天津農(nóng)學(xué)院碩士招生專業(yè)介紹：作物學(xué)

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作物學(xué)一級學(xué)科介紹

一、學(xué)科概況

天津農(nóng)學(xué)院作物學(xué)學(xué)科，目前已經(jīng)擁有天津市二級重點(diǎn)學(xué)科-作物遺傳育種學(xué)科一個，該學(xué)科的主要特色表現(xiàn)在：以天津沿海都市型農(nóng)業(yè)為研究方向，在天津市學(xué)科建設(shè)經(jīng)費(fèi)的資助下，組建了作物遺傳育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、特用作物改良工程中心、中日水稻食味研究中心、天津-布里斯托環(huán)境變化影響農(nóng)作物研究中心。形成6個較有特色的研究方向：飼用作物遺傳改良、特用玉米遺傳育種、作物優(yōu)質(zhì)栽培理論與技術(shù)、植物細(xì)胞工程育種、作物抗逆分子基礎(chǔ)、作物生產(chǎn)環(huán)境，其中作物優(yōu)質(zhì)栽培研究方向在國內(nèi)處于領(lǐng)先地位，其他5個研究方向處于國內(nèi)先進(jìn)水平。在平臺建設(shè)上，作物遺傳育種學(xué)科作為作物學(xué)二級學(xué)科，2006年7月份被評為天津市重點(diǎn)學(xué)科得以建設(shè)；2006年，作物遺傳育種二級學(xué)科被國家學(xué)位辦正式批準(zhǔn)為碩士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)；2007年農(nóng)學(xué)專業(yè)被國家列為首批第二類特色專業(yè)重點(diǎn)進(jìn)行建設(shè)。2010年作物學(xué)科被授予一級學(xué)科碩士點(diǎn)授權(quán)單位，擴(kuò)大了碩士招生范圍。目前，建有作物遺傳校級重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等6個水平較高的實(shí)驗(yàn)室，儀器設(shè)備總值2000余萬元。在科學(xué)研究上，本學(xué)科近五年主持和完成了包括國家科技支撐項(xiàng)目、國家“863”、國家轉(zhuǎn)基因?qū)ｍ?xiàng)、國家自然科學(xué)基金等國家級項(xiàng)目以及市級科研項(xiàng)目48項(xiàng)，總經(jīng)費(fèi)達(dá)2093萬元。獲得省部級獎項(xiàng)4項(xiàng)，獲得發(fā)明專利2項(xiàng)，出版學(xué)術(shù)專著16部，培育新品種8個，發(fā)表文章208篇，其中被SCI收錄15篇。在隊(duì)伍建設(shè)上，學(xué)科組成員中現(xiàn)有教授16名；副教授10名；具有博士學(xué)位教師數(shù)達(dá)到18名，45歲以下教師全部為碩士以上學(xué)位；學(xué)科組成員中有國家百千萬人才1人，天津市“131”人才工程第一層次人選3人；在社會兼職方面，參加各種學(xué)會理事10人，常務(wù)理事1人；從英國引進(jìn)博士后一名，引進(jìn)英國著名教授為我學(xué)科客座教授。在人才培養(yǎng)方面，近五年已有500多名本科生獲得學(xué)士學(xué)位，有12名碩士生獲得碩士學(xué)位，目前在讀碩士研究生24名，學(xué)生獲市級獎達(dá)30多項(xiàng)。在教學(xué)質(zhì)量上，目前已有“作物育種學(xué)”和“生物化學(xué)”兩門課程被評為市級精品課。教改項(xiàng)目“農(nóng)學(xué)專業(yè)人才培養(yǎng)模式調(diào)整機(jī)制的研究及實(shí)踐”2009年獲得國家教學(xué)成果二等獎。“作物育種學(xué)”教學(xué)團(tuán)隊(duì)獲得市級優(yōu)秀團(tuán)隊(duì)，出版教材7部，其中2部獲得“十一五”優(yōu)秀教材獎。

