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遗传学科研究方向介绍
作者:   时间:2021-04-20

一、遗传学科免疫与经济林木抗逆相关研究

团队成员:金丽华宋兴舜孟凡娟孟威闫绍鹏

1、经济林木抗逆机理研究及高效利用

目前,东北林业经济发展相对落后,尤其经济林木开发与利用力度不足,在一定程度上影响了该领域的林区人民收入。在东北干旱、盐碱地区探索以生态改善为先导的新型经济林栽培,符合东北振兴战略,是保证地区经济稳步快速发展的前提。团队成员主要以东北特有的多种经济林木、富含活性物质的林木资源为主要研究对象,利用遗传学、生理生化及分子生物学等方法,开展两项核心研究内容:一是从基础研究角度出发,明确在逆境条件下主要的抗性机制及互作效应的研究;二是从开发应用角度出发,针对经济林木的副产物做有效的开发利用、并阐明其应用机理。研究将助力国家“一带一路”战略,为林业经济发展做出贡献,进而提高当地人民收入。

2、天然免疫与肠道免疫

天然免疫系统是多细胞生物抵抗各种入侵微生物的第一道防线,对机体抵抗各种病原微生物的感染和侵袭能起重要的防护作用。病原微生物感染后天然免疫系统通过信号转导途径触发不同的体液和细胞活性。另外,肠道内环境如菌群、营养和代谢产物等相互作用所构成的动态平衡,对维持肠道正常生理功能、调节机体免疫以及拮抗病原微生物定植等方面都发挥了重要作用。肠道稳态的结构和功能的改变与代谢性疾病、炎症性疾病以及肿瘤的发生发展都密切相关。主要利用多种转基因果蝇,利用分子生物学、遗传学、细胞生物学和免疫学的实验方法和实验技术,阐明重要基因在造血和肠道免疫中发挥的功能和调控机制,以及和多个调控网络之间的相互调节关系。

二、遗传学科植物生理与资源利用研究方向

团队成员:孙广玉郑宝江敖红高瑞馨吴迪

以东北典型林草植物的光能截获和利用效率为中心,重点研究光合作用的调控机理、光抑制和光保护的分子生理机制,以及提高林草植物光合生产力的土壤微生物的多样性和植物资源的搜集和整理。主要包括:

1、探索出打破东北林草植物光合作用CO2限制的方法,并通过直接基因操作和选择的步骤来克服这些限制,包括改进Rubisco的性能、叶绿体中功能化的CO2浓缩机制、控制膜系统CO2的渗透性等,提出改善Rubisco性能的方法和途径。与此同时,致力于研究林草植物最大限度地减少光吸收损耗的同时,确定最大限度地截取光的策略。探索植物利用光能生产生物量的一些关键生物物理和生化限制因素,目的是提高叶绿体内代谢反应适应和抵抗强光和波动光的能力,以及光合资源在叶绿体和叶片之间匹配,以此提高东北典型林草系统的生产力。

2、围绕生物多样性原理提高自然生态系统生产力和稳定性等关键科学问题,以困难立地(盐碱、干旱、石油污染、重金属污染、矿区等)为研究对象,利用分子生物技术和信息技术,从微观的基因表达和次生代谢入手,结合现代新技术和传统技术,主要研究生物多样性提高自然生态系统生产力和稳定性的宏观生态学问题,重点开展生物多样性缓解和解决困难立地生态系统的评价体系、原理与机制和模式与方法三个层次五个方面的研究。包括困难立地生态系统生物多样性评价标准和体系;困难立地生物多样性时空配置的基因表达和次生代谢变化特征;缓解和控制困难立地的效应、机理及方法;困难立地生物多样性的种间关系、效应、时空尺度及其关联;困难立地生物多样性控制的综合应用模式。

三、遗传学科植物发育与表观遗传调控研究方向

团队成员:Ralf Müller-Xing刘雪梅徐启江周波邢倩

1、在经济林种中克隆表观遗传调控因子家族成员,分析其在营养繁育中的表观遗传调控机制,在功能基因组水平研究表观遗传调控因子作用的靶基因网络,重点筛选出与木本植物外植体生根相关的作用因子。通过对木本植物表观遗传调控因子及其靶基因进行过表达或抑制表达并分析表型,能够成功筛选到与木本植物营养繁育效率相关的品系,为东北地区耐盐碱木本植物分子育种提供试材,进而加快东北地区林木良种化进程,推动林业现代化产业发展,使经济、社会与生态效益紧密结合。

2、在林业中,由外植体进行无性繁殖是成树的常见技术。然而,受东北地区特定的自然环境与土壤环境影响,某些树种生根能力低,因此在林木营养繁育中提高外植体的生根能力可产生很大的商业影响和经济效益。表观遗传机制在木本植物生长发育中起重要调控作用,其中木本植物外植体的生根效率也受表观遗传调控。本研究团队以适于东北盐碱地环境经济林木为研究对象,深入探索包括木本植物外植体生根途径在内的营养繁育途径中转录与表观遗传调控机制。分析PcG家族蛋白在外植体生根中的表观遗传调控机制,筛选能够提高外植体生根的关键基因,通过调节这些关键基因的组蛋白修饰水平进而过表达或抑制表达这些基因,提高外植体生根效率;同时,在转录水平筛选木本植物营养繁育过程中的起关键作用的转录因子,过表达或抑制表达这些转录因子,提高木本植物的营养繁育效率,为经济林的遗传改良和木本植物分子育种提供有力依据和优良选育材料。



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