7月11日,《中国教育报》头版头条以《解码番茄“芯” 为国育好“种”》为题纪实报道山东农业大学李传友教授团队攻坚植物再生新机制。报道指出,李传友教授团队以番茄为模式植物,不仅在植物再生领域解决世纪难题,取得重大科研成果,而且早在二十多年前就在植物对病虫害的防御反应研究中打破传统观念取得重要成果。同时,他们还成功培育出产量高、抗病性强、口感更加浓郁的优质番茄。团队主攻的番茄基因组解码工作,对培育具有我国自主知识产权的优良性状番茄新品种,推动世界的番茄科研和生产具有重要意义。
怀揣着对农业的热爱,坚持对前沿科学的研究,李传友教授团队将科技的力量注入农业生产中,他们致力于培育具有中国自主知识产权的优质番茄品种,确保“菜篮子”稳定,不依赖“洋种子”。他们的研究成果为生物育种中解决作物遗传转化效率低、基因型依赖严重等瓶颈问题,提供了便捷普适的方案和思路,为种源可控和国家粮食安全注入了新的动力。
详细报道如下:
“是什么控制着器官再生?”这是2005年《科学》杂志在创刊125周年之际提出的125个人类未知的重大科学问题中最重要的25个科学问题之一。今年5月22日,国际顶尖学术期刊《细胞》在线发表山东农业大学李传友教授团队在植物再生领域研究取得的重大突破为上述问题作了一个注脚——该团队以番茄为模式植物,成功发现细胞受伤而产生的再生因子REF1,是引发组织修复和器官再生的原初受伤信号分子。
这一发现在植物转基因、基因编辑领域有巨大应用价值,为生物育种中解决作物遗传转化效率低、基因型依赖严重等瓶颈问题,提供了便捷普适的方案和思路,更为种源可控和国家粮食安全注入了新的动力。
李传友教授(右)在番茄优特新品种示范中心的观摩会上
在国际上,李传友带领团队率先解析了防御激素茉莉酸信号激活、放大和终止的转录调控机制,为理解植物对病虫害的防御反应提供了重要理论支撑。同时,他们还成功分离出多个具有重要育种利用价值的番茄优质抗病关键基因,为培育绿色安全、营养健康、美味可口的番茄新品种提供了有力支持。
这些成就的取得,和他一贯坚持的前沿研究密不可分。1994年,李传友从山东农业大学硕士毕业后留校,参与农学院遗传育种实验室的筹建工作。1996年,他考入中国科学院遗传研究所攻读博士。1999年,博士毕业后,怀揣着对“植物对病虫的防御反应”研究领域的巨大兴趣,李传友选择到美国密歇根州立大学继续深造。
做博士后期间,李传友的主攻方向是以番茄为模式,研究植物防御咀嚼式昆虫的信号转导途径。长期以来,学术界认为植物防御昆虫和机械伤害的长距离运输的信号是一种被称为“系统素”的多肽。当时,他的“老师的老师”克拉伦斯·瑞恩的这一观点,作为学术界的权威已经被写入美国的教科书。
李传友并未受主流观念影响,还是坚持按自己的思路探索实验,以番茄为模式系统,以蛋白酶抑制剂为抗性标记基因,鉴定了一系列番茄抗性缺失突变体,并克隆番茄抗性基因。在此基础上,他以茉莉酸合成突变体和茉莉酸识别突变体为材料,利用嫁接实验证明,在植物系统性抗性反应中进行长距离运输的信号分子是茉莉酸,而不是传统认为的系统素。
2002年,考虑到各方可能承受的压力,李传友最终把成果拆成了两篇文章,分别发表在《美国科学院院报》和生命科学领域著名学术刊物《植物细胞》上。
此后不久,克拉伦斯·瑞恩教授就在《美国科学院院报》上发表评论说“这是一个新的发现”。一些生物科学顶级杂志和网站也有大量评论支持这一观点。李传友的研究成果,在2002年被《科学》杂志评为“年度重要突破”。
深耕植物系统性防御研究
2003年,李传友回国后创立了“茉莉家园”实验室,致力于全面探究茉莉酸的信号转导过程,从而阐明植物系统性防御机制的构建原理。经过多年的不懈努力,他的团队成功培育出一系列在系统素信号通路上存在变异的番茄突变体,其中就包括在防御和再生能力上均表现出缺陷的spr9突变体。同时,他还致力于用分子设计手段,培育绿色安全、营养健康、美味可口的番茄新品种。