天津農(nóng)學(xué)院作為天津市唯一的農(nóng)業(yè)院校，肩負(fù)著促進(jìn)天津農(nóng)業(yè)發(fā)展，實(shí)現(xiàn)天津農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化的重任。天津地理位置特殊，生長條件較差，經(jīng)濟(jì)地位重要，大力發(fā)展我校作物學(xué)科，不僅推動栽培與耕作以及育種理論研究發(fā)展，而且能夠選育出天津?yàn)I海地區(qū)適宜的作物品種，創(chuàng)造出最優(yōu)的栽培技術(shù)，提高作物產(chǎn)量和品質(zhì)，增加農(nóng)民收入，從而為天津經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展做出貢獻(xiàn)。另外，加強(qiáng)我校作物學(xué)科研究性人才的培養(yǎng)將會促進(jìn)作物學(xué)科研究方法及應(yīng)用的發(fā)展，滿足本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展對專門人才的需求，為經(jīng)濟(jì)建設(shè)和農(nóng)業(yè)發(fā)展服務(wù)。同時也得以完善我校及我市高校的學(xué)位授權(quán)學(xué)科體系。

經(jīng)過多年努力，本學(xué)科已經(jīng)成為一支學(xué)術(shù)梯隊(duì)合理，知識結(jié)構(gòu)優(yōu)良的科研團(tuán)隊(duì)。在飼用作物遺傳改良、特用玉米遺傳育種、作物優(yōu)質(zhì)栽培理論與技術(shù)、植物細(xì)胞工程育種、作物抗逆分子基礎(chǔ)、作物生產(chǎn)環(huán)境等研究方向具有明顯特色和優(yōu)勢。

二、研究方向

1．飼用作物遺傳改良

本研究方向著眼于天津都市型農(nóng)業(yè)區(qū)域和西部大開發(fā)的需要，廣泛搜集種質(zhì)資源，利用作物遺傳育種理論和現(xiàn)代育種技術(shù)，將現(xiàn)有農(nóng)作物或植物進(jìn)行遺傳改良，使其適用于飼用或糧飼兼用，研究和總結(jié)新的育種理論和方法，選育新的優(yōu)質(zhì)高效飼用作物品種。目前，已經(jīng)育成“天農(nóng)”系列飼用高粱新品種3個（1個通過國家審定），鮮食飼用兼用玉米品種2個（天津市審定），發(fā)表相關(guān)研究論文50多篇，其中發(fā)表SCI文章4篇。本研究方向在“粒用高粱×甜高粱×蘇丹草”三元雜交利用方面居國內(nèi)同類學(xué)科領(lǐng)先位置，同時本研究方向著眼于綠色能源作物甜高粱開展應(yīng)用基礎(chǔ)研究和分子標(biāo)記輔助育種工作，加快了甜高粱育種的進(jìn)程，同時也進(jìn)行主要性狀基因的克隆和功能基因組學(xué)研究，構(gòu)建甜高粱遺傳圖譜，為甜高粱育種打下堅實(shí)基礎(chǔ)，為應(yīng)對國際能源危機(jī)和作物功能基因組學(xué)的研究做好鋪墊。

2．特用玉米遺傳育種

該研究方向根據(jù)沿海都市農(nóng)業(yè)特點(diǎn)和經(jīng)濟(jì)可持續(xù)發(fā)展需要,研究重點(diǎn)放在：

（1）優(yōu)質(zhì)抗逆性強(qiáng)的特用玉米種質(zhì)資源的搜集篩選、創(chuàng)造和改良；

（2）現(xiàn)代育種理論和技術(shù)的利用和發(fā)展創(chuàng)新。包括優(yōu)良農(nóng)藝性狀基因的克隆和分子標(biāo)記、轉(zhuǎn)基因和基因?qū)�入等技術(shù)在內(nèi)的生物技術(shù)、雜種優(yōu)勢利用技術(shù)、抗逆育種技術(shù)、生理育種技術(shù)和品質(zhì)育種技術(shù)等；

