农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室

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农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室依托浙江大学建设，现有国家杰出青年科学基金^[1]获得者1人，教育部新世纪人才2人，浙江省151人才9人。近两年先后承担了国家863计划、973计划、国家自然科学基金重点项目及面上项目、浙江省科技厅重点、浙江省自然科学基金重点及面上项目等系列重要科研任务，发表SCI论文百余篇，国家发明专利授权8项，培养研究生80名，获全国百篇优秀博士学位论文提名奖1篇。

基本简介

农业部园艺植物生长发育与品质调控重点开放实验室

实验室依托蔬菜学、茶学国家重点学科和果树学浙江省重点学科为基础，紧跟国际学科发展前沿，以国家需求为目标开展园艺植物生长发育与生物技术方面的前瞻性研究。实验室设有“园艺植物基因组研究与改良”、“园艺植物逆境生理及其调控”、“园艺产品品质与安全保障”、“园艺植物生物化学与有效成分利用”等4个研究方向。

相关背景

园艺植物基因组研究与改良方向:

旨在建立我国重要园艺植物核心遗传资源平台的基础上，研究园艺植物重要性状相关基因的分离、功能分析及其利用，建立重要园艺植物遗传资源分子标记图库，开展园艺植物分子育种研究。期间承担有国家863课题、国家自然科学基金、浙江省科委重大(重点)项目、教育部重点科技项目、政府间国际合作项目、重大产业化项目20余项。成功地从白菜和芥菜等植物中分离出有自主知识产权的与植物育性和发育相关的基因，与小孢子发育、直根膨大以及阶段发育转变的相关基因，并对其生物学功能进行验证、分析。同时，利用AFLP和SSR技术，对十字花科主要蔬菜及砂梨等园艺作物进行雄性不育、品质性状、抗病和抗逆的分子标记辅助育种。克隆获得茶树咖啡因合成相关的SAM基因^[2]，培育出咖啡因含量为常规品种1/3的育种材料；通过基因枪和发根农杆菌手段，获得转Bt基因的茶树，为茶树低咖啡因育种和抗虫育种奠定良好基础。相关研究属国内领先水平，研究显著地推动了我国园艺植物分子育种工作的开展。

园艺植物逆境生理及其调控方向:

针对温度等非生物胁迫和植物病原菌等生物胁迫，从个体、器官、细胞和分子水平研究主要园艺植物对这些逆境的响应机制，分离克隆相关基因，探讨逆境下的植物信号转导机制，研究如何通过化学诱导等途径来提高植物对不良环境的抗性，为建立优质、高产和高效的生产体系提供理论依据。期间，承担了包括国家自然科学基金重点项目、国家863项目在内的一系列课题。明确了黄瓜、柑橘、杨梅、枇杷、草莓茶树等园艺植物的光合作用对低温、高温、强光、缺磷胁迫的响应与适应机制，发现不同黄瓜品种的耐低温能力在一定程度上同Calvin循环酶和水-水循环的活性相关。通过调节改变红光与远红光比例可有效地促进设施草莓等的生长。明确了逆境下利用细胞分裂素可有效地激活瓜类开花后的细胞再分裂，授粉受精产生的信号或细胞分裂素通过调控细胞分裂周期蛋白基因CycD3 等一系列基因从而诱导单性结实。研究了Cd等重金属元素对蔬菜生长、元素吸收、分配和积累的影响，发现了Si通过代谢途径提高黄瓜白粉病抗性和耐盐性的证据，开展了由于土壤酸化而引起的高锰浓度对植株的毒害作用及调控的生理机制的研究工作。从茶树根际土壤分离获得耐酸铝真菌ALF-1，克隆获得有关耐酸铝基因；为作物抗酸铝育种奠定良好基础

园艺产品品质与安全保障方向:

主要围绕园艺产品品质变化的多基因交互调节这一关键科学问题，以改善果实品质为中心，开展相关功能基因的协同表达机制及其调控研究，探索品质控制新途径，可为增强产品的市场竞争力提供理论依据。该方向承担有国家973专题、863课题、国家自然科学基金、国家攻关项目以及省部重大、重点科技项目10余项。期间构建了以基因巨阵列（macroarray）和基因组文库为中心的多基因交互调节研究平台，为研究品质形成相关基因的时间、空间表达提供了一个新途径。先后分离了柑桔类胡萝卜素合成主链、果糖激酶基因家族和与与品质相关等重要性状基因。阐明了光合产物在柑桔果实内的运输分配特点，发现在果实完熟之前，汁囊为叶光合产物最主要的库，而在完熟阶段光合产物在果实内没有明显的分配中心，明确韧皮部后糖运输是光合产物进入汁囊的限速位点。探明了柑桔果实发育期间果糖激酶基因的时空变化趋势。明确了采后枇杷果实组织木质化不仅只发生在冷害果实中，还可能是果实衰老的重要特征之一，果实的硬度增加与木质素积累呈显著的正相关关系；木质化过程的木质素和纤维素变化互为消长，采后杨梅果实为呼吸跃变型果实，这些发现为进一步调控采后枇杷、杨梅果实品质提供了新依据。研究了UV-B和白光对茶树儿茶素类化合物生物合成相关基因表达的调节作用，为制订茶树优质栽培措施提供依据。相关研究达国内领先水平，期间有多项成果获教育部科技进步奖一等奖和浙江省人民政府科技进步奖三等奖。

园艺植物生物化学与有效成分利用方向:

重点对多种园艺作物的生物活性物质的种类、含量、性质及形成规律、遗传特性、影响因素等进行系统研究，在分子、细胞、组织及动物水平上评价其生物学活性，研发适合不同人群需求的特种食品和保健品等，培育具有定向保健作用的特种园艺作物新品种。近年来，本研究方向承担了国家科技攻关、国家自然科学基金、中德合作国际合作项目、省部级项目以及企业委托重大项目10余项。期间进一步优化了茶多酚的提取和纯化技术与条件，研究了EGCG对细胞凋亡、细胞氧化损伤的影响。建立了作物抗癌、抗菌活性的快速检测平台，芥子油苷的HPLC分析法和QR快速检测法。生物活性碱性蛋白的分离与分析方法等，已分离到多个与抗癌类芥子油苷生物相关的基因，其中包括芥子油苷生物合成的首个调节基因。建立了柑桔柠檬苦素的分离、纯化和评价技术平台。开发了系列具有保健功能的茶饮料等产品剂相关工艺技术；获得国家专利6项。通过这些工作的开展，缩短了我国同发达国家在该领域的差距，形成了在国内具有一定竞争力的研究方向，业已成为优势研究方向之一。

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