4月2日,第64屆國際玉米遺傳學大會在美國舉行。華中農(nóng)業(yè)大學教授嚴建兵獲“劉易斯·斯塔德勒中期職業(yè)生涯獎”,通過視頻方式發(fā)表了獲獎感言。
他在視頻中說,全世界的科學家應該團結(jié)起來,讓玉米的基礎和應用研究為保障世界糧食安全作出更大的貢獻,讓世界遠離饑餓。
嚴建兵為華中農(nóng)大植物科學技術(shù)學院教授、博士生導師,兼任該校副校長、作物遺傳改良國家重點實驗室副主任、湖北洪山實驗室常務副主任,目前主要從事玉米基因組學和分子育種方面的研究。
據(jù)介紹,劉易斯·斯塔德勒中期職業(yè)生涯獎在國際玉米研究學術(shù)界具有重要影響力,提名和獎勵獨立從事科學研究9至20年、對玉米(或其它相關(guān)物種)遺傳學研究作出顯著貢獻的科學家,每年獎勵一位獲獎者。該獎項設立于2016年,以植物遺傳學家劉易斯·斯塔德勒教授的名字命名,以紀 念他對玉米遺傳學的突出貢獻。
“實驗室玉米團隊面向國家重大需求,在玉米重要性狀的機制解析和基因克隆、育種技術(shù)創(chuàng)新等方面有所突破。”9月8日,談及玉米團隊一系列新成果時,華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良全國重點實驗室副主任、湖北洪山實驗室常務副主任嚴建兵教授說,團隊的下一步目標是圍繞國家重大需求,集成各個研究環(huán)節(jié),建立全基因組育種技術(shù)體系,實現(xiàn)玉米關(guān)鍵種源創(chuàng)新。
湖北洪山實驗室聚焦生物育種領(lǐng)域,將主要農(nóng)作物、主要園藝作物、畜禽、水產(chǎn)、微生物納入研究范圍。嚴建兵教授領(lǐng)銜的玉米團隊,是其中一支研究團隊。
玉米團隊克隆一批重要基因
上月,嚴建兵教授團隊的一項研究成果在線發(fā)表于國際學術(shù)雜志《自然·通訊》,揭示玉米單向雜交不親和的奧秘。
2022年8月3日,華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良國家重點實驗室和洪山實驗室嚴建兵教授團隊在Nature Communications在線發(fā)表了題為“Three types of genes underlying the Gametophyte factor1 locus cause unilateral cross incompatibility in maize”的研究論文。該研究發(fā)現(xiàn)在Ga1位點包含三類,共7個決定玉米單向雜交不親和表型的基因,提出了一個新的解釋UCI成因的三基因遺傳模型,該結(jié)果不僅對理解物種的生殖隔離這一重大基礎科學問題有理論意義,也對作物的遺傳改良尤其是雜交制種有應用價值。
玉米屬于異花授粉的作物,異交率非常高。然而有一類特殊的玉米,能為其他種類玉米授粉結(jié)實,卻“排斥”其他種類玉米的花粉,這種現(xiàn)象被稱為單向雜交不親和。嚴建兵團隊通過研究,在目標區(qū)間內(nèi)鑒定到三類共7個可能決定不親和表型的基因,并提出一個解釋其成因的三基因遺傳模型。
“這三類基因有著不同'性格’,相互博弈,最終決定玉米的單向雜交不親和現(xiàn)象?!眹澜ū榻B,該成果不僅對理解物種的生殖隔離這一重大基礎科學問題有理論意義,也對作物遺傳改良尤其是雜交制種有應用價值。
有趣的是,研究團隊巧妙借助了中國古代神話小說《封神演義》中的哪吒、雷震子、哼哈二將,生動形象地解釋三類基因之間的關(guān)系,并繪制了一幅示意的畫稿,隨論文一起發(fā)表。嚴建兵告訴湖北日報全媒記者,這是希望在介紹科研成果的同時,也向國際傳播中華傳統(tǒng)文化。
今年以來,玉米團隊的一系列研究成果引起國內(nèi)外同行關(guān)注:發(fā)現(xiàn)可同時提高水稻玉米產(chǎn)量的關(guān)鍵基因,揭示玉米和水稻趨同選擇的奧秘;創(chuàng)新玉米單倍體誘導方法,有助提高育種效率;構(gòu)建首個玉蜀黍?qū)佟俺壏夯蚪M”圖譜,助力玉米遺傳改良;成功克隆一個廣譜抗病基因,能顯著提高玉米對南方銹病的抗性……
