將創(chuàng)新的種子埋入土地
——作物生物學(xué)國家重點實驗室

作物生物學(xué)國家重點實驗室，位于山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。這是山東繼山東大學(xué)兩個國家重點實驗室后，省屬高校第一個獲準(zhǔn)建設(shè)的國家重點實驗室，標(biāo)志著山東省作物生物學(xué)研究方面有了高水平科研基地。

實驗室于1991年1月開始籌建，是在“小麥栽培生理與遺傳改良”原農(nóng)業(yè)部重點開放實驗室和“植物遺傳工程”“果樹生物學(xué)”“植物分子生物學(xué)”3個山東省重點實驗室的基礎(chǔ)上，于2003年1月經(jīng)科技部批準(zhǔn)組建的首批省部共建國家重點實驗室培育基地，2006年通過了科技部組織的生命科學(xué)國家和部門重點實驗室的評估，評估結(jié)果良好。2007年4月，科技部批準(zhǔn)成為國家重點實驗室。

目前，實驗室擁有作物栽培與耕作學(xué)和果樹學(xué)兩個國家級重點學(xué)科，作物學(xué)、園藝學(xué)、生物學(xué)3個一級博士學(xué)位授權(quán)點及相應(yīng)的3個博士后流動站。

推動科技創(chuàng)新與發(fā)展

作物生物學(xué)國家重點實驗室以小麥、玉米、果蔬等主要作物為研究對象，以解決我國作物科技和作物生產(chǎn)發(fā)展中的關(guān)鍵問題為宗旨，以“優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、高效、安全、生態(tài)”為目標(biāo)，按照“突出創(chuàng)新、爭創(chuàng)一流”的整體思路，瞄準(zhǔn)世界作物科學(xué)發(fā)展前沿，開展多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，堅持“自主創(chuàng)新、重點跨越、支撐發(fā)展、引領(lǐng)未來”的指導(dǎo)方針，以確保黃淮海地區(qū)農(nóng)業(yè)可持續(xù)、高效發(fā)展，促進(jìn)我國糧食穩(wěn)定發(fā)展、農(nóng)民持續(xù)增收。

實驗室設(shè)置了3個研究方向，即作物生理生態(tài)、作物種質(zhì)創(chuàng)新和作物分子生物學(xué)。作物生理生態(tài)方向重點研究了黃淮海地區(qū)主要作物產(chǎn)量、品質(zhì)形成的生理生化基礎(chǔ)，作物根系與冠層的協(xié)調(diào)機理，群體與環(huán)境生態(tài)因素的互作機制，作物資源高效利用的生理機制與調(diào)控途徑。實驗室實現(xiàn)了基因型與生態(tài)環(huán)境、地上部與地下部、產(chǎn)量品質(zhì)形成與資源高效利用高度協(xié)調(diào)，研究成果為創(chuàng)新耕作栽培技術(shù)提供了理論依據(jù)。

實驗室還綜合運用雜交育種、染色體工程、基因工程和分子育種等技術(shù)，建立生物技術(shù)與常規(guī)技術(shù)有機結(jié)合的種質(zhì)創(chuàng)新理論與方法，研究重要農(nóng)藝性狀的遺傳規(guī)律，發(fā)掘及評價了優(yōu)異基因資源和創(chuàng)造性狀突出的優(yōu)異種質(zhì)，培育了高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗病、抗逆、資源高效利用的作物新品種，提升了我國作物育種水平和自主創(chuàng)新能力。

收割小麥

作物分子生物學(xué)方向主要研究作物生長發(fā)育及其對環(huán)境條件響應(yīng)的分子機理，分離鑒定控制作物產(chǎn)量、品質(zhì)、抗逆性等重要經(jīng)濟性狀的新基因，闡明其在產(chǎn)量、品質(zhì)、抗性等性狀形成過程中的作用機理，研究基因與基因間、基因與環(huán)境間的互作效應(yīng)，揭示控制重要農(nóng)藝性狀的基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，為培育高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗逆作物新品種、新種質(zhì)和優(yōu)化耕作栽培技術(shù)提供科學(xué)依據(jù)。

目前，實驗室科研用房面積3.3萬平方米，建立了作物生理生態(tài)技術(shù)平臺、細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)平臺、分子生物學(xué)技術(shù)平臺、組學(xué)與分析技術(shù)平臺和作物遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)平臺，建設(shè)了高標(biāo)準(zhǔn)植物生長室、人工氣候室和小麥玉米試驗基地。

作物生物學(xué)國家重點實驗室的建立為我國作物科技提供了堅實的理論創(chuàng)新平臺，成為我國作物科學(xué)高層次創(chuàng)新人才培養(yǎng)的重要基地。實驗室為我國區(qū)域經(jīng)濟發(fā)展和新農(nóng)村建設(shè)提供強大的技術(shù)和人才支撐，保障我國糧食安全，全面提升了我國作物科學(xué)的水平，推動依托單位的科技創(chuàng)新與發(fā)展。

撐起作物生物學(xué)的一片天

在中華世紀(jì)壇中靜靜地躺著我國20世紀(jì)的兩項重要發(fā)明，其中之一就是名為矮孟牛的小麥品種。矮孟牛是利用血緣不同的“偏材”和“良材”3個親本材料——矮稈抗倒的矮豐3號、早熟的孟縣201、穗大粒多抗病的牛朱特培育而成的。小麥育種科研人員利用“矮孟?！狈N質(zhì)選育出40多個新品種，在我國北方麥區(qū)大面積推廣，為我國小麥生產(chǎn)做出重要貢獻(xiàn)。這項科研曾獲國家技術(shù)發(fā)明獎一等獎。而這項農(nóng)業(yè)上的重大突破，它的誕生地就是山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室。

