1、水稻生物学国家重点实验室2001-2005 工 作 报 告2006年5月12日,实验室名称： 水稻生物学国家重点实验室(State Key Laboratory of Rice Biology) 学科领域： 水稻生物学-农业领域 研究类别： 应用基础研究 依托单位： 中国水稻研究所、浙江大学 主管部门： 农业部 实验室主任： 钱前,实验室概况,产量约占我国粮食总产量的40%，约占全球稻谷产量的1/3 我国60%以上人口以水稻为主食,水稻生产的意义,实验室的发展,1993年 成立农业部水稻生物学重点实验室 1996年 农业部重点实验室评估 A级 1999年 农业部重点实验室评估 A级 2001年
2、 参加国家重点实验室评估 第33位（总数56） 2003年 开展国家水稻生物学重点实验室建设,瞄准目前粮食生产面临的主要问题,种质资源匮乏、流失相当严重 产量、品质及抗性亟需提高 创新性材料及有利基因相对较少,实验室目标与定位,实验室目标与定位,主要研究内容,1 水稻种质改良与创新的遗传学基础研究*优异种质资源的发掘、创新和利用*稻的演化、遗传多样性及保护生物学研究*遗传学重要研究材料构建及重要性状的遗传机理 2 水稻产量与品质基础理论研究 *杂种优势机理*理想株型塑造理论*品质形成机理,根据目标与定位确定4 个研究单元,3 水稻环境生物学研究*水稻与环境的相互作用*有害生物的可持续控制*转基
3、因水稻环境安全性 4 水稻分子育种研究*基因定位与克隆*转基因技术*分子标记辅助选育技术*分子设计和生物反应器,主要研究内容,实验室构成,建立了世界上现存分布最北（28N）的 江西东乡野生稻原位保存基地,在海南陵水建立了我国唯一专门为南繁服务的开放实验站,为科学院和相关大学从事水稻基础研究的科研人员提供材料处理平台 为省级农科院水稻育种提供生物技术育种平台 上百人次以上的科研者利用了我们生物技术实验站,一、科研项目和经费 二、科研成果 三、队伍建设 四、合作、交流、开放 五、实验室建设和运行管理,2001-2005年工作汇报,一、科研项目和经费,其中：25 项任务 2607万元 (34%),8
4、63（包括子课题） 26 973 （包括子课题） 17 国家自然基金重点 1 杰出青年基金 3 省部重大 2 转基因专项 10,二、科研成果,代 表 性 成 果1,水稻种质资源的收集、评价与共享,种质资源是最为重要战略性物质，世界各国都在千方百计争夺 种质资源的收集保存是长期基础性工作，需要科学家长年无私奉献 种质资源中挖掘的有利基因一旦应用，其产生效益将不可估量,我国水稻种资创新基地,“中国农作物种质资源收集保存评价和利用” 项目的主要组成部分获2003年度国家科技进步一等奖,保存7.5万份水稻种质资源 发掘出密阳46、BG90-2等一批重要优异种质，在生产上发挥重大作用,建成了国内最大的单
5、项作物种质库，面向全国开放服务,提出核心种质的理论和研究方法,核心种质样本数4355份 保持遗传变异95,新收集、鉴定国内外种质资源3246份 对外免费发放实物种质达11567份次 4355份规模的中国稻种资源核心种质 完成6000多份种质同功酶及指纹鉴定,长期进行稻种资源的发掘 鉴定出许多有利基因用于生产,紧穗野生稻（非组）抗褐飞虱基因导入栽培稻 定位于第 2 染色体 抗褐飞虱优异中间材料,稻米品质温度钝感材料发掘利用与成果产业化,长期进行稻种资源的发掘 鉴定出许多有利基因用于生产,代 表 性 成 果2,印水型水稻不育胞质的发掘及应用,杂交水稻是中国对世界农业生产的最大贡献 目前生产上应用最