“加快生物育種創(chuàng)新,開展種源關(guān)鍵核心技術(shù)攻關(guān),核心之一在于基因?!眹澜ūf,團隊已成功克隆一批有重要價值的基因,將努力把基因克隆和機制解析的能力轉(zhuǎn)化為種源創(chuàng)新的能力,把基因組研究的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為基因組育種的優(yōu)勢。通過遺傳改良,提高玉米的產(chǎn)量和品質(zhì),尤其是玉米蛋白質(zhì)含量。
推動創(chuàng)新鏈與產(chǎn)業(yè)鏈深度融合
玉米團隊成員邱法展是華中農(nóng)大植物科學技術(shù)學院教授,主持完成和在研多項國家自然科學基金項目和重大研究計劃等國家級項目。洪山實驗室成立后,作為固定研究人員,他的分工是為玉米分子設計育種,主要開展重要性狀功能標記開發(fā)、高通量低成本基因型檢測體系構(gòu)建及重要材料遺傳改良和重要種源創(chuàng)制。最近,邱法展手頭上正在做的工作,包括高通量基因型檢測體系構(gòu)建、服務國內(nèi)多個優(yōu)勢種業(yè)企業(yè)重要玉米育種材料的抗病性遺傳改良、優(yōu)異種質(zhì)資源創(chuàng)新、該校襄陽智慧農(nóng)業(yè)基地建設推動、鮮食水果玉米服務鄉(xiāng)村振興等。
“洪山實驗室圍繞產(chǎn)業(yè)鏈布局創(chuàng)新鏈,努力打通從關(guān)鍵性狀遺傳機制解析、重要基因克隆的基礎研究,到核心種源創(chuàng)新的應用基礎研究,再到新品種培育的應用研究的全產(chǎn)業(yè)鏈鏈條?!眹澜ūf,玉米團隊因此進行了重新整合,邱法展負責做分子設計育種技術(shù)體系構(gòu)建及重要種質(zhì)資源創(chuàng)制中間環(huán)節(jié)工作,與他以前的研究方向相比,發(fā)表高水平論文的機會相對較少,這意味著可能要作出一定犧牲。
而在邱法展看來,這是我國目前商業(yè)化育種中急需解決的關(guān)鍵技術(shù),自己圍繞產(chǎn)業(yè)重大需求及團隊建設而調(diào)整研究方向,所做工作是“創(chuàng)新鏈服務產(chǎn)業(yè)鏈”,很有意義。
邱法展認為,過去,理論研究成果往往難以與常規(guī)育種有機融合,現(xiàn)在需要科研工作者共同努力,克服上下游脫節(jié)問題,充分利用現(xiàn)代生物技術(shù)服務常規(guī)育種,提高育種效率和精準度,建立健全的商業(yè)化生物育種技術(shù)體系?!爱a(chǎn)業(yè)服務以技術(shù)體系建設和種質(zhì)創(chuàng)制為主,發(fā)表高水平文章較難。”但他表示,自己愿做團隊上游基礎研究與下游應用研究的橋梁,將團隊基礎研究和應用基礎研究的優(yōu)勢轉(zhuǎn)化為育種優(yōu)勢及服務產(chǎn)業(yè)優(yōu)勢。期望在3至5年時間里,建立完善的玉米分子育種技術(shù)體系,精準、高效服務育種應用。
“合起伙來干大事”
“玉米團隊11年來在玉米復雜數(shù)量性狀的遺傳解析、重要基因克隆方面有所貢獻,在國際上有一定的知名度和影響力。洪山實驗室的組建,促使我們'革自己的命’?!眹澜ūf,以前,大家圍繞各自感興趣的方向做研究;現(xiàn)在,要通過有組織的科研來服務國家重大需求。聚焦重大現(xiàn)實問題、服務國家重大需求,必須改變單打獨斗、資源分散的弊端,深入推進有組織的科研。
洪山實驗室的主要研究方向,包括農(nóng)業(yè)生物種質(zhì)資源保護與創(chuàng)新、農(nóng)業(yè)生物重要性狀的生物學基礎、農(nóng)業(yè)生物綠色優(yōu)質(zhì)品種培育、農(nóng)業(yè)綠色生產(chǎn)體系、農(nóng)產(chǎn)品質(zhì)量安全與營養(yǎng)健康?!昂掀鸹飦砀纱笫隆?,已經(jīng)成為各個團隊的口頭禪。