（3）育種目標(biāo)的實(shí)現(xiàn)途徑和程序化育種技術(shù)體系的建設(shè)；

（4）新品種的試驗(yàn)、示范、推廣及良繁體系的建設(shè)。

該研究方向經(jīng)過十幾年的育種實(shí)踐，在育種方法的改進(jìn)和育種新方法的探索以及特用玉米新品種培育等方面做了大量工作，積累了一定經(jīng)驗(yàn)，在國內(nèi)特用玉米育種領(lǐng)域有一定影響。在糯玉米育種方面：把普通玉米雜種優(yōu)勢群理論及其劃分方法應(yīng)用到糯玉米育種實(shí)踐。應(yīng)用SSR和RFLP標(biāo)記方法，結(jié)合綜合配合力測定，對我國糯玉米育種材料進(jìn)行類群劃分，并構(gòu)建出雜交優(yōu)勢利用模式；在甜玉米育種方面：對從國內(nèi)外引進(jìn)的甜玉米種質(zhì)資源進(jìn)行了篩選鑒定。通過研究普通甜玉米、加強(qiáng)甜玉米和超甜玉米育種材料的遺傳差異和聯(lián)系，試圖解決上述三種甜玉米自交系間的雜種組配障礙問題，提高制種產(chǎn)量；在爆裂玉米育種方面：在廣泛搜集種質(zhì)資源的基礎(chǔ)上，利用美國的“黃玫瑰”作為基礎(chǔ)群體選育自交系。與此同時，通過改良國內(nèi)農(nóng)家品種，選育出新的自交系，組配出高品質(zhì)雜交種；在其它優(yōu)質(zhì)特用玉米育種方面：從遺傳和環(huán)境兩個方面研究特用玉米優(yōu)良品質(zhì)形成機(jī)理，探索高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)育種方法。

本研究方向有十幾年的研究歷史，先后育成了津鮮糯105、106、津農(nóng)1、津農(nóng)（糯）2、津農(nóng)3、津農(nóng)0802、津農(nóng)糯955、津農(nóng)糯958、津引1號、高賴氨酸玉米津農(nóng)04834等一批特用玉米新品種，已經(jīng)在國內(nèi)20多個省（市、區(qū)）推廣種植。為了加強(qiáng)本研究方向育成的糯、甜玉米在全國的推廣力度，天津市科委、天津市農(nóng)委、天津市教委和天津農(nóng)學(xué)院先后給予本研究方向所需資金和實(shí)驗(yàn)室重點(diǎn)支持。目前，本研究方向正在進(jìn)行的科研項(xiàng)目有：糯玉米新品種繁育、示范、中試和開發(fā)；專用糯玉米新品種選育及其產(chǎn)業(yè)化研究；利用國外玉米種質(zhì)資源選育飼料玉米新品種及玉米育種方法篩選和創(chuàng)新研究等。除此之外，本研究方向正在進(jìn)行廣泛調(diào)研，正在對分子育種、組織培養(yǎng)、誘變育種、計算機(jī)輔助育種和分子設(shè)計育種等育種技術(shù)在特用玉米育種上的作用及其應(yīng)用前景進(jìn)行評估，以便使特用玉米遺傳育種水平得到進(jìn)一步提升。

3．作物優(yōu)質(zhì)栽培理論與技術(shù)

該研究方向以水稻食味為研究中心，全面開展水稻品質(zhì)育種研究。重點(diǎn)對其外觀、粘性、硬度、口味和氣味等特性進(jìn)行深入研究，采用生物技術(shù)、分子育種技術(shù)和常規(guī)技術(shù)相結(jié)合等手段，最終實(shí)現(xiàn)水稻品種的優(yōu)質(zhì)化和專用化。目前，已經(jīng)育成優(yōu)質(zhì)食味水稻品種2個，發(fā)表學(xué)術(shù)論文多篇（SCI.收錄5篇）。本方向在水稻食味改良方面居國內(nèi)同類研究前列。

