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天津農學院碩士招生專業(yè)介紹：作物學

作物學一級學科介紹

一、學科概況

天津農學院作物學學科，目前已經擁有天津市二級重點學科-作物遺傳育種學科一個，該學科的主要特色表現在：以天津沿海都市型農業(yè)為研究方向，在天津市學科建設經費的資助下，組建了作物遺傳育種重點實驗室、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)質栽培理論與技術、植物細胞工程育種、作物抗逆分子基礎、作物生產環(huán)境，其中作物優(yōu)質栽培研究方向在國內處于領先地位，其他5個研究方向處于國內先進水平。在平臺建設上，作物遺傳育種學科作為作物學二級學科，2006年7月份被評為天津市重點學科得以建設；2006年，作物遺傳育種二級學科被國家學位辦正式批準為碩士學位授權點；2007年農學專業(yè)被國家列為首批第二類特色專業(yè)重點進行建設。2010年作物學科被授予一級學科碩士點授權單位，擴大了碩士招生范圍。目前，建有作物遺傳校級重點實驗室等6個水平較高的實驗室，儀器設備總值2000余萬元。在科學研究上，本學科近五年主持和完成了包括國家科技支撐項目、國家“863”、國家轉基因專項、國家自然科學基金等國家級項目以及市級科研項目48項，總經費達2093萬元。獲得省部級獎項4項，獲得發(fā)明專利2項，出版學術專著16部，培育新品種8個，發(fā)表文章208篇，其中被SCI收錄15篇。在隊伍建設上，學科組成員中現有教授16名；副教授10名；具有博士學位教師數達到18名，45歲以下教師全部為碩士以上學位；學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，參加各種學會理事10人，常務理事1人；從英國引進博士后一名，引進英國著名教授為我學科客座教授。在人才培養(yǎng)方面，近五年已有500多名本科生獲得學士學位，有12名碩士生獲得碩士學位，目前在讀碩士研究生24名，學生獲市級獎達30多項。在教學質量上，目前已有“作物育種學”和“生物化學”兩門課程被評為市級精品課。教改項目“農學專業(yè)人才培養(yǎng)模式調整機制的研究及實踐”2009年獲得國家教學成果二等獎。“作物育種學”教學團隊獲得市級優(yōu)秀團隊，出版教材7部，其中2部獲得“十一五”優(yōu)秀教材獎。

天津農學院作為天津市唯一的農業(yè)院校，肩負著促進天津農業(yè)發(fā)展，實現天津農業(yè)現代化的重任。天津地理位置特殊，生長條件較差，經濟地位重要，大力發(fā)展我校作物學科，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濱海地區(qū)適宜的作物品種，創(chuàng)造出最優(yōu)的栽培技術，提高作物產量和品質，增加農民收入，從而為天津經濟快速發(fā)展做出貢獻。另外，加強我校作物學科研究性人才的培養(yǎng)將會促進作物學科研究方法及應用的發(fā)展，滿足本地區(qū)可持續(xù)發(fā)展對專門人才的需求，為經濟建設和農業(yè)發(fā)展服務。同時也得以完善我校及我市高校的學位授權學科體系。

經過多年努力，本學科已經成為一支學術梯隊合理，知識結構優(yōu)良的科研團隊。在飼用作物遺傳改良、特用玉米遺傳育種、作物優(yōu)質栽培理論與技術、植物細胞工程育種、作物抗逆分子基礎、作物生產環(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業(yè)區(qū)域和西部大開發(fā)的需要，廣泛搜集種質資源，利用作物遺傳育種理論和現代育種技術，將現有農作物或植物進行遺傳改良，使其適用于飼用或糧飼兼用，研究和總結新的育種理論和方法，選育新的優(yōu)質高效飼用作物品種。目前，已經育成“天農”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同類學科領先位置，同時本研究方向著眼于綠色能源作物甜高粱開展應用基礎研究和分子標記輔助育種工作，加快了甜高粱育種的進程，同時也進行主要性狀基因的克隆和功能基因組學研究，構建甜高粱遺傳圖譜，為甜高粱育種打下堅實基礎，為應對國際能源危機和作物功能基因組學的研究做好鋪墊。

