一、 设置荞麦研究所的必要性
荞麦被称为“五谷之王”,富含活性代谢物质,如芦丁、D-手性肌醇和表儿茶素等,以及其他可溶性膳食纤维、维生素和矿物质元素,营养丰富而全面,具显著的药用价值和保健作用,是功能性健康食品的理想原材料,国际上对荞麦的需求量日益剧增。荞麦起源于中国,广泛分布于世界各地,栽培历史悠久,栽培种主要有甜荞和苦荞。苦荞是天然的芦丁来源,在我国川滇黔藏等西南高海拔少数民族和深度贫困地区大面积种植,是当地农民的主要粮食作物和重要的经济来源;同时因其生育期短、耐瘠薄、适应性强、易管理等特点,成为我国不可替代的救灾填闲作物。因此,发展荞麦产业对我国高海拔深度贫困地区稳定增加收入和救灾备荒十分重要。
我国荞麦资源极其丰富,但由于生态育种、栽培管理和加工技术落后,导致荞麦品种混杂、品质粗糙,国际竞争力远低于欧美,严重制约了我国荞麦产业的国际化发展。目前,欧盟国家是荞麦的主要进口和消费区,荞麦产品有机生态,品质优良且价格较高,但是欧洲荞麦种质资源遗传多样性不丰富,在荞麦品质育种上面临遗传资源狭隘的瓶颈。因此,以种质资源研究为切入点,以生态育种为核心,重点围绕苦荞品质性状芦丁代谢,联合欧美多国协同创新,加强技术、理论和人才的合作交流十分必要。
湖南具有悠久的荞麦栽培和研究历史,培育了占全国18%的苦荞国家审定品种,苦荞资源丰富,但是苦荞产业开发仍然比较落后。因此,培育适合不同生态区(包括武陵山区)的高芦丁苦荞新材料,创新荞麦的综合利用和产品提质增效,推广荞麦的规模化和生态化种植,以欧洲市场需求带动荞麦相关产业发展,提高“老、少、边、穷”地区农民收入,对我国全面实施产业扶贫、乡村振兴、健康中国和“一带一路”等战略发展具有重要的促进作用。
生命科学学院招收生物相关本科专业历史悠久,生源充足且质量较好,就业率一直较高,而且就业满意度较高。考研录取率连年攀高,尤其值得一提的是已经连续六年有学生被中科院等院校录取。这说明我校生物科学相关专业经过多年的努力,在人才培养质量方面已取得一些成绩,但是和同类专业知名高校相比差距巨大。主要体现在学生的实践平台低,实践项目少,这已经成了制约人才培养质量的重要瓶颈之一。因此,为了适应学科的发展,大力提高人才培养质量,迫切需要建立荞麦研究所。
二、设置的作用与开展的业务范围
(一)作用主要集中在:
1. 人才培养:作为生物相关专业办学潜力巨大的应用专业,急需加强发展力度来提高专业的办学水平及知名度。本研究所的设置将提升学生实践平台的层次,将理论教学和实践学习紧密结合,激发相关老师的教学热情和生物相关专业学生对本专业的兴趣和学习积极性的提高。在研究生培养上,本研究所依托生命科学学院生物学硕士学位授权一级学科点,将对现有微生物学、植物学、分子生物学和生化分离工程实验平台进行整合提质,为研究生的相关科研活动提供优质场所和平台,推动我院人才培养水平。
2. 科学研究:通过成立专门的荞麦研究所,整合我院相关专业和背景的老师的学科优势,实现资源共享,打通从微生物、植物学、植物功能成分到生化分离工程及其产业化由上至下的技术路线,为老师相关科研活动提供更加优良的平台。研究和发现现代工业和农业过程中重要功能微生物与关键酶、群体微生物的结构与特征,探索微生物-植物互作、荞麦育种与栽培、荞麦品质关键组份的调控机制以及创新产业化等,深挖荞麦潜在价值,使其更好服务于人类社会。
3. 学科建设:荞麦研究所将通过科研项目投入和学科建设经费,进一步完善相关的实验设备条件,满足从群体、个体、细胞和分子水平进行荞麦系列研究的需要。将有力推动我院作物学研究工作的发展,对我校微生物学、植物学、生物化学和分子生物学科的发展发挥推动作用。成为集微生物和荞麦基础研究、应用开发研究和人才培养的一个重要基地,体现本学科的重要方向和最新学科生长点。
