甘肅省作物遺傳改良與種質創新重點實驗室

甘肅省作物遺傳改良與種質創新重點實驗室（Gansu Key Lab of Crop Improvement&Germplasm Enhancement）是由甘肅省科學技術廳和甘肅農業大學聯合共建的省級重點實驗室，依託於甘肅農業大學。實驗室是在原甘肅農業大學農業生物工程研究所、甘肅農業大學小麥遺傳育種研究所的基礎上，通過人才和資源整合，於2003年成立。張峯教授為現任實驗室主任，中國農科院副院長屈冬玉研究員為特聘專家，實驗室學術委員會主任由中國農業科學院蔬菜花卉研究所熊興耀教授擔任。實驗室下設5個功能實驗室：基因工程室、分子標記室、細胞工程室、種質資源室、植物組織快繁室。

重點實驗室以甘肅主要農作物的遺傳改良為總目標，以發掘和利用主要作物、中藥材和牧草等種質資源中對重要農藝性狀、品質性狀、抗旱耐鹽、抗病蟲等性狀的有利基因為重點，通過分子標記系統進行遺傳圖譜構建和基因定位，繼而進行功能鑑定、基因克隆和利用；建立分子標記輔助選擇和細胞工程育種體系。 重點實驗室2004年以來完成國家攻關、863計劃、國家自然基金、科技部西部專項和甘肅省攻關項目等12項，目前承擔項目包括973前期研究、國家自然基金、國家支撐計劃、863計劃、農業部行業專項及省級項目等24項。2004－2007年在國內外學術刊物上發表學術論文150餘篇，育成新品種6個。獲省部級以上成果獎勵6項；申請了國家專利1項；鑑定成果9項。 ^[1] 

重點實驗室的研究方向是圍繞農作物遺傳改良這一總體目標，以發掘主要作物和牧草種質資源中重要農藝性狀基因、抗旱耐鹽基因、抗病蟲基因、有效成分基因為重點，進行功能基因克隆、鑑定和利用；構建遺傳圖譜；建立分子標記輔助選擇和細胞工程育種體系。使該實驗室成為甘肅農業科技進步、高科技產業發展和人才培養的技術平台。以應用基礎研究為主，向基礎研究和應用研究延伸。瞄準學科前沿將常規技術與生物技術相結合，分別從作物的羣體水平、個體水平、細胞水平和分子水平研究農作物的遺傳行為，為農作物的遺傳改良提供新理論、新技術、新方法、新材料和新品種。

研 究 內 容 1、分子標記輔助育種 蒐集作物和牧草種質資源，特別是乾旱和高海拔生態環境所特有的植物種質資源；對其形態、農藝、品質、生理生化、有效成分、抗病蟲、抗逆等性狀進行鑑定評價；構建作物、牧草或特殊地理環境植物的基因組文庫或cDNA文庫；從中篩選、分離重要功能基因；通過基因序列比較，研究基因的演化和起源，探明不同物種間相似功能基因在結構、組成和調控上的異同，為基因工程育種和種質資源創新奠定基礎。

利用分子標記技術，對甘肅省優勢作物和牧草的重要性狀篩選分子標記，構建目標性狀遺傳連鎖圖譜，建立分子標記輔助選擇技術體系，提高育種選擇效率、加快育種進程。

2、基因工程育種 集中優勢科技力量，對全省主栽作物馬鈴薯、小麥、玉米和油菜等，針對威脅作物生產的乾旱、鹽鹼和主要病害為主攻方向，以提高育種效率、改善作物品質和產量為總體目標，開展植物基因工程育種研究。

目前實驗室所開展的植物基因工程育種研究主要包括兩個方面：一是植物表達載體開發和構建策略研究，二是遺傳轉化方法和體系的優化研究。關於植物表達載體開發和構建策略的研究包括三項內容：①新型啓動子的分離研究；②新穎選擇標記基因的分離和應用研究；③用於多個外源功能基因轉化的植物表達載體開發研究。關於遺傳轉化方法和體系的研究，針對不同作物篩選出優良的轉化方法，優化遺傳轉化再生體系，提高轉化效率。

3、細胞工程 研究作物遺傳育種中，利用細胞工程技術進行作物和牧草染色體降倍和加倍的有效途徑；進行基因單倍體水平上的選擇，使其快速純合，獲得優良純系，為基因工程育種和常規育種提供基礎材料。在細胞水平上，進行抗逆突變體創造和篩選，為抗逆基因的定位、分離及抗逆品種的選育提供基礎材料；開發利用低温、超低温和生長抑制劑等措施，研究和開發作物和牧草種質資源保存的有效途徑，為資源的保存和交流提供安全材料。此外，開展天然藥用植物細胞培養生產有經濟價值的次生物質的研究，為植物有效成分的開發和利用奠定基礎。

甘肅省作物遺傳改良與種質創新重點實驗室是依託於甘肅農業大學，由甘肅省科技廳批准，於2003年正式成立的省級重點實驗室。現任實驗室主任張峯教授，中國農業科學院蔬菜花卉研究所熊興耀教授任實驗室學術委員會主任。實驗室下設分子標記實、基因工程室、種細胞工程植室、質資源室、接種培養室等功能試驗室。

作物遺傳改良與種質創新重點實驗室覆蓋作物學一級學科博士點，草業學、園藝學，農學等幾個二級學科博士點。與生命科學技術學院、農學院、草業學院、資源與環境學院、林學院、食品科學與工程學院等學院有着密切的聯繫。研究對象涉及馬鈴薯、小麥、玉米、油菜、棉花等主要農作物和果樹、蔬菜等部分園藝作物、中藥材以及牧草等。