目前該研究方向已經(jīng)成立“天津中日水稻品質(zhì)-食味研究中心”，是天津市政府與日本東京大學(xué)科技合作及人才交流項(xiàng)目的重點(diǎn)內(nèi)容之一，以天津農(nóng)學(xué)院和日本東京大學(xué)為依托共同組建。中心設(shè)立建設(shè)領(lǐng)導(dǎo)小組、中心委員會和專家委員會，設(shè)首席專家，實(shí)行主任領(lǐng)導(dǎo)下的首席專家負(fù)責(zé)制。中心聯(lián)合天津市水稻原種場、天津市寶坻區(qū)政府和津南區(qū)八里臺糧食購銷有限公司，共同建立試驗(yàn)和繁種基地、生產(chǎn)基地及貯藏加工銷售基地，以實(shí)現(xiàn)科研成果的產(chǎn)業(yè)化和市場化。中心將以“讓人吃好”為最高理念！充分利用天津—東大科技合作平臺，立足天津，面向中國北方粳稻產(chǎn)區(qū)，聯(lián)系中日兩國專家、團(tuán)體和企業(yè)開展合作，促進(jìn)中日兩國水稻品質(zhì)、食味研究和產(chǎn)業(yè)的發(fā)展。日本方面以東京大學(xué)為核心，聯(lián)絡(luò)日本香川大學(xué)、日本福岡農(nóng)業(yè)綜合試驗(yàn)場和日本北海道立中央農(nóng)業(yè)場等日本優(yōu)秀水稻專家來中心開展合作研究。中國方面以天津農(nóng)學(xué)院為核心，利用中心聚集國內(nèi)水稻品質(zhì)、食味方面的科技人才來中心開展合作研究。以其有效引進(jìn)日本水稻研究成果和技術(shù)，創(chuàng)新研究理念和方法，加速中國優(yōu)質(zhì)食味水稻研究與開發(fā)。中心配備有國際一流的用于水稻品質(zhì)食味分析研究的儀器設(shè)備，完全滿足水稻品質(zhì)食味研究的需要，為水稻品質(zhì)、食味研究中心與國際水平接軌提供的充足的硬件支持。

4．植物細(xì)胞工程育種育種

本研究方向以生物技術(shù)在農(nóng)作物新品種選育上的應(yīng)用為主線，將組織培養(yǎng)和基因工程技術(shù)用于農(nóng)作物育種實(shí)踐。

研究重點(diǎn)為：

（1）在細(xì)胞水平上開展組織培養(yǎng)的快繁技術(shù)、細(xì)胞培養(yǎng)和單倍體育種；

（2）在分子水平上，利用分子生物學(xué)原理和生物技術(shù)手段開展基因標(biāo)記、農(nóng)作物優(yōu)良性狀基因克隆、轉(zhuǎn)基因植物的研究和操作；

（3）DNA指紋圖譜用于種質(zhì)資源鑒定；

（4）基因?qū)�入和重組用于種質(zhì)資源創(chuàng)新研究。目前，本研究方向已經(jīng)發(fā)表研究論文20多篇，其中SCI收錄3篇，組織培養(yǎng)快繁技術(shù)已經(jīng)用于部分較高經(jīng)濟(jì)價值農(nóng)作物的工廠化生產(chǎn)。
目前在該研究方向上，已經(jīng)建成天津農(nóng)學(xué)院植物細(xì)胞工程研究中心， 近年來中心已主持和完成了省部級課題14項(xiàng)，獲得市科技進(jìn)步獎五項(xiàng)，申請專利兩項(xiàng)。公開發(fā)表論文60多篇。

5．作物抗逆分子基礎(chǔ)

本方向以模式植物擬南芥為材料，研究植物氣孔對不同逆境脅迫的應(yīng)答機(jī)理（高溫、干旱和高鹽）;采用能去除選擇標(biāo)記的轉(zhuǎn)基因技術(shù)，將抗逆相關(guān)基因轉(zhuǎn)入糧食作物和蔬果作物，獲得無轉(zhuǎn)基因安全隱患的抗逆作物新品種（系）。

主要研究：

（1）植物氣孔應(yīng)答環(huán)境脅迫的分子機(jī)理。

（2）作物抗逆相關(guān)重要基因的克隆和功能分析。采用同源克隆的策略，從作物中分離與抗逆相關(guān)的重要基因并進(jìn)行功能鑒定，為采用轉(zhuǎn)基因技術(shù)進(jìn)行分子育種提供優(yōu)異基因；

（3）作物轉(zhuǎn)基因體系的建立。構(gòu)建適于轉(zhuǎn)入作物的分子載體，特別是可剔除選擇標(biāo)記的載體，以破解轉(zhuǎn)基因的安全隱患難題；創(chuàng)新作物轉(zhuǎn)基因的方法，使基因轉(zhuǎn)入能夠簡單高效地進(jìn)行；