4. 服务企业:本研究所承担的“生态育种-苦荞品质性状芦丁合成的机理解析及创新利用”是欧盟地平线2020重要组成部分,国内7家荞麦领域企业参与合作,研究成果项目组成员共享,这将极大推动企业产品提质增效,对提升企业国际竞争力将无可估量。另外,我们将结合国际生物技术学术前沿,围绕地区产业需求开展研究,将与这些知名企业签订产学研及实践基地合作协议书。与企业建立合作平台,有利于提高我们学校应用型本科的知名度,也有助于本学院学生开阔视野,增长见识。将直接促进地方发展,形成了明显的经济和社会效益。
(二)主要的业务范围包括:
1. 科研项目的申请:本研究所将通过团队合作的方法申请各级纵向和横向科研项目,包括科技部各类重点专项、国家自然科学基金、湖南省自然科学基金项目以及湖南教育厅相关科研项目。积极与企业合作,申请与本研究方向相关的横向项目。
2. 与企业广泛开展合作:为湖南省尤其是长株潭的一些企业提供上游的微生物资源开发与利用以及功能食品方面的指导服务。重视横向联系,努力使科研与生产实践密切结合,开拓科企合作的途径, 加速实验室科研成果转化。
2. 为荞麦产业化的创新利用(荞麦功能性食品、荞麦药物、荞麦饲料、观赏园艺、农业景观等)提供理论和技术指导。
三、人员组成
生命科学学院的相关老师和生物相关专业的学生。
王海华,男,博士,教授,硕士生导师,生命科学学院院长。湖南省新世纪“121人才工程”人选,湖南省普通高等学校青年骨干教师,湖南省植物病理学会常务理事,湖南省生物化学与分子生物学会理事,湘潭市首届知识分子联谊会理事。主要研究方向为植物病害、重金属抗性的生理学与分子生物学。先后主持国家自然科学基金、国家高技术研究发展计划(863)子项目、国家农业公益性行业科研计划子项目、湖南省自然科学基金重点项目和湖南省教育厅优秀青年项目10余项。在《Plant Mol Biol》、《Planta》、《Ecotox Environ Safety》、《J Appl Microbiol》、《Chinese Sci Bull》和《科学通报》等国内外权威刊物上发表论文50余篇,其中SCI和EI收录13篇; 出版专著1部;获国家发明专利授权1项;获湖南省科学技术进步一等奖等科研奖项3项,湖南省教研成果三等奖1项。
高健,男,博士,教授。1995年在中山大学生物系本科毕业;2003年在湖南师大生科院硕士毕业;2007年5月在中南大学资源生物学院微生物学专业博士毕 业。主要研究方向:药用植物内生微生物资源分类与基础应用,生防菌资源的分类及其分子生物学。攻博期间参与了国家973项目(2004cb619201)和国家自然科学基金创新群体项目(50621063)等工作。相继在annals of microbiology、nonferrous metals society of china、minerals and metallurgical processing、《中国有色金属学报》和《微生物学通报》等刊物上发表论文20多篇,其中sci和ei各收录6篇;获得已授权专利1项 (zl200610136701.3)。
