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中科院遗传发育所入选“中国十大科技进展新闻”和“中国科学十大进展”的研究成果

已有 1872 次阅读 2019-2-15 09:38 |系统分类:人物纪事

 

中科院遗传发育所李家洋实验室的“水稻分子设计育种取得新进展”入选“2018年中国十大科技进展新闻,这不是李老师实验室第一次入选中国十大科技进展新闻,作为遗传发育所的普通一份子,也深感荣幸和自豪。利用春节假期,我梳理了历年中国十大科技进展新闻中国科学十大进展,看看遗传发育所有哪些成就入选十大

按照由近及远的顺序,涉及遗传发育所的十大有以下几项,有些是我们所独立完成,有些是和其他兄弟单位合作完成:

一、2018年度十大科技“3. 我国水稻分子设计育种取得新进展”,李家洋实验室培育的国审稻新品种“中科804在产量、抗稻瘟病、抗倒伏等农艺性状方面均表现突出。中科804中科发系列水稻新品种是成功利用水稻高产优质性状形成的分子机理及品种设计理论基础与品种设计理念所育成的标志性品种,实现了高产优质多抗水稻的高效培育。

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二、2014年度科学十大“一、阐明独脚金内酯调控水稻分蘖和株型的信号途径”,生长素和细胞分裂素是调控株型建成的主要激素。近年研究发现了一个新的激素独角金内酯,通过抑制侧芽的生长在株型建成中发挥关键调控作用。李家洋实验室与合作团队,在解析独角金内酯信号转导分子机理研究中取得了奠基性的突破。他们发现D53基因编码一个三磷酸核苷水解酶, 负调控独角金内酯信号转导。研究结果发表在《自然》上,李家洋、王永红和徐华强为共同通讯作者。中国农科院作物科学研究所万建民实验室的相关研究获得类似结果,相关论文同时在线发表

三、2013年度科学十大“五、小麦A基因组和D基因组草图绘制完成”,以凌宏清实验室为首的小麦研究团队,通过与深圳华大基因研究院和美国加州大学戴维斯分校合作,在世界上首次完成了小麦A基因组的测序和草图绘制,比较全面地揭示了A基因组的结构和表达特征,对未来深入和系统地研究麦类植物结构与功能基因组学以及进一步推动栽培小麦的遗传改良具有重要理论意义和实用价值,研究结果发表在《自然》上。

四、2010年度十大科技“5. 水稻基因育种技术获突破性进展与科学十大六、揭示水稻理想株型形成的分子调控机制”,李家洋实验室和中国水稻研究所钱前实验室合作,经过数年的联合攻关,在阐明水稻理想株型形成的分子机理方面取得了突破性进展。研究团队分离鉴定了控制水稻理想株型的主效数量性状基因IPA1 (Ideal Plant Architecture 1)。IPA1基因编码一个转录因子,参与调控多个生长发育过程,因而是一个多效基因。IPA1基因的突变导致分蘖数减少、茎秆粗壮、穗粒数和千粒重显著增加,具有理想株型的典型特征。将突变ipa1基因导入水稻品种"秀水11"中,与其亲本"秀水11"相比较,含突变ipa1基因的株系具有 "理想株型"的典型特征,在田间小区试验中产量增加了10%以上。研究结果发表在《自然遗传学》上。

五、2009年度科学十大“九、鉴别出与超级杂交水稻杂种优势相关的潜在功能基因”,朱立煌实验室和朱祯实验室与基因组所于军实验室、湖南杂交水稻中心袁隆平院士团队经过数年的研究,在水稻杂交优势的分子机理方面取得重大突破。研究团队利用水稻全基因组芯片,系统考察了超级杂交稻"两优培九"及其双亲——"培矮64s"(母本)和"93-11"(父本)在7个不同发育时期的组织中的基因表达谱。在发现的3000多个杂种和亲本间差异表达的基因中,对差异表达基因的功能分类表明,虽然差异表达基因涉及诸多功能类群,但在少数功能类群(如能量代谢、碳水化合物代谢、转运等)中有明显的富集。研究结果发表在《美国科学院院刊》上。

