安徽农业大学生命科学学院实验室建设

生物质改良和转化实验室

生物质改良与转化实验室于2007年获得安徽省教育厅批准。近年来,实验室在生物质遗传资源的发掘与改良、生物质材料的研究与利用、生物质能转化理论与技术等方面,承担了国家“863”计划、自然科学基金、“十五”计划、省部级重点项目等50余项相关项目的研究,为前期工作奠定了良好的基础,形成了一定的优势和特色。经过多年建设,实验室形成了以中青年博士、教授为主体的学术梯队,具有良好的研究平台和实验条件。

实验室形成了特色明显的单一研究方向:1,生物质遗传资源的探索和改良方向,建立了生物质材料和能源生物遗传改良的新技术和新方法。首次将低能离子束技术应用于玉米、棉花、能源藻和PHA、L-乳酸、D-乳酸、甲烷微生物菌株的诱变和遗传转化,将分子标记技术应用于玉米对生性状基因和高直链淀粉ae基因的基因定位和辅助选择。一批新的能源和材料生物学种质被发现和创造。先后收集和挖掘了玉米、棉花、甜高粱、蓖麻等2000多份能源和物质种质,筛选了PHA、乳酸、纤维素酶、脂肪酶、产氢产甲烷细菌、能源藻类种质等100多种微生物菌株。2.生物质材料的研究和利用方向,突出农业生物质功能材料的研究和利用。在天然高分子材料方面,先后对魔芋飞粉、壳聚糖和淀粉进行了辐照和化学改性。加强淀粉和纤维材料的生产。以玉米等淀粉、彩棉纤维、蚕丝的材料特性、辐射和化学改性研究为基础,开展淀粉基材料在食品中的应用研究,探讨淀粉基可降解塑料生产的关键技术,特别是玉米淀粉的辐射改性技术,创造出热塑性淀粉塑料、农用地膜、食品包装膜等产品。3.生物质能转化的理论和技术方向,利用废弃生物质发展农村能源。基于农村丰富的秸秆等有机废弃物的转化,研究了农作物秸秆和农林废弃物的生物质气化和热解液化制备生物油的关键技术。突出生物转化,减少环境污染。先后研究了淀粉乙醇的发酵工艺和藻类及微生物产油的代谢途径。还开展了淀粉质原料乙醇生产新工程菌的构建,有望减少乙醇生产步骤,缩短发酵时间,降低能耗,节约成本,形成新技术。

实验室总占地面积765,438+000平方米(其中辐照中心4000平方米,天然高分子分离加工中试基地2000平方米)。拥有生物物理学省级重点学科,作物遗传育种、作物生物技术和微生物学3个博士点,生物化学与分子生物学、遗传学和微生物学多个硕士点,国家林业辐照中心和* * *共建的“离子束生物工程”省。

实验室拥有用于遗传改良的离子注入机、10多种激光器、10万居里钴源、基因枪、荧光定量PCR仪、激光动态散射仪、细胞遗传工作站、脉冲电泳转基因系统等。有钴源、高性能液体分析仪、荧光分析仪、GC-MS分析仪、原子力显微镜、超临界萃取器、柱色谱系统、发酵罐、冷冻干燥机、扫描电子显微镜以及用于材料和能源研究的三维成像。仪器设备总价值2000多万元。

自2005-2010以来,实验室承担了国家“863”计划5项,国家自然科学基金8项,国家“十五”科技攻关、农业部和科技部转基因及成果转化基金专项、安徽省“十五”和“十一五”科技攻关、安徽省人才基金、安徽省自然科学基金等省级科研项目20项。五年来,参与完成国家科技进步二等奖成果1项,获省部级二等奖1项,三等奖4项,育成玉米、棉花、大麻等农作物新品种6个,筛选微生物菌种300余株,开发农业功能材料、生物质新材料、生物质能转化新产品及装置20余项,申请专利14项,通过省级成果鉴定12项。

安徽省作物生物学重点实验室

安徽省作物生物学重点实验室于2008年6月获批建设,依托安徽农业大学作物科学与生物学2个博士点、博士后流动站和安徽省作物遗传育种、作物栽培、遗传学与生物物理学省级重点学科。盖俊义院士是学术委员会主任,安徽农业大学副校长,农业部玉米专家组成员。安徽省玉米工程技术研究中心主任、安徽省现代玉米产业技术体系首席专家、安徽省“115”玉米遗传改良与产业化技术研究创新团队负责人程北久教授任实验室主任。现有固定研究人员48人,其中教授(研究员)22人,副教授14人,其中博士学位36人。形成了以中青年博士、教授为主体的作物遗传育种和产业化研发团队。

重点发展作物分子生物学、作物种质创新与品种改良、作物生理生态学三大方向。近年来,先后承担国家科技支撑计划、重大转基因工程、863计划、国家自然科学基金、国家成果转化基金等国家级项目40余项,省级及各类重点项目30余项,获得省级以上奖励15项,其中一等奖3项,二等奖4项,育成小麦、玉米、水稻、棉花等主要农作物新品种265438个。为安徽省“三大粮食行动”和实施粮食增产计划提供了强有力的技术和人才支撑。

