學(xué)科帶頭人:易干軍 研究員/博士
研究室主任:楊喬松 研究員/博士
副主任:胡春華 研究員/博士
科研骨干:李春雨 研究員/博士、董濤 研究員/博士、畢方鋮 研究員/博士、盛鷗 研究員/博士、鄧貴明 研究員/博士、高慧君 副研究員/博士、竇同心 副研究員/博士、何維弟 助理研究員/博士、劉思文 助理研究員/博士、劉燦燦 助理研究員/博士、李耀耀 助理研究員/博士
團(tuán)隊(duì)簡(jiǎn)介:
團(tuán)隊(duì)圍繞香蕉抗病抗寒分子機(jī)理、香蕉品質(zhì)形成機(jī)理、香蕉枯萎病致病機(jī)制與抗性機(jī)理開(kāi)展了基礎(chǔ)研究,取得了重要進(jìn)展,發(fā)表了一批較高水平的論文,是國(guó)際香蕉研究領(lǐng)域著名的研究團(tuán)隊(duì),獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)科研杰出人才及其創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)稱(chēng)號(hào)。建立了香蕉雜交與誘變育種、基因編輯育種技術(shù)體系,創(chuàng)制了一批育種材料,引領(lǐng)了國(guó)際香蕉分子育種研究。育成了“中蕉4號(hào)”、“中蕉8號(hào)”、“中蕉9號(hào)”等一批優(yōu)勢(shì)突出、綜合性狀優(yōu)良的抗枯萎病香蕉新品種,基本解決了香蕉枯萎病這一重大國(guó)際難題。首次提出將香蕉作為我國(guó)糧食安全的重要補(bǔ)充。選育出糧食與加工用途的“美食蕉1號(hào)”和“美食蕉1號(hào)”等煮食蕉新品種,研發(fā)了以這些品種為原材料的食品精深加工工藝,包括香蕉點(diǎn)心、香蕉片、香蕉粉、香蕉(?。┚啤⒐u、嬰幼輔食、代餐等,有效的拓展了香蕉產(chǎn)業(yè)鏈,具有重大的應(yīng)用前景。
研究方向:
1、種質(zhì)資源的收集、保存、評(píng)價(jià)與利用
2、香蕉雜交育種及群體遺傳進(jìn)化規(guī)律研究
3、香蕉現(xiàn)代生物育種技術(shù)體系的研發(fā)
4、抗枯萎病、特色、糧食及加工用途香蕉品種選育
5、香蕉精深加工技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)
6、香蕉果實(shí)成熟(后熟)機(jī)制與功能性成分形成機(jī)制
7、香蕉枯萎病菌進(jìn)化規(guī)律、與寄主互作機(jī)制與綜合防控
8、果樹(shù)高效栽培技術(shù)研發(fā)與示范推廣
重要基礎(chǔ)研究進(jìn)展:
1、系統(tǒng)揭示了香蕉的抗寒、抗病機(jī)理以及枯萎病菌的全球進(jìn)化機(jī)制:香蕉枯萎病菌進(jìn)化規(guī)律、致病機(jī)制及綜合防控,利用真菌傳統(tǒng)分類(lèi)學(xué)手段,明確了我國(guó)及亞洲香蕉主產(chǎn)國(guó)病原菌生物多樣性;對(duì)全球病菌開(kāi)展基因組測(cè)序和重測(cè)序,研究病原菌群體遺傳結(jié)構(gòu)及進(jìn)化規(guī)律;鑒定到熱帶4號(hào)小種致病關(guān)鍵效應(yīng)蛋白,分離其到宿主體內(nèi)靶分子,揭示了該致病信號(hào)傳遞通路;鑒定到部分小分子毒性物質(zhì),闡述了鐮刀菌酸、白僵菌素等作用機(jī)制,豐富了我們對(duì)病菌致病機(jī)制的認(rèn)識(shí);初步建立了土壤消毒、生物防治、輪作與間作的防控技術(shù)體系。借助寄主誘導(dǎo)基因沉默技術(shù),在香蕉中表達(dá)Foc TR4 ERG6/11 dsRNA顯著提高了香蕉的抗枯萎病能力,是國(guó)際上香蕉抗枯萎病分子育種的重要突破。另外,從基因表達(dá)、蛋白表達(dá)和磷酸化信號(hào)通路三個(gè)方面較為深入地揭示了抗寒大蕉與冷敏感香蕉抗寒性差異的分子機(jī)理,發(fā)現(xiàn)大蕉MKK2、MAPK5、ICE1和MYBS3在冷響應(yīng)信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮著重要的作用,為香蕉抗寒分子育種提供理論和基因資源支持。
2、建立了高效的香蕉組基因編輯技術(shù)體系:率先建立了基于CRISPR/Cas9的香蕉基因組編輯技術(shù)體系,成功獲得全世界第一株基因編輯香蕉苗;利用基因編輯技術(shù)獲得了常溫下貯藏期延長(zhǎng)近2個(gè)月的耐貯運(yùn)香蕉新種質(zhì)。將“綠色革命”基因在香蕉中的同源基因MaGA20ox2進(jìn)行定點(diǎn)編輯,獲得了半矮化的香蕉材料,為利用“綠色革命”基因培育矮化香蕉新種質(zhì)提供了一條新思路?;谇捌诮⒌腃RISPR/Cas9基因組編輯技術(shù),進(jìn)一步在香蕉中建立了高效的無(wú)轉(zhuǎn)基因殘留基因組編輯技術(shù)體系。此技術(shù)體系的建立為香蕉基因組編輯技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ),同時(shí),此策略可拓展應(yīng)用于其他植物特別是無(wú)性繁殖園藝作物中。