2．特用玉米遺傳育種

該研究方向根據沿海都市農業(yè)特點和經濟可持續(xù)發(fā)展需要,研究重點放在：

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

（2）現代育種理論和技術的利用和發(fā)展創(chuàng)新。包括優(yōu)良農藝性狀基因的克隆和分子標記、轉基因和基因導入等技術在內的生物技術、雜種優(yōu)勢利用技術、抗逆育種技術、生理育種技術和品質育種技術等；

（3）育種目標的實現途徑和程序化育種技術體系的建設；

（4）新品種的試驗、示范、推廣及良繁體系的建設。

該研究方向經過十幾年的育種實踐，在育種方法的改進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，積累了一定經驗，在國內特用玉米育種領域有一定影響。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用到糯玉米育種實踐。應用SSR和RFLP標記方法，結合綜合配合力測定，對我國糯玉米育種材料進行類群劃分，并構建出雜交優(yōu)勢利用模式；在甜玉米育種方面：對從國內外引進的甜玉米種質資源進行了篩選鑒定。通過研究普通甜玉米、加強甜玉米和超甜玉米育種材料的遺傳差異和聯系，試圖解決上述三種甜玉米自交系間的雜種組配障礙問題，提高制種產量；在爆裂玉米育種方面：在廣泛搜集種質資源的基礎上，利用美國的“黃玫瑰”作為基礎群體選育自交系。與此同時，通過改良國內農家品種，選育出新的自交系，組配出高品質雜交種；在其它優(yōu)質特用玉米育種方面：從遺傳和環(huán)境兩個方面研究特用玉米優(yōu)良品質形成機理，探索高產優(yōu)質育種方法。

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1、津農（糯）2、津農3、津農0802、津農糯955、津農糯958、津引1號、高賴氨酸玉米津農04834等一批特用玉米新品種，已經在國內20多個省（市、區(qū)）推廣種植。為了加強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、天津市農委、天津市教委和天津農學院先后給予本研究方向所需資金和實驗室重點支持。目前，本研究方向正在進行的科研項目有：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業(yè)化研究；利用國外玉米種質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，本研究方向正在進行廣泛調研，正在對分子育種、組織培養(yǎng)、誘變育種、計算機輔助育種和分子設計育種等育種技術在特用玉米育種上的作用及其應用前景進行評估，以便使特用玉米遺傳育種水平得到進一步提升。

3．作物優(yōu)質栽培理論與技術

該研究方向以水稻食味為研究中心，全面開展水稻品質育種研究。重點對其外觀、粘性、硬度、口味和氣味等特性進行深入研究，采用生物技術、分子育種技術和常規(guī)技術相結合等手段，最終實現水稻品種的優(yōu)質化和專用化。目前，已經育成優(yōu)質食味水稻品種2個，發(fā)表學術論文多篇（SCI.收錄5篇）。本方向在水稻食味改良方面居國內同類研究前列。

目前該研究方向已經成立“天津中日水稻品質-食味研究中心”，是天津市政府與日本東京大學科技合作及人才交流項目的重點內容之一，以天津農學院和日本東京大學為依托共同組建。中心設立建設領導小組、中心委員會和專家委員會，設首席專家，實行主任領導下的首席專家負責制。中心聯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，共同建立試驗和繁種基地、生產基地及貯藏加工銷售基地，以實現科研成果的產業(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區(qū)，聯系中日兩國專家、團體和企業(yè)開展合作，促進中日兩國水稻品質、食味研究和產業(yè)的發(fā)展。日本方面以東京大學為核心，聯絡日本香川大學、日本福岡農業(yè)綜合試驗場和日本北海道立中央農業(yè)場等日本優(yōu)秀水稻專家來中心開展合作研究。中國方面以天津農學院為核心，利用中心聚集國內水稻品質、食味方面的科技人才來中心開展合作研究。以其有效引進日本水稻研究成果和技術，創(chuàng)新研究理念和方法，加速中國優(yōu)質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食味分析研究的儀器設備，完全滿足水稻品質食味研究的需要，為水稻品質、食味研究中心與國際水平接軌提供的充足的硬件支持。

