团队简况
本团队由园艺学院蔬菜学科遗传育种与生物技术学术方向的6名教师组成,包括教授1人、副教授3人、讲师2人,其前身是上世纪50年代初由我国著名蔬菜育种学家谭其猛教授牵头组建的园艺系蔬菜育种课题组。经过60余年的建设与发展,团队已经在十字花科蔬菜作物雄性不育育种理论与育种技术研究方面,形成了自己的优势和特色。近年来,在细胞工程育种和分子育种领域得到了较快发展,构建了芸薹属蔬菜作物游离小孢子高效培养技术体系,建立了分子标记开发、基因定位和遗传转化等分子育种技术平台。
团队始终将十字花科蔬菜雄性不育与杂种优势利用作为主攻方向,取得的重要研究成果如下:
● 利用大白菜核基因雄性不育材料,率先育成了不育株率稳定在50%,既作不育系、又作保持系的雄性不育“两用系”;
● 利用大白菜温敏型雄性不育材料,率先开展了“两系法”杂交白菜育种技术研究,选育出多个温敏雄性不育系;
● 提出了“大白菜核基因雄性不育复等位基因遗传假说”,率先育成了不育株率和不育度均达到100%的复等位基因遗传的大白菜雄性不育系;
● 发明了核基因雄性不育系“定向转育方法”,将源自大白菜的核不育基因转入青梗菜、奶白菜、乌塌菜、菜心、紫菜薹、白菜苔和小菘菜中,创制出多种蔬菜作物核基因雄性不育系。
团队拥有良好的人才培养和科技创新条件,专用实验室1000余平方米、试验地30余亩。目前,本团队主要以白菜类蔬菜作物为研究对象,开展雄性不育与杂种优势利用、小孢子培养与单倍体育种、基因组学和蛋白质组学分析与分子育种等研究工作。
团队成员
冯辉(1961-),蔬菜遗传育种与生物技术学术团队带头人,沈阳农业大学园艺学科带头人,全国百篇优秀博士学位论文获得者,国家现代农业产业技术体系岗位科学家,辽宁省特聘教授。1984年本科毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,1987年硕士毕业于北京农业大学蔬菜专业,1991年赴荷兰国际农业中心进修,1996年博士毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,1999年晋升教授。研究方向为白菜类蔬菜作物雄性不育与杂种优势利用。
冀瑞琴(1976-),1998年本科毕业于沈阳农业大学蚕学专业,2001年硕士毕业于沈阳农业大学特种经济动物饲养专业,2006年博士毕业于中国农业科学院油料作物研究所,2006-2009年在沈阳农业大学园艺学博士后流动站进行博士后研究,2009年晋升副教授。研究方向为白菜类蔬菜作物抗病育种,在团队内负责分子生物学实验室管理和蛋白质组分析工作。
王玉刚(1977-),1999年本科毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,2002年硕士毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,2006年博士毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,2008-2009年赴韩国忠南大学植物基因组研究中心从事博士后研究。2010年晋升副教授。研究方向为白菜类蔬菜作物抗逆育种,在团队内负责科研基地管理和分子育种工作。
刘志勇(1979-),2001年本科毕业于沈阳农业大学园艺专业,2004年硕士毕业于沈阳农业大学蔬菜专业,2007年博士毕业于中国农业科学院蔬菜花卉研究所,2008-2010年在沈阳农业大学园艺学博士后流动站进行博士后研究。2013年晋升副教授。研究方向为白菜类蔬菜作物品质育种,在团队内负责分子生物学实验室管理和基因组分析工作。
李承彧(1972-),1994年本科毕业于沈阳农业大学气象专业,2006年硕士毕业于沈阳农业大学蔬菜学专业,2009年博士毕业于沈阳农业大学蔬菜学专业。2010年晋升讲师。研究方向为白菜类蔬菜作物雄性不育与杂种优势利用,在团队内负责实验基地管理和新品种研发工作。
章云(1984-),2007年本科毕业于沈阳农业大学农学专业,2012年博士毕业于沈阳农业大学蔬菜专业。2012年晋升讲师。研究方向为十字花科蔬菜作物小孢子培养与单倍体育种,在团队内负责细胞工程实验室管理和细胞育种工作。
优势与特色
