齊魯師學(xué)院能源植物研究所

1、齊魯師范學(xué)院能源植物研究所生物質(zhì)能源研究是我國的重要戰(zhàn)略研究方向，是國家應(yīng)對(duì)未來化 石能源短缺與全球氣候變化的重要戰(zhàn)略組成部分。國家“十二五” 生物技術(shù)發(fā)展規(guī)劃把生物能源技術(shù)列為重點(diǎn)研發(fā)的關(guān)鍵技術(shù)。本研 究所將根據(jù)國家農(nóng)業(yè)生物質(zhì)能產(chǎn)業(yè)發(fā)展規(guī)劃要求，結(jié)合山東省氣 候土壤條件以及我們學(xué)科梯隊(duì)的研究?jī)?yōu)勢(shì)，選育適合山東地區(qū)發(fā)展的 能源植物種質(zhì)資源，同時(shí)研究植物光合產(chǎn)物(細(xì)胞壁物質(zhì)、細(xì)胞內(nèi)可 溶性糖與脂肪酸)的合成、轉(zhuǎn)運(yùn)與積累機(jī)理，并在此基礎(chǔ)上對(duì)能源植 物進(jìn)行遺傳改良，最終通過與栽培與生產(chǎn)技術(shù)的集成研究，實(shí)現(xiàn)生物 質(zhì)能源利用的產(chǎn)業(yè)化。研究所現(xiàn)有研究人員11人，其中具有高級(jí)職稱的研究人員6人， 有博士學(xué)位

2、的研究人員5人。近五年來研究所研究人員作為主持人主 持國家基金面上項(xiàng)目1項(xiàng)、省自然基金3項(xiàng)；作為主要參與人參與國 家“973”項(xiàng)目1項(xiàng)、“863”項(xiàng)目2項(xiàng)、國家自然基金面上項(xiàng)目4項(xiàng)、 省自然基金6項(xiàng)。研究所現(xiàn)有科研實(shí)驗(yàn)室559.4平米，其中包括一個(gè)植物組織培養(yǎng) 室、兩間氣候室、一間共聚焦顯微鏡室、一間遺傳分析室、一間細(xì)胞 及免疫組化室、一間蛋白工作室、一間分子生物學(xué)實(shí)驗(yàn)室、一間學(xué)術(shù) 交流室。在校區(qū)內(nèi)設(shè)有作物常規(guī)育種試驗(yàn)田12畝，并在東營廣饒和 濰坊濱海區(qū)建有濱海鹽土與鹽化土環(huán)境試驗(yàn)田100畝。實(shí)驗(yàn)室科研儀 器設(shè)備資產(chǎn)總值657萬元，含共聚焦顯微鏡(olympus fv1000s-tirfm)

3、微分干涉顯微鏡(leica dfc425c)、超薄切片機(jī) (leica uc7)近紅外分析儀(perten)、高壓液相色譜儀、氣相 色譜儀、大容量低溫高速離心機(jī)(eppcndorf) 梯度降溫pcr擴(kuò)增儀(eppendorf)等大型科研儀器。目前，研究所的工作主要集中在三個(gè)研究方向：1. 能源植物種質(zhì)資源與選育研究以各類具有潛在利用價(jià)值的生物質(zhì)能源植物為研究對(duì)象，分析植 物能量轉(zhuǎn)換效率與有機(jī)質(zhì)累積量、周轉(zhuǎn)率，建立能源植物種質(zhì)庫和數(shù) 據(jù)庫，從中篩選出適應(yīng)華北地區(qū)氣候土壤條件的耐鹽、高產(chǎn)、高效能 源植物種類，并通過現(xiàn)代育種手段進(jìn)行誘變、篩選與培育，提高能源 植物的光合產(chǎn)物積累量。重點(diǎn)結(jié)合山東黃河三

