“植”關(guān)重要 生生不息
——植物生理學(xué)與生物化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室

植物生理學(xué)與生物化學(xué)國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室是在原農(nóng)業(yè)部中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物生理生化開放實(shí)驗(yàn)室的基礎(chǔ)上建立的。2001年11月通過專家論證，2002年1月經(jīng)科技部正式批準(zhǔn)建設(shè)，2003年10月16日通過建設(shè)驗(yàn)收，正式進(jìn)入國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行列，2006年、2011年和2017年通過國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室評估，其中在2011年的國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的評估中被評為優(yōu)秀類實(shí)驗(yàn)室。

生命科學(xué)研究中心

定位明晰，目標(biāo)遠(yuǎn)大

實(shí)驗(yàn)室總體定位是，實(shí)驗(yàn)室以創(chuàng)新性基礎(chǔ)研究為主，兼顧相關(guān)的應(yīng)用基礎(chǔ)研究。實(shí)驗(yàn)室的總體研究方向是“植物抗逆和水分、養(yǎng)分高效利用的生理生化及分子生物學(xué)基礎(chǔ)”。實(shí)驗(yàn)室的主要研究工作內(nèi)容是“系統(tǒng)深入地探討植物響應(yīng)高鹽、低溫、水分和養(yǎng)分虧缺等非生物逆境脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、基因表達(dá)及生理生化調(diào)控機(jī)理”。

實(shí)驗(yàn)室主要研究方向。圍繞“植物抗逆、高效的生理生化及分子生物學(xué)基礎(chǔ)”的總體研究方向，實(shí)驗(yàn)室設(shè)立六個(gè)主要研究方向：植物/作物響應(yīng)逆境脅迫的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，植物/作物應(yīng)答非生物逆境的基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理，植物/作物生長發(fā)育調(diào)控與逆境應(yīng)答分子機(jī)制，作物水分、養(yǎng)分高效利用的生理及分子機(jī)制，作物抗逆高效性狀表達(dá)的化學(xué)調(diào)控機(jī)理，作物（玉米）功能基因組研究及種質(zhì)創(chuàng)新和新品種培育。

實(shí)驗(yàn)室主要研究內(nèi)容：植物/作物細(xì)胞響應(yīng)非生物逆境脅迫的跨膜信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，植物/作物細(xì)胞響應(yīng)非生物逆境脅迫的細(xì)胞內(nèi)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)機(jī)制，植物/作物響應(yīng)非生物逆境脅迫的基因轉(zhuǎn)錄調(diào)控分子機(jī)制，作物（玉米）抗逆相關(guān)性狀的重要新基因的克隆和功能分析，植物/作物應(yīng)答逆境脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)、轉(zhuǎn)錄調(diào)控的整合生物學(xué)機(jī)制，農(nóng)作物抗逆高效的化學(xué)調(diào)控機(jī)理及應(yīng)用技術(shù)研究。

實(shí)驗(yàn)室總體建設(shè)發(fā)展目標(biāo)：圍繞植物科學(xué)領(lǐng)域及我國實(shí)現(xiàn)資源節(jié)約型、環(huán)境友好型農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展中的重大科學(xué)問題和國家需求開展基礎(chǔ)及應(yīng)用基礎(chǔ)研究工作，在保持實(shí)驗(yàn)室整體研究水平在國內(nèi)同類實(shí)驗(yàn)室處于領(lǐng)先水平的同時(shí)，力爭盡快使實(shí)驗(yàn)室成為國際同領(lǐng)域中具有重要影響力和競爭力的科學(xué)研究和人才培養(yǎng)基地。

在基礎(chǔ)研究方面，集中優(yōu)勢力量重點(diǎn)探索植物響應(yīng)及適應(yīng)干旱、高鹽、低溫、營養(yǎng)虧缺等逆境脅迫的信號轉(zhuǎn)導(dǎo)網(wǎng)絡(luò)調(diào)控機(jī)制及分子遺傳機(jī)理等重要理論科學(xué)問題，發(fā)表有突出創(chuàng)新意義并在國際上有重要影響的研究論文。

