學(xué)科帶頭人：易干軍 研究員/博士
研究室主任：楊喬松 研究員/博士
副主任：胡春華 研究員/博士
科研骨干：李春雨 研究員/博士、董濤 研究員/博士、畢方鋮 研究員/博士、盛鷗 研究員/博士、鄧貴明 研究員/博士、高慧君 副研究員/博士、竇同心 副研究員/博士、何維弟 助理研究員/博士、劉思文 助理研究員/博士、劉燦燦 助理研究員/博士、李耀耀 助理研究員/博士
團隊簡介：
團隊圍繞香蕉抗病抗寒分子機理、香蕉品質(zhì)形成機理、香蕉枯萎病致病機制與抗性機理開展了基礎(chǔ)研究，取得了重要進展，發(fā)表了一批較高水平的論文，是國際香蕉研究領(lǐng)域著名的研究團隊，獲得農(nóng)業(yè)農(nóng)村部農(nóng)業(yè)科研杰出人才及其創(chuàng)新團隊稱號。建立了香蕉雜交與誘變育種、基因編輯育種技術(shù)體系，創(chuàng)制了一批育種材料，引領(lǐng)了國際香蕉分子育種研究。育成了“中蕉4號”、“中蕉8號”、“中蕉9號”等一批優(yōu)勢突出、綜合性狀優(yōu)良的抗枯萎病香蕉新品種，基本解決了香蕉枯萎病這一重大國際難題。首次提出將香蕉作為我國糧食安全的重要補充。選育出糧食與加工用途的“美食蕉1號”和“美食蕉1號”等煮食蕉新品種，研發(fā)了以這些品種為原材料的食品精深加工工藝，包括香蕉點心、香蕉片、香蕉粉、香蕉（?。┚啤⒐u、嬰幼輔食、代餐等，有效的拓展了香蕉產(chǎn)業(yè)鏈，具有重大的應(yīng)用前景。
研究方向：
1、種質(zhì)資源的收集、保存、評價與利用
2、香蕉雜交育種及群體遺傳進化規(guī)律研究
3、香蕉現(xiàn)代生物育種技術(shù)體系的研發(fā)
4、抗枯萎病、特色、糧食及加工用途香蕉品種選育
5、香蕉精深加工技術(shù)及產(chǎn)品研發(fā)
6、香蕉果實成熟（后熟）機制與功能性成分形成機制
7、香蕉枯萎病菌進化規(guī)律、與寄主互作機制與綜合防控
8、果樹高效栽培技術(shù)研發(fā)與示范推廣
重要基礎(chǔ)研究進展：
1、系統(tǒng)揭示了香蕉的抗寒、抗病機理以及枯萎病菌的全球進化機制：香蕉枯萎病菌進化規(guī)律、致病機制及綜合防控，利用真菌傳統(tǒng)分類學(xué)手段，明確了我國及亞洲香蕉主產(chǎn)國病原菌生物多樣性；對全球病菌開展基因組測序和重測序，研究病原菌群體遺傳結(jié)構(gòu)及進化規(guī)律；鑒定到熱帶4號小種致病關(guān)鍵效應(yīng)蛋白，分離其到宿主體內(nèi)靶分子，揭示了該致病信號傳遞通路；鑒定到部分小分子毒性物質(zhì)，闡述了鐮刀菌酸、白僵菌素等作用機制，豐富了我們對病菌致病機制的認識；初步建立了土壤消毒、生物防治、輪作與間作的防控技術(shù)體系。借助寄主誘導(dǎo)基因沉默技術(shù)，在香蕉中表達Foc TR4 ERG6/11 dsRNA顯著提高了香蕉的抗枯萎病能力，是國際上香蕉抗枯萎病分子育種的重要突破。另外，從基因表達、蛋白表達和磷酸化信號通路三個方面較為深入地揭示了抗寒大蕉與冷敏感香蕉抗寒性差異的分子機理，發(fā)現(xiàn)大蕉MKK2、MAPK5、ICE1和MYBS3在冷響應(yīng)信號轉(zhuǎn)導(dǎo)途徑中發(fā)揮著重要的作用，為香蕉抗寒分子育種提供理論和基因資源支持。
2、建立了高效的香蕉組基因編輯技術(shù)體系：率先建立了基于CRISPR/Cas9的香蕉基因組編輯技術(shù)體系，成功獲得全世界第一株基因編輯香蕉苗；利用基因編輯技術(shù)獲得了常溫下貯藏期延長近2個月的耐貯運香蕉新種質(zhì)。將“綠色革命”基因在香蕉中的同源基因MaGA20ox2進行定點編輯，獲得了半矮化的香蕉材料，為利用“綠色革命”基因培育矮化香蕉新種質(zhì)提供了一條新思路?；谇捌诮⒌腃RISPR/Cas9基因組編輯技術(shù)，進一步在香蕉中建立了高效的無轉(zhuǎn)基因殘留基因組編輯技術(shù)體系。此技術(shù)體系的建立為香蕉基因組編輯技術(shù)的產(chǎn)業(yè)應(yīng)用奠定了基礎(chǔ)，同時，此策略可拓展應(yīng)用于其他植物特別是無性繁殖園藝作物中。
