中国科学院遗传与发育生物学研究所 中国科学院北京分院
重点研究领域:基因组生物学、分子农业生物学、发育生物学、分子系统生物学和农业资源5个研究中心。
所在地:北京市,北京
机构简介:

中国科学院遗传与发育生物学研究所(简称:遗传发育所)最早成立于1959年。2001-2003年,由原中国科学院遗传研究所、发育生物学研究所及石家庄农业现代化研究所整合而成。现任所长杨维才博士。 目前,共有82个研究组,职工501人。其中院士3人,国家“千人计划”3人,“青年千人计划”5人,中科院“百人计划”42人,“973”等国家重大项目首席科学家21人,“国家杰出青年科学基金”获得者30人,国家基金委“创新研究群体”4个。设有遗传学、发育生物学、细胞生物学、植物营养学、生态学和生物信息学六个理学专业的硕士、博士学位培养点,植物营养学和作物遗传育种两个农学专业的硕士学位培养点以及生物工程一个专业学位硕士培养点,以及博士后流动站。目前在读研究生680名,其中博士生490名、硕士生190名。在站博士后122人。 遗传发育所面向我国农业和人口健康的重大战略需求和生命科学前沿,重点开展基因组结构与调控规律、细胞发育分化分子机理、重要农艺性状分子解析、农业生态可持续发展、前沿学科交叉领域的研究,揭示水稻、小麦等基因组表达调控规律、阐明细胞分化的分子机制和建立新的品种设计理论与技术体系,为解决遗传与发育生物学领域重大科学和技术问题做贡献。 研究所下设基因组生物学、分子农业生物学、发育生物学、分子系统生物学和农业资源5个研究中心。拥有植物基因组学、植物细胞与染色体工程、分子发育生物学3个国家重点实验室、中国科学院农业水资源和河北省节水农业2个院省级重点实验室、河北栾城农田生态系统国家野外观测试验站,是国家植物基因研究中心(北京)的依托单位,设有栾城农业生态系统试验站、南皮生态农业试验站、太行山山地生态试验站、海南陵水南繁育种基地。 遗传发育所分别在江苏扬州、浙江嘉兴、新疆石河子、天津、青岛等地建立了8个以水稻、小麦、棉花、蔬菜等为重点研发对象的分子育种联合中心;在黑龙江哈尔滨建立了中科院北方粳稻分子育种联合研究中心;在天津和呼和浩特建立了大动物(奶牛)育种基地;在海南陵水、河北赵县建立了作物繁育基地;与沈阳军区合作建设新民、老莱、盘锦育种基地。 在国际合作方面,研究所与英国利兹大学、澳大利亚阿德莱德大学、新西兰梅西大学、日本奈良先端科学技术大学和日本农业生物资源研究所等多国的研究所、大学,在前沿科学研究、双边学术研讨、建立联合研究中心、互派高级学者和优秀研究生等方面开展深层务实合作;研究所分别与先正达生物技术公司和杜邦先锋公司开展合作研究。 2016年,遗传发育所共发表SCI论文342篇,总影响因子1440,单篇影响因子5.8;获得专利授权46项;审定作物新品种17个。获国家自然科学二等奖1项,获省部级科技奖7项。“植物雌雄识别分子机制”和“寨卡病毒小头畸形致病机制”两项成果入选中央电视台科学大事记。“子宫内膜修复材料功能化技术改进”、“嘉优中科6号”等24项成果成功转化,取得了良好的社会效益和经济效益。 遗传发育所是中国遗传学会的挂靠单位,负责编辑出版《Journal of Genetics and Genomics》、《遗传》和《中国生态农业学报》。

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科研成果
农业技术

优质甜高粱新品种培育及青贮喂饲牛/羊技术示范

随着社会经济的发展和人民生活水平的提高,人们对肉、蛋、奶等畜牧产品需求量大幅增加,同时由于耕地面积逐年缩减造成饲料短缺,而甜高粱因其生物产量高、营养丰富、牲畜适口性好等优点越来越受到人们的重视,并在我国不断推广种植。该项目首先把我们筛选与培育出来的25个优质甜高粱新品系,在新疆地区正常土地和盐碱地上进行引种试验,同时与当地的养殖奶牛和肉牛的企业联合进行甜高粱作为青贮饲料的区域性试验和示范推广。在经过3年的适应性筛选试验后,选出适合该地区的6个适应不同土壤条件的优质甜高粱品种,作为该地区的主栽甜高粱品种,进而在该地区进行大面积的推广和应用。 经过几年的实验我们得出用相同量的青贮甜高粱和玉米喂饲奶牛,喂饲甜高粱比玉米每头牛每天产奶量增加1.55Kg左右,牛奶品质检测结果显示:喂饲甜高粱的奶牛所产牛奶成分中全乳固体含量比喂饲玉米的增加20%,其他成分并无明显变化。青贮甜高粱喂饲肉牛的实验结果显示:喂饲甜高粱的肉牛比喂饲玉米的每头牛每天增重0.4kg。同时一般甜高粱是玉米产量的1.5-2倍。本项目重点使用甜高粱青贮饲料替代玉米饲喂牛/羊,提高奶牛产奶量和肉牛的产肉量,同时对牛奶品质有所改善。因此,该项目的实施将对该地区畜牧业的发展和边际性土地的利用与改良起到一定的推动作用。

其他

心肌损伤修复研究

干细胞、细胞因子等生物组织工程技术在心肌组织修复和功能重建中发挥着重要作用,如何有效保持损伤部位生长因子的高 浓度防止其扩散和研发具有功能活性的生物材料是心肌修复中的 关键问题。 (1)国际上首次构建具有靶向结合能力的细胞生长因子并用 于心肌组织修复和功能重建。 利用基因工程,构建胶原结合 VEGF(CBD-VEGF)用于心 肌修复和功能重建。其可与心肌组织本身富含的细胞外基质胶原 成份结合,与传统 VEGF 蛋白治疗相比,一方面在损伤部位保持 较高浓度;另一方面减少蛋白扩散以及可能对周围正常组织产生 的不利影响,使蛋白的应用达到安全经济的效果。将其注射到大 鼠心肌梗死周围区,能够很好的聚集和停留在梗死周围区的胞外 基质中,扩散减少 90% 以上。并促进心脏功能修复、抑制梗死瘢 痕的扩张、促进梗死周围区的微血管增生。由此为临床上应用细 胞因子修复损伤心肌提出了更安全有效的方法,使细胞因子治疗 上升了一个台阶。 (2)自主研发了用于心肌修复和功能重建的捕捉自体干细胞的功能生物载体 体内存在一定数量的组织干细胞或前体细胞,利用内源自体干细胞修复组织损伤是最安全的。但如何 有效利用自体内源组织干细胞进行组织再生和修复一直是个难点。我们利用抗原抗体结合的原理,针对心肌 损伤修复前体细胞的表面标志物,首次研制出了能捕捉内源干细胞的活性胶原生物材料,可有效捕捉 Sca-1 阳性的造血干细胞,明显促进心肌再生修复,恢复心功能,取得了良好的修复的效果。为利用内源性自体干 细胞修复损伤心肌提供了可行性方法。相关研究论文发表在 Circulation(119(13):1776-84)及 Biomaterials (32(10):2508-2515)上。 该成果具有很好的创新性,拥有自主知识产权,产业化前景良好。