山东省农业科学院高新技术研究中心（2007年）
【概述】
山东省农业科学院高新技术研究中心（以下简称高新中心）为“山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室”的依托单位和山东省农业科学院博士后科研工作站的挂靠单位。主要研究领域有：作物功能基因组学和转基因分子改良研究、作物重要农艺性状的分子标记和辅助育种技术及遗传改良研究、作物发育过程的基因调控机理研究、植物光合作用及其分子调控机理研究、农林入侵生物成灾机理及调控技术研究、微生物资源的应用技术体系和机理研究、动植物病害生物检测技术及相关试剂盒研制、生物反应器和生物制药等。2007年，高新中心围绕科研创新中心任务，在花生功能基因组及花生品质相关基因克隆分析、水稻基因资源挖掘和分子品种创制、农作物对生物和非生物逆境的抗性分子机理及应用研究、植物生物反应器研究及应用、外来入侵物种烟粉虱入侵灾变机制研究以及微生物降解羽毛角蛋白质的研究等方面取得了重要进展。
【科研项目与经费】
2007年，高新中心新上科研项目21项，立项总经费400万元。其中，国家自然科学基金1项，国家科技支撑计划项目子课题2项，农业部公益性行业科研专项子课题1项，省科技厅国际科技合作项目1项，省科技攻关计划1项，省博士基金项目2项，省自然科学基金项目1项，省人事厅引智项目2项，院高技术自主创新基金项目（含子课题）4项，院博士启动基金项目1项，院青年基金项目4项，院科技产品研发基金项目1项。
表 2007年新上省级以上科研项目
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项目名称 |
项目类别 |
经费（万元） |
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寄主植物对Q型烟粉虱与B型烟粉虱竞争取代的影响及其机制研究 |
国家自然科学基金 |
28 |
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花生光系统活性氧伤害的防御机制及分子机理 |
国家科技支撑子专题 |
40 |
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水稻基因资源发掘与种质创新利用研究 |
国家科技支撑子专题 |
5 |
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玉米纹枯菌种类与寄主抗性的鉴定技术 |
公益性行业科研专项 |
28 |
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马铃薯抗青枯病蛋白激酶基因（StPtil）的克隆及功能分析 |
省自然科学基金 |
5.5 |
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龙葵金属硫蛋白基因的克隆及其功能分析 |
省博士基金 |
6 |
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山东省危险性害虫Q型烟粉虱的入侵生态机制研究 |
省博士基金 |
6 |
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通过RNAi技术降低花生过敏原的合作研究 |
省国际科技合作项目 |
10 |
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高质量DNA ladder的标准化制备 |
省科技攻关计划 |
12 |
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枯草杆菌降解羽毛机理研究 |
省引智项目 |
1 |
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B型烟粉虱的可持续控制 |
省引智项目 |
1 |
【科研成果及选介】
2007年，高新中心共发表48篇学术论文，其中SCI论文11篇，国家级学报论文13篇,核心期刊论文5篇；获1项国家发明专利和1项山东省科技进步二等奖。
高效农业微生物制剂的研究与产业化开发 该项目筛选、创建了8株具有特殊功能的菌株，利用这些菌株，研制开发了系列农业微生物制品。其中，动物微生态产品能够提高畜禽日增重10%以上，提高饲料报酬5%～10%，降低药费30%以上，并改善了动物产品质量；复合微生物肥料产品能够提高大田作物产量10%以上，提高蔬菜等作物产量15%以上，并明显提高了产品品质。按GMP标准建设了年产5000吨微生物制品生产线，实现了规模化生产。该成果在养殖业中示范推广饲养奶牛8.1万头，育肥猪1118万头，蛋鸡10990万只，肉鸡23002万只，累计创造经济效益50506.937万元；在种植业中示范推广种植西红柿101.5万亩，黄瓜77.7万亩，白菜89.1万亩，芹菜57.9万亩，小麦57.3万亩，玉米41.3万亩，累计获经济效益42730.13万元。项目研究和转化以来，生产企业四年新增收入12100万元，实现利税2280万元。在养殖业和种植业中推广应用，取得经济效益近10亿元。
