水稻生物學國家重點實驗室(浙江大學)課件

水稻生物學國家重點實驗室2001-2005工作報告2006年5月12日水稻生物學國家重點實驗室實驗室名稱： 水稻生物學國家重點實驗室

(StateKeyLaboratoryofRiceBiology)學科領域： 水稻生物學-農(nóng)業(yè)領域研究類別： 應用基礎研究依托單位： 中國水稻研究所、浙江大學主管部門： 農(nóng)業(yè)部實驗室主任： 錢前實驗室概況實驗室名稱： 水稻生物學國家重點實驗室實驗室概況產(chǎn)量約占我國糧食總產(chǎn)量的40%，約占全球稻谷產(chǎn)量的1/3我國60%以上人口以水稻為主食水稻生產(chǎn)的意義產(chǎn)量約占我國糧食總產(chǎn)量的40%，約占全球稻谷產(chǎn)量的1/3水稻實驗室的發(fā)展1993年 成立農(nóng)業(yè)部水稻生物學重點實驗室1996年 農(nóng)業(yè)部重點實驗室評估A級1999年 農(nóng)業(yè)部重點實驗室評估A級2001年 參加國家重點實驗室評估第33位（總數(shù)56）2003年 開展國家水稻生物學重點實驗室建設實驗室的發(fā)展1993年 成立農(nóng)業(yè)部水稻生物學重點實驗室瞄準目前糧食生產(chǎn)面臨的主要問題種質資源匱乏、流失相當嚴重產(chǎn)量、品質及抗性亟需提高創(chuàng)新性材料及有利基因相對較少實驗室目標與定位瞄準目前糧食生產(chǎn)面臨的主要問題種質資源匱乏、流失相當嚴重實驗實驗室目標與定位種質資源創(chuàng)制材料遺傳材料育種材料基因克隆關鍵技術分子育種育種實踐功能基因組產(chǎn)量品質抗性實驗室目標與定位種質資源創(chuàng)制材料遺傳材料育種材料基因克隆關鍵主要研究內(nèi)容1

水稻種質改良與創(chuàng)新的遺傳學基礎研究

*優(yōu)異種質資源的發(fā)掘、創(chuàng)新和利用*稻的演化、遺傳多樣性及保護生物學研究*遺傳學重要研究材料構建及重要性狀的遺傳機理2

水稻產(chǎn)量與品質基礎理論研究

*雜種優(yōu)勢機理*理想株型塑造理論*品質形成機理根據(jù)目標與定位確定4個研究單元主要研究內(nèi)容1水稻種質改良與創(chuàng)新的遺傳學基礎研究根據(jù)目標與3

水稻環(huán)境生物學研究

*水稻與環(huán)境的相互作用*有害生物的可持續(xù)控制*轉基因水稻環(huán)境安全性4

水稻分子育種研究

*基因定位與克隆*轉基因技術*分子標記輔助選育技術*分子設計和生物反應器主要研究內(nèi)容3水稻環(huán)境生物學研究主要研究內(nèi)容水稻生物學實驗室中國水稻研究所部分江西東鄉(xiāng)野生稻原位保存圃海南生物技術實驗站資源學研究室

發(fā)育生物學研究室分子育種研究室環(huán)境生物學研究室

浙江大學部分實驗室構成

水稻生物學實驗室中國水稻研究所部分江西東鄉(xiāng)野生稻原位保存圃海建立了世界上現(xiàn)存分布最北（28°N）的

江西東鄉(xiāng)野生稻原位保存基地建立了世界上現(xiàn)存分布最北（28°N）的

江西東鄉(xiāng)野生稻原位保在海南陵水建立了我國唯一專門為南繁服務的開放實驗站為科學院和相關大學從事水稻基礎研究的科研人員提供材料處理平臺為省級農(nóng)科院水稻育種提供生物技術育種平臺上百人次以上的科研者利用了我們生物技術實驗站在海南陵水建立了我國唯一專門為南繁服務的開放實驗站為科學院和一、科研項目和經(jīng)費二、科研成果三、隊伍建設四、合作、交流、開放五、實驗室建設和運行管理2001-2005年工作匯報一、科研項目和經(jīng)費2001-2005年工作匯報一、科研項目和經(jīng)費一、科研項目和經(jīng)費科研項目(項數(shù))249155591110501001502002502001-2005年1996-2000年總數(shù)國家級項目到位經(jīng)費(萬元)7,6583,1431,1483,61403000600090002001-2005年1996-2000年總數(shù)國家級項目