六、2003年度十大科技“2. 中国科学家揭示水稻高产的分子奥秘和超级杂交稻研究取得重大突破”,李家洋实验室等“揭示水稻高产的分子奥秘”,李家洋实验室与中国水稻研究所钱前实验室紧密合作,以自然发生的水稻极端少分蘖突变体(单秆突变体)为材料,采用图位克隆的方法分离出了控制水稻分蘖的 MOC1基因。MOC1基因控制着腋生分生组织的起始和分蘖芽的形成,同时还有促进分蘖芽伸长的功能。因此,MOC1是水稻分蘖的关键调控基因。在有多个MOC1 拷贝插入的转基因水稻植株中,上部伸长节间上的分蘖芽和高级别的分蘖芽大部分能够伸长并生长发育成分蘖,而且在某些叶腋里形成了不止一个分蘖。这表明除了参与分蘖芽的形成,MOC1 还具有促进分蘖芽伸长的功能。伴随着MOC1 转基因水稻分蘖能力的提高,植株高度明显降低。研究还发现,至少有2个与水稻分生组织和侧枝生长发育有关的基因,即参与分生组织起始、建立和维持的 OSH1基因和控制侧芽伸长的OsTB1基因,受到了MOC1基因的调控。这两个基因在moc1功能缺失突变体内表达量明显降低。因此,MOC1很可能是控制水稻分蘖的基因开关。研究结果发表在《自然》上。

七、2002年度十大科技“1. 我国科学家率先绘制出水稻基因组精细图和水稻第四号染色体精确测序图”。

2002年“国际水稻基因组计划”圆满结束,该计划是1998年2月,中外科学家一起制定的。2000年4月,袁隆平、朱立煌、汪建三方共同签署《关于开展中国超级杂交水稻基因组研究》协议,袁隆平代表国家杂交水稻工程技术研究中心(National Hybrid Rice R&D Center),朱立煌代表遗传所,汪建代表北京华大基因研究中心。2002年4月5日,《水稻(籼稻)基因组的工作框架序列图》在《科学》杂志上封面文章的形式发表,由中国 12家科研单位共同完成,通讯作者分别是杨焕明、袁隆平和朱立煌,杨焕明的署名单位有三个,分别是:第一、中国科学院北京基因组所/基因组信息学中心(Beijing Genomics Institute/Center of Genomics and Bioinformatics, CAS),中国科学院基因组信息学中心就是中科院遗传研究所人类基因组研究中心的对外名称,第二、杭州华大基因研发中心/浙江大学生物信息学研究所/浙江省基因组生物信息学重点实验室(Hangzhou Genomics InstituteInstitute of Bioinformatics of Zhejiang UniversityKey Laboratory of Bioinformatics of Zhejiang Province),第三、中国科学院遗传研究所(Institute of Genetics, CAS)。排名第一的第一作者(第一作者一共四位)的余军,其署名单位有四个,除了第四个华盛顿大学外,前三个与杨焕明相同。另一篇是来自美国等国家的科研机构共同完成的《水稻(粳稻)基因组的工作框架序列图》。2002年11月,《自然》杂志第6913期也发表了两篇关于水稻染色体精确测序的文章,一篇是中国科学家完成的水稻第4染色体全长序列的精确测定,其中就包括李家洋实验室。另一篇是日本科学家等完成了水稻第1染色体全长序列的精确测定。

八、1994年度十大科技“5. 世界首批连续核移植山羊诞生。中国科学院发育生物学所和江苏农学院合作取得的这项重大成果,可以成倍繁殖产奶量大的山羊”,发育所主要工作由杜淼实验室负责。当时的研究认为,可以通过有性繁殖进行系统选育,以获得新表型, 然后再以无性繁殖的方式保存和扩增这种新表 型的群体, 就可能按照人们预期目的, 定向培育和快速繁殖有经济价值的动物。当前哺乳动物的无性繁殖主要有四条途径:胚胎切割、一代细胞核移植、连续细胞核移植和胚胎干细胞作为施主细胞的细胞核移植。研究团队分别把山羊8至16细胞期胚胎的分裂球和囊胚期胚胎的内细胞团的细胞作为原提供核细胞,移入去 核的卵子内 , 经一系列处理获得重构胚,并重复继代,最终把重构胚移入11只受体母羊,其中3只妊娠足月,产4只羊羔,这是世界上首次获得的连续细胞核 移植山羊。

更值得纪念的是,1994年是两院院士第一次评选中国十大科技新闻。当时,国内媒体盛行评选十大之风,什么十大经济人物十大风云人物等评。中国科学报社也希望通过自身宣传的主渠道——科技领域,回顾一年来的科技新闻和事件。1994年,中国科学报联合人民日报、新华社、光明日报、中央人民广播电台、中央电视台、中国日报等多家媒体,推出了两院院士评选1994年中国十大科技新闻活动。

2018年度是第25次评选,中科院遗传发育所第1次和第25次都有成果入选,很有意义,值得庆贺。


                                                                                                (文中难免有遗漏和谬误,欢迎批评指正!)



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1 张晓良

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