2023年启明星论坛暨第108期院士沙龙活动在我院举办
为深入贯彻党的二十大精神,加快青年科技人才成长,推动本市农业科技创新和技术攻关,3月3日,以“生物制造-种源保护利用和技术创新”为主题的“2023年启明星论坛暨第108期院士沙龙”在上海市农业科学院奉浦院区举办。上海市农业科学院党委书记、院长蔡友铭以及上海市科委副主任、市外国专家局副局长黄红致辞。200多名科技人员参加了本次活动。
本次论坛特邀中国工程院院士李玉、中国工程院院士喻景权、上海市农业生物基因中心研究员罗利军、上海交通大学教授冯雁等4位在业界具有重要影响力的专家作报告。他们的报告既有从番茄、水稻、食用菌、节水抗旱稻等具体作物种源的现状、问题与趋势的分析,也有对上海种源农业发展的建言。
在启明星论坛上,6位工作在种质资源开发、培育一线的“星友”基于各自的研发实践,就如何进一步助力粮食安全和种质资源有效开发利用提出了自己的思考。
上海市科技启明星计划是上海市科学技术委员会于1991年启动实施的科技人才计划,是上海科技人才培育的一块“金字招牌”。截至2021年,该计划正式实施已满30周年,成为国内推出最早、持续时间最长、始终保持口碑和影响力的人才计划,已有3000余位优秀青年科技人员入选上海市科技启明星计划,其中走出20位两院院士、209位国家杰青、207位国家优青,形成了一批优秀的科研团队,涌现出大批重要创新成果。院士沙龙是由上海院士中心主办的高层次、小规模的学术活动。旨在提供宽松的学术氛围,增进各学部院士、专家、政府部门和企业间的相互了解,在畅所欲言中产生新的思想火花,形成解决问题的良策,供相关部门决策参考。科创启明星论坛和院士沙龙都是上海具有很大影响力的高层次学术活动,也是上海科技创新人才工作的一张亮丽名片。
党的二十大吹响了加快建设农业强国的号角,加快建设农业强国是中国式现代化的主要内容和关键环节。农业现代化,关键是农业科技现代化,而种业又是其中的“高精尖”产业。种子是农业的基础,是农业的芯片。习近平总书记多次强调种源安全、种业振兴的重要性,提出要“把种源安全提升到关系国家安全的战略高度”“加强种质资源保护和利用”“实现种业科技自立自强、种源自主可控”“抓紧培育具有自主知识产权的优良品种”等指示。近年来,我国持续加大对种质资源保护和利用的力度,2021年中央一号文件对农作物、畜禽、海洋渔业三大库的建设进行了部署;2022年中央一号文件提出加快推进农业种质资源普查收集,强化精准鉴定评价;2023年中央一号文件明确把种质资源精准鉴定评价列为重点工作。可见,种业是国家战略性、基础性核心产业,保护种质资源,促进种业发展才能长期保障国家粮食的根本安全。本次活动以“生物制造-种源保护利用和技术创新”为主题,正是深入学习贯彻党的二十大精神和习近平总书记关于种源安全、种业振兴讲话精神的生动体现。
院士沙龙丨特邀报告
1.食用菌在乡村振兴中的作用
习近平总书记的“植物、动物、菌物”三物循环生产理念,是“三物农业”新理念和全面的种业观。大千生物世界,无非“三物” 循环,“植物生长、动物消费、菌物(微生物)转化”是农业必须遵循的规律。习近平总书记在2022年全国两会上指出,“要树立大食物观”“向植物动物微生物要热量、要蛋白。菌物产业现已成为我国农业中的一个重要产业,特别是食药用菌产业是种植业中仅次于粮食、蔬菜、果树、油料的第五大产业。我国已成为全球最大的食用菌生产国、消费国和出口国。食用菌产业扶贫为中国脱贫攻坚和世界脱贫减贫事业作出了巨大贡献,“小木耳 大产业”也得到了习近平总书记的点赞。
李玉,中国工程院院士,俄罗斯科学院外籍院士。吉林农业大学原校长,教授、博士生导师,食用菌新种质资源创制国际联合研究中心主任,国际药用菌学会主席,国家食用菌产业技术创新战略联盟首席科学家;第二届全国创新争先奖状获得者、全国农业植物保护先进个人、全国脱贫攻坚楷模。40多年致力于菌物科学和工程产业化研究,建成保藏量位居国际前列的标本馆和种质资源库,其中仅黏菌就报道了430余种,占世界已知种的43%,发表新种100余个,开创了中国人命名新种的先河。出版了国内外独有的“目”一级专著2部及这一领域第一本英文专著和《中国真菌志—黏菌卷》。“黏菌代表类群系统研究”和“重要黏菌类群系统分类学研究”分别获得国家自然科学奖二等奖、吉林省科技进步奖一等奖。提出并建设了“一区一馆五库”菌物资源保育体系,“菌物多样性保护创新体系的构建” 获得教育部高等学校科学研究优秀成果奖(科学技术)科技进步奖一等奖。