6、广的有四类不育系 袁隆平的野败型、朱英国的红莲型和周开达的冈 D型 实验室创制了新类型印水型,1、栽培稻范围太大 2、不育胞质不会自行表达,栽培稻中发掘新不育胞质的难点,创造了一种从栽培稻中发掘水稻不育胞质的新方法,发掘出10个含有不育胞质的品种,育成了三个印水型不育系 -32A、优1A、中9A,与传统野败型雄性不育相比,印水型雄性不育具有三高一低的优点,开花习性好、制繁种产量高,配合力好、杂种产量高,米质优、综合评分高,一低 种子生产成本低,三高,国内第二大不育系(25%左右) 培育审定组合196个 累计推广4.05多亿亩 开创了我国杂交稻高产制种新时代,生产应用,2005年 获国家科技进步
7、一等奖,1994年8月24日，美国人布朗发出谁来养活中国？提醒我们：粮食产量必须进一步提高 2005年12月15日，联合国粮食计划署在北京宣布基于中国在解决温饱方面取得的成就，持续26年的对华粮食援助正式结束 实验室与杨守仁和袁隆平先生共同倡导的中国超级稻研究发挥了巨大作用,超级稻的选育理论及其应用,代 表 性 成 果3,筛选出一套可用于籼粳分类的分子标记，提出中间型是目前超级稻育种亲本优选模式的学术观点 协优9308浙江新昌最高亩产818公斤,累计面积1000万亩以上,将叶片光合作用与根系活力引入到株型育种中提出超级稻的生理模型，为选育提供量化的生理学指标,研制出超级稻栽培技术,将良种良法配
8、套 真正实现了超级稻技术集成,使超级稻在生产上发挥的作用越来越大,2004年 获国家科技进步二等奖,分子育种平台建设及其成果,代 表 性 成 果4,进一步提高产量、品质和抗性，必须从传统的经验型改变成生物技术辅助型，随机选择必须过渡到定向选择，这样才能大大提高育种效率。,中组14,水稻有利基因的快速转育及多抗、优质新品种选育,分子标记辅助育种与组培相结合,分子标记辅助抗稻瘟病、白叶枯病育种,利用IRRI引进的xa5基因,用农杆菌介导法将密码子优化后的cry1Ab导入水稻，获得了稳定遗传达16代的转基因克螟稻1号和2号 实验室还培育出许多抗白叶枯病、高氨基酸、耐盐转基因水稻,转基因水稻品系培育,
9、6个组合已获国家和（或）省级审定,协优218 2002年江西省审定 国稻1号 2004年国家和江西省审定、2005年安 徽省认定 3. 国稻3号 2004年浙江省和江西省审定 4. 优8006 2005年浙江省审定 5. 中优218 2003年江西省审定、2004年国家审定 6. 优218 2005年浙江省审定,分子标记辅助选育的新品种,代 表 性 成 果5,突变体平台建设和重要基因克隆,通过创造各类种质资源，阐明其遗传规律，为分子育种服务,水稻分蘖基因MOC1 Li et al., Nature, 2003, 422: 618-621（合作完成）水稻突变体库及各类遗传材料创制,水稻MOC1基
10、因,突变体的大规模筛选,突变体库和重要遗传材料群体的构建,T-DNA插入突变体库 5万余个T-DNA插入的转基因株系。,非插入突变体库 水稻理化诱变突变体约5万株系,Wild type,bc1 mutant,BC1: 控制水稻纤维素含量的重要基因,水稻BC1基因编码一个COBRA-like蛋白, 在次生细胞壁的生物合成过程中具有重要作用（合作研究）。,日中科学家克隆了高产基因为新的绿色革命铺平了道路,已经克隆和正在克隆的部分重要基因,重要基因应用,moc1用于改良超级稻株型,bc1用于饲料稻选育,2005 获国家自然科学二等奖（合作完成）,共发表论文405篇 SCI收录77篇 出版专著17部,
11、1999年以来，连年被列入 “论文被引用频次科研机构50强”,审定品种38个 成果年应用面积1.5亿亩以上,三、队伍建设,固定人员 32 人 研究员 23 人副研究员 8 人助研 1 人 流动人员 (外国专家7人) 41 人研究员 18 人 副研究员 14 人高实 4 人助研 5 人,实 验 室 队 伍,已毕业研究生 157 人硕士 61 人 博士 87 人博士后 9 人在读研究生 122 人硕士生 63 人 博士生 59 人,培 养 研 究 生,1. 程式华研究员，2004年获国家科技进步二等奖，排名第一 2. 周雪平教授，2001年获国家杰出青年基金资助,长江学者 3. 钱前研究员，200