3、開(kāi)展了香蕉果實(shí)類(lèi)胡蘿卜素、淀粉、香氣物質(zhì)、優(yōu)異纖維等的積累代謝規(guī)律及果實(shí)后熟與品質(zhì)形成分子機(jī)制的研究:對(duì)不同類(lèi)型的香蕉種質(zhì)進(jìn)行類(lèi)胡蘿卜素含量測(cè)定,系統(tǒng)開(kāi)展了3個(gè)基因組類(lèi)型(AAA、AAB、ABB)、9個(gè)栽培類(lèi)型共18個(gè)香蕉品種在采后不同時(shí)期的代謝組學(xué)分析,在國(guó)際上率先揭示了香蕉果肉中類(lèi)胡蘿卜素的組成分布呈現(xiàn)基因組類(lèi)型依賴(lài)規(guī)律,為高類(lèi)胡蘿卜素含量的香蕉品種選育提供理論依據(jù);評(píng)價(jià)了21個(gè)栽培品種的淀粉特性,發(fā)現(xiàn)青香蕉果實(shí)具有較好的深加工應(yīng)用前景,初步揭示了抗性淀粉的合成、分解及其代謝調(diào)控的分子機(jī)理;對(duì)不同種類(lèi)、不同產(chǎn)區(qū)、不同栽培條件以及不同時(shí)期成熟的香蕉果實(shí)香氣物質(zhì)進(jìn)行了系統(tǒng)研究,明確了造成香氣品質(zhì)差異的特征香氣物質(zhì);探究了不同品種香蕉果實(shí)后熟轉(zhuǎn)糖的差異,鑒定出多個(gè)可能影響果實(shí)后熟與品質(zhì)形成的功能基因和關(guān)鍵調(diào)控因子,為進(jìn)一步針對(duì)香蕉后熟和品質(zhì)進(jìn)行分子改良奠定了基礎(chǔ)。
4、香蕉基因組關(guān)聯(lián)分析及分子標(biāo)記開(kāi)發(fā)利用:構(gòu)建了高質(zhì)量的香蕉TT基因組,探究了芭蕉科物種的基因組進(jìn)化和全基因組復(fù)制事件,解析轉(zhuǎn)座子和染色體重排在基因組進(jìn)化中的重要作用,基于基因組、比較轉(zhuǎn)錄組和生理生化實(shí)驗(yàn)分析揭示香蕉品種Abaca優(yōu)異纖維性能的遺傳調(diào)控基礎(chǔ)。以香蕉基因組數(shù)據(jù)庫(kù)為基礎(chǔ),通過(guò)簡(jiǎn)化基因組測(cè)序和基因組重測(cè)序分析開(kāi)發(fā)香蕉的SNP和Indel等標(biāo)記,以香蕉種質(zhì)資源評(píng)價(jià)為基礎(chǔ),解析香蕉種質(zhì)資源復(fù)雜的遺傳背景以及親緣關(guān)系,挖掘香蕉重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的特異性分子標(biāo)記,為香蕉種質(zhì)資源的分子鑒定及品種權(quán)保護(hù)奠定基礎(chǔ)。
獲得的研究成果:
近年來(lái)主持完成農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專(zhuān)項(xiàng)、“948”計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目、國(guó)家自然科學(xué)基金、國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)項(xiàng)目等各類(lèi)科研項(xiàng)目85項(xiàng),建立了“國(guó)家香蕉改良中心-廣州分中心”、“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廣州香蕉種質(zhì)資源圃”、“廣東省香蕉遺傳改良中心”等平臺(tái);在plant communications、Food chemistry、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist等重要國(guó)際期刊上發(fā)表論文60余篇;獲得神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),華耐園藝獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)1項(xiàng),廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣二等獎(jiǎng)1項(xiàng);獲植物新品種權(quán)3項(xiàng),省級(jí)審定品種8個(gè);獲得授權(quán)專(zhuān)利14件;撰寫(xiě)農(nóng)業(yè)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)3項(xiàng)。
審定的香蕉新品種:中蕉2號(hào)、中蕉3號(hào)、中蕉4號(hào)、中蕉6號(hào)、中蕉9號(hào)、中粉1號(hào)、矮粉1號(hào)、粵豐1號(hào)
獲得的植物新品種權(quán):中蕉4號(hào)、中蕉8號(hào)、中蕉9號(hào)、蕉麻1號(hào)、矮粉1號(hào)、美食蕉1號(hào)、美食蕉2號(hào)、美食蕉4號(hào)、粵蕉1號(hào)、粵蕉2號(hào)
代表性科研成果:
2022年“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗枯萎病香蕉新品種‘中蕉4號(hào)’的選育及推廣應(yīng)用”獲廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣二等獎(jiǎng)。
2017年“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮化、抗枯萎病香蕉新品種選育與應(yīng)用”獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎(jiǎng)一等獎(jiǎng)。
2016年“香蕉抗逆分子機(jī)理研究及矮化、優(yōu)質(zhì)、抗病系列新品種選育與應(yīng)用”獲中國(guó)園藝學(xué)會(huì)華耐園藝科技獎(jiǎng)。
代表性科研項(xiàng)目:
項(xiàng)目名稱(chēng) | 項(xiàng)目類(lèi)型 |
常綠果樹(shù)高效育種技術(shù)與品種創(chuàng)制 | 國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃項(xiàng)目 |
香牙蕉抗枯萎病的基因探究及機(jī)理分析 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