3、開展了香蕉果實類胡蘿卜素、淀粉、香氣物質(zhì)、優(yōu)異纖維等的積累代謝規(guī)律及果實后熟與品質(zhì)形成分子機制的研究：對不同類型的香蕉種質(zhì)進行類胡蘿卜素含量測定，系統(tǒng)開展了3個基因組類型（AAA、AAB、ABB）、9個栽培類型共18個香蕉品種在采后不同時期的代謝組學(xué)分析，在國際上率先揭示了香蕉果肉中類胡蘿卜素的組成分布呈現(xiàn)基因組類型依賴規(guī)律，為高類胡蘿卜素含量的香蕉品種選育提供理論依據(jù)；評價了21個栽培品種的淀粉特性，發(fā)現(xiàn)青香蕉果實具有較好的深加工應(yīng)用前景，初步揭示了抗性淀粉的合成、分解及其代謝調(diào)控的分子機理；對不同種類、不同產(chǎn)區(qū)、不同栽培條件以及不同時期成熟的香蕉果實香氣物質(zhì)進行了系統(tǒng)研究，明確了造成香氣品質(zhì)差異的特征香氣物質(zhì)；探究了不同品種香蕉果實后熟轉(zhuǎn)糖的差異，鑒定出多個可能影響果實后熟與品質(zhì)形成的功能基因和關(guān)鍵調(diào)控因子，為進一步針對香蕉后熟和品質(zhì)進行分子改良奠定了基礎(chǔ)。
4、香蕉基因組關(guān)聯(lián)分析及分子標記開發(fā)利用：構(gòu)建了高質(zhì)量的香蕉TT基因組，探究了芭蕉科物種的基因組進化和全基因組復(fù)制事件，解析轉(zhuǎn)座子和染色體重排在基因組進化中的重要作用，基于基因組、比較轉(zhuǎn)錄組和生理生化實驗分析揭示香蕉品種Abaca優(yōu)異纖維性能的遺傳調(diào)控基礎(chǔ)。以香蕉基因組數(shù)據(jù)庫為基礎(chǔ)，通過簡化基因組測序和基因組重測序分析開發(fā)香蕉的SNP和Indel等標記，以香蕉種質(zhì)資源評價為基礎(chǔ)，解析香蕉種質(zhì)資源復(fù)雜的遺傳背景以及親緣關(guān)系，挖掘香蕉重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的特異性分子標記，為香蕉種質(zhì)資源的分子鑒定及品種權(quán)保護奠定基礎(chǔ)。
獲得的研究成果：
近年來主持完成農(nóng)業(yè)部公益性行業(yè)科研專項、“948”計劃重點項目、國家自然科學(xué)基金、國家重點研發(fā)項目等各類科研項目85項，建立了“國家香蕉改良中心-廣州分中心”、“農(nóng)業(yè)農(nóng)村部廣州香蕉種質(zhì)資源圃”、“廣東省香蕉遺傳改良中心”等平臺；在plant communications、Food chemistry、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist等重要國際期刊上發(fā)表論文60余篇；獲得神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)一等獎1項，華耐園藝獎一等獎1項，廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣二等獎1項；獲植物新品種權(quán)3項，省級審定品種8個；獲得授權(quán)專利14件；撰寫農(nóng)業(yè)行業(yè)標準3項。
審定的香蕉新品種：中蕉2號、中蕉3號、中蕉4號、中蕉6號、中蕉9號、中粉1號、矮粉1號、粵豐1號
獲得的植物新品種權(quán)：中蕉4號、中蕉8號、中蕉9號、蕉麻1號、矮粉1號、美食蕉1號、美食蕉2號、美食蕉4號、粵蕉1號、粵蕉2號
代表性科研成果：
2022年“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、抗枯萎病香蕉新品種‘中蕉4號’的選育及推廣應(yīng)用”獲廣東省農(nóng)業(yè)技術(shù)推廣二等獎。
2017年“高產(chǎn)、優(yōu)質(zhì)、矮化、抗枯萎病香蕉新品種選育與應(yīng)用”獲農(nóng)業(yè)農(nóng)村部神農(nóng)中華農(nóng)業(yè)科技獎一等獎。
2016年“香蕉抗逆分子機理研究及矮化、優(yōu)質(zhì)、抗病系列新品種選育與應(yīng)用”獲中國園藝學(xué)會華耐園藝科技獎。
代表性科研項目：
項目名稱 | 項目類型 |
常綠果樹高效育種技術(shù)與品種創(chuàng)制 | 國家重點研發(fā)計劃項目 |
香牙蕉抗枯萎病的基因探究及機理分析 | 國家自然科學(xué)基金 |
香蕉后熟關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子MADS2調(diào)控后熟過程的分子基礎(chǔ) | 國家自然科學(xué)基金 |
香蕉CRISPR/Cas9 RNP無外源DNA基因組編輯技術(shù)體系的建立 | 國家自然科學(xué)基金 |
香蕉抗枯萎病種質(zhì)資源挖掘及其抗性分子機理解析 | 國家自然科學(xué)基金 |
基于iTRAQ技術(shù)分析香大蕉膜蛋白質(zhì)組與其抗寒性的關(guān)系 | 國家自然科學(xué)基金 |
枯萎病菌效應(yīng)蛋白FocM35靶向作用香蕉幾丁質(zhì)酶抑制寄主免疫的分子機理 | 國家自然科學(xué)基金 |