12、4年获国家杰出青年基金资助，2005年获国家自然科学二等奖，排名第二 4. 沈志成教授，2004年获国家杰出青年基金资助 5. 朱德峰研究员，2004年获国家科技进步二等奖，排名第四 6. 沈希宏助理研究员，2005年获国家科技进步一等奖，排名第四,实验室优秀中青年,四、合作、交流、开放,全面开放 资源共享,大型设施：人工气候箱群、种质资源库、温室等大型设施由实验室负责管理，全面开放使用 专业仪器：电子显微镜、全自动测序仪、基因枪、毛细管电泳仪、各类光谱分析仪等专业仪器分别集中由各专业公共实验平台指定专人负责管理，开放共用 通用仪器：PCR仪、电泳仪等小型通用仪器为各相应课题组配备齐全，由课题
13、组负责管理使用,资源共享平台,水稻种质库资源 水稻突变体库资源 水稻遗传学群体 ,20012005年，为全国25个省（市）87家科 研院所提供各类水稻种质11567份次,资源全面开放共享,突变体及遗传群体发放：3000份次以上,中科院 清华大学 南京大学 浙江大学 国内主要水稻研究所,国际合作,近年来随着国家实力的增强，实验室外派专家指导和接受第三世界研修生越来越多,为我国水稻科技向世界传播做出了贡献,“十五”期间开展的国际合作达31项，获得的外汇经费折合人民币超1500万元，建立了中日、中韩、中美及中法等合作关系,开 放 课 题,实验室从建立开始，就在中国水稻科学基金支持下，设立开放课题,2
14、001年-2005年有18项获得资助,举办学术会议,第一届全国水稻突变体，功能基因组学与生物技术育种研讨会（2005） 第五届杭州植物病理与生物技术国际研讨会 （2005） 第八届国际木霉和粘帚霉学术研讨会 （2005） IRRI-CNRRI水稻功能基因组与分子育种研讨会(2005) 中日“水稻株型的种质创新及分子育种”学术研讨会(2005),五、实验室建设和运行管理,依托单位大力支持,浙江大学提供3000M2 集中实验场地,中国水稻研究所提供5600M2 集中实验场地,实验室管理运行机制,学术委员会指导下的主任负责制 研究方向：实验室统一规划，学术委员会指导，责任专家集体讨论 实验室内部广泛
15、的合作研究： 程式华庄杰云 吴殿星胡培松(分子育种); 杨长登李西明 (生物技术育种); 孙宗修朱旭东钱前 (突变体库); 魏兴华曹立勇吴建利郭龙彪 (资源创新); 周雪平宋凤鸣 (寄主病毒互作) 学术活动：学术年会、同行评价，特邀学术报告、课题组内定期学术讨论会 建立健全了安全、仪器设备、药品保管使用以及经费使用、人员流动等管理制度,承担任务情况,发表论著情况,成果获奖情况,专利及品种,研究成果方面与上5年相比,固定人员,培养研究生,固定人员,人才培养方面与上5年相比,奖 励,国家科技进步一等奖（2005年）印水型水稻不育胞质的发掘及应用 张慧廉第一完成人 国家科技进步一等奖 （2003年）
16、中国农作物种质资源收集保存评价和利用 中国水稻研究所作为水稻作物的牵头单位 国家科技进步二等奖（2004年）超级稻协优9308的选育、超高产生理基础研究及生产集成技术的示范与推广 程式华为第一完成人 国家自然科学二等奖（2005年）高等植物株型形成的分子基础 钱前为第二完成人,今后工作打算,重点建设稻种资源学研究平台：如大力开展有利基因发掘利用；改良超级稻的产量、品质和抗性来保障我们国家的粮食安全 加强植物抗病虫机理研究：增产同时考虑环境友好 大力推进分子育种研究：将克隆或定位的新基因(位点)用于生物技术育种，育成的新品种生产上大面积应用,5年来实验室在种质资源创新、超级稻分子育种、水稻突变体、重要基因的克隆研究等方面，取得了可喜的进展，形成了多学科协作创制重要资源、多途径并举攻克关键技术和将遗传资源、生物技术渗透到各个研究领域三大鲜明特色，为我们国家粮食安全做出显著贡献。,总 结,谢谢各位专家！,人与自然和谐，就在水稻生物学实验室,