20世紀(jì)50年代，在“大躍進(jìn)”浪潮的驅(qū)動下，涉農(nóng)高校、科研院校紛紛成立小麥、玉米等作物研究室。然而，隨著這股浪潮的退卻，相關(guān)研究室又被逐一取消，能堅持至今者屈指可數(shù)。而山東農(nóng)業(yè)大學(xué)就是“屈指可數(shù)”的一員。相關(guān)研究非但沒有中斷，還在20世紀(jì)70年代，由著名植物生理學(xué)家鄭廣華撰寫《植物栽培生理》一書，使得山東農(nóng)大成為國內(nèi)栽培生理學(xué)的起源地。

自作物生物學(xué)國家重點實驗室成立以來，實驗室針對黃淮海地區(qū)作物生產(chǎn)面臨的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)與資源高效利用矛盾突出、作物種質(zhì)遺傳基礎(chǔ)狹窄且優(yōu)異種質(zhì)缺少等突出難題，圍繞產(chǎn)業(yè)需求凝練關(guān)鍵科學(xué)問題，屢獲突破。比如，“激素調(diào)控植物干細(xì)胞活動分子機理”的研究成果為在更大范圍進(jìn)行植物離體快繁、開展生物育種等提供了有力的理論支撐，成功克隆出的太谷核不育這一“國寶級”基因，為實現(xiàn)小麥等作物雜交制種創(chuàng)造了條件。

實驗室還創(chuàng)建了與常規(guī)育種全程結(jié)合的多位點分子標(biāo)記輔助選擇技術(shù)，育成多抗廣適高產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)小麥新品種山農(nóng)20，已累計推廣8000余萬畝，成為全國第三大小麥品種。不得不提的是，實驗室研發(fā)的小麥品質(zhì)生理和優(yōu)質(zhì)高產(chǎn)栽培理論與技術(shù)、玉米無公害生產(chǎn)關(guān)鍵技術(shù)為保障國家糧食安全、把中國人的飯碗牢牢端在自己手中做出了貢獻(xiàn)。

2018年10月，山東省委組織部印發(fā)通知，對省直單位、省屬高校和科研院所、省管企業(yè)“擔(dān)當(dāng)作為好干部”“干事創(chuàng)業(yè)好團(tuán)隊”等進(jìn)行表彰，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)作物生物學(xué)國家重點實驗室作為50個好團(tuán)隊之一位列其中。

據(jù)了解，2018年作物生物學(xué)國家重點實驗室科技創(chuàng)新能力得到進(jìn)一步提升，新承擔(dān)科研項目60項，項目總經(jīng)費9763萬元；獲得山東省科技進(jìn)步獎一等獎1項；在Trends in Plant Science、Plant Physiology、PlantJournal等知名學(xué)術(shù)期刊發(fā)表SCI論文131篇；授權(quán)發(fā)明專利23項，實用新型專利9項；審定作物新品種25個，育成的小麥、玉米、花生新品種在山東、河北、河南等省廣泛推廣種植。

2020年年初，作物生物學(xué)國家重點實驗室召開了2019年度學(xué)術(shù)會議。作物生物學(xué)國家重點實驗室學(xué)術(shù)骨干、研究人員及研究生等參加會議。19位研究人員代表課題組匯報了過去一年的科研工作進(jìn)展，展示了實驗室在主要農(nóng)作物的生長發(fā)育、抗性等方面取得的研究成果。

此次學(xué)術(shù)會議報告內(nèi)容豐富、亮點紛呈、非常精彩。從事基礎(chǔ)研究的課題組抓住了相關(guān)領(lǐng)域研究的前沿科學(xué)問題，并且把基礎(chǔ)研究做得細(xì)致深入；從事應(yīng)用研究的課題組能夠把生產(chǎn)上的問題和基礎(chǔ)研究有機結(jié)合，從機理層面解決生產(chǎn)問題。這些報告反映了實驗室2019年取得的重要成果，標(biāo)志著實驗室研究水平上升到一個新的高度。

此次會議還對做好2020年重點實驗室各項工作提出具體要求。一是加強實驗室內(nèi)部的合作交流，取長補短，優(yōu)化整合身邊的資源，創(chuàng)造性地開展工作，取得更高水平的研究成果；二是盡快組建國家重點實驗室國際高層次專家委員會，為實驗室的科學(xué)研究把關(guān)指導(dǎo)；三是進(jìn)一步加強實驗室實驗技術(shù)人員隊伍建設(shè)，為科研人員提供優(yōu)質(zhì)高效的服務(wù)；四是每位成員都要進(jìn)一步增強環(huán)境保護(hù)意識，按照相關(guān)要求處理有毒有害廢棄物，共同營造良好的科研環(huán)境。

扎根科研領(lǐng)土多年，作物生物學(xué)國家重點實驗室一直堅持“十年磨劍”的學(xué)術(shù)理念。今后，實驗室將繼續(xù)沉下心來，扎實工作，戒驕戒躁，在不斷的沉淀積累中實現(xiàn)厚積薄發(fā)。