果树种质资源评价与利用研究方向
一、研究方向简介
园艺学院果树学科果树种质资源评价与利用研究方向由董文轩教授、代红艳教授、赵玉辉讲师、侯亚莉讲师和张枭讲师组成，主要从事北方落叶果树种质资源的评价、鉴定、保存和利用研究，特别是山楂、苹果和榛的栽培品种与野生类型；除评价资源的植物学性状和生物学特性外，还将深入研究资源的生殖特性、抗逆性、生理生化特性等，并探寻部分特异性状的分子生物学机制或基因及其调控机制；最后筛选出优异的可直接或间接利用的资源。
本方向的具体工作和相关研究开始于20世纪80年代，当时张育明先生倡导并建立了沈阳农业大学山楂圃，并于1994年得到农业部批复，正式命名为国家果树种质沈阳山楂圃，同期开展了全方面的山楂资源评价工作，取得了良好的成果。后来景士西教授在总结全国山楂种质资源考察成果基础上，系统提出了山楂资源评价的原则和方法，形成了与国际接轨的资源评价体系并得到广泛认可；从而确立了这一研究领域在国内的领先地位。随着时间的推移、人员的更替和学科内研究方向的凝练，在2010年正式将果树种质资源评价与利用列为果树学科的研究方向之一，从原来的果树种质资源与遗传育种方向中分离出来。由于本研究方向人员较少、研究项目较分散，还需要在多方面不断完善、充实和提高。
目前，本研究方向除拥有院内和系内共享的研究平台外，还拥有国家果树种质沈阳山楂圃和国家农作物种质资源平台山楂种质资源子平台等机构和相应的资源与设施，为果树种质资源研究特别是山楂种质资源的评价与利用奠定了良好的基础；此外，本方向拥有的果树种质资源评价与利用实验室也为进行科学研究提供了重要的设施齐全的工作场所。
二、团队成员
董文轩（1963 -），方向带头人，国家果树种质沈阳山楂圃技术主管、国家山楂种质资源子平台负责人。1982年本科毕业于河北农业大学果树专业；1986年硕士毕业于北京农业大学果树学专业后到沈阳农业大学工作；1995年博士毕业于沈阳农业大学果树学专业。1996-1999年在山东农业大学农学博士后流动站从事果树学研究，2004年10月-2005年7月在保加利亚普罗夫迪夫农业大学进行合作研究。2000年晋升教授，2001年被评为辽宁省百千万人才工程中的百人层次人选，2003年遴选为博士研究生导师。主要从事山楂和榛种质资源评价、鉴定、保存和利用研究及苹果属植物无融合生殖特性研究等。
代红艳（1970 -），沈阳农业大学天柱山学者，1994年本科毕业于沈阳农业大学蔬菜专业后留校工作，2001年硕士毕业于沈阳农业大学果树学专业，2007年博士毕业于沈阳农业大学果树学专业；2007年被评为辽宁省百千万人才工程中的百人层次人选；2011年晋升教授，同年遴选为博士研究生导师。研究方向为果树种质资源与分子生物学。主要从事草莓、山楂等果树资源的筛选利用与相关性状的分子机制研究。在国内外学术期刊上先后发表SCI收录论文20余篇。
赵玉辉（1976 -），1999年本科毕业于河北科技师范学院园艺系；2002年硕士毕业于河北农业大学林学院；2005年博士毕业于沈阳农业大学果树学专业。2005-2006年在中国科学院沈阳应用生态研究所工作，任助理研究员，2007-2010年在华南农业大学园艺学院园艺生物技术研究所从事博士后研究工作，任副研究员。2010年10月到沈阳农业大学园艺学院果树园艺系工作，2012年遴选为硕士研究生导师。研究方向为果树种质资源利用与评价；主要开展山楂、榛种质资源的收集、评价、遗传多样性分析、遗传图谱构建及基因定位等研究；负责本研究方向实验室的日常管理。
侯亚莉（1987 -），2010年本科毕业于西北农林科技大学园艺专业，2016年硕博连读毕业于西北农林科技大学园艺植物种质资源学专业。2017年任沈阳农业大学园艺学院讲师。研究方向为果树种质资源利用与评价；主要从事山楂和榛种质资源特异性状形成机理方面的研究；协助实施本研究方向实验室的日常管理。
张枭（1988 -），2011年6月本科毕业于中南林业科技大学园艺学专业，2014年6月硕士毕业于沈阳农业大学果树学专业，2017年6月博士毕业于沈阳农业大学大学果树学专业。2017年任沈阳农业大学园艺学院讲师。研究方向为果树种质资源的评价与利用。主要从事山楂和榛种质资源的评价、鉴定、保存和利用等科研工作；协助实施本研究方向田间基地的日常管理。
此外，辽宁省农业科学研究院陶承光研究员、刘威生研究员和沈阳农业大学园艺学院雷家军教授也属于本研究方向的博士研究生导师。
三、优势与特色
果树种质资源是果树生产和科学研究的物质基础，是果树产业可持续发展的前提和保障。本研究方向成员利用国家果树种质沈阳山楂圃和国家山楂种质资源子平台，完成了山楂和榛种质资源描述规范和数据标准的编写和出版，制定了中华人民共和国农业行业标准《山楂种质资源描述规范》和《农作物种质资源鉴定评价技术规范 山楂》。针对山楂、榛和苹果属资源中的一些重要性状开展了深入的科学研究：针对山楂重要的药用成分-黄酮，开展了山楂总黄酮及黄酮单体的QTL分析及功能标记定位研究；针对山楂的软核和软肉特异资源，深入进行了性状形成的分子机理研究；针对榛生产中快繁难题，研究建立了榛组培快繁体系；针对苹果属植物的无融合生殖特性，深入系统地进行了胚胎学研究和相关基因的克隆及功能鉴定。通过以上重要性状的研究工作，发掘了一批具有重大利用价值的优异种质资源，为综合利用分子育种和细胞工程等技术创制具有重要应用价值的新种质和新材料奠定了良好的基础。目前，本研究方向已在山楂属、榛属和苹果属资源的研究上形成了自己的优势和特色。