在應(yīng)用基礎(chǔ)研究方面，克隆一批有重要應(yīng)用價(jià)值、有我國自主知識(shí)產(chǎn)權(quán)的重要農(nóng)藝性狀基因，并努力開展作物（玉米）功能基因組及種質(zhì)創(chuàng)新和新品種培育研究；同時(shí)還將植物生長發(fā)育的激素調(diào)控理論應(yīng)用于作物栽培生產(chǎn)實(shí)踐，以建立重要農(nóng)作物高產(chǎn)高效的化學(xué)調(diào)控栽培技術(shù)體系等。

在人才培養(yǎng)方面，實(shí)驗(yàn)室將努力加強(qiáng)年輕科技人才的培養(yǎng)，達(dá)到平均每年培養(yǎng)5～8名博士后、25～30名博士生、10～15名訪問學(xué)者或進(jìn)修人員的能力，強(qiáng)化國家理科生物學(xué)基地本科生的科研訓(xùn)練工作。

在實(shí)驗(yàn)室運(yùn)行管理方面，切實(shí)實(shí)施“開放、聯(lián)合、流動(dòng)、競爭”的運(yùn)行機(jī)制，與其他院校及研究單位充分共享實(shí)驗(yàn)材料、儀器設(shè)備、數(shù)據(jù)和技術(shù)等各類公共資源，使人員與學(xué)術(shù)的交流常態(tài)化，實(shí)現(xiàn)我國植物生理生化及植物分子生物學(xué)和生物技術(shù)領(lǐng)域研究力量間的強(qiáng)強(qiáng)聯(lián)合與優(yōu)勢互補(bǔ)，將實(shí)驗(yàn)室建設(shè)成為我國植物科學(xué)領(lǐng)域優(yōu)秀研究人才的聚集和培養(yǎng)基地及創(chuàng)新性高水平研究成果的重要產(chǎn)出基地。

以創(chuàng)新促農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展

植物抗逆高效的生理及分子生物學(xué)基礎(chǔ)研究不僅是植物科學(xué)基礎(chǔ)研究的前沿領(lǐng)域，而且與農(nóng)作物生產(chǎn)及農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大需求密切相關(guān)。

研究各種外界環(huán)境因子對植物生長發(fā)育的影響一直是植物科學(xué)研究領(lǐng)域的重要命題，探索相關(guān)的重要科學(xué)問題既有重要的理論意義，也與農(nóng)作物育種和栽培實(shí)踐密切相關(guān)。植物是如何感受各種環(huán)境刺激信號的？植物通過何種機(jī)制響應(yīng)和適應(yīng)各種環(huán)境脅迫？植物在逆境下生長發(fā)育的分子機(jī)制為何？植物在逆境下如何調(diào)控細(xì)胞的活性？植物響應(yīng)環(huán)境脅迫的細(xì)胞信號轉(zhuǎn)導(dǎo)及基因表達(dá)調(diào)控機(jī)理為何？植物適應(yīng)環(huán)境脅迫的分子遺傳調(diào)控網(wǎng)絡(luò)機(jī)制為何？如何通過調(diào)控重要功能基因或調(diào)控因子的表達(dá)或活性來改良農(nóng)作物的抗逆高效性狀？諸如此類問題是當(dāng)今植物科學(xué)研究領(lǐng)域的前沿和熱點(diǎn)，亟待深入的探索。因此，解析植物感受和響應(yīng)各種環(huán)境脅迫的生理及分子機(jī)制是植物科學(xué)基礎(chǔ)理論研究不可或缺的重要方面。

農(nóng)作物生產(chǎn)中的淡水、土地、肥料資源的嚴(yán)重匱乏及農(nóng)業(yè)生態(tài)環(huán)境的惡化已嚴(yán)重制約我國農(nóng)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展。我國三分之二以上面積的耕地屬干旱和半干旱耕地，近三分之一面積的耕地受到不同程度鹽漬化的影響，而且鹽漬化耕地面積還在逐年增加。我國還有10億畝以上的荒地和灘涂是鹽堿地。受全球氣候變化和溫室效應(yīng)的影響，極端溫度出現(xiàn)的頻率日益增多，我國北方大部分地區(qū)和南方的早春、晚秋季節(jié)的農(nóng)作物生產(chǎn)頻繁遭受低溫冷害，致使作物減產(chǎn)甚至絕收。我國磷、鉀等礦產(chǎn)資源匱乏，每年耗巨資進(jìn)口磷、鉀化肥，農(nóng)作物生產(chǎn)中磷鉀肥施用量不足嚴(yán)重限制了作物產(chǎn)量的提高，而且還由于養(yǎng)分供應(yīng)不平衡造成了氮肥浪費(fèi)及由此帶來的環(huán)境污染。綜上所述，干旱、鹽堿、低溫、磷鉀虧缺等非生物逆境脅迫已成為制約我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重要因素。