团队承担着蔬菜育种人才培养和科技创新双重任务,研究内容及目标是探索杂种优势育种理论,开发杂种优势利用技术,扩大杂种优势利用范围,提高杂种优势育种水平。目前,本团队已经在白菜类蔬菜作物雄性不育与杂种优势利用、小孢子培养与单倍体育种、基因组学与分子育种等研究领域形成了自己的特色。
理论创新:发现了大白菜核不育复等位基因遗传现象,提出了“大白菜核基因雄性不育复等位基因遗传假说”,解决了长期以来学术界对于植物核基因雄性不育遗传认识的争执。建立的植物雄性不育遗传新理论,已编入普通高等教育‘十一五’国家级规划教材《园艺植物育种学》和专著《中国大白菜育种学》中,推动了杂种优势育种理论和育种技术的发展。
技术创新:以大白菜核基因雄性不育复等位基因遗传假说为指导,率先育成了具有100%不育株率和100%不育度的大白菜核不育复等位基因型雄性不育系,实现了白菜类蔬菜作物杂种优势利用技术的重要突破,确立了我国在该项研究上的领先地位。
方法创新:研制出白菜复等位基因遗传的核基因雄性不育系的定向转育方法,将源自大白菜的核不育复等位基因转入8种主要的白菜类蔬菜作物中,创制出青梗菜、奶白菜、乌塌菜、菜心、白菜苔、红菜薹、小菘菜、矮脚黄等具有100%不育株率和100%不育度的核基因雄性不育系。
材料创新:在优化芸薹属蔬菜作物游离小孢子培养技术体系的基础上,以白菜类蔬菜作物优异育种材料为试材,创制出12000多个双单倍体纯系,从中筛选出100多个优异DH系用于配制杂交种,加快了育种进程。同时,开发出基于小孢子培养渗透蛋白介导的白菜类蔬菜作物遗传转化体系。
研究平台
辽宁省十字花科蔬菜遗传育种重点实验室
2008年10月由辽宁省科技厅批建的重点科研机构。实验室围绕十字花科蔬菜作物遗传改良这一总体目标,以应用基础研究为主,并向基础研究和应用研究两个方向延伸,重点开展十字花科蔬菜作物优异种质资源发掘与利用,高产、优质、抗逆、抗病虫等优异基因定位、克隆与功能鉴定,重要农艺性状基因调控网络解析等工作,为十字花科蔬菜新品种选育提供新材料和新技术。
辽宁省蔬菜育种工程实验室
2010年12月由辽宁省发展与改革委员会批建的工程实验室。实验室围绕辽宁省蔬菜种业发展需求,以提高蔬菜育种领域自主创新能力为目标,开展相关的科技战略研究、技术咨询和人才培训、信息交流和对外合作等,构建4个技术平台,包括:①杂种优势利用技术平台,②蔬菜细胞工程育种技术平台,③蔬菜分子育种技术平台,④蔬菜新品种选育技术平台。
辽宁省蔬菜细胞与分子育种工程技术研究中心
2012年7月由辽宁省科技厅批建的现代生物育种技术研究与开发机构。中心跟踪国际现代生物育种技术发展前沿,结合我国蔬菜品种改良实际,重点开展蔬菜作物细胞工程育种、分子标记辅助选择育种、分子聚合育种等生物育种技术研究与开发,建立现代生物技术与常规育种技术相结合的高效育种技术体系,提升蔬菜育种水平。
近年承担的主要科研项目
国家自然科学基金项目
大白菜核基因雄性不育系转育新途径的研究(3017641)
大白菜核不育复等位基因的共显性SCAR标记及其定位(30671414)
大白菜复等位核雄性不育基因Ms的克隆(31071792)
大白菜复等位核雄性不育系统育性调控的分子机制研究(31272157)
大白菜核雄性不育复等位基因的分离及表达(30800748)
大白菜晚抽薹基因精细定位及相关性状QTL分析(30900981)
两个钙结合蛋白基因在大白菜雄配子发育过程中的功能鉴定(31201625)
国家863项目
大白菜核不育复等位基因的图位克隆及功能鉴定(2006AA10Z170)
大白菜细胞育种技术与优异种质创制(2012AA100202-4)
大白菜分子与细胞高效育种技术与品种创制(2006AA100108-3)
国家科技支撑计划项目
大白菜细胞育种技术与优异种质创制(2012BAD02B01-9)
大白菜雄性不育与杂种优势利用技术研究(2008BADB1B01)
优质多抗专用白菜育种技术研究及新品种选育(2006BAD01A7-1)
科技部科技成果转化项目
腌渍专用大白菜新品种‘沈农超级10号’试验示范(2010GB2B000085)
国家现代农业产业技术体系专项
大宗蔬菜产业技术体系细胞育种岗位专家(CARS25-A-03)
国家公益性行业科研专项
大白菜新品种选育及育种技术创新(yhyzx07-007)
教育部高校博士点基金项目
