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江西省特色资源生物多样性重点实验室

文章来源:   发布日期:2019-09-21 23:30:25   浏览次数:


江西省特色资源生物多样性重点实验室Key Laboratory of Plant Resources and Biodiversity of Jiangxi Province (LPRB)组建于2014年,属江西省重点实验室培育基地组建项目。重点实验室依托单位为景德镇学院,实验室主体建设在景德镇学院理化楼,面积约5000平方米。野外科研基地建于江西省德兴市新岗山镇,分为A和B两个样地,实验面积共约600亩。

实验室立足于江西省丰富的生物资源和特有的生态环境,在植物系统发育、植物地理学、资源植物的开发与利用、植物生物技术、以及生物多样性和生态系统功能关系等方向开展研究。重点实验室自申请组建以来,已承担多项国际自然科学基金项目和江西省自然科学基金项目,并依托优势力量积极参与到国内外知名科研院所在江西省的各项国际合同研究项目中去。

重点实验室下设生态学实验室、分子生物学实验室、植物组织培养实验室、微生物实验室、植物标本室、智能温室等实验实践基地,拥有原子吸收光谱仪、高效液相色谱仪、速测全站仪、PCR仪、高速冷冻离心机、凝胶成像分析系统、光合作用测定系统、752分光光度计、差热分析仪等大型分析仪器。

重点实验室在江西省科技厅和依托单位的大力支持下,立足江西特色资源生物,业已在植物系统发育、植物DNA条形码、特色资源生物开发和利用,生物多样性和生态系统功能方面取的显著成果,逐步形成了较为完善的特色资源植物研究链。同时作为江西省重点实验室,紧密结合地方经济建设和社会发展,积极与地方企业开展协作,通过该科技平台的建设,为我省优势资源生物的开发利用,做出应有的贡献。

实验室立足于江西省丰富的生物资源和特有的生态环境,在植物系统发育、植物地理学、资源植物的开发与利用、植物生物技术、以及生物多样性和生态系统功能关系等方向开展研究。重点实验室自申请组建以来,已承担多项国际自然科学基金项目和江西省自然科学基金项目,并依托优势力量积极参与到国内外知名科研院所在江西省的各项国际合同研究项目中去。

研究方向一:植物系统发育与生物地理学

借助分子生物学手段,综合古植物学、古地质学、古气候学等学科证据探讨被子植物及其各类群间的亲缘关系和进化历史,重建特定类群的系统演化关系,揭示其潜在分布区,为特有或濒危植物开展保护生物学研究提供可信的科学依据。

已解决的重大学科问题:

(1)在该研究方向下课题组人员开展了华木莲群体基因组学研究,基本上阐释了花木莲的遗传多样性。华木莲花基数4-5,江西宜春地区是5个居多,湖南地区以4居多,与易宏等观察结果类似。更为重要的是。江西群体,花基数为5,花基部啮合比较紧,缝隙较小,只有很细小的昆虫可以到达花瓣内侧。而湖南群体花基数为4,花基部啮合相对松弛,缝隙较大,甲壳类的大昆虫可以穿梭。所以两地华木莲的传粉昆虫不同,黄蓟马和稻管蓟马是宜春华木莲的主要传粉昆虫,而黄蓟马和露尾甲科昆虫是湖南华木莲的主要传粉昆虫。因此,江西宜春和湖南地区两个群体花部形态分化极有可能是适应当地传粉者而进化的结果,两地群体已经行进在形成两个物种的道路上。

(2)在沙参属DNA 条形码研究及其系统发育分析课题中,采集整理了全国分布的沙参属近40个种的植物标本和分子材料,目前正在进行分子测序工作,通过此研究将为沙参属植物的系统发育及种间关系研究提供更权威的科学依据。

(3)在冰期抑或间冰期避难所:山地植物鸡肫草谱系地理学研究项目中,采集和整理了近20个鸡肫草自然居群的分子材料及植物标本,接下来通过叶绿体和核基因多个基因位点,在研究其谱系地理格局的同时,采用IMa等方法计算群体分化时间,为推测该植物第四纪分布区变迁模式提供精确时间尺度,最终佐证中国山地喜冷(凉)植物间冰期避难所的存在,为全球气候变暖背景下此类植物的保护提供重要理论依据;另外,研究结果对于理解梅花草属的演化和地理分布也有重要的启示。

研究方向二:资源植物的调查与保护

立足江西省分布的特色资源植物,采用多学科手段和技术方法研究资源植物的种类和分布,优化种植资源,研究资源植物的驯化栽培和保护管理等。

已解决的重大学科问题:

(1)江西省香榧资源清查与高效繁育利用研究中,研究人员对景德镇分布的香榧资源进行了细致的调查,选出了优势种源,并实验研究了香榧容器育苗、大田苗管理和嫁接等实用苗木生产技术,找到了景德镇市发展香榧产业的优质种源,并摸索出了香榧产业发展的关键技术。

(2)江西省南方红豆杉种质资源重点调查研究中,研究人员对江西省范围内南方红豆杉种质资源分布和资源状况分布进行了系统的调查,提出南方红豆杉资源可持续利用和产业化发展对策,为南方红豆杉科学保护、利用和发展提供参考。