四、研究平台
国家果树种质沈阳山楂圃简介
国家果树种质沈阳山楂圃（简称山楂圃）也称为国家果树种质山楂圃（沈阳），其英文名称为: National Field GeneBank for Hawthorn（Shenyang，Liaoning）或National Fruit-tree Germplasm Resources，Shenyang Hawthorn Repository。山楂圃的主管部门是中国农业农村部，依托单位是沈阳农业大学园艺学院。
1. 山楂圃基本情况
早在1982年，沈阳农学院山楂课题组在学校的植物园内建立了山楂种质资源圃，圃地面积0.67公顷，栽植了由全国各地引入的170余份山楂资源共1000余株。建圃后，先后承担了辽宁省下达的山楂生产开发课题和“七五”、“八五”期间国家科技攻关项目中的山楂种质资源鉴定评价研究子专题，并先后获得了辽宁省（1987年）、农业部（1993年）和国家（1995年）级奖励。在1994年11月山楂种质资源圃通过了农业部的验收并下达了农科发〔1994〕18号文件，正式命名沈阳山楂圃为“国家果树种质沈阳山楂圃”。进入21世纪后，为了提高农作物种质资源的保护与开发利用水平并推动农业的可持续发展，农业部于2003年8月下发农计函〔2003〕57号文件批复了国家果树种质沈阳山楂圃的改扩建项目。经过三年的建设，山楂圃于2006年10月基本完成了批复的建设内容及规模，在校内天柱山南坡扩（新）建了山楂、榛种质资源圃，占地面积4.0公顷；也使得国家果树种质沈阳山楂圃总面积达到4.67公顷。到2012年7月，因学校重新规划植物园，收回了坐落在那里的山楂圃地和与其配套的相关建筑。因此，截止2012年年底山楂圃总面积4.0公顷，有办公室和实验室450㎡、库房100㎡；拥有原子吸收分光光度计、紫外可见分光光度计、PCR仪等实验测试仪器及电脑等信息化设备共50余台件，仪器设备总值达60余万元。此外，从2016年底到2018年底，山楂圃的第二期改扩建项目正在实施。
目前国家果树种质沈阳山楂圃共保存山楂资源328份（涉及15个种和变种）、榛资源120份（涉及3个种），已成为中国山楂种质资源研究、教学及共享利用的平台。
2. 人员情况
山楂圃的历任负责人为：1982年-1995年，张育明教授；1995年-2006年，李作轩教授；2006年-2009年，周传生副研究员；2009年至今，吕德国教授和董文轩教授。
3. 项目及成果
近年来，山楂圃共支撑了各类研究课题10项，其中4项国家自然科学基金项目（2010年-2012年，2012年-2014年，2012年-2015年，2015年-2018年）、1项农业部保种项目（2007年-2012年，每年申报，滚动执行）、1项农业部行业标准制定项目（2012年）、1项科技部共享平台建设项目（2006年-2008年）、1项科技部资源圃运行服务项目（2011年-2014年，每年申报，滚动执行）、2项校内青年基金课题（2004年-2007年，2011年-2013年）。
此外，近5年来，利用山楂圃资源共培养博士研究生2人、硕士研究生5人、本科生26人。
国家农作物种质资源平台-山楂种质资源子平台简介
国家农作物种质资源平台-山楂种质资源子平台，原名称国家山楂种质资源平台，是国家科技基础条件平台中“国家农作物种质资源平台”里的一员，是2012年科技部和财政部认可、2014年10月由国家科技基础条件平台建设办公室对山楂圃正式派发的名称。子平台负责人是董文轩教授。在实际工作中，山楂种质资源平台运行与服务项目就是该系统分配的工作任务。所以，国家果树种质沈阳山楂圃是农业部备案的国家级种质圃；而山楂种质资源子平台是国家科技基础条件平台中的一员。
五、近年承担的主要科研项目
1、国家自然科学基金项目
山楂属植物中苹果褪绿叶斑病毒基因组解析及其致病机制研究（31470678）（2015-2018年）
山楂软核性状形成的分子机理研究（31170635）（2012-2015年）
山楂黄酮性状的关联分析及功能标记研究（31101515）（2012-2014年）
苹果属四倍性皱叶矮生株系的生殖特征及其形成机理研究（30971975）（2010-2012年）
2、农业农村部项目
农业农村部物种资源保护（农作物）项目：山楂种质资源收集、鉴定、编目、更新和保存利用（2010-2018年）
山楂种质资源鉴定评价技术标准制定（2012年）
3、国家科技基础平台建设项目（科技部、财政部项目）
山楂种质资源子平台运行与服务（2011-2018年）
4、辽宁省自然科学基金项目
