2014-07-21
在2000-2010年期间，共承担国家863重点项目、国家973项目、国家转基因重大专项、农业部“948”重点项目、跨越计划、国家科技支撑等项目67项。在大豆分子生物学与基因工程方面：建立大豆高产、抗病、品质等性状的遗传群体和主要性状的突变体库，获得抗病毒病、灰斑病、疫霉根腐病、油份、蛋白质、亚麻酸、油酸、产量等分子标记的QTL28个，并首次发现了三个对产量贡献率高的QTL；发明了一种辅助高油大豆品种选育的方法；建立了分子标记辅助选择大豆优质、高产、多抗基因聚合育种技术的体系，该成果达到国内领先水平，并获得了省政府的科技进步奖。利用分子标记培育新品种12个，在全国较早的开展大豆转基因方面研究工作，开展了大豆农杆菌介导遗传转化体系研究和外源DNA无载体介导研究；以栽培大豆、野生大豆、半野生大豆致瘤试验和基因转移的试验为主要材料，进行大豆组织培养条件优化再生以及转化系统的建立，研究了农杆菌介导的Ti及Ri质粒的转化系统；花粉管通道以及基因枪转化方法的优化；建立了比较稳定、高效的转化系统，获得了不同基因型不同转化方法的转基因植株，对转基因植株进行了后代的遗传稳定性分析，获得了稳定的转基因高代材料。克隆了大豆抗孢囊线虫，大豆蔗糖转化酶抑制酶基因等8个基因，并开展了抗草苷磷转基因大豆安全性评价的研究工作，一批转Bt基因，几丁质酶基因，葡聚糖氧化酶基因，抗除草剂基因，DREB转录因子、Hf8基因、ipt基因、CBF4基因、brcs基因、FAD2、bows抗旱基因的材料已完成转育和功能性验证和评价，创制了稳定的转基因遗传群体。利用T i质粒、农秆菌介导技术将ipt基因转入到大豆中，获得抗病性好、高产优质的新品系。
在大豆遗传生理生态研究方面：对创制的高光效、抗盐碱、耐低磷、抗病毒病、抗灰斑病、疫霉根腐病、耐密植，矮秆材料进行生理生化和光合生态学的研究，阐明了大豆光合生理的高产基础，在国内首先建立了高光效育种的程序和方法，并育成一批大豆新品种：黑农39、黑农40、黑农41的高光效高产品种，建立不同磷效率基因型品种的生理生化指标及耐逆境胁迫指标以及需肥特点，建立了矮杆耐密品种的配套技术体系，形成了具有中国特色的三种栽培模式：“大垄窄行密植”、“小垄窄行密植”和“平作窄行密植”这些栽培技术使大豆增产15%左右，建立大豆优质高效少免耕栽培技术体系，实现了大豆节本增效栽培。研究和揭示了大豆重迎茬减产机理，提出了控制大豆重迎茬减产的技术，可使迎茬不减产，重茬减产降低了10个百分点；形成了“种子”和“机械”为载体的现代化大豆工程栽培技术体系，在1000万亩大面积上亩产169.3公斤的高产水平；建立了高脂肪和高蛋白品种的配套技术体系，在理论研究方面，利用生化、分子生物学技术对不同类型大豆脂肪和亚麻酸及其同位基因系品种的生理生化特性，酶代谢等进行研究，提出了大豆脂肪和优质脂肪酸形成的生理基础，创制了低亚麻酸（C18：3≤5.5%）材料，填补了我国低亚麻酸的空白，在国际同类研究中处领先水平，研究东北不同生态区大豆脂肪和脂肪形成的影响，阐明了东北大豆高脂肪及优质脂肪酸形成的生态基础，为高脂肪及低亚麻酸品种的区域性种植提供了理论数据，利用SDS-PGAE技术和体外抑制物筛选的研究，首先提出了大豆高脂肪及优质脂肪形成的化学调控时期、方法和调控机理和技术材料的轮回选择法，并且贮备了一大批高世代高脂肪品种，探讨了大豆脂肪、蛋白质的积累规律及环境因子、栽培方法等对大豆蛋白和脂肪形成的影响，建立了大豆高脂肪、高蛋白质、抗病等大豆高效基因标记的遗传群体，并通过对高效基因的标记，定位工作，通过优质遗传特性和基因聚合累加规律的研究，选育和推广了一批高脂肪的品种，如高油品种黑农44、黑农45、黑农56，高蛋白品种黑农43、黑农48、黑农54等并成为农业部跨越计划核心品种。
