湖北省重点实验室建设项目.docx
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湖北省重点实验室建设项目
湖北省重点实验室建设项目
验收报告
实验室名称：
湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室
主管部门：
湖北省教育厅
湖北省科技厅
依托单位：
华中农业大学
二○○七年九月三十日
一、立项
1、实验室建设的意义
随着人口数量的不断上升和生活水平的逐步提高，我国农业生产已面临着巨大的压力，农业生产不仅要求高产，而且需要优质。
由于产业结构的调整，现阶段农民对种粮的积极性不高，导致粮食产量逐年下降。
粮食安全性问题已经获得了党中央和政府的高度重视，并做出了相应的有效措施。
作物在生长、结实阶段及储存、运输等过程中受到作物病害的严重威胁，病害不仅直接影响产量，而且也严重降低农产品的品质（如降低营养成分，毒素污染等），据统计，由病害引起的产量损失平均12％以上。
高效、安全控制作物病害是我国农业生产中急需解决的问题，因此本实验室的建设与我国农业政策紧密相关。
长江流域，特别是以我省为中心的长江中下游广大地区是我国农业生产的重要基地，自古有“湖广熟，天下足”的说法,我省粮食生产对于全国粮食稳定、安全有十分显著的地位。
另一方面，水稻、油菜已成为我省农业上的龙头作物，与我省农业经济的发展紧密相关；柑橘等果树作物也是我省重要的资源，目前已在宜昌等地大面积栽培，并成为带动当地农村经济发展的重要果树。
但是，由于长期大面积种植单一作物（或品种），农业生态系统趋于简单和不稳定，容易诱发病害大规模发生、流行和成灾。
病害成灾潜在途径包括主要病害的病原生物在致病力上变异突破作物的抗病性能，次要病害上升为主要病害和危险外源生物（检疫性病原物）入侵等。
研究我省主要作物上病原物的多样性及其动态变化有利于我们预警潜在威胁性病害，在潜伏阶段及时扑灭和控制病害，从而确保我省水稻、油菜和柑橘等龙头作物的生产安全。
因此本实验室的建设与我省农业生产紧密相关。
我省乃至我国现阶段对作物病害的防治主要依赖化学农药，但化学农药存在较大的副作用，主要包括①污染水、空气和土壤，促使农业生产的环境恶化，影响到农产品的质量和产量；②直接或间接杀死非靶标生物，破坏生态平衡，导致环境降低或丧失制约病害流行的能力；③诱发病原菌产生抗药性，导致防病成本增加或无法控制病害；④污染食品，严重时影响到消费者的身心健康等。
这些副作用最终影响到我省农业生产的可持续性和食品安全，也严重影响到我国农产品的国际竞争力。
同时，化学农药在生产合成过程中需要消耗大量的能源、排放废气和废水等，严重污染农药厂周边的生态环境及诱发人体疾病等。
寻找降低化学农药的使用剂量或替换化学农药的安全控病措施显得十分必要。
从理论上看，栽培抗病品种、生物防治和控制作物病毒扩散等均为安全控病措施，因此实验室的建立与我省农业可持续性发展紧密相关。
2、项目论证
华中农业大学植物病理学科由老一辈学者杨新美、王铨茂和王就光等人于50年代组建而成。
他们对植物病害防治、植物病理生理学、植物抗病育种和果蔬病害等进行了系统的研究，获得了多项科技进步奖。
上世纪80年代末至本世纪初，王道本、周茂繁、李祥和王明祖等在继承本学科研究的基础上拓宽了本学科点的研究领域，如开展了中药材病害及其防治、植物线虫病及其防治和植物检疫性病害的研究工作，后者为我校动植物检疫专业的建设打下了重要基础，该专业目前为我国唯一的动植物检疫专业。
随着植物病理学的快速发展以及我国农业产业结构调整，该学科的重要性日益凸显，学校对该学科进行了大力的扶持和建设，通过优化组合较大幅度地增强了本学科点的师资力量，拥有从事植物病理学、分子植物病理学、抗病育种等研究的专业人才，具有博士学位和硕士学位授予权，2003年被评为湖北省重点学科。
