分子育种研究团队

  作者: 未名   来源: 橡胶研究所  日期: 2022-02-10   点击:        打印  ] 我要分享

  一、研究方向

  橡胶树是多年生高大乔木,常规育种周期长,效率低。课题组针对该研究难点,重点开发橡胶树高产、速生、抗风、抗寒、抗病等功能性分子标记,挖掘橡胶树优异性状基因,建立分子辅助育种技术体系;开展基因组学与进化、全基因组关联分析研究,建立全基因组选择技术体系。通过上述研究,为高效创制橡胶树优异种质资源、加快橡胶树育种进程提供技术保障。

  二、团队成员

  安泽伟,博士,研究员,硕士生导师。主要从事橡胶树种质资源与分子育种技术研究,近年来主持包括国家自然科学基金、国家重点研发专项子课题、农业部物种资源保护项目、海南省自然基金等项目在内的10余项科研项目。在Industrial Crops and Products、Plant-Environment Interactions、 Plant Cell Environment等国内外学术期刊上发表论文40余篇,授权发明专利5项,获得海南省科技成果转化特等奖1项,海南省科技进步一等奖1项,海南省科技进步二等奖1项,海南省自然科学优秀学术论文二等奖1项。


  程汉(PI),博士,研究员。中国农科院、华中农业大学、浙江农林大学、海南大学兼职硕士生导师。入选海南省高层次人选领军人才及“南海名家”。从事橡胶树种质资源分子鉴定和分子育种研究。主持和承担国家重点研发专项子课题、国家自然科学基金面上及青年项目、人社部留学归国人员择优资助项目、农业农村部国际交流与合作项目及物种资源保护等项目,以第一或通讯作者在Molecular Plant、Plant Cell & Environment、Tree Physiology等国内外期刊发表论文20余篇,授权国家发明专利5项,曾获农业部中华农业科技一等奖、海南省科学技术特等奖、海南省科技进步一等奖等奖励。


  邓治,副研究员。从事橡胶树分子育种研究。主持国家自然科学基金和海南省自然科学基金等项目8项。以第一或同等贡献作者发表论文20篇,授权国家发明专利5项,获海南省自然科学优秀学术论文二等奖1项。


  吴文冠,助理研究员。2013年毕业于四川农业大学农学专业,后进入四川农业大学水稻研究所攻读硕士,2015毕业于作物遗传育种专业。主要从事热带橡胶树遗传育种与作物营养生理等方面的研究与开发工作。发表论文5篇,授权发明专利1项,获海南省科技进步一等奖1项。


  三、重要研究进展

  1. 橡胶树辅助育种技术取得新突破

  组装了野生橡胶树染色体级别基因组,大小为1.88 Gb,Scaffold N50达47.97 Mb。牵头构建国际橡胶树基因组数据库HeveaDB(http://hevea.catas.cn),在国际橡胶树研究领域得到广泛应用。

  基于IAN873×热研106组合的F1群体,通过基因组重测序,构建橡胶树超高密度遗传图谱。共得到302,553个高质量的SNP,对SNP标记进行分群,得到18个连锁群,共有203,124个SNP,每个连锁群至少有3,826个SNP,总图距2099.123 cM,平均SNP距离0.0103cM。

橡胶树超高密度遗传图谱

国际橡胶树基因组数据库HeveaDB

  2. 橡胶树抗寒力形成机制解析

  从基因表达调控角度入手,系统阐述了橡胶树对低温敏感的遗传学基础,揭示了橡胶树CBF信号途径功能,发现橡胶树CBF信号途径低温响应迟缓,下游COR家族仅存一个COR47基因,且应答较慢。橡胶树CBF信号途径不完整是造成其对低温敏感的重要原因;阐述了橡胶树抗寒力形成的分子基础,发现低温胁迫后2-8小时是橡胶树抗寒力形成的关键时期,ABA依赖的信号途径在橡胶树抗寒力形成中起着决定性的作用,活性氧和钙离子信号也参与调控橡胶树抗寒力形成。基于抗寒生理研究结果,研发了一种调控ABA代谢的抗寒保护剂,在橡胶树幼苗上取得了初步应用成效。

橡胶树CBF信号途径解析

橡胶树抗寒力形成机制

  3. 橡胶树抗寒种质资源的鉴定与筛选

  创新了橡胶树抗寒种质资源的鉴定筛选方法,对441份橡胶树野生核心种质在人工气候室内进行了寒害模拟,同时测定了叶片的电导率、可溶性糖含量、叶绿素含量、可溶性蛋白含量、脯氨酸含量等抗寒生理指标,分析了冻后生长恢复能力。筛选到抗寒性较强的种质3份。

橡胶树抗寒种质资源筛选鉴定

  四、在研项目(省部级以上)

  2022.01至2024.12 海南省重大科技计划子课题—橡胶树重要性状的形成与调控,70万元;

  2021.09至2024.06海南省自然科学基金高层次人才项目“橡胶树木质素生物合成过程中赤霉素对漆酶的调控机制研究”,321RC654,8万元;

  2020.12-2023.12,海南省科技创新团队项目“橡胶树全基因组选择育种关键技术研究”,320CXTD443,30万元;

