团队合影
中国农业科学院作物科学研究所小麦组培转化实验室长期从事小麦组织培养、遗传转化、分子标记开发、染色体工程育种、再生相关基因克隆和基因编辑等研究。实验室现有研究员1名,副研究员2名,高级实验师1名,博士后研究人员1名,合同制聘用人员4名,博士研究生5名,硕士研究生8名。目前承担国家自然科学基金3项,转基因重大专项子课题2项,国家和宁夏重点研发子课题各1项,国际合作课题1项。近年来在《Plant Biotech J》、《J Exp Bot》、《Food Chem》、《Theor Appl Genet》、《Crop J》、《BMC Plant Biol》、《Plant Cell Rep》、《BMC Genomics》、《Crop Sci》、《Crop Protection》、《作物学报》、《中国农业科学》、《遗传》、《生物工程学报》等国内外期刊上发表论文120多篇,其中在《作物学报》上发表论文19篇。获得国家发明专利13项、国际发明专利PCT协定1项,培育小麦新品种3个、染色体工程育种新材料多个,开发小麦近缘种属染色体特异PCR标记229个,获得省部级科技进步二等奖和三等奖各1项,培养博士和硕士研究生20多名。论文研究背景小麦组织培养再生效率是利用细胞工程、转基因和基因编辑技术改良小麦的关键环节,但小麦植株再生存在着强烈的组织特异性和基因型特异性。由于筛选基因型和研究再生性状遗传机制的工作量大、影响因素多、可控性差等原因,相关研究比较少。为了提高小麦转化效率,本实验室对我国多个主推小麦品种不同外植体的再生能力进行了系统评价,筛选了CB037、新春9号、轮选987、石4185等再生能力强、农艺性状优良的小麦基因型,为小麦转基因和基因编辑研究提供了优良受体。从小麦中克隆了再生相关基因,显着提高了小麦再生效率和转化效率,转化济麦22、西农979、郑麦7698等多个商业化小麦品种获得了成功,基本克服了基因型的依赖性。结合引自日本的PureWheat技术,建立了小麦大面积推广品种高效转化体系和基因编辑体系,转化效率15%~30%,编辑效率40%~60%。进一步利用CRISPR/Cas技术编辑小麦精子细胞质特异性磷脂酶(MTL)基因,同时敲除了小麦A、B和D基因组上3个拷贝TaMTL基因,获得了宁春4号等小麦品种遗传背景的单倍体诱导系,自交群体中单倍体诱导效率达18.9%。这些研究结果为利用细胞工程、染色体工程、转基因和基因编辑等技术培育小麦新品种提供了保证。同时,利用分子标记辅助选择,将簇毛麦中的抗白粉病基因和高大山羊草中的优质基因回交转育到了春小麦优良品种中,培育的新品系正在宁夏参加区域试验和鉴定试验。实验室今后的研究工作将侧重基于小麦诱导系的单倍体育种体系建立,利用转基因和基因编辑技术改良小麦营养品质,利用染色体工程技术培育小麦新品种。
匈牙利同行参观实验室细胞染色体工程育种材料
在《作物学报》发表论文
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