基于淀粉分支酶調(diào)控香蕉果實抗性淀粉合成機理的研究 | 國家自然科學(xué)基金 |
白僵菌素在香蕉枯萎病菌熱帶4號小種致病過程中作用機理研究 | 國家自然科學(xué)基金 |
基于磷酸化蛋白質(zhì)組學(xué)方法分析香大蕉磷酸化信號通路與其抗寒性的關(guān)系 | 國家自然科學(xué)基金 |
不同產(chǎn)區(qū)香蕉果實香氣成分差異及主要影響因子作用機理解析 | 國家自然科學(xué)基金 |
香蕉種質(zhì)資源果實類胡蘿卜素組分與寒冷差異分析及其積累代謝機理研究 | 國家自然科學(xué)基金 |
寄主誘導(dǎo)枯萎病菌FoERG6基因沉默提高香蕉抗病性的機理研究 | 國家自然科學(xué)基金 |
基于全基因組重測序的香蕉SNP標記開發(fā)及其在種質(zhì)資源遺傳多態(tài)性中的應(yīng)用 | 國家自然科學(xué)基金 |
高抗枯萎病香蕉資源篩選及其對尖孢鐮刀菌熱帶4號小種的識別與免疫機制研究 | 國家自然科學(xué)基金 |
基于交聯(lián)質(zhì)譜技術(shù)解析大蕉耐冷相關(guān)蛋白MKK2、MAPK3和ICE1的互作網(wǎng)絡(luò) | 國家自然科學(xué)基金 |
優(yōu)質(zhì)、特色、抗逆香蕉新品種選育 | 省重點領(lǐng)域研發(fā)項目 |
香蕉分子育種與品種創(chuàng)新 | 863計劃項目 |
香蕉抗枯萎病等主要病害核心技術(shù)與種質(zhì)的引進與創(chuàng)新 | 948計劃重點項目 |
促進亞洲有機香蕉的生產(chǎn)與銷售 | 聯(lián)合國糧農(nóng)組織項目 |
代表性論文：
論文名稱 | 期刊 |
High-quality reference genome assemblies for two Australimusa bananas provide insights into genetic diversity of the Musaceae family and regulatory mechanisms of superior fiber properties | Plant Communications |
Efficient and transgens-free genome editing in banana using a REG-2 promoter-driven gene-deletion system | Molecular Horticulture |
Fusaric acid instigates the invasion of banana by Fusarium oxysporum f. sp. cubense TR4 | New Phytologist |
CRISPR/Cas9-mediated Genome Editing of MaACO1 (aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase1) Promotes the Shelf Life of Banana Fruit | Plant Biotechnology Journal |
Host-induced gene silencing of Foc TR4 ERG6/11 genes exhibits superior resistance to Fusarium wilt of banana | Plant Biotechnology Journal |
Using crispr/Cas9 genome editing system to create MaGA20ox2 gene modified semi-dwarf banana. | Plant Biotechnology Journal |
Integrated proteomic and metabolomic analysis suggests high rates of glycolysis are likely required to support high carotenoid accumulation in banana pulp | Food Chemistry |
Metabolic profiling reveals genotype-associated alterations in carotenoid content during banana postharvest ripening | Food Chemistry |