  2019.05-2022.12,国家重点研发计划项目子课题—橡胶树种质资源耐低温性精准评价与基因发掘,115万元;

  2019.05-2022.12,国家重点研发计划项目子课题—橡胶树高产种质早期预测技术研发,207.67万元;

  2019.01-2022.12,国家自然科学基金面上项目,橡胶树魏克汉群体结构与进化分析,59万元;


  五、主要研究成果

  1. 科研奖励

  2021年,橡胶树抗寒力形成机制研究,中国热带农业科学院科学技术奖二等奖

  2014年,橡胶树种质资源收集保存评价和利用,中国热带农业科学院科学技术成果一等奖

  2013年,橡胶树种质资源收集保存评价与利用,海南省科技进步一等奖

  2010年,橡胶树热研7-33-97推广应用,海南省科学技术奖特等奖

  2010年,参加完成无性繁殖作物种质资源收集、标准化整理、共享与利用

  2009年,橡胶树早熟高产品种热研8-79的选育,农业部中华农业科技奖一等奖“”

 

  2.授权发明专利

  发明专利,ZL200810184835.1,一种植物中低分子量RNA的快速提取方法,2012,

  发明专利,ZL201310326933.5,一种植物抗寒保护剂的施用方法,2014

  发明专利,ZL20110317997.9,诱导拟南芥中黑暗中继续发育的方法       ,2015

  发明专利,ZL201210327053.5,一种分离植物低分子量RNA的方法,2014

 

  3. 近年代表性论文(#第一作者;*通讯作者)

  ◆    Chen X(#), Deng Z(#), Yu D, Zhang X, An Z, Wu W, Liang Q, Huang X, Huang H, and Cheng H(*). (2021). Genome-wide identification and analysis of small nucleolar RNAs and their roles in regulating latex regeneration in the rubber Tree (Hevea brasiliensis). Frontiers in Plant Science, 12: 731484. doi: 10.3389/fpls.2021.731484

  ◆    Cheng H(#)(*). HeveaDB: A Hub for Rubber Tree Genetic and Genomic Resources. The Rubber Tree Genome. Springer Nature Switzerland AG; 2020. pp. 137–152. doi: 10.1007/978-3-030-42258-5_9

  ◆    Cheng H(#)(*), Tang C, Huang H. The Reyan 7-33-97 Rubber Tree Genome: Insight into Its Structure, Composition and Application. The Rubber Tree Genome. Springer Nature Switzerland AG; 2020. pp. 13–40.  doi: 10.1007/978-3-030-42258-5_2

  ◆    An Z (#)(*), Zhao Y(#), Zhang X, Huang X, Hu Y, Cheng H, Li X, and Huang H. (2019). A high-density genetic map and QTL mapping on growth and latex yield-related traits in Hevea brasiliensis Müll. Arg. Industrial Crops and Products, 132: 440–448. doi:10.1016/j.indcrop.2019.03.002.

  ◆    Cheng H (#)(*), Liang Q, Chen X, Zhang Y, Qiao F, and Guo D(*). (2019). Hydrogen peroxide facilitates Arabidopsis seedling establishment by interacting with light signalling pathway in the dark. Plant, Cell & Environment, 42: 1302–1317. doi:10.1111/pce.13482.

  ◆    Cheng H(#)(*), Chen X, Fang J, An Z, Hu Y, and Huang H. (2018). Comparative transcriptome analysis reveals an early gene expression profile that contributes to cold resistance in Hevea brasiliensis (the Para rubber tree). Tree Physiology 38(9): 1409–1423. doi:10.1093/treephys/tpy014.

  ◆    Deng Z(#), Chen J, Wei Y, Liu H, Yang H, Dai L, and Li Dejun(*). (2018). Two translationally controlled tumor protein (TCTP) genes from Hevea brasiliensis play overlapping and different roles in development and stress response. Industrial Crops and Products, 114: 137-145. doi:10.1016/j.indcrop.2018.01.061.

  ◆    Cheng H(#)(*), Wang Y, and Sun M. (2018). “Comparison of Gene Expression Profiles in Nonmodel Eukaryotic Organisms with RNA-Seq,” in Transcriptome Data Analysis, eds. Y. Wang and M. Sun (New York, NY: Springer New York), 3–16. doi:10.1007/978-1-4939-7710-9_1.

  ◆    Cheng H(#)(*), Chen X, Zhu J, and Huang H. (2016). Overexpression of a Hevea brasiliensis ErbB-3 binding protein 1 gene increases drought tolerance and organ size in Arabidopsis. Frontiers in Plant Science, 7: 1703. doi:10.3389.fpls.2016.01703.

  ◆    Deng Z(#), Chen J(#), Leclercq J, Zhou Z, Liu C, Liu H, Yang H, Montoro P, Xia Z(*), Li D(*). (2016). Expression profiles, characterization and function of HbTCTP in rubber tree (Hevea brasiliensis). Frontiers in Plant Science, 7: 789. doi: 10.3389/fpls.2016.00789.

  ◆    Cheng H(#), Zhang Q, and Guo D(*). (2013). Genes that respond to H2O2 are also evoked under light in Arabidopsis. Molecular Plant, 6: 226–228. doi:10.1093/mp.sss108.