2.番茄光信号途径研究及其应用
光不仅提供植物生长的能量, 还是植物生长发育的信号。 光通过光受体影响了一些列包括植株形态建成、抗性、代谢、养分吸收等过程。 本报告围绕红光、远红光和蓝光受体如何通过HY5和PIF等光信号分子在番茄生长发育、抗冷、光适应、养分吸收和植株株型形成等发挥作用, 探讨设施园艺LED精准补光和植物工厂人工光源的光配方, 为发展现代园艺提供指导。
喻景权,中国工程院院士。长期从事设施蔬菜抗逆优质高产调控技术研究。建立了以提抗性、增光合、促坐果为核心的蔬菜抗逆高产调控理论与技术体系,构建出除障因、增抗性并举的连作障碍绿色防控技术,研创出无土栽培SAS和LED精准补光等现代蔬菜栽培新方法,成果应用于我国设施蔬菜主产区。获国家自然科学二等奖1项,国家科技进步二等奖1项,省部一等奖4项,授权国家发明专利31件,在国内外学术刊物发表论文200余篇,入选全球高被引科学家。指导获全国百篇优博论文2篇,提名论文2篇。2002年获国家杰出青年科学基金,2007年入选教育部“长江学者”特聘教授,获全国优秀教师和全国“五一”劳动奖章等荣誉称号。
3.节水抗旱稻的理论与实践
节水抗旱稻(Water-saving and drought-resistance rice, WDR) 是指既具有水稻的高产优质特性,又具有旱稻的节水抗旱特性的一种新的栽培稻品种类型 (NY/T 2862-2015),是在水稻科技进步的基础上,通过进一步整合现代优良水稻品种与旱稻的优良特性而成。旱稻是最原始的栽培稻,最早从野生稻中驯化,而水稻是旱稻通过长期淹水栽培形成的变异型。水稻与旱稻是两个不同的生态型,主要在抗旱性上存在显著差异。“水旱稻杂交”结合多目标双向选择是培育节水抗旱稻的有效方法,全基因组选择可大幅度提高对节水抗旱稻抗病虫性改良的效率。节水抗旱稻的节水、抗旱和耐直播能力较强,可采用“旱直播旱管”的绿色栽培模式,既可在水田不淹水栽培、大幅度节约灌溉用水、减少面源污染和甲烷排放,又可在旱地或山坡地种植,拓展水稻的种植空间。
罗利军,上海市农业生物基因中心首席科学家,博士生导师,全国杰出专业技术人才。长期从事水稻遗传资源保护利用研究,取得了节水抗旱稻资源评价、不育系创制、三系配套和新品种培育的系列原创性成果。获国家科技进步一等奖2项(牵头1项),牵头获国家技术发明二等奖1项,获何梁何利科学与技术奖,牵头获上海市科技进步、技术发明和科技普及等一等奖5项,获授权专利或新品种权92项。发表论文354篇,入围Elsevie“中国高被引用学者”。荣获“全国杰出专业技术人才”称号。
4.合成生物学:开创高值化合物生物制造的新途径
冯雁,上海交通大学生命科学技术学院院长、党委副书记,上海交通大学生命科学技术学院生物科学与技术系主任。Molecular Catalysis B,Enzymatic、《中国生物化学与生物物理学报》等刊物编委;中国微生物学会酶工程专业委员会副主任;中国生物化学与分子生物学会酶学专业委员会副主任。主要致力于酶学和酶工程领域的研究。系统建立了在医药、食品及化工等领域有重要影响的酶(脂肪酶、蛋白酶及多糖水解酶等)基因资源库;解析了多种嗜热酶的晶体结构,并从酶学、生物信息学和生物物理学等角度探讨了酶活性、稳定性及底物选择性的复杂关系;率先在国内开展了酶分子改造的研究工作,利用定向进化、合理设计及分子模拟等技术构建了功能明显改变的进化酶。以上研究得到国家重点基础研究发展计划(973计划)、国家自然科学基金、中日双边合作项目及省部级科研项目的支持,并与美国、欧洲、日本、韩国等多个实验室保持密切的合作关系。
启明星论坛丨主旨报告
1.产香乳酸菌的高效筛选和产业化应用