其中：25項任務2607萬元(34%)863（包括子課題）

26973（包括子課題）17國家自然基金重點1杰出青年基金3省部重大2轉基因專項10科研項目(項數(shù))2491555911105010015020二、科研成果二、科研成果代表性成果－1水稻種質資源的收集、評價與共享

種質資源是最為重要戰(zhàn)略性物質，世界各國都在千方百計爭奪種質資源的收集保存是長期基礎性工作，需要科學家長年無私奉獻種質資源中挖掘的有利基因一旦應用，其產(chǎn)生效益將不可估量代表性成果－1水稻種質資源的收集、評價與共享 我國水稻種資創(chuàng)新基地

“中國農(nóng)作物種質資源收集保存評價和利用”項目的主要組成部分獲2003年度國家科技進步一等獎保存7.5萬份水稻種質資源發(fā)掘出密陽46、BG90-2等一批重要優(yōu)異種質，在生產(chǎn)上發(fā)揮重大作用建成了國內(nèi)最大的單項作物種質庫，面向全國開放服務我國水稻種資創(chuàng)新基地保存7.5萬份水稻種質資源建成了國內(nèi)最大提出核心種質的理論和研究方法

核心種質樣本數(shù)4355份保持遺傳變異>95％新收集、鑒定國內(nèi)外種質資源3246份對外免費發(fā)放實物種質達11567份次4355份規(guī)模的中國稻種資源核心種質完成6000多份種質同功酶及指紋鑒定提出核心種質的理論和研究方法新收集、鑒定國內(nèi)外種質資源32長期進行稻種資源的發(fā)掘

鑒定出許多有利基因用于生產(chǎn)緊穗野生稻（非ＡＡ組）抗褐飛虱基因導入栽培稻定位于第2染色體抗褐飛虱優(yōu)異中間材料

在云南地方種鬼衣谷和浙江品種春江06中發(fā)掘2個水稻白背飛虱新抗源長期進行稻種資源的發(fā)掘

鑒定出許多有利基因用于生產(chǎn)緊穗野生稻稻米品質溫度鈍感材料發(fā)掘利用與成果產(chǎn)業(yè)化

東鄉(xiāng)野生稻耐冷基因定位于第4染色體；選育出一批耐冷優(yōu)質株系長期進行稻種資源的發(fā)掘

鑒定出許多有利基因用于生產(chǎn)稻米品質溫度鈍感材料發(fā)掘利用與成果產(chǎn)業(yè)化東鄉(xiāng)野生稻耐冷基因代表性成果－2

印水型水稻不育胞質的發(fā)掘及應用

雜交水稻是中國對世界農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的最大貢獻目前生產(chǎn)上應用最廣的有四類不育系袁隆平的野敗型、朱英國的紅蓮型和周開達的岡·

D型實驗室創(chuàng)制了新類型——印水型代表性成果－2 印水型水稻不育胞質的發(fā)掘及應用 1、栽培稻范圍太大

2、不育胞質不會自行表達栽培稻中發(fā)掘新不育胞質的難點創(chuàng)造了一種從栽培稻中發(fā)掘水稻不育胞質的新方法1、栽培稻范圍太大

2、不育胞質不會自行表達栽培稻中發(fā)掘新不發(fā)掘出10個含有不育胞質的品種發(fā)掘出10個含有不育胞質的品種

育成了三個印水型不育系

—Ⅱ-32A、優(yōu)1A、中9A育成了三個印水型不育系

與傳統(tǒng)野敗型雄性不育相比,印水型雄性不育具有三高一低的優(yōu)點開花習性好、制繁種產(chǎn)量高配合力好、雜種產(chǎn)量高米質優(yōu)、綜合評分高