香蕉后熟關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子MADS2調(diào)控后熟過(guò)程的分子基礎(chǔ) | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
香蕉CRISPR/Cas9 RNP無(wú)外源DNA基因組編輯技術(shù)體系的建立 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
香蕉抗枯萎病種質(zhì)資源挖掘及其抗性分子機(jī)理解析 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
基于iTRAQ技術(shù)分析香大蕉膜蛋白質(zhì)組與其抗寒性的關(guān)系 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
枯萎病菌效應(yīng)蛋白FocM35靶向作用香蕉幾丁質(zhì)酶抑制寄主免疫的分子機(jī)理 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
基于淀粉分支酶調(diào)控香蕉果實(shí)抗性淀粉合成機(jī)理的研究 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
白僵菌素在香蕉枯萎病菌熱帶4號(hào)小種致病過(guò)程中作用機(jī)理研究 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
基于磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)方法分析香大蕉磷酸化信號(hào)通路與其抗寒性的關(guān)系 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
不同產(chǎn)區(qū)香蕉果實(shí)香氣成分差異及主要影響因子作用機(jī)理解析 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
香蕉種質(zhì)資源果實(shí)類(lèi)胡蘿卜素組分與寒冷差異分析及其積累代謝機(jī)理研究 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
寄主誘導(dǎo)枯萎病菌FoERG6基因沉默提高香蕉抗病性的機(jī)理研究 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
基于全基因組重測(cè)序的香蕉SNP標(biāo)記開(kāi)發(fā)及其在種質(zhì)資源遺傳多態(tài)性中的應(yīng)用 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
高抗枯萎病香蕉資源篩選及其對(duì)尖孢鐮刀菌熱帶4號(hào)小種的識(shí)別與免疫機(jī)制研究 | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
基于交聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)解析大蕉耐冷相關(guān)蛋白MKK2、MAPK3和ICE1的互作網(wǎng)絡(luò) | 國(guó)家自然科學(xué)基金 |
優(yōu)質(zhì)、特色、抗逆香蕉新品種選育 | 省重點(diǎn)領(lǐng)域研發(fā)項(xiàng)目 |
香蕉分子育種與品種創(chuàng)新 | 863計(jì)劃項(xiàng)目 |
香蕉抗枯萎病等主要病害核心技術(shù)與種質(zhì)的引進(jìn)與創(chuàng)新 | 948計(jì)劃重點(diǎn)項(xiàng)目 |
促進(jìn)亞洲有機(jī)香蕉的生產(chǎn)與銷(xiāo)售 | 聯(lián)合國(guó)糧農(nóng)組織項(xiàng)目 |
代表性論文:
論文名稱(chēng) | 期刊 |
High-quality reference genome assemblies for two Australimusa bananas provide insights into genetic diversity of the Musaceae family and regulatory mechanisms of superior fiber properties | Plant Communications |
Efficient and transgens-free genome editing in banana using a REG-2 promoter-driven gene-deletion system | Molecular Horticulture |
Fusaric acid instigates the invasion of banana by Fusarium oxysporum f. sp. cubense TR4 | New Phytologist |
CRISPR/Cas9-mediated Genome Editing of MaACO1 (aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase1) Promotes the Shelf Life of Banana Fruit | Plant Biotechnology Journal |
Host-induced gene silencing of Foc TR4 ERG6/11 genes exhibits superior resistance to Fusarium wilt of banana | Plant Biotechnology Journal |
