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能源植物研究方向

2020年04月23日 15:42  点击:[]

一、学科方向

能源植物研究方向以改良和培育产量高、易降解的能源植物新种质为目标,具体包含四个子研究方向:(1)能源植物生物量控制机理:植物器官的大小直接决定了生物质的产量,我们将研究决定器官大小的分子作用机理,发掘能源植物生物量控制机理:关键功能基因与调控因子;(2)能源植物品质改良机理:细胞壁成分是地球上产量最高的生物质,其内的木质素是制约生物质纤维素乙醇产业化生产的限制因素,本研究方向聚焦植物细胞壁中木质素沉积的分子控制机理,鉴定生物质品质改良基因;(3)功能基因数据挖掘及分子设计:结合上述研究结果,利用生物信息学等方法,系统挖掘能源植物品质和生物量相关的功能基因,进行分子模块优化设计;(4)能源植物种质资源培育与选育:作物秸秆产量、品质相关的理论研究,结合分子模块优化设计的结果,综合利用分子育种与常规育种技术手段,培育高产、优质、耐逆和高效的能源作物-玉米新品种,并从高度耐盐植物中选育具有能源植物潜力的野生植物利用盐碱、干旱等边际土地。

、学科队伍

学科研究队伍不断优化,现有围绕学科方向,积极引进优秀人才。我院重视学科梯队人才建设,逐步建立了一支学历层次高、年龄及学科结构较为合理的教师队伍。现有生物学科专任教师21人,其中教授7人,副教授5人,博士13人;硕士生导师5人,从海外引进高层次人才2人。

三、科研平台

能源植物实验室为山东省高校重点实验室,现拥有660平米科研实验室和800平米植物培养温室,建有分子生物学、细胞生物学、生物化学、遗传育种、功能基因组学和植物资源栽培六大研究平台,校内外设有作物育种与引种驯化选育试验田230多亩。科研仪器设备资产总值近1500余万元,包括山东省目前唯一的HiSeq 2500型高通量测序仪、激光扫描共聚焦显微镜、微分干涉显微镜、倒置荧光显微镜、冷冻切片机、超薄切片机、实时荧光定量PCR仪和光合作用测定系统等先进设备。

四、科研团队

生命科学学院现建有“生物质品种改良”山东省高等学校优势学科人才团队,具体团队成员组成见下表。

生物质品种改良团队

研究方向名称

姓 名

出生

年月

最后学历

(学位)

专业技

术职务

硕士生导师

能源植物生物量控制机理

崔大勇

1977.01

博士

教授

山东师范大学、聊城大学

刘婧

1982.12

博士

副教授


高玲美

1980.02

博士

副教授


束德峰

1982.05

博士

讲师


能源植物品质改良机理

李师鹏

1965.09

博士

教授

山东师范大学、聊城大学

蔡云飞

1978.12

博士

教授


高珊

1984.7

博士

副教授


蒋苏

1978.12

博士

副教授

聊城大学

刘晓楠

1988.10

博士

讲师


李娟

1988.6

博士

讲师


于大力

1983.03

硕士

讲师


傅一鸣

1981.10

硕士

讲师


马龙

1988.05

硕士

实验师


功能基因数据挖掘及分子设计

段广有

1986.04

博士

教授


石婷婷

1986.10

博士

讲师


刘基生

1987.01

硕士

实验师


能源植物种质资源培育与选育

路小铎

1970.10

博士

教授


曹子谊

1965.12

硕士

教授

山东建筑大学

张峰

1964.12

硕士

教授

山东师范大学

石竹

1970.06

硕士

副教授


柴振光

1985.07

硕士

讲师


五、科研项目

能源植物实验室近五年来承担国家自然基金面上项目3项和省厅级及横向科研项目19项,累计科研经费逾1000万元,主要科研项目如下所示。

项目名称

项 目 来 源

起止时间

经费

(万元)

负责人

山东省高等学校优势学科人才团队培育计划(生物质品种改良团队)

山东省教育厅

山东省财政厅

2015.10-

2020.9

600

段广有

拟南芥EXO70C1调控胞质分裂的分子机理

国家自然科学基金(面上项目)

2016.01-

2019.12

102

李师鹏

ZmEF1与ZmMED12相互作用调节玉米开花的分子机理研究

国家自然科学基金(面上项目)

2016.01-

2019.12

105.44

路小铎

拟南芥CLS介导的高温响应和地上器官发育的分子机制研究

国家自然科学基金(面上项目)