4、角洲地區(qū)濱海鹽土與鹽 化土環(huán)境，選育耐鹽堿、耐咸水灌溉的高產(chǎn)能源植物和海水、鹵水環(huán) 境中的產(chǎn)油微藻，以實(shí)現(xiàn)“不與人爭(zhēng)糧，不與糧爭(zhēng)地”的能源植物發(fā) 展目標(biāo)，為第二代、第三代生物質(zhì)液體燃料的產(chǎn)業(yè)化研發(fā)提供重要生 物質(zhì)原料。以高光效c4植物玉米已經(jīng)公布dna序列的自交系為研究材料， 構(gòu)建大規(guī)模的ems突變體庫，同時(shí)利用高抗性的玉米野生種大芻草 為供體，構(gòu)建以現(xiàn)代玉米自交系為受體材料的大芻草滲入系，重點(diǎn)觀 察分析每一個(gè)突變體在各個(gè)生長(zhǎng)發(fā)育階段及逆境條件下的光合產(chǎn)物 合成、轉(zhuǎn)運(yùn)、積累方面的表型差異，將每一個(gè)觀察到表型的突變體重 測(cè)序，獲得較大規(guī)模的玉米的基因型和表型數(shù)據(jù)庫，為本所其它研究 方面深入研究植

5、物光合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)與積累機(jī)理提供研究材料。2. 植物細(xì)胞壁沉積機(jī)理研究陸生植物光合作用每年產(chǎn)生mojoox"噸的生物量，其中細(xì)胞 壁占總生物量的70%。細(xì)胞壁主要成分是纖維素、半纖維素與木質(zhì)素， 其中纖維素、半纖維素是細(xì)胞壁的主要組成部分，約占69.1-88.4%, 植物細(xì)胞壁中這些組分是制取纖維素乙醇的原料。作為第二代生物質(zhì) 能源材料，纖維素乙醇生產(chǎn)還沒有市場(chǎng)化，主要技術(shù)瓶頸是生產(chǎn)成本 太高。本方向?qū)⒃诜肿铀缴涎芯考?xì)胞壁物質(zhì)在細(xì)胞壁中的沉積機(jī)理， 克隆與細(xì)胞壁物質(zhì)沉積有關(guān)的基因。在植物中通過對(duì)這些基因的操 作，達(dá)到優(yōu)化細(xì)胞壁的結(jié)構(gòu)和成分的目的，有效降低材料預(yù)處理及纖 維素糖化的成本。

6、本方向在擬南芥植物中已經(jīng)克隆鑒定了與細(xì)胞壁木 質(zhì)素沉積相關(guān)的基因，獲得了擬南芥次生壁加厚異常的突變體。未來 將在已有的研究基礎(chǔ)上，利用c4能源植物玉米為材料，結(jié)合玉米ems 突變體表型，篩選得到細(xì)胞壁成分改良的品系，利用該突變體研究玉 米細(xì)胞壁成分的沉積機(jī)理。該品系的秸稈可以進(jìn)一步開發(fā)為纖維素乙 醇的生產(chǎn)原料。3植物細(xì)胞可溶性糖、淀粉、脂肪酸脂代謝機(jī)理與遺傳改良細(xì)胞可溶性糖與脂肪酸是燃料乙醇與生物柴油的主要來源，是最 容易轉(zhuǎn)化為生物燃料的生物質(zhì)能源。本方向?qū)⒗媒斩捄橇匡@著不 同的玉米突變體與甜高粱株系，通過比較基因組研究，克隆鑒定與光 合產(chǎn)物轉(zhuǎn)運(yùn)相關(guān)的基因，為培育高含糖量能源植物奠定理論研究基 礎(chǔ)。能源植物栽培技術(shù)與加工技術(shù)研究是決定能源植物產(chǎn)業(yè)化成敗 的關(guān)鍵環(huán)節(jié)。本方向?qū)⒀芯扛黝惸茉粗参锏脑耘嗉夹g(shù)體系，針對(duì)黃河 三角洲地區(qū)淡水資源嚴(yán)重不足的現(xiàn)狀，重點(diǎn)研究鹽堿地區(qū)咸水與半咸 水灌溉條件下的能源植物大田栽培技術(shù)體系，并通過產(chǎn)學(xué)研結(jié)合，研 究能源植物機(jī)械化收獲、加工轉(zhuǎn)化技術(shù)，實(shí)現(xiàn)能源植物研究技術(shù)集成 與創(chuàng)新。研究梯隊(duì)組成及方向：李師鵬（所長(zhǎng)）細(xì)胞壁物質(zhì)沉積機(jī)理路小鐸（副所長(zhǎng)）