【基础性研究】
花生功能基因组研究及花生品质相关基因克隆和分析 构建了花生全生育期籽粒全长cDNA文库，获得20000条新EST序列，完成了9038个cDNA基因的分类和功能注释研究。设计和制备了世界上第一个花生cDNA芯片。克隆种子特异性启动子5个，并构建了GUS检测载体，转化拟南芥和烟草，获得大量转基因植株。克隆了10种花生脂肪酸代谢相关基因和花生中所有的8个过敏原基因，并构建了这些基因的载体，正在进行对花生的转化研究。
水稻基因资源挖掘与分子品种创制 利用高世代分离群体，把水稻紫叶鞘基因定位到了一个60 kb的区间内。利用SSR和InDel多态标记，把水稻香味基因定位在28 kb的区间内，并预测到3个候选基因，找到了10多个与香味基因紧密连锁的多态性好的标记。筛选出高抗稻瘟病的代换系W22-9-5-2-4-9-3，供体为Khazar，代换区间为RM271-RM269-RM258-RM304，位于第10染色体上。
农作物对生物和非生物逆境的抗性分子机理和应用研究 构建了富集马铃薯抗病相关基因的全长cDNA文库和SSH文库，并发现了10多个可能新基因。克隆到花生中3类共7个金属硫蛋白基因并对AhMT2a基因进行了表达分析，发现该基因受Cu2+、Cd2+、ABA、42℃热激、H2O2和NaCl处理的诱导。克隆了8个与逆境相关的转录因子基因，并分析了NAC类转录因子AhNAC1和AhNAC2在植物不同器官的表达水平，构建了AhNAC1转录因子的核定位、酵母转录激活和植物表达载体共5个载体。把20个拟南芥的miRNA基因全部克隆到pMD18-T载体上，改造了植物表达载体pCAMBIA1302，并构建了18个miRNA的植物过量表达载体，利用热激法转化到农杆菌C58C1中，农杆菌浸花法侵染拟南芥，已获得转化6个miRNA的T1代种子。
外来入侵物种烟粉虱入侵灾变机制研究 首次阐述了Q型烟粉虱的遗传分化，该生物型可以进一步分化为Q1型和Q2型，我国的Q型烟粉虱属于Q1型，侵入山东省的Q型烟粉虱可能源于地中海地区。长期定点调查了抗虫棉与常规棉对烟粉虱种群动态的影响，分析了对烟粉虱造成这种影响的生物学基础与生理基础。利用显微注射技术，成功将外源共生菌转染到烟粉虱体内，并进行了生物学比较研究。分析了共生菌Wolbachia对烟粉虱种群生物学的影响，结果表明共生菌对烟粉虱的产卵量、生殖隔离等方面具有重要影响。
【应用研究与高技术研究】
植物生物反应器研究及应用 构建了Cry1-GFP植物表达载体，农杆菌介导法转化番茄，将Cry1基因在番茄中过量表达，获得了转基因番茄，转基因番茄植株中的花青素含量比对照提高5-6倍，果实中的番茄红素含量比非转基因番茄提高1倍。将成骨蛋白基因构建入油体蛋白表达系统，成功转入烟草和花生，目前已获得PCR检测为阳性的转基因植株，正在进行抗体制备和检测工作。已克隆到白藜芦醇合成途径中的关键酶基因，同时获得在花生子叶中特异性表达的启动子，分别构建了组成型表达及组织特异性表达的植物双元载体，正在用组成型表达载体转化花生及马铃薯。
微生物降解羽毛角蛋白质的研究 建立了产角蛋白酶微生物资源库。发现羽毛降解的主要因素是角蛋白酶和蛋白酶，其中角蛋白酶是关键因素，亚硫酸盐只在羽毛降解初期起作用，二硫键还原酶和活菌不是羽毛降解的必要条件。利用红外光谱法研究高温高压对羽毛结构影响时，随羽毛结构疏松化同时发生的只是氢键的破坏，二硫键并未被破坏。将克隆到的kerC基因连接到pGEX-4T-1上，构建重组质粒pGEX-kerC,在大肠杆菌BL21中进行诱导表达，酶活测定表明重组蛋白GST-KerC的活性约为289U/mg蛋白，证明kerC基因为角蛋白酶基因，将该基因提交GenBank，获得登陆号为EU362730。研究了YYW-1生长性能，确立了发酵最适温度，优化了培养基碳源。
【科研条件和基地建设】
2007年8月，山东省科技厅、财政厅对全省100多个省级重点实验室进行综合评估，“山东省作物与畜禽品种改良生物技术重点实验室”在所有参评实验室中总分列第三位，再次进入山东省“十大重点实验室”行列，成为山东省重点建设的省级重点实验室，并已拨入100万元资金支持。六月份农业部下发了《关于开展第五轮农业部重点开放实验室建设申报工作的通知》，按照通知要求，我们与山东大学生命科学学院联合申报了“农业部农作物遗传改良与生物技术重点开放实验室”，据了解，前期专家初评顺利，进一步的争取工作仍在进行中。
【科研队伍建设】
高新中心重组以来，一直非常注重高层次人才的引进与培养工作。2007年度，在继续抓好博士、硕士等经常性创新型人才培养与引进工作的同时，通过院杰出人才岗位招聘，分别引进了留学美国、日本多年的2位博士，进一步充实了高新中心科研创新的人才队伍，为科研自主创新和持续发展奠定了坚实的基础。
【科技交流与合作】
高新中心一贯非常重视开展学术交流工作，开拓研究人员的视野、强化科研信息沟通。2007年，共邀请美国、英国、中国科学院、中国农科院、国家杂交稻中心以及山东大学和本院的17位知名专家来单位进行学术交流、座谈和指导研究工作。共派出4人次出国短期合作交流，2人次参加国际学术会议，2人次参加国际双边会议，15人次参加国家或省级学术会议。
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