白菜官网获批1项国家自然科学基金重大项目和2项区域创新发展联合基金重点项目
近日，国家自然科学基金委员会公布了2022年度重大项目和区域创新发展联合基金重点支持项目立项结果，白菜官网吴仲义教授主持的“体细胞进化的模式与机制”获重大项目资助，直接经费1500万，刘晓春教授主持的“基于石斑鱼杂交育种体系的生长性状遗传解析与种质创制”和肖仕教授主持的“基于代谢组学的水稻褐飞虱抗性与产量平衡机制研究”获区域创新发展联合基金重点支持项目资助，直接经费分别为255万元和258万元。至此，白菜官网2022年度累计获批国家自然科学基金项目51项，直接经费4650万元。
体细胞进化的模式与机制
进化生物学是现代生物学研究的理论基石，传统的进化研究集中在物种水平（宏进化）或群体水平（微进化）。近年来，吴仲义教授开创性地将进化研究拓展到体细胞层面（超微进化）。体细胞的演化是在多细胞生物体内大量重复上演的独立进化过程，“超微进化”的理论框架为研究大量的进化理论奠定了基础，因此开辟了生物进化研究的新领域。“体细胞进化的模式与机制”项目将进一步全面研究体细胞的进化模式，开发单细胞水平的细胞谱系追溯术，从宏观到微观，从静态到动态地解析高等多细胞动物发育过程中细胞谱系演变历程；从肿瘤和老化两个角度分别研究体细胞适合度的“前进”和“后退”，探究其中各演化驱动力的作用机制及其相互作用方式；在此基础上，结合物种和群体水平的演化规律，提出原创性的，能统一物种、群体和体细胞这三个维度的进化生物学理论。该项目有利于进一步巩固和加强我国在生命科学领域的国际领先地位，促进多学科交叉融合，并为解决医学领域的重大问题提供理论支持。
图一：“超微进化”指多细胞个体内体细胞的进化，与物种水平的“宏进化”和群体水平的“微进化”有显著区别，并且与多种生理（个体发育）、病理（肿瘤、衰老）情况息息相关。吴仲义教授于2016年提出“超微进化”的理论框架，是体细胞进化研究的开端。
图二：单细胞分辨率的细胞谱系追踪系统为研究高等动物体细胞进化的模式与机制提供了技术基础。项目课题一负责人贺雄雷教授开发了单细胞分辨率的细胞谱系追踪系统，能够以前所未有的分辨率解析高等多细胞生物发育过程中细胞群体的遗传结构和进化机制。
基于石斑鱼杂交育种体系的生长性状遗传解析与种质创制
石斑鱼是名贵海水鱼类，也是我国重要的海水养殖鱼类。2023白菜网址官网大全林浩然院士团队自上世纪90年代末开始，与合作单位开展石斑鱼类的繁育研究，突破了斜带石斑鱼的人工繁殖技术难关，实现了苗种的规模化生产。在此基础上，团队进一步开展了石斑鱼的杂交育种研究，经过十多年的努力，培育出虎龙杂交斑（棕点石斑鱼♀ × 鞍带石斑鱼♂）国家水产新品种。该新品种具有生长快、抗逆性强等优点，迅速成为我国石斑鱼养殖的主导品种，带动了石斑鱼养殖产业的高速发展。鞍带石斑鱼是目前已知的最大型的石斑鱼，生长速度远快于其他石斑鱼类，以其作为父本的杂交子代，生长速率均在不同程度上得到了改善，证明鞍带石斑鱼生长基因的优越性。然而，鞍带石斑鱼生长优势的遗传基础及其在杂交改良中的作用机制尚不明确。
本项目以虎龙杂交斑新品种为基础，构建其自交群体和回交群体。利用虎龙杂交斑F2 代的性状分离，采用重测序技术，挖掘与鞍带石斑鱼生长优势相关的标记及基因，研究关键生长基因在杂交群体中调控生长的机制，解析鞍带石斑鱼生长优势的基础。同时，项目还将在虎龙杂交斑与棕点石斑鱼的回交群体（BC1F1）基础上，进一步构建BC1F1 与棕点石斑鱼的第二代回交群体（BC2F1），并采用本项目开发的分子标记和分子选育手段对BC1F1 和BC2F1 群体进行筛选，制备拥有鞍带石斑鱼生长优势基因型、且具有棕点石斑鱼遗传背景的后备亲本。项目将为鞍带石斑鱼生长性状的遗传机制解析以及新品种的创制打下重要的理论基础。
基于代谢组学的水稻褐飞虱抗性与产量平衡机制研究
植物病虫抗性与产量两个农艺性状的相互拮抗，是培育“高抗高产”作物新品种的主要限制因素。研究表明，茉莉素（JAs）在调控水稻-褐飞虱互作中发挥关键作用，但作用机制还不清楚。肖仕教授课题组前期利用代谢组学技术，筛选到β-D-葡聚糖MLG是JA介导水稻褐飞虱响应的下游代谢物。JA通路转录因子OsMYC2通过调控MLG生物合成，参与褐飞虱抗性反应。表型分析发现，MLG合成酶基因OsCslF6过表达株系对褐飞虱抗性增强的同时，表现出增产20%的优良性状。进一步，MLG特异性寡糖与褐飞虱应答激酶OsLecRK1在体外高亲和度结合。因此，水稻可能通过JA-MLG-OsLecRK1功能模块，协同调控水稻抗虫性和产量形成。本项目拟通过分子遗传、生物化学手段，深入探究MLG调控水稻褐飞虱抗性和产量平衡的分子机制，预期成果对于水稻“高抗高产”遗传育种具有重要的理论意义。
国家自然科学基金重大项目作为国家自然科学基金最高级别的项目之一，面向科学前沿和国家经济、社会、科技发展及国家安全的重大需求中的重大科学问题，超前部署，开展多学科交叉研究和综合性研究，充分发挥支撑和引领作用，提升我国基础研究源头创新能力。区域创新发展联合基金是由国家自然科学基金委员会与地方政府共同出资设立，旨在发挥国家自然科学基金的导向作用，吸引和集聚优势科研力量，围绕区域经济与社会发展中的重大需求，聚焦区域发展中的关键科学问题开展基础研究和应用基础研究，促进跨区域、跨部门的协同创新，推动我国区域自主创新能力的提升。
作者
本院
来源
本院