我校依靠本学科建设湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室。
2004年10月26日，湖北省教育厅和科技厅在华中农业大学组织和主持召开了湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室建设项目的立项评审会议。
湖北省教育厅科技处赵泽刚处长、省科技厅基础研究与科技成果处王红兵处长出席了此次评审会议。
省科技厅基础研究与科技成果处王红兵处长在会上充分肯定了该实验室建设的重要意义及我校在实验室建设方面所取得的成绩，指出我校实验室建设具有丰富的管理经验，是全省乃至全国的一面旗帜，此次湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室将其中的一个研究分室与孝感学院共建，是一次尝试和创新。
专家组对实验室建设的必要性与可行性、建设目标和任务等方面进行了研究和讨论。
，认为实验室的建设将为我国植物病理学专业人才的培养、湖北省及长江流域地区作物病害的防治、保障农业的可持续性发展作出重要贡献。
在实验室的建设中，华中农业大学植物病理学科与孝感学院合作，在孝感学院设立研究分室，此举有利于优势互补、促进地方院校相关学科的发展，具有创新性。
评审专家组一致同意我校湖北省作物病害监测与安全控制重点实验室建设项目通过立项论证。
2004年10月19日，华中农业大学王国平、侯明生教授等一行4人前往孝感参加与孝感学院联合建设湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室作物病害防治技术与方法研究分室签字仪式。
孝感学院副院长谢云、生命科学技术学院院长黄天芳、科技处处长熊平凡等出席了签字仪式。
此次与孝感学院联合建设湖北省作物病害监测和安全控制实验室是根据省教育厅、科技厅的建设要求，为带动地方院校，服务地方经济建设，充分发挥优势互补作用，在华中农业大学建立作物脱毒快繁、作物病害生物防治、分子植物病理学、作物病害监控与预警四个分室，在孝感学院建立作物病害防治技术与方法研究分室。
3、项目批准
根据省教育厅、省科技厅2004年11月24日关于下达湖北省重点实验室建设项目计划的通知（鄂教科［2004］15号），华中农业大学作物病害监测和安全控制实验室被列为湖北省重点实验室，于2004年纳入项目建设计划。
三年建设期满后进行评估验收。
通知要求该实验室加大资金投入和人才培养、引进的力度，积极探索实验室运行的新机制，实行科学管理，提高科学研究水平，努力建设成为合格的省级重点实验室。
湖北省教育厅和科技厅同意华中农业大学推荐的作物病害监测和安全控制实验室主任和实验室学术委员会组成人选。
二、实验室总体定位与发展目标
1、实验室总体定位
湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室研究工作的定位是以应用基础研究为主、并向基础与应用研究延伸，主要以水稻、小麦、油菜、柑橘等我省重要农作物为研究对象，依托湖北省重点学科植物病理学，承担各种级别的科学研究和技术攻关任务，解决我省乃至我国农业生产特别是在作物病害控制中遇到的重要问题，指导和确保我省作物病害的高效安全控制。
同时也为我省乃至我国培养高层次的从事作物病害控制相关研究和技术推广的人才，确保我省重要作物病害防治无公害化，降低对化学农药的依赖性，保护生存环境，提升我省农产品的国内、国际竞争能力。
实验室搭建了良好的公共科研实验平台，为植物病理学科、植物保护学科的发展起到了推动作用，并取了较好的社会效果。
2、实验室的主要任务
（1）研究我省水稻、小麦、油菜和棉花等主要作物上重要病害的发生、流行和成灾机理及其控制策略。
（2）加强果树种苗病毒快速检测技术、果树脱毒机理及技术和果树抗病毒病分子育种等研究工作。
（3）研究水稻、小麦等主要作物的抗病机理，研究作物抗病相关的基因及其调控网络。