羽衣甘蓝紫红叶色基因的克隆(20122103110006)
大白菜核不育基因BrMs-1的精细定位与图位克隆(20092103110001)
辽宁省科技攻关项目
蔬菜新品种选育及配套栽培技术(2011201022)
近年获得的主要科研成果
1. 代表性论文
(1)SSR and SCAR mapping of a multiple-allele male-sterile gene in Chinese cabbage (Brassica rapa L.), Theor Appl Genet, 2009, 119 (2): 326-333
(2)Mapping of or, a gene conferring orange color to the inner leaf of the Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis), Molecular Breeding, 2012, 29: 235-244
(3)Fine mapping of the wax gene controlling cuticular wax biosynthesis in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis), Molecular Breeding, 2013, 32: 867-874
(4)Mapping quantitative trait loci for yield-related traits in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinesis), Euphytica, 2013, 193 (2): 221-234
(5)Improved production of doubled haploids in Brassica rapa through microspore culture, Plant Breeding, 2012, 131 (1): 164-169
(6)Screening of Chinese cabbage mutants produced by 60Co γ-ray mutagenesis of isolated microspore cultures, Plant Breeding, doi:10.111/pbr.12166
(7)Identification of AFLP markers linked to Ms, a genic multiple-allele inherited male sterile gene in Chinese cabbage (Brassica rapa L.), Breeding Science, 2009, 59(4): 333-339
(8)Identification of quantitative trait loci for yellow inner leaf in Chinese cabbage (Brassica rapa L. ssp. pekinensis) based on SSR and SRAP markers, Scientia Horticulturea, 2012, 133 (1): 10-17
(9)Effects of the Antiauxin PCIB on Microspore Embryogenesis and Plant Regeneration in Brassica rapa, Scientia Horticulturea, 2011, 130: 32-37
(10) Effects of antibiotics on in vitro-cultured cotyledons, In Vitro Cell. Dev. Biol.—Plant, doi:10.1007/s11627-014-9595-3
2. 发明专利和植物新品种权
(1)大白菜核不育复等位基因Ms的SCAR标记及应用(ZL200910010933.8)
(2)提高大白菜与小白菜杂种小孢子胚诱导率及直接成苗率的方法(ZL201010248752.1)
(3)一种获得芸薹属A基因组蔬菜新种质的方法及应用方法(ZL201110041678.0)
