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院玉米研究中心
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一、团队介绍:

以产业实际需求为根本导向,融合现代分子生物学及人工智能技术,开展玉米生物育种、氮高效遗传机制解析、杂种优势利用及遗传解析和全基因组选择等研究,突破种源领域“卡脖子”关键技术,发掘重要农艺性状的新基因,培育高产、优质、多抗和广适的重大突破性玉米品种。

二、研究内容

1.氮高效遗传机制解析

基于基因组大数据分析、利用分子生物学与遗传学相结合的方式,鉴定玉米根部与籽粒中与氮信号通路相关的关键转录因子,分析目的转录因子的下游靶标基因与它们所参与的调控网络,构建目的基因在氮信号与氮代谢途径中的工作模型,为玉米氮高效吸收、籽粒高品质分子育种提供理论依据和技术支持。

图片.png

玉米氮响应转录因子ZmNLP5的调控网络分析

2.杂种优势利用及高效分子育种技术研发

利用深度学习及多组学分析,剖析玉米杂种优势机理,开发新型功能性分子标记,构建高精度全基因组选择模型,为玉米高效分子设计育种提供理论和技术支撑。

3.玉米突变体库构建 

利用Mutator、EMS、快中子,CRIPSR等突变技术构建玉米突变体库,筛选影响重要农艺性状突变体,为重要性状机理解析及新品种创制提供种质资源。


4.种质资源创制与新品种选育

育成29个糯玉米品种,2个甜玉米品种和25个普通玉米品种,其中国审品种18个。植物新品种权49项。其中苏玉20和苏玉29被农业部列为国家黄淮海南部主导品种和江苏省主推品种。苏科花糯2008于2015-2016年连续两年被列为农业部主导品种,苏科糯3号、苏科糯1505、苏科糯1902、苏科玉076等品种列为江苏省主推品种。特用玉米高效生产技术、特用玉米绿色增效生产技术、鲜食玉米全程机械化生产技术等列入江苏省主推技术。

三、团队组成

团队首席:赵涵

团队副首席:陈艳萍 张体付

团队助理:邬奇 崔亚坤

团队成员:孟庆长 宁丽华 王元琮 周玲 葛敏 刘瑞响 赵文明 孔令杰 张美景 高志方 洪骏 梁帅强 邬义波 何冰 潘怡 刘茵

四、在研项目

序号

项目名称

项目来源

开始时间

结束时间

主持人

1

国家玉米产业技术体系南京综合试验站

现代农业产业技术体系

2025

2025

孔令杰

2

特色粮食作物绿色低碳品牌化产业发展模式集成应用

亚夫科技服务项目

2025

2027

崔亚坤

3

玉米高蛋白新种质创制

国家重点研发计划

2024

2027

刘瑞响

4

玉米蛋白代谢的关键基因挖掘及功能解析

国家重点研发计划

2024

2027

张美景

5

基于玉米功能性PAV基因的杂种优势群形成基础解析及杂种优势预测

国家自然科学基金面上项目

2024.01

2027.12

张体付

6

氮依赖的PBF1与转录因子ZmbZIP17互作调控玉米籽粒碳氮协调积累的机制研究

国家自然科学基金面上项目

2024.01

2027.12

宁丽华

7

玉米转录因子ZmNLP6ZmNLP8参与硝态氮应答调控的机制解析

国家自然科学基金面上项目

2024.01

2027.12

王元琮

8

鲜食玉米机械化生产关键技术集成示范与应用

亚夫科技服务项目

2024

2026

孔令杰

9

玉米氮吸收关键基因鉴定与功能解析

国家自然科学基金面上项目

2023.01

2026.12

赵涵

10

董浜黄金小玉米产业化关键技术研究

省农业科技自主创新资金

2023

2026

赵文明

11

ZmEREB97ZmNRT2.2协同调控玉米硝酸盐吸收的机理解析

国家自然科学基金青年项目

2022.01

2024.12

邬奇

12

高品质多抗鲜食玉米新品种选育与应用

江苏省种业振兴揭榜挂帅项目

2021.12

2026.12

陈艳萍

13

水稻、小麦、玉米地方种质资源氮肥高效吸收利用基因的挖掘和利用

江苏省种业振兴揭榜挂帅项目

2021.12

2026.12

赵涵

14

基于新一代测序和GPU并行加速框架技术大规模构建江苏省农作物种质资源DNA分子指纹库

江苏省种业振兴揭榜挂帅项目

2021.12

2026.12

易中懿、周玲

15

基于基因编辑及全基因组选择的精准、高效作物育种技术研究

江苏省农业科技自主创新项目

2021.07

2025.06

张体付

16

现阶段数字育种能替代传统育种吗

院颠覆性项目

2021.07

2024.06

周玲

17

氮响应转录因子ZmNLP5调控玉米氮素利用的机制解析

国家自然科学基金青年项目

2021.01

2023.12

葛敏

18

玉米籽粒碳氮平衡基因调控网络遗传解析

江苏省生物学重点实验室项目

2021.01

2023.12

宁丽华

五、代表性成果

1、发表文章

[1]Liang L, Wang Y, Han Y, Chen Y, Li M, Wu Y, Ma Z, Zhao H., Song, R. Expansion and improvement of ChinaMu by MuT‐seq and chromosome‐level assembly of the Mu‐starter genome. J. Integr. Plant Biol. 2024;66: 645–659.