（4）研究核盘菌、纹枯病菌和小麦赤霉病等重要作物病原菌的致病机理，研究病菌的致病相关基因及其调控网络，阐述该类病原物的致病机理。
（5）研究病原物与寄主作物识别等互作机制。
（6）筛选拮抗作物病原物的有益微生物，研究有益微生物的防病机制及控病潜能；从有益微生物中筛选外源抗病基因资源，为抗病育种提供材料。
3、总体建设目标
（1）承担的国家、省部级课题和横向研究课题数，在“十五”基础上有较大增加，其中基础研究和应用基础研究课题占50％以上。
（2）取得一批高水平的研究成果和发明专利，并应用于作物病害的安全控制。
（3）三年内发表论文（专著）50篇，其中SCI论文12篇以上。
（4）形成一支年龄结构合理、科研能力强的学术队伍。
力争经过三年的建设，形成作物病害无公害防治研究的知识创新和技术创新体系，为我省乃至我国的作物病害安全、高效控制提供新的理论和技术，实验室在整体上达到国内同行一流水平，并在国际上具有一定的影响，为申报国家重点实验室打下坚实的基础。
4、实施建设目标的基本思路
（1）科研方面：
强调传统植物病理学技术与现代生物技术相结合，将前沿科学理论和技术用于植物病理学研究，以之解决作物生产中所遇到的重要作物病害安全、高效防治问题。
本实验室的研究工作分三个层次，即基础研究、应用基础研究和科技开发等。
（2）从不同渠道争取国际、国内重大研究课题。
（3）在现有500M2的基础上将控温和控湿温室扩建成800M2。
（4）三年之内固定研究人员由目前的16人达到20人，80％的研究人员具有博士学位，高级职称者达8－10人，技术人员达3人以上。
（5）每年招收8－10名博士研究生，20－30名硕士研究生。
（6）与国外著名大学（科研机构）建立科研合作关系，联合培养高层次的人才。
每年选派1－2人到国外合作研究或攻读研究生等。
5、实验室建设计划与经费预算
实验室建设主要包括三个方面的主要内容：
（1）实验室的扩建和改造，由现有2000平方米，扩建为3000平方米；
（2）温室扩建与改造，由现有500平方米，扩建为800平方米；（3）仪器设备购置和更新。
经费来源包括学校自筹、社会赞助和实验室建设专项经费。
建设总经费为350万元，其中申请专项经费100万元，学校自筹经费100万元，社会赞助150万元。
三、实验室的研究方向和研究内容
湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室设立作物病害监测及成灾预警、作物脱毒快繁、作物病害生物防治、分子植物病理学和作物病害防治技术与方法五个研究方向。
1、作物病害监测及成灾预警
主要以我省重要作物，如水稻、小麦、油菜、棉花和柑橘等为研究对象，监测重要病原生物的多样性和致病优势种群的动态变化、抗病品种的抗性变化、监控转基因作物上非靶标病害的发展趋势、监控在当今气候条件和耕作水平下主次病害的变迁，预警并在潜伏期控制危险性病害的流行；同时阻断有害外源生物的入侵。
建立监测我省主要作物上几种病原生物的致病优势种群的动态变化的技术体系。
针对水稻、油菜、小麦和柑橘等作物建立我省病害信息库，研究作物品种变化和气候条件变化与病害变化的关系、采用分子生物学技术建立重要病原菌优势种群的动态监控体系。
建立鉴定和监测威胁性外源生物入侵的技术，并研究行之有效的阻断措施。
2、作物脱毒快繁
针对我省重要果树柑桔、砂梨、葡萄、桃等上的为害严重的病毒病，收集、鉴定和保存抗病毒病种质，建立和完善果树病毒检测与脱除技术体系，研究果树的分子抗病毒病育种的新途径。
研制主要果树病毒血清学及分子生物学诊断试剂盒，培育主要果树无病毒母本树，建立果树脱毒种苗工厂化生产工艺及商品化生产基地。
改进果树脱毒苗快繁技术和病毒检测技术，脱毒率提高8%-10%，种苗繁殖速率增高2-3倍，快繁成本降低20%-30%，使病毒检测技术实用化，规范化，并达到国际先进水平；建立和完善适应我国国情的果树脱毒苗生产体系，形成一个具有配套生产能力和完善管理体制的现代生物技术企业模式；新培育专用、优质脱毒果树品种18-28个，建成3个年生产能力超过10万株的脱毒种苗生产基地，建立5万亩生产性无病毒栽培试验示范果园。