在深入探索植物基因奥秘的过程中,李传友团队意外地发现了一个名为SPR9的基因。这个基因的独特之处在于,它编码了一种小肽的前体蛋白。这一发现引起了团队成员的极大兴趣,他们决定进一步探究这种小肽对植物生长和发育的影响。
通过一系列精心设计的实验,科研人员发现,当外源施加这种小肽时,番茄的再生能力得到了显著提升。更令人惊奇的是,随着小肽浓度的增加,番茄植株所表现出的再生能力也呈现出越来越强的趋势。这一发现为植物再生领域的研究提供了新的思路和方向。
李传友教授与团队成员交流讨论
这些研究结果不仅充分证实了REF1在植物再生过程中的重要作用,也为未来利用这一因子提高农作物产量和抗逆性提供了重要的理论依据和实践指导。
经过不懈努力,李传友团队的这一发现为植物科学领域的研究注入了新的活力和希望。
此后,中国科学院、中国农科院以及山东农业大学的十几个专家团队,在李传友提供的再生因子REF1的辅助下,对小麦、玉米、大豆、土豆、向日葵及果树等多种植物进行了再生培养实验。实验结果表明,这些植物再生均取得了显著的效果。尤其值得一提的是,对于传统上被认为难以转化的作物如大豆、小麦和玉米,在施用REF1后,其转化能力竟提升了6至9倍,遗传转化效率也实现了4至5倍的增长。
目前,再生因子REF1及其方法已成功申请国际专利。
合力破解番茄“基因字典”
番茄这种看似平凡的蔬菜,实则蕴含着无数鲜为人知的秘密。一颗微不足道的番茄种子,若想成长为饱满成熟的果实,其间必须历经多少种侵扰与考验?特别是在它遭遇病虫害侵袭时,所展现出的卓越防御智慧,足以令人叹为观止。
对此,李传友颇有洞见。“当面对病虫害的威胁时,番茄并非坐以待毙,而是能够巧妙地运用自身独特的防御机制,抵御外来侵害。”他告诉记者,“这种在逆境中展现出的卓越智慧,不仅确保了番茄的生存与繁衍,更为科学家们提供了研究植物防御机制的重要线索。”
在李传友看来,番茄经过长期的进化过程没有灭绝,从这个意义上讲,它一定具有非常强大的防御危险和传宗接代的能力。
那么,番茄为什么能成为植物学研究,特别是果实发育及植物免疫研究的经典模式系统呢?“番茄看似微小,但相较于其他水果与蔬菜,番茄的基因组结构相对简洁,使其在经典遗传学研究中拥有坚实的基础。”李传友说。
李传友教授指导学生科研学习
“目前,团队成功积累了约1012份种质资源,其中既包含了大果类番茄和樱桃类番茄,也涵盖了野生番茄的多样品种,还获取了超过3000份的EMS和快中子诱变突变体材料,为育种工作奠定了坚实的基础。”李传友团队成员邓磊介绍。
此外,他们精心筛选优良的杂交种,围绕高抗、高产和优质三大核心要素,成功构建了番茄超级群体;通过系谱选育,培育出了一系列优质的自交系,为打造具有突破性的番茄大品种奠定了坚实的种质基础。
推动番茄产业化发展“新突破”
随着生活质量的不断提高,人们对蔬菜水果的需求也日益旺盛。番茄更是在国人的饮食观念中扮演着蔬菜和水果的双重角色,深受人们青睐。此外,番茄也是全球产量最大的蔬菜作物,我国是世界第一大番茄生产国,产值约1600亿元,产量超过世界总产量的1/3,在国民经济中具有重要地位。
李传友向记者细致地算了一笔账:倘若一位农户拥有一个标准化的蔬菜大棚,其面积大约为1.5亩,专门用于栽培高附加值的番茄作物。在精心管理的前提下,这个大棚一年之内可以顺利收获两季作物。因此,农户通过这一大棚所获取的年收入预计可达10万至20万元。
在番茄产业发展中,番茄种业处于核心驱动地位。手握番茄基因的密码本,李传友团队在番茄研究领域持续深耕,他们运用先进的基因编辑技术,不断揭示番茄生长机制的奥秘,加快培育新品种,力求在改善番茄口感、增强其抗病性等生产问题上取得新突破。
“我们的科学研究不能仅停留在实验室里,更要走出实验室,走到田间地头,将科技的力量注入农业生产中,助力国家重大战略的实施,推动乡村全面振兴。”李传友说。
12月17日,山东教育电视台与青岛幼儿师范高等专科学校战略合作签约仪式举行。山东教育电视台党委书记、台长王上,青岛幼儿师范高等专科学校党委书记李岷出席仪式。
2024-12-24 来源: 山东农业大学