圍繞農作物遺傳改良這一總體目標，以應用基礎研究為主，向基礎研究和應用研究延伸。瞄準學科前沿將常規技術與生物技術相結合，分別從作物的羣體水平、個體水平、細胞水平和分子水平研究農作物的遺傳行為，為農作物的遺傳改良提供新理論、新技術、新方法、新材料和新品種。

現有固定人員42人，其中教授14，副教授17人。實驗室實行“統一管理、分級負責、責任到人、全面開放”的運行與管理機制。

目前有室內科研用房800平方米，還有温室、種子掛藏室和田間種植網室、以及近300畝農作物育種基地。擁有DNA測序儀、不同型號的PCR儀、凝膠成像系統、紫外分光光度計、高速冷凍離心機、超速冷凍離心機、細胞融合儀、雙向電泳系統、多種凝膠電泳裝置等一批先進的儀器設備，能較好地滿足分子生物學、細胞工程、種質資源與育種研究等方面工作的需要。

實驗室現有在研課題10餘項。已在國內外各種學術刊物上發表博士、碩士學位論文32篇，科研論文6篇。獲省部級以上成果獎勵3項；申請了國家專利1項；鑑定成果1項。

分子標記實驗室 該實驗室可從事作物數量、羣體和分子遺傳學、生物技術和作物遺傳改良等方向的研究。主要工作包括DNA擴增、PCR技術、分子雜交、基因測序等。 研究內容主要包括以下幾個領域 1、馬鈴薯、玉米、小麥、油菜等重要作物的羣體遺傳結構研究。 2、重要作物系統發育和進化及其遺傳多樣性的研究。 3、馬鈴薯、玉米、小麥、油菜等重要作物的遺傳圖譜構建和數量性狀基因定位以及分子標記輔助選擇育種。 4、作物遺傳改良研究。包括生長性狀改良、作物品質性狀改良和抗逆性狀改良的研究。 該實驗室現有的儀器設備有：基因測序儀、PCR儀、凝膠成像系統、瓊脂糖凝膠電泳儀、台式離心機、聚丙酰胺凝膠電泳儀、電泳儀、垂直板電泳漕、超淨工作台、雜交爐、電子天平、搖牀、製冰機。

基因工程實驗室 該實驗室主要從事基因工程技術和作物遺傳改良等方向的研究。主要工作包括DNA擴增、PCR技術、分子雜交、基因克隆、載體構建、遺傳轉化技術、基因測序、凝膠成像及分析等。 研究內容主要包括以下幾個領域 1、重要農作物、果樹蔬菜、中藥材、牧草及其種質資源功能基因的克隆與鑑定。 2、重要作物系統發育和進化及其遺傳多樣性的研究。 3、作物、果樹蔬菜、中藥材及牧草基因工程研究。 4、作物遺傳改良研究。包括生長性狀改良、作物品質性狀改良和抗逆性狀改良的研究。 該實驗室現有的儀器設備有：基因分析儀、PCR儀、凝膠成像系統、瓊脂糖凝膠電泳儀、細胞培養箱、台式離心機、聚丙酰胺凝膠電泳儀、電泳儀、垂直板電泳漕、超淨工作台、雜交爐、電子天平、搖牀、製冰機、酶標儀等。 細胞工程室 該室以植物細胞工程在農作物改良中的應用為主要研究方向。可從事原生質體培養、細胞融合、花粉單倍體培養、組織切片的製備、染色體的分割和觀察等研究。近期目標是通過細胞融合、花粉單倍體育種等生物技術手段培育出適合甘肅各地區種植的高產、高效、優質的馬鈴薯、小麥、玉米、油菜等新品種。中期目標是將生物技術與遠緣雜交相結合，培育新品種和新種質，為育種上新台階提供物質基礎。遠期目標是用基因工程手段導入目標基因，改良農作物品種，開闢育種新途徑。 該室現有主要儀器設備：光照培養搖牀、人工氣候箱、全自動高壓蒸汽滅菌器、高速冷凍離心機、細胞融合儀、分光光度計、粉質儀、粉碎機、熱循環儀（PCR擴增儀）、各種高分辨率顯微鏡、精密電子天平、等電聚焦電泳系統；恆温循環水浴；電泳槽；電泳儀；轉移槽。

2003-2005年 祁連山農牧交錯帶優勢生物資源可持續利用開發(西部專項)

2003-2005年 加工型馬鈴薯新品種選育與種薯質量檢測

2004-2006年 西部馬鈴薯病毒檢測試劑盒的研究

2005-2007年 用反以基因技術培育澱粉糊化温度低的馬鈴薯品系研究

2005-2007年 耐鹽抗糖化加工型馬鈴薯品種選育和育種材料創新

2004-2007年 甘肅省作物遺傳改良與種質創新重點實驗室儀器與運行經費補助

2004-2007年 應用基因工程技術提高馬鈴薯抗逆性的研究

2005-2007年 小麥條鏽病持久抗病基因挖掘與分子標記輔助育種

2004-2007年 高產優質多抗春小麥新品種選育

2004-2007年 用基因工程技術培育馬鈴薯抗低温糖化品系研究

《細胞工程實驗教程》中國農業出版社， 2007年，王 蒂（主編），司懷軍，張俊蓮。

《中國北方春小麥》中國農業出版社， 2005年，尚勳武 主編

《基因工程原理與應用》中國農業出版社，2004年，張金文 副主編

《藥用植物生物技術》中國科學技術大學出版社，2005年，副主編，司懷軍

《中國玉米品質區劃及產業佈局》中國農業出版社，2004年，王漢寧 參編

《植物組織培養實驗指導》中國農業出版社，2008年，王 蒂，張俊蓮，司懷軍