基于2b-RAD技术的山楂高密度遗传图谱构建及黄酮性状的QTL精细定位（20170540804）（2017-2019年）
5、沈阳市农业科技攻关专项（沈阳市科学技术局项目）
榛优良资源筛选和高效育苗技术（2013-2015年）
六、近年获得的主要科研成果
1、代表性论文
(1) The genetic relationship and structure of some natural interspecific hybrids in Prunus subgenus Prunophora, based on nuclear and chloroplast simple sequence repeats. Genetic Resources and Crop Evolution, 2018, 65(2): 625-636
(2) Dynamics of fruit weight, mesocarp size and cellular morphological dynamics in 12 grafting sweet cherry (Pranus avium L.) cultivars in one year. Pakistan Journal of Botany, 2018, 50(3): 1225-1232
(3) Expression analysis of NAC genes during the growth and ripening of apples. Hort. Sci. (Prague), 2018, 45(1): 1-10
(4) High-density genetic linkage map construction and quantitative trait locus mapping for Hawthorn (Crataegus pinnatifida Bunge). Scientific Reports, 2017, 7: 5492
(5) Comparative transcriptome profiling and morphology provide insights into endocarp cleaving of apricot cultivar (Prunus armeniaca L.). BMC Plant Biology, 2017, 17(1): 72
(6) Isolation and characterization of the secondary wall-related SND1 gene in hawthorn. Journal of Integrative Agriculture, 2017, doi: 10.1016/S2095-3119(17)61791-X
(7) Ectopic expression of hawthorn SND1 gene in tobacco. International Journal of Environmental & Agriculture Research, 2017, 3(11): 85-89
(8) Candidate gene association research on flavones content in hawthorn (Crataegus pinnatifida Bge.). Pakistan Journal of Botany, 2017, 49(6): 2263-2272
(9)Transcriptome analysis and ultrastructure observation reveal that hawthorn fruit softening is due to Cellulose/Hemicellulose degradation. Frontiers in Plant Science, 2016, 7(1524): 1-14
(10) Genome sequences of three apple chlorotic leaf spot virus isolates from hawthorn in China. PLoS ONE, 2016, 11(8): 1-10
(11) A TaqMan-based quantitative RT-PCR method for detection of Apple chlorotic leaf spot virus in hawthorns. International Journal of Environmental & Agriculture Research. 2016, 2(12): 44-51
(12) Expression and bioinformatics analysis of SERK3 genes from triploid Pingyi Tiancha and tetraploid hybrid strain in Malus. Comptes rendus de l’Académie bulgare des Sciences, 2016, 69(10): 1315-1324