去年底,洪山實驗室啟動湖北省科技重大項目“農(nóng)業(yè)生物綠色優(yōu)質(zhì)品種選育”,以提供綠色營養(yǎng)健康的水稻、玉米和油菜產(chǎn)品為總體目標,以育種技術(shù)創(chuàng)新為先導,集成各方優(yōu)勢力量協(xié)同攻關(guān),推進產(chǎn)學研更加深入緊密合作。
這個月,洪山實驗室又啟動了武漢市生物育種關(guān)鍵技術(shù)攻關(guān)及新品種培育科技重大專項項目。專項由武漢市科技局采取“揭榜掛帥”方式實施,5個項目涉及水稻、油菜、蔬菜、生豬、魚類,由洪山實驗室牽頭承擔,多個高校、科研院所和重點企業(yè)將圍繞其中的關(guān)鍵技術(shù)及品種培育,開展協(xié)同攻關(guān)。
嚴建兵介紹,洪山實驗室成立一年多以來,強化有組織的科研,圍繞關(guān)鍵種源組織協(xié)同攻關(guān),最大限度釋放創(chuàng)新活力。實驗室承擔了一批生物育種重大科研任務,目前已初步取得一批重要研究成果。
10月20日晚23時,華中農(nóng)業(yè)大學作物遺傳改良全國重點實驗室、湖北洪山實驗室嚴建兵教授團隊與美國加州大學戴維斯分校Jeffrey Ross-Ibarra團隊等單位合作,在《自然—遺傳》(Nature Genetics)在線發(fā)表研究論文。他們構(gòu)建了玉蜀黍?qū)俚倪z傳變異圖譜,揭示了玉蜀黍?qū)龠m應性進化的調(diào)控機制。
論文鏈接:
https://www.nature.com/articles/s41588-022-01184-y
嚴建兵,華中農(nóng)業(yè)大學植物科學技術(shù)學院教授,博士生導師。兼任華中農(nóng)業(yè)大學副校長,作物遺傳改良國家重點實驗室副主任,洪山實驗室首席科學家、實驗室常務副主任等職務。目前主要從事玉米基因組學和分子育種方面的研究。1995年9月-2003年6月,在華中農(nóng)業(yè)大學生命科學技術(shù)學院先后獲得理學學士、理學博士學位。2003年12月-2005年9月,在中國農(nóng)業(yè)大學任講師;2005年10月-2009年7月,在中國農(nóng)業(yè)大學任教授;2006年10月-2008年9月,在國際玉米小麥改良中心從事博后研究;2008年10月-2011年3月,先后在國際玉米小麥改良中心擔任副科學家、科學家;2010年9月至今(含6個月過渡期),于華中農(nóng)業(yè)大學擔任教授。在本學科主流雜志上發(fā)表SCI論文163篇:以第一作者或通訊作者(含共同)在Nat Genet(3篇), Nat Commun(7篇), PNAS, PLoS Genet, Plant Cell(2篇), New Phytol(2篇), Mol Plant(8篇), Plant J(4篇), Plant Physiol(6篇)等期刊發(fā)表論文83篇。論文累計被引頻次總計9038次,單篇最高被引538次,H-index為51(基于Web of Science,20210725)。先后主持多項國家自然科學基金項目、轉(zhuǎn)基因?qū)m棥?63項目、十三五國家重點研發(fā)專項等國家級項目及課題。目前為中國作物學會常務理事;中國植物生理與分子生物學學會理事。作物學報,Genome Biology, Plant Journal, Theoretical and Applied Genetics, Journal of Integrative Plant Biology, Science China Life Sciences, Journal of Genetics and Genomics等學術(shù)期刊編委。
來源:湖北日報、華中農(nóng)業(yè)大學
聯(lián)系客服