（4）抗逆分子標(biāo)記輔助選擇育種體系的建立。分析抗逆基因在不同育種材料中的序列差異，開發(fā)功能標(biāo)記，降低因分子標(biāo)記和基因分離而選錯材料的可能性，提高分子標(biāo)記輔助選擇育種的效率。

目前該方向主持國家轉(zhuǎn)基因新品種培育重大專項(xiàng)子課題一項(xiàng)，教育部留學(xué)回國人員科研啟動基金項(xiàng)目一項(xiàng)，國家外專局引智項(xiàng)目各一項(xiàng)，中國科學(xué)技術(shù)交流中心子課題一項(xiàng)，天津科委面上項(xiàng)目一項(xiàng)。申報了2項(xiàng)國家高技術(shù)研究發(fā)展計劃。參加了英國生物學(xué)和生物技術(shù)研究理事會（BBSRC）科研項(xiàng)目2項(xiàng)以及2個國際交流CPA（China Partner Awards）項(xiàng)目。被授予國家專利一項(xiàng)，另有一項(xiàng)專利處于審核階段。先后發(fā)表學(xué)術(shù)論文10余篇，其中發(fā)表在Current Biology(第一作者，影響因子10.99)的論文揭示了植物氣孔應(yīng)答濕度信號的分子機(jī)制，發(fā)表在The Plant Journal（共同第一作者，影響因子6.94）的論文鑒定了控制植物蒸騰效率的基。
　
6．作物生產(chǎn)環(huán)境

本方向以土壤肥料、農(nóng)業(yè)氣象、栽培、植物生理等學(xué)科中涉及環(huán)境的部分為基本范疇，以各種環(huán)境因子對作物生長發(fā)育的影響為主要研究內(nèi)容。重點(diǎn)研究作物生產(chǎn)的土壤環(huán)境、營養(yǎng)環(huán)境、光照環(huán)境、溫度環(huán)境、水分環(huán)境和氣候環(huán)境等領(lǐng)域。尤其是針對天津沿海都市農(nóng)業(yè)中水資源嚴(yán)重不足、再生水灌溉、微咸水灌溉、設(shè)施農(nóng)業(yè)灌水施肥、以及由于不合理灌溉和大量施肥帶來的農(nóng)業(yè)面源污染問題，依據(jù)非充分灌溉理論，開展農(nóng)田水、肥、鹽時空動態(tài)變化及其對作物生長和產(chǎn)量影響的研究。目前本研究方向在水資源在農(nóng)業(yè)方面的高效利用及現(xiàn)代節(jié)水灌溉理論及技術(shù)、微咸水、再生水安全高效利用技術(shù)、水環(huán)境修復(fù)技術(shù)等方面取得了一些成果。目前，該方向主持和參加國家級、省部級項(xiàng)目30余項(xiàng)，發(fā)表論文50多篇。獲得教育部科技進(jìn)步一等獎一個（項(xiàng)目第十參加者）。

三、學(xué)科建設(shè)的指導(dǎo)思想和總體思路

以國家和天津市經(jīng)濟(jì)建設(shè)發(fā)展需要和天津農(nóng)學(xué)院數(shù)量和質(zhì)量并重，教學(xué)與科研并重，逐步提高辦學(xué)層次，多層次培養(yǎng)厚基礎(chǔ)、寬口徑、多技能、廣適應(yīng)型經(jīng)濟(jì)建設(shè)人才的辦學(xué)理念為指導(dǎo)思想，把作物學(xué)科發(fā)展建設(shè)的總體思路定位在：實(shí)施和落實(shí)人才戰(zhàn)略，加強(qiáng)人才的引進(jìn)和培養(yǎng)，使農(nóng)學(xué)學(xué)科學(xué)術(shù)隊(duì)伍整體學(xué)術(shù)水平達(dá)到國際先進(jìn)，國內(nèi)一流；加強(qiáng)硬件條件建設(shè)，使學(xué)科建設(shè)水平躋身國內(nèi)同類學(xué)科先進(jìn)行列。以學(xué)科的空白點(diǎn)、交叉點(diǎn)為突破口，形成本學(xué)科的特色和優(yōu)勢。在完善碩士研究生教育體系建設(shè)和提高碩士研究生培養(yǎng)質(zhì)量的同時，為“十二五”末申報博士學(xué)位授權(quán)點(diǎn)做好準(zhǔn)備。