项目完成后可使我国果树脱毒苗生产体系整体技术水平达到国际先进，部分达到国际领先。
3、作物病害生物防治
主要以我省重要农作物油菜菌核病和蔬菜根结线虫病为生物防治对象，研究寄生菌盾壳霉生物生态学特性，评估盾壳霉防治菌核病的田间效果及大规模商品化生产的技术体系，采用分子生物学技术，研究和挖掘盾壳霉中抗病等相关的功能基因，从更深层次上利用该有益微生物；同时该研究方向也积极寻找和筛选其它有益微生物控制水稻、小麦、油菜和蔬菜等作物上的重要病害。
在实验室建设期间，完成油菜菌核病生防菌盾壳霉田间防效评估以及大规模商品化生产的技术体系；从盾壳霉中克隆出2个以上的能够用于菌核病防治的抗病基因；另外筛选出1－2种具有生防潜能的有益微生物；综合评估淡紫拟青霉控制我省蔬菜根结线虫病的效果，研究淡紫拟青霉的商品化生产的技术体系；开拓水稻、小麦和蔬菜等其它重要作物病害的生物防治研究，挖掘新的生物防治微生物。
4、分子植物病理学
主要是借助分子生物学技术研究寄主植物与病原在分子水平上的相互作用，为植物病害防治学研究提供新理论依据和途径。
本方向着眼于我省及长江中下游广大地区的重要作物如水稻、油菜、柑橘、棉花等的主要病害，开展植物抗病基因的结构及功能、防卫反应及信号传递系统，植物抗病相关的生化代谢及主要病原菌的分子致病机制等研究。
主要以水稻稻瘟病、水稻白叶枯病、水稻纹枯病和小麦赤霉病等病害系统为对象，明确作物与这些病原生物的互作机理，包括作物的抗病机理、病原菌的致病机理以及寄主－病菌互作中的基因调控网络，最终为水稻等植物的抗病育种研究提供理论依据和实践材料；从分子水平上阐明油菜菌核病的致病过程及致病中基因表达的调控体系。
5、作物病害防治技术与方法
依据孝感学院的地理优势，建立作物病害安全控制技术推广和示范基地，建立化学农药筛选模型，为我省乃至我国作物病害化学防治提供信息，初步明确我省重要作物病害的病原物对当前使用的主要化学农药的抗药性，为科学合理使用化学农药提供重要依据，结合植物病理学研究作物病害的抗药性机理,寻找和挖掘生物源农药资源。
四、科研项目
实验室各主要研究方向的固定和客座研究人员积累了丰富的研究经验、试验材料和菌种资源，全面掌握了果树病毒脱除、植物病原生物分类鉴定、作物病害流行、植物病理生理生化、分子植物病理学、作物病害生物防治研究等技术。
实验室研究人员可通过校园宽带网随时查询有关最新研究与技术信息，及时对自己的研究结果进行比较与分析，同时本实验室还开展了频繁的国内外学术交流与合作研究，为研究人员学习掌握国内外最新技术和研究动态创造了良好的条件。
2005-2007年湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室承担973、863、转基因专项、国家自然科学基金、国际合作基金（欧盟框架计划、国际青年科学基金）、省部级多种科学基金等科研项目47项，经费总额912.5万元，其中国家级科研项目18项，527.0万元；省部级科研项目29项，385.5万元；在省部级科研项目中，湖北省科研项目15项，81.0万元；其他科研项目14项，304.5万元。
从承担的研究任务看，实验室研究总体水平已属国内一流，并具有一定的国际影响力。
此外，由姜道宏教授和张献龙教授分别牵头组织申报的农业公益性行业科研专项经费项目2007年获批立项。
“油菜菌核病技术解决方案研究与示范”项目拟研究油菜菌核病在新环境条件下的成灾规律，明确我国主要油菜产区病原菌的致病力多样性、抗药性及其动态变化，建立病害的早期快速监测技术及预警机制，建立油菜菌核病生防真菌盾壳霉轻简化应用技术等，将有望改善现有油菜菌核病的控制技术体系。
该项目还将研究与核盘菌的致病力和扩散相关的基因，广泛鉴定我国油菜种质（品种）对菌核病抗病性，筛选对油菜菌核病控制有效的生防真菌、植物源抗菌物质和抗病基因等，对油菜菌核病的持续控制有重要意义。