一低

種子生產(chǎn)成本低

三高

與傳統(tǒng)野敗型雄性不育相比,印水型雄性不育具有三高一低的優(yōu)點開農(nóng)業(yè)部確認的19個超級雜交秈稻（印水型占近一半）

II優(yōu)838成為對照協(xié)優(yōu)9308金優(yōu)299協(xié)優(yōu)527Ⅱ優(yōu)084國稻1號Ⅱ優(yōu)明86Ⅱ優(yōu)162Ⅱ優(yōu)7954國稻3號Ⅱ優(yōu)航1號Ⅱ優(yōu)7號兩優(yōu)培九中浙優(yōu)1號特優(yōu)航1號Ⅱ優(yōu)602準兩優(yōu)527豐優(yōu)299D優(yōu)527天優(yōu)998農(nóng)業(yè)部確認的19個超級雜交秈稻協(xié)優(yōu)9308金優(yōu)299協(xié)優(yōu)52國內(nèi)第二大不育系(25%左右)培育審定組合196個累計推廣4.05多億畝開創(chuàng)了我國雜交稻高產(chǎn)制種新時代

Ⅱ-32A

優(yōu)1A

中9A

生產(chǎn)應用

2005年獲國家科技進步一等獎國內(nèi)第二大不育系(25%左右)Ⅱ-32A優(yōu)1A中9A1994年8月24日，美國人布朗發(fā)出誰來養(yǎng)活中國？提醒我們：糧食產(chǎn)量必須進一步提高2005年12月15日，聯(lián)合國糧食計劃署在北京宣布基于中國在解決溫飽方面取得的成就，持續(xù)26年的對華糧食援助正式結束實驗室與楊守仁和袁隆平先生共同倡導的中國超級稻研究發(fā)揮了巨大作用

超級稻的選育理論及其應用代表性成果－31994年8月24日，美國人布朗發(fā)出誰來養(yǎng)活中國？提醒我們：篩選出一套可用于秈粳分類的分子標記，提出中間型是目前超級稻育種親本優(yōu)選模式的學術觀點協(xié)優(yōu)9308浙江新昌最高畝產(chǎn)818公斤,累計面積1000萬畝以上篩選出一套可用于秈粳分類的分子標記，提出中間型是目前超級稻育將葉片光合作用與根系活力引入到株型育種中提出超級稻的生理模型，為選育提供量化的生理學指標將葉片光合作用與根系活力引入到株型育種中研制出超級稻栽培技術,將良種良法配套真正實現(xiàn)了超級稻技術集成,使超級稻在生產(chǎn)上發(fā)揮的作用越來越大2004年獲國家科技進步二等獎研制出超級稻栽培技術,將良種良法配套2004年獲國家科技分子育種平臺建設及其成果代表性成果－4

進一步提高產(chǎn)量、品質和抗性，必須從傳統(tǒng)的經(jīng)驗型改變成生物技術輔助型，隨機選擇必須過渡到定向選擇，這樣才能大大提高育種效率。分子育種平臺建設及其成果代表性成果－4進一步提高產(chǎn)量中組14水稻有利基因的快速轉育及多抗、優(yōu)質新品種選育分子標記輔助育種與組培相結合RM136K17R2123RM3330RM564B10A7RG456C53639Pk34_5Pi25(t)Pi26(t)分子標記輔助抗稻瘟病、白葉枯病育種利用IRRI引進的xa5基因中組14水稻有利基因的快速轉育及多抗、優(yōu)質新品種選育分子標記用農(nóng)桿菌介導法將密碼子優(yōu)化后的cry1Ab導入水稻，獲得了穩(wěn)定遺傳達16代的轉基因克螟稻1號和2號實驗室還培育出許多抗白葉枯病、高氨基酸、耐鹽轉基因水稻轉基因水稻品系培育

