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2006年上海农业生物技术研究进展

来源:上海情报服务平台
摘要:近年来,上海科学家在植物基因组、模式植物、作物改良、绿色农药以及农用抗生素等方面开展了具有国际水平的特色研究,相继取得了破译水稻基因图谱、成功克隆羊、率先成功克隆南昌霉素生物合成基因簇并提出合成模型,以及率先全面分析了杀念菌素生物合成基因簇的结构、组成与功能等极具国际影响力的成果。2006年,上海科学......

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  近年来,上海科学家在植物基因组、模式植物、作物改良、绿色农药以及农用抗生素等方面开展了具有国际水平的特色研究,相继取得了破译水稻基因图谱、成功克隆羊、率先成功克隆南昌霉素生物合成基因簇并提出合成模型,以及率先全面分析了杀念菌素生物合成基因簇的结构、组成与功能等极具国际影响力的成果。2006年,上海科学家又在植物基因组学、作物产量性状改良以及兽用抗生素三大方向获得重大进展。



  1、参与大型国际合作计划完成水稻全基因注释



  中科院上海生化与细胞所参与完成了国际水稻全基因序列注解,这是一项由日本、英国、美国、德国、菲律宾、加拿大和中国等多国协同的大型国际合作计划,成果公布在国际《基因组学研究》杂志上。



  水稻是最重要粮食作物之一,也是世界1/2以上人口的主食,与其相关的遗传学和分子生物学研究一直倍受研究者的重视。水稻基因组(430Mb)是禾谷类作物中最小的,且易于遗传操作并与其他禾谷类作物存在共线性,目前已成为遗传学和基因组研究的模式植物。至2002年,籼、粳稻两个亚种全基因组工作框架图的测定和粳稻基因组全长序列的测定相继完成。完成的成果不仅有利于进一步探明水稻基因功能,而且还有利于阐明更大和更复杂的禾谷类基因组研究,水稻基因组测序的研究成功更是有助于为全人类的食物安全提供保障。



  2、优秀基因种质选育结硕果



  2006年,上海科学家在作物的优秀基因研究和利用基因技术选育优秀种质方面的工作取得重要进展。



  复旦大学研究人员在国际上首次发现了可使谷类种子变成“大个子”的基因片断,论文发表在《整合植物生物学》上,该发现为谷类作物的产量性状改良提供了重要科研储备。



  近年来,通过基因选育和中外稻种的杂交,上海农业生物基因中心选育开发出具有抗旱潜能的种质资源,培育出的3个超高产抗旱稻,解决了抗旱性能提高中产量下降的难题,继“中旱3号”、“沪旱3号”、“沪旱7号”后又相继通过国家和市级鉴定,在海南、广西、河北、浙江和上海各处结出硕果,2006年,世界上第一份杂交节水抗旱稻不育系“节水”新米正式上市。由于我国水稻生产用水占全国农业用水的70%,所以抗旱水稻研发的成功将使水稻成为节约水资源的“标兵”,为我国节省大量淡水资源,并可大幅减少泥沙流失。



  3、模式植物前沿再获多项突破



  拟南介菜由于其较小的基因组和较短的生命周期而成为研究显花植物遗传最理想的模式植物,相关研究有助于深层次理解植物生长发育和代谢过程中的调控机制,对于建立环境友好的、可持续的农业生产及控制农业病虫害的策略具有指导意义。近年来,拟南介研究已成为我国植物科研领域最前沿、最活跃、最重要的方向之一,而走在我国植物分子遗传学最前列、建有植物分子遗传国家重点实验室的中科院上海生命科学院植物生理生态研究所已在这个方向上获得多次突破。根据2006年12月3日在上海召开的拟南芥研究学术研讨会(由中科院上海植生所和中国植物生理学会主办)交流情况显示,2006年,上海的拟南介研究在植物抗性和信号传导、激素作用机理方面取得了重要进展。中科院上海植生所研究员兼上海交通大学长江特聘教授杨洪全带领的研究组在拟南芥蓝光受体信号传导机理方向取得了该领域突破性进展,2006年又研究证明了红光受体与蓝光受体共同参与植物光控气孔开放的调控,这对植物抗旱研究具有重要意义。植生所的薛红卫研究组在分离生长素分子结合蛋白的基础上,进一步研究了该蛋白在植物细胞分裂中的重要作用,黄海研究组则在叶的极性建成中的表观遗传学作用及其机理方面取得了重要揭示。



  4、畜用抗生素生物合成进入国际前列



  上海交通大学邓子新院士是我国畜用抗生素自主研发的领衔科学家之一,近年来曾先后在南昌霉素、杀念菌素的生物合成基因方面获得了国际首创的重大突破。2006年,邓子新研究组再获两项突破,一项是与美国的华盛顿大学、俄勒冈州立大学合作,成功克隆了又一具有重要农业应用和经济价值的抗生素农药——井冈霉素的生物合成基因簇,从27个基因中定位了合成井冈霉素所需的8个基因,在异源宿主中实现了井冈霉素及其前体有效氧胺的工程化组装和表达,提出了井冈霉素的生物合成模型,并为主要农作物水稻的转基因抗真菌育种提供了全新的候选基因。另一项是在前期对南昌霉素生物合成机理研究的基础上,与美国布朗大学合作,成功解析了这类抗生素的胞内释放机制。两项成果先后登上《细胞》系列期刊之一《化学生物学》,成就了该研究组近年来在多种抗生素生物合成机理和代谢工程研究方面对该杂志的四度问津,代表着我国的抗生素生物合成研究已成体系并进入国际领先行列。
作者: 2007-4-6
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