近日,2024年iCAN大学生创新创业大赛数字化创业经营模拟挑战赛全国总决赛在江苏大学圆满落下帷幕。山东外事职业大学参赛队伍荣获全国一等奖,指导老师赵晓祎、张雪晴获评优秀指导教师。 iCAN
2024-12-22 来源: 山东农业大学
为激励考研学子,帮助他们缓解备考压力、坚定迎考信心,12月20日,学校党委书记徐东升,党委副书记、副校长李恒强带领相关院部负责人为奔赴考场的学生们送行,传递温暖与力量。
2024-12-22 来源: 山东农业大学
12月20日,乳山市政府副市长殷静一行来校开展校园安全督导检查。学校党委副书记、副校长李恒强,乳山市教育和体育局总督学高光及相关部门负责人陪同检查。
2024-12-22 来源: 山东农业大学
第十六届全国大学生数学竞赛初赛暨第十五届山东省大学生数学竞赛决赛落幕,曲阜师大参赛学子在数学专业组A类竞赛中获奖81项
2024-12-21 来源: 山东农业大学
2024年全国青少年信息学奥林匹克联赛(NOIP 2024)的成绩近日揭晓,青岛二中的学子们毫不畏惧挑战,凭借着扎实的编程基础、敏锐的逻辑思维,勇创佳绩,总获奖人数、一等奖人数和高分人数再创新高。
2024-12-19 来源: 山东农业大学
本次大会旨在深入贯彻党的教育方针,落实教育、科技、人才一体化战略部署,进一步激发历城区各学校科学教育与科技教育的内在活力,促进教育资源的优化配置,提升师生的科学素养和创新能力。
2024-12-18 来源: 山东农业大学
山东省人民政府新闻办公室举行新闻发布会,邀请副省长邓云锋等介绍山东加快教育强省建设,支撑保障高质量发展情况,并回答记者提问。
2024-12-17 来源: 山东农业大学
12月15日,华侨大学“轩辕种子助学基金”颁发仪式暨获助学生座谈会在厦门校区举行。华侨大学副校长缑锦、轩辕教育基金会主席曾京出席座谈会并讲话。华侨大学原校长贾益民,华侨大学学生处、轩辕教
2024-12-16 来源: 山东农业大学
“十四五”以来,青岛农业大学充分发挥农业高校优势,围绕国家和省市重大战略需求,始终坚持以农业关键核心技术攻关为引领,以产业急需为导向,聚焦生物技术、核心种源、智慧农业等领域,充分调动科研人员的积极性,开展科技成果转化工作,推进企业产学研合作。
2024-12-16 来源: 山东农业大学
山东植物病理学会、山东农业大学和山东林学会森保专业委员会联合主办的第二届中国真菌病毒学术研讨会在山东农业大学召开。
2024-12-16 来源: 山东农业大学
为推动山东建筑大学与俄罗斯、乌兹别克斯坦高校之间的友好交流合作,11月26日至12月3日,党委书记杨景波率学校代表团访问了俄罗斯、乌兹别克斯坦的八所高校及一个协会组织。
2024-12-16 来源: 山东农业大学
为深入贯彻全省教育大会精神,推动学校高水平国际交流合作,12月4日至11日,校长洪俊杰应邀率团到法国、德国开展交流访问。
2024-12-15 来源: 山东农业大学
青岛农业大学5名党外专家受聘为农技特聘专家,定期赴城阳、莱西等地开展“送科技进企业”活动,为企业培训水产品加工、小麦病虫害防治等专业人才。
2024-12-14 来源: 山东农业大学
12月9日,白俄罗斯国家科学院物理技术部部长谢尔巴科夫·谢尔盖、青年学者委员会主席尤列茨基·斯坦尼斯拉夫率白俄罗斯国家科学院二十余位青年科学家来校(院)交流访问。
2024-12-14 来源: 山东农业大学
近日,第17届全国三维数字化创新设计大赛年度总决赛举行。我校9个参赛团队入围年度总决赛,获一等奖4项、二等奖3项、三等奖1项,其中1项作品获“最佳机电工程设计单项奖”,马少华获“优秀指导教
2024-12-13 来源: 山东农业大学
山东教育在线讯 (通讯员 杨安) 12月13日,通辽市副市长陈奕名一行来校考察调研。党委书记王勇、副校长张玲玲会见陈奕名一行,双方就加强校地合作、促进乡村振兴等事宜进行座谈交流。 党委书
2024-12-13 来源: 山东农业大学