林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是我國(guó)林學(xué)學(xué)科唯一的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室(以下簡(jiǎn)稱“實(shí)驗(yàn)室”),由中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院與東北林業(yè)大學(xué)聯(lián)合共建,2011年獲批建設(shè),2014年通過建設(shè)期驗(yàn)收。實(shí)驗(yàn)室的前身是“國(guó)家林業(yè)局林木培育重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”和“林木遺傳育種與生物技術(shù)教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室”。
特色鮮明,科學(xué)育種
林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室面向現(xiàn)代林業(yè)發(fā)展的國(guó)家戰(zhàn)略需求,開展基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)研究,系統(tǒng)研究林木功能基因組,揭示林木重要目標(biāo)性狀形成的分子生物學(xué)基礎(chǔ),培育林木優(yōu)質(zhì)新品種,為我國(guó)現(xiàn)代林木育種的發(fā)展做出重大創(chuàng)新性貢獻(xiàn)。實(shí)驗(yàn)室主要從三個(gè)方向展開研究。
方向一:林木種質(zhì)創(chuàng)新與利用
系統(tǒng)揭示重要林木樹種的遺傳結(jié)構(gòu)及遺傳多樣性,建立種質(zhì)資源精準(zhǔn)鑒定與評(píng)價(jià)技術(shù)體系,篩選核心種質(zhì);利用基因工程、基因組技術(shù)與常規(guī)育種技術(shù)創(chuàng)制林木優(yōu)異種質(zhì);構(gòu)建多目標(biāo)育種群體,創(chuàng)制林木新品種與高效繁育體系。
方向二:林木功能基因組
解析重要樹種的全基因組信息,揭示林木重要目標(biāo)性狀的基因組學(xué)特征和環(huán)境適應(yīng)性的基因組基礎(chǔ);闡明林木基因家族起源、分化及功能意義;系統(tǒng)開展比較基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)和代謝組學(xué)研究,構(gòu)建決定育種性狀形成的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò),闡明重要目標(biāo)性狀形成的生物學(xué)基礎(chǔ)。
方向三:林木重要性狀形成的分子基礎(chǔ)
鑒定、克隆決定木材品質(zhì)、抗逆和速生等重要目標(biāo)性狀的關(guān)鍵基因,解析其分子和生理生化機(jī)制;系統(tǒng)研究特異調(diào)控林木木質(zhì)素、纖維素等代謝產(chǎn)物合成的調(diào)控因子,建立精準(zhǔn)的分子調(diào)控模型;構(gòu)建重要育種性狀形成的表觀修飾圖譜,闡明性狀形成的表觀遺傳機(jī)制。
實(shí)驗(yàn)室由28個(gè)課題組組成,現(xiàn)有固定科研人員88人,其中研究員/教授46人、博士生導(dǎo)師42人,形成了一支由中國(guó)工程院院士(1人)、原“973項(xiàng)目”首席科學(xué)家(2人)、國(guó)家杰青(1人)、國(guó)家優(yōu)青(4人)、國(guó)家萬人計(jì)劃(5人)、國(guó)家百千萬人才(5人)和科技部重點(diǎn)領(lǐng)域創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)(1個(gè))等高層次人才領(lǐng)軍的科研隊(duì)伍??妥芯繂T、訪問學(xué)者、博士后等流動(dòng)研究人員每年在20人以上。
至今,實(shí)驗(yàn)室已主持原“973”、原“863”、國(guó)家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃、國(guó)家科技支撐計(jì)劃、科技基礎(chǔ)性工作專項(xiàng)和林業(yè)公益性科研專項(xiàng)等一系列重大科研項(xiàng)目,在林木遺傳育種領(lǐng)域取得了一批具有國(guó)際領(lǐng)先水平的研究成果。已在Plant Cell、PNAS、Nature Communications、Nature Protocols、PLoS Genetics、Plant Physiology、Plant Journal等雜志上發(fā)表SCI論文500余篇。