文章链接:https://doi.org/10.1111/jipb.13637

[2]Zhang M, Wang Y, Wu Q, Sun Y, Zhao C, Ge M, Zhou L, Zhang T, Zhang W, Qian Y,Ruan L, Zhao H.Time-course transcriptomic analysis reveals transcription factors involved in modulating nitrogen sensibility in maize.Journal of Genetics and Genomics 52 (2025) 400e410.

文章链接:https:/doi.org/10.1016/j.jgg.2024.09.021

[3]Wu Q,Xu J,Zhao Y,Wang Y,Zhou L,Ning L,Shabala S,Zhao H.Transcription factor ZmEREB97 regulates nitrate uptake in maize (Zea mays) roots.Plant Physiology,2024,196,535–550.

文章链接:https://doi.org/10.1093/plphys/kiae277

[4]Ning L, Wang Y, Shi X, Zhou L, Ge M, Liang S, et al. Nitrogen-dependent binding of the transcription factor PBF1 contributes to the balance of protein and carbohydrate storage in maize endosperm. The Plant Cell. 2023;35(1):409-34.

文章链接:https://doi.org/10.1093/plcell/koac302

[5]Zhu W, Chen S, Zhang T, Qian J, Luo Z, Zhao H, et al. Dynamic patterns of the translatome in a hybrid triplet show translational fractionation of the maize subgenomes. The Crop Journal.2022;10(1):36-46.

文章链接:https://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S2214514121000507

[6]Zhang T, Jiang L, Ruan L, Qian Y, Liang S, Lin F, et al. Heterotic quantitative trait loci analysis and genomic prediction of seedling biomass-related traits in maize triple testcross populations. Plant Methods. 2021;17:85.

文章链接:https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-021-00785-8

[7]Liang S, Lin F, Qian Y, Zhang T, Wu Y, Qi Y, et al. A cost-effective barcode system for maize genetic discrimination based on bi-allelic InDel markers. Plant Methods. 2020;16:101.

文章链接:https://plantmethods.biomedcentral.com/articles/10.1186/s13007-020-00644-y

[8]Wang Y, Xu J, Ge M, Ning L, Hu M, Zhao H. High-resolution profile of transcriptomes reveals a role of alternative splicing for modulating response to nitrogen in maize. BMC Genomics. 2020;21(1):353.

文章链接:https://bmcgenomics.biomedcentral.com/articles/10.1186/s12864-020-6769-8

[9]Ge M, Wang Y, Liu Y, Jiang L, He B, Ning L, et al. The NIN‐like protein 5 (ZmNLP5) transcription factor is involved in modulating the nitrogen response in maize. The Plant Journal. 2020;102(2):353-68.

文章链接:https://onlinelibrary.wiley.com/doi/10.1111/tpj.14628

[10]Liang L, Zhou L, Tang Y, Li N, Song T, Shao W, et al. A Sequence-Indexed Mutator Insertional Library for Maize Functional Genomics Study. Plant Physiol. 2019;181(4):1404-14. 

文章链接:https://academic.oup.com/plphys/article/181/4/1404/6000524?login=false

[11]石习, 宁丽华, 葛敏, 邬奇, 赵涵. 玉米氮状况相关生物标记物的筛选和应用. 中国农业科学. 2022;55(03):438-52.

文章链接:https://kns.cnki.net/kcms/detail/detail.aspx?FileName=ZNYK202203014&DbName=CJFQ2022

[12]葛敏, 王元琮, 宁丽华, 胡梦梅, 石习, 赵涵. 氮响应转录因子ZmNLP5影响玉米根系生长的功能研究. 作物学报. 2021;47(5):807-13.

文章链接:https://d.wanfangdata.com.cn/periodical/zuowxb202105004

[13]宁丽华, 王建晖, 时丕彪, 伍楚善, 董志诚, 赵涵. 基于DAP-Seq方法鉴定玉米胚乳特异表达转录因子O2在全基因组水平上的结合位点. 科学通报. 2019;64(24):2537-48.