唐新科,男,博士,副教授,硕士生导师,湖南科技大学优秀青年教师。主要从事植物功能成分的综合利用、除草剂药害与防控、杂草抗药性以及植物抗逆性等研究。近5年主持国家重点研发计划子课题1项(2017YFE0117600),湖南省教育厅科技项目2项,参与国家自然科学基金4项、公益性行业(农业)科研专项1项(杂草抗药性监测及治理技术研究与示范)、以及湖南省自然科学基金3项。在《Pesticide Biochemistry and Physiology》、《Proteomics》等国内外知名学术期刊上发表论文30篇,其中被SCI收录论文7篇,所从事的除草剂安全剂研究成果获国家科学技术进步二等奖1项。
肖璐,男,博士,副教授,硕士生导师。主要从事分子遗传与基因工程方向的研究。参加并已完成的主要科研项目有:国家自然基金课题“太湖猪高繁殖力遗传机制的研究”及 “性连锁矮小鸡遗传机制研究”、国家计委攻关课题“新疆抗黄、枯萎病转基因棉花品种研究”。主持的项目:国家863项目“重金属污染的生物修复”的子课题 “植物耐受和富集重金属相关基因的克隆及其转基因技术的研究”。在biotechnology letters、res. microbiol、letters of applied microbiology、science in china (series c)等各类学术期刊上发表论文二十余篇。
刘丽莉,女,副教授,博士,硕士生导师,2014年博士毕业于湖南农业大学生理学专业,2016-2017年在美国约翰霍普金斯大学医学院生理系访问学习。2017年分别获“湖南省高校青年骨干教师”培养对象(2017-2019)和湖南科技大学校聘“奋进学者”(2017-2021)。主要研究方向为植物天然产物功能利用、动物应激生理及免疫调控、饲料添加剂的开发和应用。先后主持国家自然科学基金2项、其它各级项目3项;在国内外学术刊物发表30多篇,其中被SCI收录论文10篇;授权国家发明专利4项。
彭佳师,男,副研究员,博士。2015年博士毕业于中国科学院上海生命科学研究院。随后在中国科学院上海生命科学研究院离子组学研究组从事博士后研究。2017年9月-2019年1月中国科学院分子植物科学卓越创新中心/植物生理生态研究所副研究员。2019年2月加盟湖南科技大学生命科学学院,主要从事植物对矿质营养元素以及有毒重金属元素的吸收、转运和耐受性机理方面的研究。在超积累植物富集和耐受重金属的分子机制以及作物离子组学等领域取得一系列研究成果。相关论文10余篇发表在Nature Communications,Molecular Plant,Plant Cell & Environment,Frontiers in Plant Science,Scientific Reports等期刊。
彭喜旭,女,1977年生,副教授,硕士,硕士生导师,毕业于湖南农业大学生态学专业。湖南科技大学优秀青年教师。主要从事植物学、植物生理学的教学与科研,主要研究方向:植物抗性生理。先后主持国家自然科学基金1项、湖南省自然科学基金1项,湖南省科技计划项目1项,参与国家自然科学基金2项,湖南省自然科学基金重点项目1项,国家农业公益性行业计划子课题1项、教育厅优秀青年项目1项。在《Planta》、《Agric Sci China》和《农业环境科学学报》等刊物上发表论文20余篇,1篇获湖南省自然科学优秀论文一等奖。
周定港,男,讲师,博士,硕士生导师,湖南科技大学生命科学学院副院长,2016年博士毕业于福建农林大学,2017年分别获“获福建省优秀博士论文”和湖南科技大学校聘“奋进学者”(2017-2021)。主要研究方向为作物功能基因的挖掘与利用。主持国家自然科学基金1项、省部级项目2项;在国内外学术刊物发表10多篇,其中被SCI收录论文5篇。