The toxic mechanism and bioactive components of Chinese leek root exudates acting against Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race | European Journal of Plant Pathology |
The use of gfp-transformed Fusarium oxysporum f. sp. cubense to study infection of resistant and susceptible banana cultivars | European Journal of Plant Pathology |
Germplasm screening of Musa spp. for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 (Foc TR4). | European Journal of Plant Pathology |
Comparative transcriptomics analysis reveals difference of key gene expression between banana and plantain in response to cold stress | BMC genomics |
Establishment of a PEG-mediated protoplast transformation system based on DNA and CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein complexes for banana | BMC Plant Biology |
Transcriptome and metabolome profiling provide insights into molecular mechanism of pseudostem elongation in banana | BMC Plant Biology |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | BMC Plant Biology |
Cold-Induced Peroxidases and Aquaporins Are Associated With High Cold Tolerance in Dajiao (Musa spp. ‘Dajiao’). | Frontiers in Plant Science |
MaMYB4, an R2R3-MYB Repressor Transcription Factor, Negatively Regulates the Biosynthesis of Anthocyanin in Banana | Frontiers in Plant Science |
Influence of harvest season on volatile aroma constituents of two banana cultivars by electronic nose and HS-SPME coupled with GC-MS | Scientia Horticulturae |
Quantitative proteomic analysis reveals that antioxidation mechanisms contribute to cold tolerance in plantain (Musa paradisiaca L.; ABB Group) seedlings | Molecular & Cellular Proteomics |
Comparative Phosphoproteomics Reveals an Important Role of MKK2 in Banana (Musa spp.) Cold Signal Network. | Scientific Reports |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | Genes |
Proteomic analysis of conidia germination in Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 reveals new targets in ergosterol biosynthesis pathway for controlling Fusarium wilt of banana | Appl Microbiol Biotechnol |
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