在大豆优异基因筛选、挖掘方面：建立了大豆重要病害灰斑病、病毒病、疫霉根腐病、孢囊线虫病、菌核病的鉴定方法；从国内外材料中筛选了大豆抗源材料，获得一大批多抗性种质。应用放射自显影技术、SDS-PAGE及生化技术研究了大豆病源相关蛋白的诱导与耐病性基因获得的关系，并从防御体系研究了这些病虫害浸染条件下，大豆保护酶体系（SOD、POD、CAT、苹果酸氧酶）基因的应答反应，大豆——病毒细菌性病害互作中大豆体内活性氧清除系统活性的变化、膜脂过氧化的启动和发生，以及不同抗性大豆品种对膜质过氧化的调解能力，阐明了大豆抗SMV的分子生物学基础，并对不同抗病品种双列杂交的后代及亲本的形态遗传特征和生化遗传特性进行标记，提出了杂种F1代大豆病毒病抗性鉴定的生化指标和方法，这一方法已被国内的同行专家应用于抗病性鉴定、杂种优势鉴定中，并得以应用验证。这为抗病性鉴定的早期诊断提供了依据。经同行专家鉴定认为该项研究达到了国内同类研究的领先水平。
对大豆不同病害的大豆膜脂过氧化水平、内囊体膜蛋白表达等进行研究，探讨了孢囊线虫地区连作条件下，土壤化学性质、土壤酶化系学的变化及土壤病虫害的发生对不同抗性的大豆品种根系发育及过氧化酶、超氧化物歧化酶的反应，从分子生物学水平上揭示大豆抗病的生理机制，通过对不同类型大豆品种资源筛选，复合杂交和回交，聚合育种，外源DNA导入技术，和农杆菌介导技术的应用，创造了一批多抗性的高产材料。研究了大豆抗旱性的膜相变和膜伤害规律，揭示了耐旱基因和非耐旱基因型大豆叶绿体、线粒体以及原生质体膜脂肪酸组成，配比以及干旱对其组成，配比之影响提出抗旱与不抗旱类型大豆品种在干旱胁迫和根际干旱协迫下，膜脂组织的相变规律及膜流动性方向阐明了大豆抗旱性的内在反应，为大豆抗旱品种改良和选育提供了具有实用价值的参数和指标，其研究达到国内同类研究的领先水平，建立了一套简易可行，快速有效，稳定可靠，跟踪个体发育形态生理生化的大豆抗旱系列鉴定方法，并应用分子生物学研究了大豆热体克蛋白基因诱导，揭示了不同类型大豆品种耐旱适应性的分子机理，运用抗旱性鉴定方法，筛选和创制一批优良大豆抗旱种质材料，解决了干旱地区的大豆品种问题。研究了黑龙江省西部干旱地孢囊线虫的发生，及抗线品种的生理生化抗性机制，应用RT-PCR扩增抗病基因同源序列，应用DDRT-PCR技术获得差异表达DNA片段，应用NCB1的BLAST程序对差异表达片段进行同源分析，应用RACE技术获得目标基因的CDNA序列，应用NCB1的Protein Conservation Domain程序对基因编码进行结构分析，然后进行基因功能性验证，克隆了抗孢囊线虫病基因，为基因的定向转移提供基因源；以高油、高产大豆品种为试材，利用RNAi干扰技术，基因沉默技术，克隆了大豆蔗糖转化酶抑制酶基因，为大豆产量和油分的提高提供了技术支撑。
利用分子标记BSA方法，从哈89016×黑河18杂交的遗传群体，找到了与大豆优异脂肪酸——亚麻酸、亚油酸等、油酸等基因的相关标记，并研究了亚麻酸相关基因Fad3基因表达量和不同类型大豆品种Fad2、Fad3基因的表达特点，及其与不饱和脂肪酸积累的关系，为优异脂肪酸的改良奠定了基础。
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