(3)景德镇野生水蕨种质资源调查及其组培快繁体系的构建研究中,研究人员对景德镇地区的野生水蕨进行了种质资源的调查研究以及组培快繁方法的研究,为水蕨的保护和开发利用提供了科学依据和数据支持。调查研究了6个水蕨种群所处的生长环境、种群面积、植株数等,并统计了调查数据和通过相关公式计算出了水蕨的盖度、多度和频度,同时研究了其周围的伴生物种。研究调查表明,景德镇野生水蕨濒危的原因主要有三个方面,一是过度被采摘食用,二是景德镇人群在水生生境周围的各种活动破坏了其生存环境,三是随着经济的发展,有许多人把原来的稻田、湿地、水沟等水蕨生存的生境开垦出来做房屋,从而使得水蕨的生存环境越来越恶劣。此外,通过研究我们得出了适合水蕨组织培养的无菌体系,摸索出最适合其组培的启动培养基、继代培养基、生根培养基以及练苗移栽的方案。

(4)浮梁红茶差异化开发及其关键技术的研究中,研究人员对江西省浮梁县茶区个具有代表性的茶园进行土壤和荼叶样品的采集与检测,分析茶园土壤硒含量与茶叶硒含量的相关性,探讨土壤主要理化因子对茶叶硒富集能力的影响。为浮梁县茶园土壤改良和富硒茶叶生产提供了理论和数据支持。

研究方向三:资源植物的开发与利用

立足江西省分布的特色资源植物,采用多学科手段和技术方法研究资源植物的用途、采收加工方法,有效成分及其性质、形成、积累和转化的规律,有效成分的提取、分离、纯化的技术方法,探究资源植物的高效开发利用。

已解决的重大学科问题:

(1)中草药在规模化生态养鸡中提高产蛋量与免疫力技术研究中,研究人员建立中草药养鸡基地,目前该基地已利用中草药养殖多批土鸡;开展中草药配方研究,针对目前困扰养鸡业常见疾病,研发了两个中草药饲料添加剂配方用于应对流行性感冒和传染性支气管炎,目前实验数据正在收集中。

(2)药用植物玛卡的发根诱导与资源开发研究中,研究人员以玛卡无菌苗为材料,应用发根农杆菌1025,A4,R1601感染玛卡叶片和茎段,诱导产生玛卡发根,并对菌液浓度、感染时间、共培养时间、预培养时间、As浓度、培养基pH值等因素组成的诱导条件进行优化。筛选出生长较快、分支较多的根系,扩大培养形成多个株系,并对其进行PCR分子检测,以确定诱导出的根是否为农杆菌转化得到的玛卡发根。然后对发根中的多糖和总酚等有效成分进行提取和检测,以及筛选出较有利于玛卡发根生长和次生代谢物积累的一种基本培养基,从而建立玛卡发根的培养体系,优化玛卡有效药用成分的生产工艺。

(3)江西乡土植物根际高效解磷菌的筛选及解磷条件优化研究中,研究人员从江西几种常见的乡土植物根际土壤中筛选出性能稳定、高效的解磷菌,并利用正交和响应曲面等实验确定及优化解磷菌溶磷效果的最佳条件,以期使发酵液获得较高的溶磷活性,为后续的放大培养提供依据。同时也为以后深入研究其解磷机理及通过生物技术提高其解磷能力奠定初步的基础,为工业化生产提供理论依据。

研究方向四、生物多样性与生态系统功能

中亚热带地区植物生物多样性格局、成因及其动态监测;生物多样性对生态系统功能(碳、氮循环等)的影响和作用机制;中亚热带地区生物多样性的保护、恢复和持续利用。

已解决的重大学科问题:

(1)在人为干扰对亚热带森林生物多样性与生态系统功能的影响研究中,研究人员通过对4种不同人为干扰的亚热带森林样地生物量的测算分析后发现亚热带森林的生物量积累随着人为干扰程度的减弱而增加,人为干扰显著降低了森林生物量的积累和森林的碳库储量。

(2)在亚热带森林生物量与森林碳库研究方面,实验室人员通过实验测算建立了亚热带森林优势树种的树木年轮与气候之间的关系模型,为推测亚热带森林碳库提供了新的方法途径。

(3)在亚热带森林生物多样性群落构建研究中,研究人员在重点实验室驻新岗山野外台站——中欧BEF-China亚热带森林生物多样性和生态系统功能研究实验平台上进行了多年的调查实验研究,通过实验数据的分析发现,亚热带森林灌木树种的成活率在70.8%左右,不同物种的成活率有显著的差异,通过混合效应模型分析发现灌木的成活率依赖与环境因子,但非生物环境因子对灌木成活率的影响最大,比如水分、土壤C/N等,生物因子对灌木的成活率影响不大,比如乔木树种多样性和草本层植物多样性等。从而提出了灌木成活率的环境干旱制约假说,也就是环境的水分调节主导了亚热带森林中底层灌木的成活率和群落构建过程。

(4)功能陶瓷在污水有害藻类处理中的应用研究中,研究人员研制的膨胀式发泡陶瓷微球表面具有各种大小不同的孔径和缝隙,具有良好的吸附功能。材质轻盈,可浮于水面,易于回收。同时由于表面有羟基,可能更易于将藻类、细菌等附着在其表面。此外其他类型的功能陶瓷(如多孔径陶瓷等)在相关领域可能也具有一定的效用。因此,研究人员认为功能陶瓷作为污水有害微生物特别是藻类的吸附等处理的载体材料是十分适合的,对水体中其他有害元素化合物也具有一定的吸附去除作用。本研究将特种功能陶瓷材料的应用和污水中藻类等有害微生物的防控紧密联系起来,选择交叉学科内容作为研究重点,这对于探索陶瓷材料在生物技术领域的应用具有开创性的意义。


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