为发掘优质的微生物种质资源,开发绿色、天然的风味发酵食品,满足消费者对健康、风味、营养的需求,本研究通过微型生物反应器和荧光检测法建立产香菌株高通量快速筛选方法,开创性地构建了产香乳酸菌菌种库(超过2000株),获得了一批功能明确的自主知识产权乳酸菌;基于风味组学技术确定产香菌产生的香气化合物的种类和含量,明确风味物质协同增效作用,利用多组学技术解析乳酸菌的产香机制;采用内源乳化微胶囊包埋技术、冷冻干燥技术等多重保护技术制备高活性增香型乳酸菌发酵剂,并应用于发酵乳、奶酪和固体饮料等产品的开发。通过上述研究,建立了产香乳酸菌发酵剂高效制备及产业化应用关键技术体系,整体达到了国际先进水平,荣获中国轻工业联合会科技进步一等奖,对加强我国乳酸菌种质资源的保护和有效利用,促进我国食品工业健康持续发展具有重要意义。
陈臣,2017级星友,博士,教授,上海应用技术大学科学技术研究院副院长,上海食品风味与品质控制工程技术研究中心副主任,获上海市五四青年奖章和科技启明星,加拿大阿尔伯塔大学访问学者。研究方向:食品生物技术、食品风味化学。目前共主持科研项目17项,获中国轻工业联合会科技进步一等奖和上海市科学技术进步奖一等奖。以第一及通讯作者发表论文70余篇,含SCI35篇,二区以上21篇,他引>800次,共授权发明专利22项,主编及参编4部专著。
2.水稻导航育种系统的创制
水稻是主要的粮食作物之一,全世界约有一半以上的人口以稻米为主食。在我国,水稻也是第一大粮食作物,对保障粮食安全至关重要。如何在水稻基础研究与育种应用之间建立起一座桥梁,开发出高效精准的分子育种新方法,一直是水稻研究的重要目标。为此,我们系统整理了水稻数量性状基因,将水稻关键功能变异位点逐一锚定到水稻基因组中,并利用遗传群体对其效应强弱进行了精准评估,首次绘制出一张完整的水稻基因关键变异电子图谱。我们收集了来自26个国家的404份种质材料,覆盖了电子图谱中562个等位基因的95.5%,为水稻遗传改良配备了丰富的供体资源。基于该图谱开发出了水稻版的“地图导航”系统RiceNavi,初步实现了水稻育种的智能化。该系统被应用于常规稻主栽品种“黄华占”的改良中,仅用两年半时间实现了既定育种目标,获得了株型紧凑、生育期略短、有香味的新品系“导航1号”。该研究有望为水稻新品种的快速培育提供技术支持。
黄学辉,2013级星友,上海师范大学教授。2006年本科毕业于复旦大学,2011年博士毕业于中国科学院。2013年获得启明星和国家优青资助,2018年获得上海市优秀学术带头人和国家杰青资助。主要从事水稻遗传学研究,在水稻复杂性状遗传解析、杂种优势分子机理等方向取得了重要进展,以通讯作者或共同通讯作者在Nature、Cell、Nature Genetics等期刊发表多篇论文。近年来获得国家自然科学一等奖(排名第5)、张海银种业促进奖一等奖等奖项。兼任Plant Biotechnology Journal期刊副主编。
3.功能水稻助推上海农业高质量发展
农业高质量发展应该不断满足人民群众的个性化、多样化、不断升级的需求,强化生态、康养、人文和社会等方面的功能。功能农业受到越来越多的关注,功能稻米作为一类特殊功能的水稻产品,是功能农业的重要组成部分。上海农科院作物所水稻中心特种稻课题长期从事功能水稻研究,在功能水稻育种和品种改良研究领域进行过长期的探索,取得了较好的成绩。抗性淀粉具有控制血糖、降低血脂、防治肠癌和促进矿物质吸收等重要生理功能。本课题组的研究成果“调节餐后血糖的水稻高抗性淀粉基因发掘及新品种选育”获得2017年度上海市科学技术发明二等奖。本次报告主要从功能农业发展的产业需求出发,介绍了本课题在功能水稻方面的研究进展,重点介绍了高抗性淀粉水稻优糖稻研究成果,以及功能水稻研究目前存在的问题及发展方向。
杨瑞芳,2016级星友;上海市农业科学院作物所水稻中心副研究员,主要从事功能水稻新品种培育及相关基础研究。获得上海市科学技术发明二等奖、三等奖各1项,上海市农业科学院科技成果一等奖1项、三等奖3项,2016入选上海市青年科技启明星;获得2016年度上海市委农办系统优秀青年荣誉称号,获授权国家发明专利9个;主持及作为主要完成人选育了‘优糖稻2号’‘优糖稻3号’等多个水稻新品种,发表论文20余篇。
4.中药品质调控助力药用资源可持续发展