近些年,實(shí)驗(yàn)室的科研人員通過分子生物學(xué)、基因工程與常規(guī)育種技術(shù)相結(jié)合的先進(jìn)手段,利用高倍電子顯微鏡與高分辨率質(zhì)譜儀等高新設(shè)備對(duì)林木組織進(jìn)行觀察,并選育、培育了具有高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、高抗等特性的林木良種。2020年6月,實(shí)驗(yàn)室在楊樹木質(zhì)部發(fā)育分子機(jī)制研究方面取得新進(jìn)展,為提高生物燃料轉(zhuǎn)化率和生物能源樹種基因工程改良提供潛在的候選基因,對(duì)楊樹分子設(shè)計(jì)育種具有重要理論參考。同時(shí),實(shí)驗(yàn)室還采集了分布于中國(guó)北方典型地理區(qū)域的26個(gè)地理種源地的文冠果種子,對(duì)其脂肪酸特性進(jìn)行測(cè)定與分析,揭示了文冠果不同種源種子特性地理變異規(guī)律,并進(jìn)行種源區(qū)劃,篩選出相應(yīng)的優(yōu)良種源。在當(dāng)前文冠果育種基礎(chǔ)相對(duì)薄弱的情況下,優(yōu)良種源的篩選現(xiàn)已得到了國(guó)內(nèi)眾多木本油料生產(chǎn)企業(yè)及個(gè)人的關(guān)注,并應(yīng)用于生產(chǎn)實(shí)踐中,可以得到27.65%的增益。
實(shí)驗(yàn)室擁有科研用房11690平方米,科研溫室20460平方米,實(shí)驗(yàn)林場(chǎng)2600公頃,建成了基因組學(xué)、蛋白質(zhì)組學(xué)、代謝組學(xué)、生物信息學(xué)、顯微成像和育種基地等6個(gè)專業(yè)技術(shù)平臺(tái)。如今,實(shí)驗(yàn)室已經(jīng)發(fā)展成為我國(guó)林木遺傳育種的重要研究基地和人才培養(yǎng)高地,其目標(biāo)是建成本領(lǐng)域特色鮮明、具有重要國(guó)際影響力的國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
整頓改革,煥然一新
8月,科技部基礎(chǔ)司公布了生物、醫(yī)學(xué)和信息領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室整改核查結(jié)果,林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室通過整改核查,將按照良好類實(shí)驗(yàn)室予以支持。
根據(jù)《科技部關(guān)于發(fā)布2016年生物和醫(yī)學(xué)領(lǐng)域國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評(píng)估結(jié)果的通知》要求,科技部基礎(chǔ)研究司委托科技部高技術(shù)研究中心對(duì)林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室整改情況進(jìn)行了核查,考核結(jié)果表明,林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室在主管部門國(guó)家林草局、教育部,以及依托單位中國(guó)林業(yè)科學(xué)研究院和東北林業(yè)大學(xué)的大力支持下,針對(duì)評(píng)估中提出的意見和建議,認(rèn)真查找自身存在的問題,采取了切實(shí)有效的整改措施,解決了實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的主要問題,呈現(xiàn)了良好的發(fā)展態(tài)勢(shì),符合國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室建設(shè)的總體要求。
整改以來,新的領(lǐng)導(dǎo)班子制訂并落實(shí)了各項(xiàng)整改措施,凝練優(yōu)化實(shí)驗(yàn)室的研究方向和研究?jī)?nèi)容,改革實(shí)驗(yàn)室組織結(jié)構(gòu),增設(shè)實(shí)驗(yàn)室室務(wù)委員會(huì),重新招聘實(shí)驗(yàn)室研究人員,加大人才引進(jìn)力度,加大開放交流,增加實(shí)驗(yàn)室經(jīng)費(fèi)投入,建立高水平研究平臺(tái)。