要實(shí)現(xiàn)我國農(nóng)業(yè)長遠(yuǎn)可持續(xù)發(fā)展的戰(zhàn)略目標(biāo)，必須走資源高效利用、環(huán)境友好型可持續(xù)發(fā)展之路，以期逐步實(shí)現(xiàn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)方式的根本轉(zhuǎn)變。已有的研究表明，同種作物的不同基因型或不同種類作物的耐干旱、鹽堿、低溫性狀以及對土壤礦質(zhì)養(yǎng)分的需求和吸收利用能力是不同的，表明植物的這些抗逆性狀是受遺傳控制的。因此，利用分子育種技術(shù)培育抗逆作物優(yōu)良品種在理論上是可行的。而利用現(xiàn)代作物分子育種技術(shù)培育作物抗逆新品種首先依賴于對植物適應(yīng)環(huán)境脅迫的分子調(diào)控機(jī)理的認(rèn)識(shí)。因此，開展對植物適應(yīng)環(huán)境脅迫的分子調(diào)控機(jī)理及抗逆性狀分子遺傳機(jī)制的研究是我國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展的重大和迫切需求。

實(shí)驗(yàn)室圍繞植物科學(xué)基礎(chǔ)理論研究領(lǐng)域的重要科學(xué)問題，同時(shí)瞄準(zhǔn)我國農(nóng)作物生產(chǎn)可持續(xù)發(fā)展的重大需求，長期堅(jiān)持“植物抗逆、高效的生理及分子生物學(xué)基礎(chǔ)”方面的創(chuàng)新性研究，對我國植物科學(xué)學(xué)科發(fā)展及農(nóng)作物抗逆高效研究方面有著重要的作用和意義。實(shí)驗(yàn)室目前已形成一支以優(yōu)秀學(xué)術(shù)帶頭人為核心的高水平研究隊(duì)伍，凝聚了一批具有發(fā)展?jié)摿Φ闹星嗄陮W(xué)術(shù)骨干，已成為吸引優(yōu)秀年輕歸國學(xué)者優(yōu)先選擇的實(shí)驗(yàn)室之一。目前實(shí)驗(yàn)室承擔(dān)了一大批國家重大科研任務(wù)，不斷取得一些重要研究成果，其中有些研究成果已在國內(nèi)外學(xué)術(shù)界產(chǎn)生重要影響。

2016年度實(shí)驗(yàn)室固定人員以重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室為第一標(biāo)注單位在被S C I收錄的期刊上發(fā)表研究論文49篇，其中Plant Cell 5篇，Nucleic Acids Res 1篇，New Phytol 3篇，PLoS Genet 1篇，Plant P h y s i o l 9篇。另有影響因子5～7的論文12篇，影響因子3～5的論文18篇，累計(jì)S C I影響因子298，平均影響因子6.1/篇。2016年度實(shí)驗(yàn)室獲得發(fā)明專利7項(xiàng)。

2017年度實(shí)驗(yàn)室固定人員在被S C I收錄的期刊上發(fā)表研究論文58篇，其中Mol Cell 1篇，Nat Commun 1篇，Proc Natl Acad Sci USA 2篇，Plant Cell 2篇，Dev Cell 1篇，Nucleic Acids Res 2篇，另有影響因子5～9的論文29篇，影響因子3～5的論文20篇，累計(jì)S C I影響因子388，平均影響因子6.69/篇。2017年度實(shí)驗(yàn)室獲得發(fā)明專利和軟件著作權(quán)9項(xiàng)。

“正德厚生，生生不息”，實(shí)驗(yàn)室成員秉承著中國農(nóng)業(yè)大學(xué)生物學(xué)院的院訓(xùn)，在國家農(nóng)業(yè)發(fā)展的大需求下，不斷進(jìn)取、開拓創(chuàng)新，積極建設(shè)良好的學(xué)術(shù)氛圍、優(yōu)良的科研環(huán)境，為國家培養(yǎng)更多高水平科研人才，為實(shí)現(xiàn)中國農(nóng)業(yè)可持續(xù)發(fā)展目標(biāo)而努力奮斗。