作物分子生物学的研究方向。今年围绕玉米、小麦、水稻、大麦等作物开展了生物信息学和重要性状的基因克隆与功能分析。从玉米、水稻等作物中克隆了40多个与产量性状、光合效率、品质和抗逆性相关的基因,部分基因得到了功能验证。特别是利用已发表的玉米基因组数据库,对玉米全基因组抗病基因、WRKY调控因子、细胞分裂素调控基因等几十个基因家族进行了系统分析,形成了在玉米基因组学和比较基因组学研究中的优势。发表SCI论文2篇,投稿SCI论文7篇。建立了用于玉米等作物基因功能体外验证的大肠杆菌分析技术体系,开发了一套具有自主知识产权的安全高效的作物转基因筛选和标记技术,构建了利用玉米红色荧光蛋白CobA和绿色荧光蛋白突变体的廉价通用T载体。对天然彩色棉彩色纤维的形成机理和棉花新品种的分子标记辅助育种进行了研究。

玉米基因组学和小麦优质、高产、抗逆性等重要性状的分子基础研究;

本文重点介绍了玉米基因组的结构、功能和进化,并通过比较基因组学分析了玉米基因家族的特征,为玉米基因家族的功能分析和新基因的发掘提供了依据。研究了130基因家族中15000基因的特征,并建立了数据库。研究了玉米全基因组基因家族的生物学信息和进化,分析了玉米NBS基因、WRKY基因、HSFs基因等120个基因家族中1万多个基因的特征、分类、染色体定位和表达模式,以及与高粱、水稻等相关物种的比较基因组学。发表SCI论文20余篇。

优质、高产、抗逆的玉米分子育种、育种材料选择和小麦种质创新;

在国内率先建立了玉米原位转化和低能离子束转基因新技术,提出了低能离子束介导的棉花转基因技术,育成了一批棉花基因型新材料和品系。开展了玉米和水稻淀粉代谢调控、抗病性、木质素和纤维素的转基因研究,获得了高直链淀粉、低木质素和抗病毒等重要的玉米和水稻转基因材料。通过低能离子束诱变和分子标记辅助选择,创造了一批高淀粉、高直链淀粉和甜糯玉米新种质,育成了8个高淀粉、高品质甜糯玉米新品种。建立了一套完善、高效、简便的玉米植株转化体系。

运用生理选择技术、抗性鉴定技术、品质分析技术、养分利用分析技术和分子标记技术,将常规育种方法与分子育种方法相结合,开展优质、高产、抗逆、高效小麦新品种选育研究,培育出适合在我省淮北麦区和长江中下游大面积种植的小麦新品种。同时在育种过程中积极开展先进育种理论的研究,推动现代小麦育种理论的突破。

玉米新品种选育、小麦新品种选育和育种理论创新;

高淀粉玉米组合安龙4号已种植50万亩,创造经济效益5亿元。种植甜玉米3个品种6.59万亩,直接经济效益1.62万元。将传统育种与生物技术相结合,选育出三个优质、高产、多抗的甜玉米新组合。万宇10——早熟,多抗(抗旱、耐涝、抗叶斑病),优质高产,双穗多穗率高,适宜加工鲜棒、冻粒、竹笋。万宇14——早熟、多抗(抗倒伏、抗逆、抗叶斑病、抗玉米螟)、优质、高产、大粒型,适宜冻粮、冻棒加工。万宇15——一个优质、高产、多抗强化甜玉米组合,适宜冷冻棒加工。是安徽省近年育成并首次审定的甜玉米新品种,在品质、抗逆性、早熟性、鲜食加工特性等方面均优于目前安徽生产上推广的品种。

同时,建立了三个杂交组合高产制种的良种繁育技术体系;形成了甜玉米新品种无公害安全栽培技术规程;建立了甜玉米种子质量和质量鉴定技术。研究了用甜玉米棒代替木材栽培香菇的培养基配方和栽培平菇的栽培技术。建立了鲜棒保鲜技术和冷冻棒加工技术,开发了冷冻棒新产品。

万宇系列甜糯玉米新品种平均亩产900公斤,生育期短,约80天,富含多种可溶性多糖、维生素和微量元素,可作为优质“水果玉米”和健康食品开发利用。目前,安徽示范推广面积超过65438+万亩,直接经济效益达4亿多元。

培育了7个小麦新品种,即安农92484(国家试验)、皖麦33、皖麦41、皖麦42、皖麦48(国家试验)、皖麦49和安农0305。其中,皖麦48和皖麦49获得国家新品种保护。筛选创造了一批优良的小麦育种材料。目前已有7个新品种申请了省级区域试验和国家级预试验,分别是安农0807、安农0818、安农0822、安农0826、安农0849、安农0850和安农0711。四个品种已经进入生产试验。

玉米高产高效生产关键工程技术和新品种高效栽培技术体系研发;

围绕安徽省玉米振兴规划和“四好工程”,加强产品和技术研发。提出了农机农艺三结合技术,开发相关产品,并进行推广示范。

根据新品种的农艺性状、适应性、抗逆性、产量水平等特点,研发高效配套技术体系,研究良种良法配套技术,并推广应用,提高新品种生产效率。