4．植物細胞工程育種育種

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

研究重點為：

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

（2）在分子水平上，利用分子生物學原理和生物技術手段開展基因標記、農作物優(yōu)良性狀基因克隆、轉基因植物的研究和操作；

（3）DNA指紋圖譜用于種質資源鑒定；

（4）基因導入和重組用于種質資源創(chuàng)新研究。目前，本研究方向已經發(fā)表研究論文20多篇，其中SCI收錄3篇，組織培養(yǎng)快繁技術已經用于部分較高經濟價值農作物的工廠化生產。
目前在該研究方向上，已經建成天津農學院植物細胞工程研究中心，近年來中心已主持和完成了省部級課題14項，獲得市科技進步獎五項，申請專利兩項。公開發(fā)表論文60多篇。

5．作物抗逆分子基礎

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答機理（高溫、干旱和高鹽）;采用能去除選擇標記的轉基因技術，將抗逆相關基因轉入糧食作物和蔬果作物，獲得無轉基因安全隱患的抗逆作物新品種（系）。

主要研究：

（1）植物氣孔應答環(huán)境脅迫的分子機理。

（2）作物抗逆相關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的重要基因并進行功能鑒定，為采用轉基因技術進行分子育種提供優(yōu)異基因；

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

（4）抗逆分子標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)功能標記，降低因分子標記和基因分離而選錯材料的可能性，提高分子標記輔助選擇育種的效率。

目前該方向主持國家轉基因新品種培育重大專項子課題一項，教育部留學回國人員科研啟動基金項目一項，國家外專局引智項目各一項，中國科學技術交流中心子課題一項，天津科委面上項目一項。申報了2項國家高技術研究發(fā)展計劃。參加了英國生物學和生物技術研究理事會（BBSRC）科研項目2項以及2個國際交流CPA（China Partner Awards）項目。被授予國家專利一項，另有一項專利處于審核階段。先后發(fā)表學術論文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答濕度信號的分子機制，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．作物生產環(huán)境

本方向以土壤肥料、農業(yè)氣象、栽培、植物生理等學科中涉及環(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容。重點研究作物生產的土壤環(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)境等領域。尤其是針對天津沿海都市農業(yè)中水資源嚴重不足、再生水灌溉、微咸水灌溉、設施農業(yè)灌水施肥、以及由于不合理灌溉和大量施肥帶來的農業(yè)面源污染問題，依據非充分灌溉理論，開展農田水、肥、鹽時空動態(tài)變化及其對作物生長和產量影響的研究。目前本研究方向在水資源在農業(yè)方面的高效利用及現代節(jié)水灌溉理論及技術、微咸水、再生水安全高效利用技術、水環(huán)境修復技術等方面取得了一些成果。目前，該方向主持和參加國家級、省部級項目30余項，發(fā)表論文50多篇。獲得教育部科技進步一等獎一個（項目第十參加者）。

三、學科建設的指導思想和總體思路

以國家和天津市經濟建設發(fā)展需要和天津農學院數量和質量并重，教學與科研并重，逐步提高辦學層次，多層次培養(yǎng)厚基礎、寬口徑、多技能、廣適應型經濟建設人才的辦學理念為指導思想，把作物學科發(fā)展建設的總體思路定位在：實施和落實人才戰(zhàn)略，加強人才的引進和培養(yǎng)，使農學學科學術隊伍整體學術水平達到國際先進，國內一流；加強硬件條件建設，使學科建設水平躋身國內同類學科先進行列。以學科的空白點、交叉點為突破口，形成本學科的特色和優(yōu)勢。在完善碩士研究生教育體系建設和提高碩士研究生培養(yǎng)質量的同時，為“十二五”末申報博士學位授權點做好準備。