文章链接:https://kns.cnki.net/KCMS/detail/detail.aspx?FileName=KXTB201924009&DbName=CJFQ2019

[14]Liu R, Cui Y, Kong L, et al. Evaluating the genetic background effect on dissecting the genetic basis of kernel traits in reciprocal maize introgression lines[J].Genes,2023,14(5): 1044.

文章链接:https://www.mdpi.com/2073-4425/14/5/1044

[15]Liu L, Sun Y, Zhang M, Liu R, Wu X, Chen Y and Yuan J, ZmBSK1 positively regulates BR-induced H2O2 production via NADPH oxidase and functions in oxidative stress tolerance in maize. Plant Physiology and Biochemistry, 2022, 185, 325-335.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0981942822002832

[16]Yang S, Chen Y, Hu Y, Yuan C, Lu D. Starch physicochemical properties of double recessive sweet-waxy maize. International Journal of Biological Macromolecules. 2021, 173 , 219-24.

文章链接:https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0141813021001471

2、授权发明专利

[1]一种用于玉米品种鉴定的SNP分子标记及其应用,中国,202410118013.2,2025.3.11 江苏省农业科学院

[2]一种基于单株评价及全基因组选择技术的高效玉米育种方法, 中国, ZL202111477328.9, 2023.01.03, 江苏省农业科学院

[3]ZEA MAYS NLP TRANSCRIPTION FACTOR ZMNLP5 AND USE THEREOF, 美国, US 11525142 B2, 2022.12.13, 江苏省农业科学院

[4]一种可追溯玉米混合授粉杂交种来源的方法及InDel分子标记, 中国, ZL202010003799.5, 2022.06.07, 江苏省农业科学院

[5]玉米NLP转录因子ZmNLP5及其应用, 中国,  ZL201811413552.X, 2022.05.06, 江苏省农业科学院

[6]一种与玉米雄穗下连续多叶位叶宽主效QTL紧密连锁的SNP标记及其应用,中国,202011098749.6,2022.7.22, 江苏省农业科学院

[7]一种黑甜糯玉米杂交种的选育方法,中国,2018108056342,2021.11.19,江苏省农业科学院

[8]一种玉米第9号染色体开花期相关QTL位点的分子标记及其应用,中国,201810968792,2021.12.3,江苏省农业科学院

[9]玉米第4号染色体穗行数的主效QTL分子标记、辅助选择多穗行玉米的方法及其应用, 中国, ZL201710283069.3, 2021.01.05, 江苏省农业科学院

[10]一种寡核苷酸染液及其应用与用法, 中国, ZL201611130825.0, 2019.10.01, 江苏省农业科学院

[11]控制玉米氮响应的基因及其获得方法和应用, 中国, ZL201610910526.2, 2019.03.08, 江苏省农业科学院

[12]一种玉米蘑菇生产方法及产品,中国,2015109371923,2018.4.17,江苏省农业科学院

[13]调控玉米籽粒长度主效QTL的分子标记及其应用, 中国, ZL201410462801.X, 2016.09.14, 江苏省农业科学院

[14]一种超甜糯玉米自交系的快速回交选育方法,中国,201210184782X,2014.9.3,江苏省农业科学院

3、获得奖励

[1]优质特色鲜食玉米种质创制及新品种选育与应用,江苏省科学技术奖三等奖, 2021年

 

[2]江苏优质鲜食玉米产业链关键技术集成推广,江苏省农业技术推广奖三等奖,2020年

[3]粮饲兼用型玉米新品种及其配套关键技术集成与推广,全国农牧渔业丰收奖二等奖,2019年

[4]长三角区域优质特色甜玉米新品种培育及产业化,中华农业科学技术奖三等奖,2019年

[5]粮饲兼用型玉米新品种及其配套关键技术集成与推广,江苏省农业技术推广奖二等奖,2018年

[6]以苏95-1为核心种质的高产、多抗玉米品种创新与应用,江苏省科学技术奖二等奖,2014年

[7]彩色鲜食玉米“江南花糯”品种选育与产业化开发,江苏省科技进步奖三等奖,2008年

六、对外合作与交流

国内合作:

近年来依托国家自然基金、农业部科技部等专项,以项目和技术为纽带,与中国农业科学院作物科学研究所、中国农业大学、南京农业大学、华中农业大学、扬州大学、北京农林科学院、安徽省农业科学院、上海市农业科学院、浙江省农业科学院、山东省农业科学院、吉林省农业科学院等单位在学术研讨、课题申请、人员交流和联合研究等方面保持着密切的合作关系。

国际合作:

与美国爱荷华州立大学、密歇根州立大学、密西西比州立大学、英国诺丁汉大学、明尼苏达大学、比利时根特大学、墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)、等多所国际知名研究机构合作开展人才培养和应用基础理论合作研究。近5年来,派出4名研究人员赴海外开展访问交流活动。

七、博士后招收

玉米种质资源创新团队诚聘博士后