(4)大白菜核基因雄性不育系‘沈白GMS01’(CNA20070704.3)
3. 备案品种
(1)大白菜新品种‘沈农超级8号’(辽备菜[2006]291)
(2)大白菜新品种‘沈农超级9号’(辽备菜[2006]292)
(3)大白菜新品种‘沈农超级10号’(辽备菜[2008]345)
(4)大白菜新品种‘农大101’(辽备菜[2009]366)
(5)大白菜新品种‘农大102’(辽备菜[2009]367)
(6)大白菜新品种‘农大103’(辽备菜[2009]368)
(7)大白菜新品种‘沈农106’(辽备菜[2012]467)
(8)大白菜新品种‘沈农107’(辽备菜[2012]468)
4. 获奖科技成果
(1)辽宁省政府科技进步二等奖
青梗菜高效育种技术研究及新品种选育(2010J-2-01)
(2)辽宁省政府科技进步二等奖
“两系法”杂交白菜育种技术研究及新品种选育(2004J-2-02-01)
(3)黑龙江省政府科技进步一等奖
出口型优质抗病虫蔬菜杂交育种技术研究与应用(2007-007-04)
培养研究生情况
团队每年招收博士研究生3-4名,硕士研究生15名左右,在读研究生50-60名。截止2014年,已培养博士研究生33名,硕士研究生180名。其中,有20多名博士、硕士研究生获得辽宁省、沈阳农业大学优秀学位论文奖。
团队培养的博士研究生学位论文选题如下:
博士研究生 |
毕业年度 |
博士学位论文题目 |
徐书法 |
2003 |
芸薹属农作物雄性不育种间杂交转育研究 |
邵 双 |
2003 |
大白菜温敏型雄性不育遗传及转育方法研究 |
韩 阳 |
2004 |
大白菜游离小孢子培养体系的构建及应用 |
王巨媛 |
2004 |
韭菜无融合生殖的诱导及鉴定方法研究 |
朱延姝 |
2005 |
番茄耐弱光性的基因型分化和生理机制研究 |
岳艳玲 |
2005 |
大白菜核基因雄性不育系转育方法研究 |
霍建勇 |
2005 |
番茄风味品质相关性状遗传特性研究 |
姜凤英 |
2006 |
羽衣甘蓝游离小孢子培养体系构建及应用 |
王玉刚 |
2006 |
青梗菜核基因雄性不育系定向转育研究 |
徐 娜 |
2006 |
串番茄特征性状遗传和生育特性研究 |
王五宏 |
2008 |
串番茄株型性状遗传及其与耐弱光性关系的研究 |
魏 鹏 |
2009 |
大白菜核不育复等位基因的分子标记及定位 |
李承彧 |
2009 |
三种基本生态型大白菜核基因雄性不育系定向转育研究 |
李晓明 |
2009 |
乙烯对甜瓜(Cucumis melo L)性型影响机理及性型共显性分子标记 |
王丽丽 |
2010 |
大白菜显性核不育基因Ms及恢复基因Msf的分子标记及辅助选择应用 |
张 婷 |
2010 |
番茄株型信息的数字化采集及理想株型模拟 |
杨 宁 |
2011 |
芸薹属A基因组四种特色叶菜类蔬菜核基因雄性不育系的创制与利用 |
李跃飞 |
2011 |
大白菜橘红心和黄心性状的分子标记及基因定位 |
章 云 |
2012 |
大白菜分子连锁遗传图谱构建及重要农艺性状QTL分析 |
王玉书 |
2012 |
羽衣甘蓝小孢子培养及红叶性状SRAP标记 |
杨 硕 |
2012 |
青梗菜分子遗传图谱构建及重要农艺性状QTL分析 |
王秋实 |
2013 |
乌塌菜和白菜薹核复等位基因雄性不育系的创制及利用 |
张 曦 |
2013 |
大白菜表皮蜡粉基因的精细定位及表达分析 |
孟 茜 |
在读 |
基于小孢子培养渗透蛋白介导的大白菜转化体系的构建 |
黄胜楠 |
在读 |
小孢子培养结合人工诱变快速创建大白菜纯合突变体库 |
邹春蕾 |
在读 |
大白菜橘红心基因的精细定位及表达分析 |
刘 畅 |
在读 |
大白菜橘红心基因的图位克隆及功能鉴定 |
周 雪 |
在读 |
大白菜复等位基因遗传的雄性不育蛋白质组分析 |
贾俊香 |
在读 |
白菜类蔬菜游离小孢子培养体系的优化及应用 |
王一衡 |
在读 |
大白菜表皮蜡粉基因的图位克隆及其功能鉴定 |
张 琨 |
在读 |
一个青梗菜温敏黄化突变体黄化基因的分子标记及精细定位 |
谭 翀 |
在读 |
大白菜隐性核雄性不育突变基因的克隆及功能分析 |
吴 晗 |
在读 |
基于小孢子培养基因枪介导的大白菜转化体系的构建及应用 |