(13) First report of Apple chlorotic leaf spot virus in hawthorn in China. Plant Disease, 2015, 99(1): 164
(14) Construction of a Molecular Genetic Map for Hawthorn Based on SRAP Markers. Biotechnology &Biotechnological Equipment, 2015, 29(3): 441-447
(15) Genetic diversity of flavone content in leaf of hawthorn resources. Pakistan Journal of Botany, 2014, 10
(16) Transcript assembly and quantification by RNA-Seq reveals differentially expressed genes between soft-endocarp and hard-endocarp Hawthorn. PloS ONE, 2013, 8(9): 1-11
2、著作
(1) 中国果树科学与实践 山楂， 陕西新华出版传媒集团和陕西科学技术出版社，2015
(2) 榛种质资源描述规范和数据标准，中国农业科技出版社，2013
(3) 山楂种质资源描述规范和数据标准，中国农业出版社，2006
3、获奖成果
(1) 国家（中华人民共和国国务院）科技进步二等奖，中国农作物种质资源本底多样性和技术指标体系及应用，2009年 （董文轩和吕德国于2010年获中国农科院作物科学研究所（第一获奖单位）颁发的二级证书，证书编号：2009-J-201-2-09-P号）
(2) 山东省科技进步二等奖，苹果芽变选种体系创新及新品种选育，2015年 （代红艳排名第七，证书编号：JB2014-2-69-R07）
(3) 山东省科技进步三等奖，金手指葡萄选育研究及产业化开发，2009年 （代红艳排名第六，证书编号：JB2008-3-182-6）
4、标准制定
(1) 完成了中华人民共和国农业行业标准NY/T 2928-2016 《山楂种质资源描述规范》的编写和审定，2016年10月由中华人民共和国农业部发布并于2017年3月起实施。
(2) 完成了中华人民共和国农业行业标准NY/T 2325-2013《农作物种质资源鉴定评价规范 山楂》的编写和审定；2013年5月由中华人民共和国农业部发布并于2013年8月实施。
七、研究生培养
本研究方向从2000年到2018年共招收博士研究生27人（包括1名来自苏丹共和国的留学生和7名由外聘导师招收的博士研究生），硕士研究生52人（包括4名全日制专业硕士研究生）；其中已毕业博士研究生14人（包括1名留学生），硕士研究生41人（包括2名全日制专业硕士研究生）；有3名硕士研究生（李文然、韩国粉、苏凯）的学位论文获得辽宁省或沈阳农业大学优秀硕士学位论文奖。此外，有130余名园艺专业的本科生在本团队完成了学位论文工作。
已毕业的博士研究生名单及学位论文题目
姓 名 |
毕业年度 |
学位论文题目 |
博士研究生 |
王 颖 |
2009 |
平邑甜茶（Malus hupehensis var. pingyiensis）的杂交后代生殖特性研究和花期子房抑制性消减文库构建 |
曾广娟 |
2009 |
苹果实生树阶段转变特异蛋白质的筛选、分离及鉴定 |
王玉霞 |
2013 |
二倍体与四倍体苹果杂交的三倍性新种质表型及主要性状遗传倾向研究 |
张丽杰 |
2013 |
苹果属无融合生殖相关SERK基因克隆与表达分析及遗传转化的研究 |
刘有春 |
2014 |
越橘（Vaccinium）果实糖酸含量遗传规律及糖酸性状QTL初步定位的研究 |
刘 成 |
2016 |
不同pH条件下蓝莓全基因组基因表达及miRNA研究 |
张 枭 |
2017 |
裂核杏内果皮的形态特征及形成机理研究 |
徐家玉 |
2017 |
羽裂山楂中软肉资源果实的软化机理研究 |
Mohammed Hamad |
2017 |
The cloning, expression and function researches of SERK genes in Malus |
郭瑞雪 |
2017 |
中国原产草莓属植物的分类及遗传多样性研究 |
张琪静 |
2018 |
苹果果实成熟相关NAC转录因子的筛选与功能鉴定 |
章秋平 |
2018 |
李亚属主要果树种质资源的分子系统学研究与DNA条形码探索 |
赵 慧 |
2018 |
甜樱桃果实大小性状的遗传分析与QTL定位 |
刘晓荣 |
2018 |
基于RNA-Seq的越橘果实糖酸代谢及花色素苷合成途径中关键基因的挖掘 |
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