“棉花黄萎病技术解决方案研究与示范”项目从棉花黄萎病的发病规律、传播途径和病原菌分布及变异规律入手，研究预警体系和防治技术措施，具有很强的实用性和可操作性。
该项目拟在种植制度的改善、抗病品种的培育及应用、生物防治体系的建立等方面进行集成组装，可建立起棉花黄萎病的综合防治技术体系；还将在棉花抗黄萎病基因的使用、克隆与利用等方面进行探索性研究，具有科学前瞻性。
项目经费总额3400万元，承担经费800万元。
另，2007年由王国平教授和洪霓教授参加承担的农业公益性行业科研专项经费项目“重要病虫害的流行规律及防治方法”和国家科技支撑计划项目“三峡库区柑桔非疫区建设核心技术开发研究”及“脐橙溃疡病防控技术研究与示范”也已获批立项。
项目经费总额9100万元，承担经费400万元。
孝感学院正在进行的课题研究有：
在红栀子方面，目前主要在研究红栀子炭疽病、褐斑病、苗期病害和根部病害，用水杨酸诱导红栀子抗褐斑病研究，在防治技术和发病规律上进行探讨。
红栀子果品贮藏保鲜方面，对贮藏期间腐烂病原菌种类及生物学特性进行了研究，寻求最佳的抑制腐烂病原菌方法，减少农民的经济损失。
“红栀子主要病虫害综合防治技术推广应用”，获得湖北省科技厅资助，从目前推广应用情况看，经济效益和社会效益明显，很受农民欢迎，对农村产业结构调整具有很重要的意义。
在板栗方面，主要进行了“板栗绿色食品工程技术研究”，特别是在板栗疫病、栗仁褐变腐烂等到方面寻求防治技术和方法。
在猕猴桃栽培方面，进行着无公害的栽培和管理及病害防治方法研究，如猕猴桃果实熟腐病、褐斑病、根结线虫病等。
在蔬菜生产中，孝感地区蔬菜是武汉需求蔬菜的一个主产区之一，在设施蔬菜生产上病害防治方面进行了探讨。
特别是云梦的藜蒿、孝南的莲藕、广水的大蒜、安陆的白花菜等方面正在进行着研究。
表12005-2007年湖北省作物病害监测和安全控制重点实验室承担科研项目
（华中农业大学）
序号
项目（课题）名称
项目来源
与类别
主持人
起止年限
资金
投入
（万元）
1
农作物重大病害成灾的机理与控制的基础研究之课题1（2006CB101901）（参加）
973
彭友良（中国农大）；姜道宏（参加）
2006－2010
50
2
盾壳霉ZS-1菌株孢子形成相关基因的克隆及功能分析30500337
国家自然科学基金
付艳平
2006－2008
27
3
灰霉菌菌株CanBc-1致病力衰退的分子机理及相关真菌病毒的研究30570079
国家自然科学基金
李国庆
2006－2008
23
4
大田经济作物优质高效生产技术研究与示范”之“双低”油菜丰产增效栽培技术研究与示范
“十一五”国家科技支撑计划重点项目
吴江生，参加者姜道宏、黄俊斌和李国庆
2006－2010
30
5
“农作物重大病害多功能广谱生防菌剂研究和创制”
“863”计划现代农业技术领域重大项目
马平（河北农科院）参加者姜道宏、李国庆
2006－2010
20
6
重要植物检疫性疫病口岸高通量分子检测技术研究及试剂盒研制
（2006AA10Z434）
国家“十一五”“863”现代农业课题
王国平
2006.1-2008
5
7
盾壳霉降解草酸毒素的分子机制、基因克隆及生防作用研究30471165
国家自然科学基金
李国庆
2005－2007
22
8
小麦叶片表皮细胞对白粉菌产生过敏性反应的机理研究30370923
国家自然科学基金
黄俊斌
2004－2006
21
9
植物病原真菌寄生菌盾壳霉T-DNA插入体库的构建及其功能基因分析30370958
国家自然科学基金
姜道宏
2004－2006
21
10
物理和化学处理对梨潜隐病毒在植株中时空分布的影响30370997
国家自然科学基金
洪霓
2004－2006
19
11
稻白叶枯病菌小种分子鉴定与病害生态控制技术研究（2002AA241311）
863
成国英
2002－2005
60
12