用農(nóng)桿菌介導法將密碼子優(yōu)化后的cry1Ab導入水稻，獲得了穩(wěn)6個組合已獲國家和（或）省級審定

協(xié)優(yōu)2182002年江西省審定國稻1號2004年國家和江西省審定、2005年安徽省認定3.國稻3號2004年浙江省和江西省審定4.Ⅱ優(yōu)80062005年浙江省審定5.中優(yōu)2182003年江西省審定、2004年國家審定6.Ⅱ優(yōu)2182005年浙江省審定

分子標記輔助選育的新品種6個組合已獲國家和（或）省級審定協(xié)優(yōu)2182002年代表性成果－5突變體平臺建設和重要基因克隆通過創(chuàng)造各類種質資源，闡明其遺傳規(guī)律，為分子育種服務水稻分蘗基因MOC1 Lietal.,Nature, 2003,422:618-621（合作完成）水稻突變體庫及各類遺傳材料創(chuàng)制水稻MOC1基因突變體的大規(guī)模篩選代表性成果－5突變體平臺建設和重要基因克隆通過創(chuàng)造各突變體庫和重要遺傳材料群體的構建T-DNA插入突變體庫5萬余個T-DNA插入的轉基因株系。非插入突變體庫水稻理化誘變突變體約5萬株系突變體庫和重要遺傳材料群體的構建T-DNA插入突變體庫非插入Wildtypebc1mutantBC1:控制水稻纖維素含量的重要基因水稻BC1基因編碼一個COBRA-like蛋白,在次生細胞壁的生物合成過程中具有重要作用（合作研究）。Wildtypebc1mutantBC1:控制水稻纖維日中科學家克隆了高產(chǎn)基因為新的綠色革命鋪平了道路日中科學家克隆了高產(chǎn)基因為新的綠色革命鋪平了道路已經(jīng)克隆和正在克隆的部分重要基因已經(jīng)克隆和正在克隆的部分重要基因重要基因應用moc1用于改良超級稻株型bc1用于飼料稻選育2005獲國家自然科學二等獎（合作完成）重要基因應用moc1用于改良超級稻株型bc1用于飼料稻選育2共發(fā)表論文405篇SCI收錄77篇出版專著17部

1999年以來，連年被列入

“論文被引用頻次科研機構50強”共發(fā)表論文405篇1999年以來，連年被列入

“審定品種38個——成果年應用面積1.5億畝以上序號品種名稱序號品種名稱序號品種名稱1光亞2號14中選18127Ⅱ優(yōu)2182春江糯2號15中浙優(yōu)283828Ⅱ優(yōu)80063中早1616中旱3號29先農(nóng)31號4中98-1917中早2230中9優(yōu)31905協(xié)優(yōu)21818菲優(yōu)60031中佳3號6中98-3819中浙優(yōu)1號32中9優(yōu)11767中98-1520國稻1號33中5優(yōu)1118中9優(yōu)20721中優(yōu)6號34中早279中早2122中9優(yōu)28835中組3號10中優(yōu)21823國稻3號36中佳早2號11中健2號24中旱20937中優(yōu)早1312中早2325中佳粳2138中9優(yōu)838選13中選97226研優(yōu)1號

審定品種38個——成果年應用面積1.5億畝以上序號品種三、隊伍建設三、隊伍建設固定人員 32人

研究員 23人 副研究員 8人 助研 1人流動人員(外國專家7人)41人

研究員 18人副研究員 14人 高實 4人 助研 5人實驗室隊伍固定人員

已畢業(yè)研究生157人

碩士61人博士87人博士后9人

在讀研究生122人

碩士生63人博士生59人

培養(yǎng)研究生已畢業(yè)研究生1.

程式華研究員，2004年獲國家科技進步二等獎，排名第一

2.

周雪平教授，2001年獲國家杰出青年基金資助,長江學者3.

錢前研究員，2004年獲國家杰出青年基金資助，2005年獲國家自然科學二等獎，排名第二4.

沈志成教授，2004年獲國家杰出青年基金資助5.