2015.01-

2018.12

85

崔大勇

拟南芥ABFs转录因子介导ABA调控根可塑性生长的分子机理

国家自然科学基金(青年基金)

2019.01-

2020.12

25

高珊

拟南芥IDDs转录因子亚家族介导干旱胁迫应答反应的机制研究

国家自然科学基金(青年基金)

2019.01-

2020.12

24

刘婧

玉米胚胎、胚乳早期发育的表观遗传调控机理研究

山东省自然科学基金(面上项目)

2014.01-

2016.12

14.4

路小铎

五种抗抑郁中草药有效成分的筛选和鉴定

山东省自然科学基金(面上项目)

2014.01-

2016.12

14.4

张峰

拟南芥EXO70C1调控细胞极性生长的分子机理

山东省自然科学基金(面上项目)

2015.01-

2017.12

22.4

李师鹏

槲树(Quercus dentata)、蒙古栎(Q. mongolica)及辽东栎(Q. liaotongensis)种间自然杂交研究

山东省自然科学基金(面上项目)

2015.01-

2017.12

3

蔡云飞

利用拟南芥管状分子体外诱导体系研究EXO70A1参与次生壁沉积的分子机制

山东省自然科学基金(青年基金项目)

2014.01-

2016.12

3

蒋苏

拟南芥EXO70H4基因参与植物对盐胁迫应答的分子机理

山东省自然科学基金(博士基金项目)

2017.08-

2019.12

16

高珊

拟南芥EXO70C1在花粉管生长过程中的功能研究

山东省自然科学基金(博士基金项目)

2017.08-

2019.12

14.4

刘晓楠

FDC与CCS52B相互作用调节玉米株型建成的分子机理研究

山东省自然科学基金(培养基金项目)

2016.01-

2017.12

6.4

柴振光

拟南芥EXO70功能的初步分析

山东省自然科学基金(培养基金项目)

2016.01-

2017.12

3

傅一鸣

 

六、科研成果

生物学学科业已形成了明确的研究定位和目标,制定了较为成熟的研究策略和规划,积累了充足的研究材料和资源,并在细胞壁形成机理、植物器官大小调控及植物环境应答机制、动物应激等方面取得重要进展,克隆到多个重要的生物质累积调控基因,在Plant Cell, PLoS Genetics, Plant Physiology, Plant Journal, Journal of Experimental Botany等国际著名杂志上发表论文20余篇,获各级科研成果奖10余项,申报国家发明专利7项,已授权1项,实质审查3项。主要科研成果如下所示:

成 果 名 称

作 者

期刊、发表时间

署名

次序

EXO70A1-mediated vesicle trafficking is critical for tracheary element development in Arabidopsis

李师鹏

The Plant Cell, 2013

1

An Arabidopsis gene encoding a C2H2-domain protein with alternatively spliced transcripts is essential for endosperm development

路小铎

Journal of Experimental Botany, 2012

1

The differential transcription network between embryo and endosperm in the early developing maize seed

路小铎

Plant Physiology, 2013

1

FtsHi4 is essential for embryogenesis due to its influence on chloroplast development in Arabidopsis

路小铎

PLoS ONE, 2014

1

Genome-wide epigenetic regulation of gene transcription in maize seeds

路小铎

PLoS ONE, 2015

1

The Arabidopsis IDD14, IDD15, and IDD16 cooperatively regulate lateral organ morphogenesis and gravitropism by promoting auxin biosynthesis and transport

崔大勇

PLoS Genetics, 2013

1

Arabidopsis ZED1-related kinases mediate the temperature-sensitive intersection of immune response and growth homeostasis

崔大勇

New Phytologist, 2017

1

Reconstruction and analysis of nutrient-induced phosphorylation networks inArabidopsis thaliana

段广有

Frontiers in Plant Science, 2013

1

The roles of post-translational modifications in the context of protein interaction networks

段广有

PLoS Computational Biology, 2015

1

The metabolic interplay between plants and phytopathogens

段广有

Metabolites, 2013

1

七、建设规划

建设期内,生物学学科将继续凝练学科方向,优化科研团队,培育出省内高水平的学科领军人才和科研团队;建立省内先进的生物学研究平台,在能源植物方向展开深入研究,以期在关键研究环节上取得突破,发表标志性科研论文和专利,为生物质能源种质改良提供新基因、新方法和新理论。经过5年建设周期,力争到2022年,把生物学科建设成为省级重点建设学科,力争获批生物学硕士点;在省级重点学科或拥有硕士学位授予权获批的基础上,把省高校“能源植物品质改良与创新”重点实验室建设为省级重点实验室。