利用弱毒相关真菌病毒探讨核盘菌的分子致病机理（30100116）
国家自然科学基金
姜道宏
2002－2004
19
13
主要果树新品种脱毒苗高效快繁技术研究（2001AA241142）
国家“十五”“863”现代农业子课题
王国平
2001-2005
45
14
弱毒性核盘菌刺激盾壳霉在油菜花瓣定殖及机制研究（30070512）
国家自然科学基金
李国庆
2001-2003
15
15
国家果树脱毒种质资源室内保存中心建设
国家计委
王国平
2000-2004
90.0
16
核盘菌弱毒相关dsRNA的分析及其cDNA克隆
（39970013）
国家自然科学基金
姜道宏
2000-2002
12.0
17
运用抑制差减杂交方法分离九里香抗黄龙病相关基因研究（30700550）
国家自然科学基金
丁芳
2007-2010
16.0
18
精氨酸调控盾壳霉分生孢子形成途径分子机理及关键基因的克隆（30771438）
国家自然科学基金
姜道宏
2008-2009
32.0
小计
527.0
1
绿色大蒜标准化栽培技术研究与示范
湖北省攻关
黄俊斌
2006－2007
20
2
双链RNA诱导对苹果褪绿叶斑病毒和苹果茎沟病毒抗性研究
（2006ABA162）
湖北省自然科学基金项目
洪霓
2006.1-2007
4
3
柑橘病毒快速诊断试剂盒研制与技术体系建立（2006AA203B05）
湖北省攻关计划项目
王国平
2006.1-2008
5
4
水稻稻曲病研究
省攻关
黄俊斌
2006－2007
10
5
欧洲细管葱叶枯病研究
省攻关
侯明生
2006－2007
5
6
实现秸秆还田和油菜菌核病生物防治一体化的基础研究2005ABA146
湖北省自然科学基金
李国庆
2005－2006
2
7
魔芋软腐病防治技术研究2005AA209B01
省攻关
侯明生
2005－2007
25
8
湖北优质水稻高产抗病选育
省攻关
侯明生
2005－2006
10
9
自盾壳霉中克隆抗油菜菌核病的功能基因2004ABB010（杰出人才）
湖北省自然科学基金
姜道宏
2004－2006
5
10
玉米品种（系）抗玉米粗缩病（MRDV）种质资源生化筛选鉴定及利用研究2003ABA108
湖北省自然科学基金
侯明生
2004－2005
2
11
无公害蔬菜生产技术规程与实施的研究
省攻关
侯明生
2002－2004
4
12
无公害蔬菜生产技术规程与实施研究
省攻关
侯明生
2002-2005
15
13
湖北玉米粗皮病的研究
湖北省攻关
侯明生
2001-2004
8.0
14
高档优质抗病稻新品种选育
湖北省攻关
侯明生
2001-2005
10
15
核盘菌弱毒株Ep-1PN遗传特性及生防潜能的研究（96J054）
湖北省自然科学基金
姜道宏
1996-1998
2
小计
81.0
16
油菜菌核病生防菌盾壳霉的防病增产技术示范2004EA760007
星火计划
姜道宏
2004－2006
3.5
17
水稻品种抗稻瘟病基因推导（参加）
948
黄俊斌、付艳苹
2006－2009
50
18
盾壳霉ZS-1菌株产孢相关基因的克隆及其功能分析20050504024
博士点基金
姜道宏
2006－2008
6
19
我国核盘菌重寄生真菌盾壳霉的分布及其多样性研究（2019）
教育部优秀青年教师资助计划项目
姜道宏
2003－2005
8
20
利用弱毒相关真菌病毒探讨核盘菌的分子致病机理（80125）
霍英东高等教育基金
姜道宏
2003－2005
16
21
部转基因油菜植保安全检测
农业部专项
王国平
2002－2004
86
22
小麦对白粉病的过敏性抗性机理研究
教育部回国人员启动基金
黄俊斌
2002-2004
4.0
23
果树病毒与类病毒快速检测特殊材料及配套技术（2001-222）
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