朱德峰研究員，2004年獲國家科技進步二等獎，排名第四6.

沈希宏助理研究員，2005年獲國家科技進步一等獎，排名第四

實驗室優(yōu)秀中青年1.程式華研究員，2004年獲國家科技進步二等獎，排名第一四、合作、交流、開放四、合作、交流、開放全面開放資源共享大型設施：人工氣候箱群、種質資源庫、溫室等大型設施由實驗室負責管理，全面開放使用專業(yè)儀器：電子顯微鏡、全自動測序儀、基因槍、毛細管電泳儀、各類光譜分析儀等專業(yè)儀器分別集中由各專業(yè)公共實驗平臺指定專人負責管理，開放共用通用儀器：PCR儀、電泳儀等小型通用儀器為各相應課題組配備齊全，由課題組負責管理使用全面開放資源共享大型設施：人工氣候箱群、種質資源庫、溫室等資源共享平臺水稻種質庫資源水稻突變體庫資源水稻遺傳學群體資源共享平臺水稻種質庫資源2001～2005年，為全國25個?。ㄊ校?7家科

研院所提供各類水稻種質11567份次資源全面開放共享突變體及遺傳群體發(fā)放：3000份次以上中科院清華大學南京大學浙江大學國內(nèi)主要水稻研究所2001～2005年，為全國25個?。ㄊ校?7家科

研院所提國際合作近年來隨著國家實力的增強，實驗室外派專家指導和接受第三世界研修生越來越多,為我國水稻科技向世界傳播做出了貢獻“十五”期間開展的國際合作達31項，獲得的外匯經(jīng)費折合人民幣超1500萬元，建立了中日、中韓、中美及中法等合作關系

國際合作近年來隨著國家實力的增強，實驗室外派專家指導和接受第開放課題實驗室從建立開始，就在中國水稻科學基金支持下，設立開放課題

2001年-2005年有18項獲得資助開放課題實驗室從建立開始，就在中國水稻科學基金支持下，舉辦學術會議第一屆全國水稻突變體，功能基因組學與生物技術育種研討會（2005）第五屆杭州植物病理與生物技術國際研討會（2005）第八屆國際木霉和粘帚霉學術研討會（2005）IRRI-CNRRI水稻功能基因組與分子育種研討會(2005)中日“水稻株型的種質創(chuàng)新及分子育種”學術研討會(2005)舉辦學術會議第一屆全國水稻突變體，功能基因組學與生物技術育種五、實驗室建設和運行管理五、實驗室建設和運行管理依托單位大力支持浙江大學提供3000M2

集中實驗場地

中國水稻研究所提供5600M2

集中實驗場地

依托單位大力支持浙江大學提供3000M2集中實驗場地中實驗室管理運行機制學術委員會指導下的主任負責制研究方向：實驗室統(tǒng)一規(guī)劃，學術委員會指導，責任專家集體討論實驗室內(nèi)部廣泛的合作研究：

程式華－莊杰云－吳殿星－胡培松(分子育種);楊長登－李西明(生物技術育種);孫宗修－朱旭東－錢前(突變體庫);魏興華－曹立勇－吳建利－郭龍彪(資源創(chuàng)新);周雪平－宋鳳鳴(寄主病毒互作)學術活動：學術年會、同行評價，特邀學術報告、課題組內(nèi)定期學術討論會建立健全了安全、儀器設備、藥品保管使用以及經(jīng)費使用、人員流動等管理制度實驗室管理運行機制學術委員會指導下的主任負責制1996-20002001-2005省部以上項目155249國家自然科學基金杰青與重點0４973項目(子項目)417863項目(子項目)426國際合作項目1931承擔任務情況發(fā)表論著情況1996-20002001-2005發(fā)表論文269405SCI收錄論文2677出版專著1017成果獲獎情況1996-20002001-2005國家科技進步一等獎02國家科技進步二等獎11國家自然科學二等獎01省科技進步一等獎13省科技進步二等獎74省科技進步三等獎105專利