药用植物是一类具有药物属性的植物,它和粮食作物一样在人类文明和社会的发展过程中起着极其重要的作用,是人类生存和健康的重要保障。当前,药用植物野生资源日渐耗竭,人工栽培品已逐渐成为中药材的主要来源,然而,在生产实践中,人工栽培普遍存在品质退化,质量参差不齐,优质中药资源需求和供给矛盾突出,成为制约中医药产业发展的瓶颈问题。针对以上问题,本团队十多年来紧紧围绕“如何精准高效提升、保障中药品质”的科学问题,秉承“中药质量源于设计”的研究理念,聚焦板蓝根和丹参两种药效物质明确的大宗药材,探索提升和保障中药品质的创新方法和研究策略,推进药用资源的可持续利用和发展。研究成果在Nature Communications、Acta Pharmaceutica Sinica B等国际主流学术期刊发表,得到国家科技部、教育部以及国际同行学者的高度肯定,研究思路和方法被同行学者广泛应用。
肖莹,2018级星友,博士,研究员,上海中医药大学中药资源与生物技术中心副主任。主要从事基于药效物质的中药品质调控研究。担任世界中联中药分析专委会理事、上海市药学会生药专委会委员、Medicinal Plant Biology副主编等多项学术任职。主持国家自然科学基金3项,省部级课题2项;以第一或通讯作者在Nature Communications、Acta Pharmaceutica Sinica B等主流学术期刊发表论文29篇;授权国家发明专利3项;参编专著3部;获2017年教育部科技进步一等奖(第三)。
5.‘上海水蜜’系优异特色种质资源的评价鉴定及新品种创制
我国是桃的原产国,拥有4000多年的栽培历史,丰富多样的种质资源,上海是优质栽培桃的发源地,‘上海水蜜’系因‘甘甜多汁,香味浓郁、品质优良’著称于世,挖掘特异种质资源,并将其渗透到现在桃育种进程中,对实现桃树高效育种,改善桃新品种抗性和果实风味营养品质,适应气候变化,推进都市特色农业发展及乡村振兴具有重要意义。上海市农业科学院桃全产业链技术创新团队长期开展桃种质资源的收集、评价鉴定和利用工作,利用‘上海水蜜’优异祖先,培育出具有自主知识产权的桃新品种17个,通过国家审定的鲜食黄肉桃品种5个,在全国种植面积超过120万亩,约占全国鲜食黄桃面积的80%以上,为中西部地区和革命老区脱贫致富做出了重大贡献。选育出‘沪蟠1号’和‘沪蟠2号’为金山先行区建设具有重要的助推作用。采用医学过敏等多学科交叉协作,选育出‘沪油桃278’和‘沪油桃005’两个低过敏品种(系),让原本对桃过敏的群体可以在医生指导下尝试食用。
李雄伟,2019级星友,博士,上海市农业科学院副研究员,2007年起在浙江大学和西班牙IRTA从事桃群体遗传学工作。2013年入职上海农科院,从事桃种质资源收集评价及分子育种工作。2019年赴华盛顿州立大学开展蔷薇科植物育种计划。完成中外658份桃种质资源的群体遗传分析,构建了桃种质重要性状数据库。主持国家自然科学基金青年基金和上海市“启明星”项目各1项,获得上海市农口青年人才成长计划二等奖。入选院“攀高”计划,担任“卓越团队-桃全产业链技术创新团队”首席科学家。参加国家重点研发、上海市果业产业技术体系等14项。参加选育桃新品种8个,在Allergy等期刊发表论文23篇,获得授权专利2项。
6.草莓炭疽病抗性基因挖掘和优质中抗资源创新
为了培育优质、环境友好、适应产业绿色可持续发展需求的草莓新种质,针对草莓毁灭性病害-炭疽病,从病原菌分离鉴定、草莓资源群体抗性和品质评价、草莓抗性基因和糖分积累基因发掘利用结合,创制品质与抗性平衡新种质。同时开展病原菌生物学(高温、农药耐受、UV-C耐受)研究,为炭疽病绿色防控配套农艺措施奠定基础。培育的品质与抗性平衡新品种‘申怡’‘申馨’获得全国草莓品牌大会金奖、上海市金山区、嘉定区等草莓评比银奖和金奖。
演讲嘉宾——段可,2011级星友,上海市农业科学院研究员、上海海洋大学硕士生导师。致力于草莓生态安全和资源创新,主要方向为草莓果实品质和抗性相关优异基因资源的挖掘利用、草莓抗性与品质协调的分子育种研究。主持完成国家自然科学基金、上海市科委启明星和自然基金、上海市农委重点攻关等5项,参与培育草莓品种5个、推广面积2万亩以上,主笔发表SCI论文和期刊论文多篇,授权国家发明专利6项,获省市级科学技术三等奖2项。
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