2015年作物生态与分子生理学科技创新团队招生
作物生态与分子生理学科技创新团队系福建农林大学生态学一级博士点、福建省生态学重点学科、作物遗传育种与综合利用省部共建教育部重点实验室所属的核心研究团队,本团队的形成紧紧围绕作物“优质、高产、高效、生态、安全”之根本目标,坚持“立足本省、面向海西、服务全国”的建设理念,坚持学科建设与人才培养紧密结合,提高人才培养质量,紧紧围绕现代农业发展的热点问题开展深入而系统的工作。本团队以多学科合作、理农结合、服务三农、协调发展为宗旨,以生态系统中具有区域特色的生物种群为研究对象,从分子、个体、种群、群落和系统水平,深入研究生命系统与环境系统之间相互作用规律与发展机制,促进了团队的可持续发展和服务能力的整体提高,并形成了4个具有明显优势和区域特色的研究方向。
2015年面向全国招收研究生20名,欢迎全国各地优秀大学生申请加入。
1. 作物根际生物学及其分子生态机制研究
根际是植物、土壤和微生物及其环境相互作用的核心区域,是植物、土壤物质和能量交换最剧烈的区域,以及有益、有害物质传输并进入植物系统,参与食物链循环的必经通道。植物根系分泌物强烈地影响了根际的生物学和化学过程,通过调控作物根际作用来实现环境友好型作物栽培管理,是应对当前环境恶化等重大生态学问题的关键,已成为国内外研究的热点,是国际研究的前沿领域。本团队一直跟踪该领域,围绕作物根际生物学这一关键问题,从高产栽培、生态调控、逆境胁迫等方面开展了系统和深入的研究。特别是基于作物化感作用的土壤微生态系统研究基础上,结合蛋白质组学、基因组学和代谢组学等分子生物学研究技术,在植物-化感物质-土壤微生物之间关系研究上取得重要突破。已成功获取水稻、烟草、地黄、牛膝等种植土壤的蛋白质DNA/RNA分析数据,为揭示作物连作障碍的土壤微生态系统机制,建立植物-化感物质-土壤微生物之间的互作影响网络关系和因果关系提供了重要研究成果。该研究技术还将在环境胁迫下作物根际动态与根分泌物的微生态系统机理、作物根系分泌物对土壤营养元素的吸收利用影响和对有害元素的屏蔽和解毒机理、根系分泌物在作物连作障碍中的作用机制与消减技术等方面进一步深入研究与应用。
指导老师:林文雄(教授)、林瑞余(教授)、林向民(教授)、林生(讲师)
2. 作物化感作用与分子生态学研究
是我国最早开展以水稻为主的作物化感作用研究的团队之一。在国家自然科学基金、教育部优秀青年基金、博士点基金以及省自然科学基金重大项目等连续资助下,已在作物化感作用种质资源筛选、遗传生态学分析、化感物质分离与鉴定、化感性状的发育遗传、QTL定位及其与环境的互作效应、化感作用潜力变化的分子机理等研究上取得了重要进展,研究对象扩大到水稻、小麦、大麦、烟草、甘蔗等作物,以及地黄、牛膝、太子参、鱼腥草等药用植物的化感作用、连作障碍机理及其消减技术和化学除草等方面。尤其是近年来运用蛋白质组学、抑制消减杂交技术、RNAi、基因过量表达、荧光定量PCR、宏基因组学等理论和方法,开展了植物化感物质产生与释放的分子机理及基因定位研究,进一步揭示了化感作用内在的化学调控机制,在国际上首次提出应用杂交水稻的杂种优势利用与化感作用相结合的技术选育抗草杂交稻组合,取得了显著进展,引起国际同行的极大关注。
指导老师:林文雄(教授)、张重义(教授)、何海斌(教授)、方长旬(助理研究员)、吴林坤(讲师)
3. 作物逆境生理与分子生态学研究
本方向在国家自然科学基金、教育部骨干教师研究计划和省科技重大/重点项目等课题的资助下,系统地开展了不同逆境胁迫条件下水稻对逆境的抗性生理与分子应答研究,着重从功能蛋白质组学的层面上分析植物与环境系统的互作效应。目前已在植物抗逆生理机制研究、药用植物代谢途径分析和逆境胁迫下水稻的功能蛋白质组学研究等方面,形成显具特色的研究方向。特别是运用分子生态学的理论和方法,解决诸如基因表达、蛋白质功能、蛋白质翻译后修饰等重大科学问题。体现在:第一,逆境胁迫下水稻蛋白质磷酸化作用机理研究。首先应用特定抗体免疫技术和PRO-Q技术,鉴定出ABA调控下水稻6个蛋白质发生磷酸化修饰和在干旱胁迫下水稻叶片10个磷酸化修饰蛋白质,其中G 蛋白为两者共同调控的磷酸化蛋白质。第二,逆境胁迫下水稻蛋白质的互作机理研究。首次应用Blue Native Polyacrylamide Gel-Electrophoresis (BN-PAGE)技术分析干旱胁迫和高温胁迫下的水稻叶片和根系蛋白质的互作现象。第三,UV-B辐射增强下水稻的生理机制和抗性遗传研究。从糖类代谢、蛋白表达、信号转导等方面对UV-B辐射增强下水稻的生理机制和抗性遗传进行了研究,取得了重要成果,为水稻抗逆育种奠定基础;第四,营养、干旱、盐分及重金属胁迫下植物的抗性生理和分子应答研究。对干旱、盐分胁迫下药用植物、水稻的生理响应与信号转导,特异基因差异表达与调控、胁迫蛋白的产生与功能鉴定、核质互作、相关性状的QTL定位及其与环境的效应及其分子机理研究取得显著的进展。
指导老师:林文雄(教授)、何华勤(教授)、杨桂娣(教授)、朱希(讲师)、贾琪(讲师)。
4. 作物高产生理与分子生态学研究
本方向在国家自然科学基金、教育部骨干教师资助计划、博士点基金和农业部丰收计划等项目的连续资助下,紧紧围绕我省主要粮食作物高产形成的生理生态过程与机制作了深入而系统的研究,特别是针对传统上运用比较生理学的观点和方法研究作物高产形成的理论与技术的不足,提出了运用作物发育、遗传生态学和分子生物学原理研究作物高产形成的生理过程与分子机制的观点,开展了再生稻超高产生理生态特性、早晚季水稻生理特性、杂交水稻产量与品质形成的发育生理与遗传生态学研究。近年来运用蛋白质组学、基因组学、生物信息学等方法研究了水稻强弱势粒灌浆差异的分子生态机理、强优势杂交稻及其亲本基因差异表达的规律与机制等,取得重要研究进展。该方向将传统的作物栽培学与现代分子生物学理论与技术结合,运用现代分子生物学理论解释作物高产的生理生态机制和调控方法,在全国率先提出了分子栽培学的理论与技术思想并不断实践,引起国内同行的广泛关注。
指导老师:林文雄(教授)、魏道智(教授)、黄锦文(教授)、张志兴(助理研究员)