唐婷,女,讲师,博士,硕士生导师,2014年中国科学院昆明植物研究所植物学专业获理学博士学位。主要研究方向为植物对非逆境胁迫的响应机制研究和植物次生代谢产物的生理功能研究。先后主持国家自然科学基金1项、省级项目1项;在国内外学术刊物发表10多篇,其中被SCI收录论文5篇。
张翼飞,男,讲师,博士,硕士生导师,2012年博士毕业于美国俄亥俄州立大学生物化学专业获理学博士学位。2017年获湖南科技大学校聘“奋进学者”(2017-2021)。主要研究方向为昆虫基因对行为及生态的影响、Ft/Ds信号传导途径、昆虫神经感官前体细胞发育。在国际学术刊物发表一区论文2篇。
表1 主要研究人员一览表
编号 |
姓名 |
出生年月 |
职称/学位 |
研究方向 |
所属单位 |
1 |
王海华 |
1969.01 |
教授/博士 |
植物病理学 |
生命科学学院 |
2 |
高 健 |
1972.07 |
教授/博士 |
微生物学 |
生命科学学院 |
3 |
唐新科 |
1971.02 |
副教授/博士 |
植物学 |
生命科学学院 |
4 |
肖 璐 |
1965.02 |
副教授/博士 |
分子生物学 |
生命科学学院 |
5 |
刘丽莉 |
|
副教授/博士 |
动物营养 |
生命科学学院 |
6 |
彭佳师 |
|
副研究员/博士 |
植物学 |
生命科学学院 |
7 |
彭喜旭 |
1977.06 |
副教授/硕士 |
植物学 |
生命科学学院 |
8 |
周定港 |
1988.06 |
讲师/博士 |
植物病害生物防治 |
生命科学学院 |
9 |
唐 婷 |
1987.12 |
讲师/博士 |
植物分子生物学 |
生命科学学院 |
10 |
张翼飞 |
1975.11 |
讲师/博士 |
昆虫遗传发育学 |
生命科学学院 |
四、办公及实践场所
本研究所下设一个教研室和四个以上实验室,包括生物科学教研室、微生物学实验室、生物化学实验室、分子生物学实验室、生化分离工程实验室等。满足硕士研究生培养和本科生创新型课题开展的条件。
五、近期工作计划
1.团队建设:
本研究所以荞麦研究为主要任务,拟建立一支高效精干的科研团队,形成相对稳定的研究方向。能够承担各级科研任务,并进行广泛国内外学术交流和研究合作。团队成员培养了大批硕士研究生和本科生,开发了一些农业微生物产品,并在农业生产中发挥了重要作用,拥有部分荞麦种质资源。团队暂有科技人员10名, 7人具有高级职称,90% 具有博士学位,在学术背景上互补。王海华教授在作物病理学、高健教授在微生物资源的开发与利用、彭喜旭和唐婷老师在植物学、肖璐和周定港老师在植物分子生物学以及基因工程、唐新科老师在荞麦和植物功能成分利用,彭佳师老师在植物矿质营养和重金属修复、刘丽莉老师在动物营养、张翼飞博士在昆虫发育等领域,都具有十分丰富的经验和学科背景。
2. 职称申报。
我院的专业老师都有很强的专业知识功底,通过申报相关的社会职称,多人已拥有荞麦研究所开展研究必备的职称。这将成为荞麦研究所开办的基础,也为今后与社会企业的合作提供了必要条件。
3. 宣传策划。
通过学校网站及学院相关网上增设链接网页进行宣传,和当地知名企业合办一些颇具规模的荞麦资源和创新利用方面的大赛来提升知名度,也可以和其他高校相关学科如作物科学、植物功能成分创新利用、植物保护、动物营养、观赏园艺等进行合作。
4.学术交流
本研究所拟加强与国内外相关单位的合作和交流. 通过与国外著名大学及境外单位合作,举办讲学班及派遣骨干交流,以进一步提升研究生的科研水平和国际化进程;进行多种形式的学术交流,发挥研究所的辐射和示范作用。
湖南科技大学荞麦研究所名誉所长:周美亮 研究员
湖南科技大学荞麦研究所所长:唐新科 副教授