学获得博士学位,1名副研究员于上海交通大学获得本科,研究骨干在分子遗传学、植物生理学、生物资源学、作物育种学等方面具有较扎实的理论基础和实践技能,研究队伍知识结构合理。

  此外,研究团体非常注重国际合作交流,先后聘请了3名外国专家担任武汉植物园客座教授3名(2名获中科院特聘研究员,1名获爱因斯坦讲座教授)。目前在读博士研究生4名(海外1名),硕士研究生5名(海外1名),埃及高级访问学者1名,构建了一支具有活力的国际化的研究队伍。

  近5年培养了博士后2名(海外1名)、博士研究生5名、硕士研究生4名,其中2名博士研究生获中科院院长优秀奖,5人次分获中科院优秀学生标兵、中科院朱月华奖、昌华特等奖、中科院地奥奖、中国科学院大学优秀毕业生;1名博士研究生获国家奖学金,1人次获评中国科学院大学优秀学生干部,9人次获中国科学院大学三好学生。