在主管部門和依托單位的大力支持和實(shí)驗(yàn)室全體職工的努力下,實(shí)驗(yàn)室在承擔(dān)科研項(xiàng)目、發(fā)表論文、人才培養(yǎng)、獲獎(jiǎng)等方面,較上一評(píng)估周期均有顯著提升:實(shí)驗(yàn)室固定人員主持和承擔(dān)各類科研項(xiàng)目201項(xiàng),其中新增任務(wù)146項(xiàng),分別較上一評(píng)估周期增長(zhǎng)93.27%和102.78%,總到位科研經(jīng)費(fèi)為21991.26萬元,年均5497.82萬元,人均到位經(jīng)費(fèi)249.90萬元,較上一評(píng)估周期,分別增長(zhǎng)28.65%、60.75%和17.10%;在林木重要樹種良種選育與高效繁育、林木基因家族逆境適應(yīng)的進(jìn)化遺傳機(jī)制、林木次生生長(zhǎng)分子機(jī)制等基礎(chǔ)與應(yīng)用基礎(chǔ)方面獲得一批有重要影響的自主科研成果,發(fā)表SCI收錄論文332篇,其中,35篇文章發(fā)表在Nature Communications、Plant Cell、PNAS、Current Opinion in Biotechnology等國(guó)際著名刊物上;實(shí)驗(yàn)室引進(jìn)優(yōu)秀學(xué)科帶頭人,培養(yǎng)高素質(zhì)人才,在人才培養(yǎng)方面取得了長(zhǎng)足的進(jìn)步,共獲得國(guó)家及省部級(jí)人才計(jì)劃37人次,是上一評(píng)估期的2.2倍,新增中國(guó)工程院院士1人,國(guó)家杰青1人,國(guó)家優(yōu)青4人,中青年科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才2人,5人入選國(guó)家“萬人計(jì)劃”,1人入選國(guó)家“百千萬人才工程”;實(shí)驗(yàn)室科研成果獲梁希林業(yè)科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)2項(xiàng)、二等獎(jiǎng)3項(xiàng)。
實(shí)驗(yàn)室還加強(qiáng)了與國(guó)內(nèi)外相關(guān)研究機(jī)構(gòu)和高校的合作與交流,創(chuàng)辦了香山林學(xué)論壇,并舉行系列講座52期,邀請(qǐng)了美國(guó)國(guó)家科學(xué)院院士、加拿大不列顛哥倫比亞大學(xué)(UBC)林學(xué)院資深教授、法國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院院士等國(guó)內(nèi)外專家學(xué)者來實(shí)驗(yàn)室講學(xué);開展香山青年論壇、林苑研究生沙龍,以及技術(shù)講座等系列論壇,全面覆蓋實(shí)驗(yàn)室各個(gè)層次的學(xué)術(shù)研究需求,逐漸成為實(shí)驗(yàn)室在林學(xué)領(lǐng)域內(nèi)獨(dú)有的學(xué)術(shù)品牌;創(chuàng)辦全國(guó)林木遺傳育種研究生學(xué)術(shù)論壇,彌補(bǔ)了林木遺傳育種領(lǐng)域研究生論壇零的空白,為研究生學(xué)術(shù)能力的培養(yǎng)和提高打造了良好的交流平臺(tái);主辦/承辦/協(xié)辦重要國(guó)際/國(guó)內(nèi)和雙邊學(xué)術(shù)會(huì)議12次,先后有108人次在國(guó)內(nèi)、國(guó)外講學(xué),其中特邀報(bào)告20人次;設(shè)置開放課題39項(xiàng),累計(jì)資助經(jīng)費(fèi)368.5萬元,經(jīng)開放課題資助發(fā)表的SCI論文共計(jì)32篇,較上一評(píng)估周期增長(zhǎng)23篇;購(gòu)置一系列先進(jìn)實(shí)驗(yàn)設(shè)備,不斷加強(qiáng)實(shí)驗(yàn)設(shè)備的自主研發(fā)和實(shí)驗(yàn)方法的自主創(chuàng)新,獲批14項(xiàng)發(fā)明專利和7項(xiàng)實(shí)用新型專利;實(shí)驗(yàn)室新增配套組培室、溫室等實(shí)驗(yàn)設(shè)施約3456平方米。
為了改善和提升實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施條件,國(guó)家林草局批準(zhǔn)了“中國(guó)林科院林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)設(shè)施改造項(xiàng)目”,2674萬元投資全部到位,目前,該項(xiàng)目已開工建設(shè);同時(shí),“林木遺傳育種國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室基礎(chǔ)研究?jī)x器設(shè)備購(gòu)置項(xiàng)目”獲得國(guó)家林草局批準(zhǔn)立項(xiàng),項(xiàng)目將投資2758萬元購(gòu)置69臺(tái)(套)基礎(chǔ)研究?jī)x器設(shè)備,實(shí)驗(yàn)室的科研支撐能力和行業(yè)服務(wù)水平將得到顯著提高。
整改以后,實(shí)驗(yàn)室在學(xué)術(shù)研究、人才培養(yǎng)、平臺(tái)建設(shè)等軟硬件方面都實(shí)現(xiàn)了巨大提升,未來將繼續(xù)為我國(guó)現(xiàn)代林木育種的發(fā)展做出重大創(chuàng)新性貢獻(xiàn)。