Using crispr/Cas9 genome editing system to create MaGA20ox2 gene modified semi-dwarf banana. | Plant Biotechnology Journal |
Integrated proteomic and metabolomic analysis suggests high rates of glycolysis are likely required to support high carotenoid accumulation in banana pulp | Food Chemistry |
Metabolic profiling reveals genotype-associated alterations in carotenoid content during banana postharvest ripening | Food Chemistry |
The toxic mechanism and bioactive components of Chinese leek root exudates acting against Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race | European Journal of Plant Pathology |
The use of gfp-transformed Fusarium oxysporum f. sp. cubense to study infection of resistant and susceptible banana cultivars | European Journal of Plant Pathology |
Germplasm screening of Musa spp. for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 (Foc TR4). | European Journal of Plant Pathology |
Comparative transcriptomics analysis reveals difference of key gene expression between banana and plantain in response to cold stress | BMC genomics |
Establishment of a PEG-mediated protoplast transformation system based on DNA and CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein complexes for banana | BMC Plant Biology |
Transcriptome and metabolome profiling provide insights into molecular mechanism of pseudostem elongation in banana | BMC Plant Biology |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | BMC Plant Biology |
Cold-Induced Peroxidases and Aquaporins Are Associated With High Cold Tolerance in Dajiao (Musa spp. ‘Dajiao’). | Frontiers in Plant Science |
MaMYB4, an R2R3-MYB Repressor Transcription Factor, Negatively Regulates the Biosynthesis of Anthocyanin in Banana | Frontiers in Plant Science |
Influence of harvest season on volatile aroma constituents of two banana cultivars by electronic nose and HS-SPME coupled with GC-MS | Scientia Horticulturae |
Quantitative proteomic analysis reveals that antioxidation mechanisms contribute to cold tolerance in plantain (Musa paradisiaca L.; ABB Group) seedlings | Molecular & Cellular Proteomics |
Comparative Phosphoproteomics Reveals an Important Role of MKK2 in Banana (Musa spp.) Cold Signal Network. | Scientific Reports |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | Genes |
Proteomic analysis of conidia germination in Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 reveals new targets in ergosterol biosynthesis pathway for controlling Fusarium wilt of banana | Appl Microbiol Biotechnol |
聯(lián)系方式:楊喬松
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