济南市园林植物分子育种工程实验室简介

黄河流域生态保护和高质量发展是国家生态战略的重要组成和“十四五”时期的重要奋斗目标。山东省地处黄河入海口，黄河三角洲有大量盐碱地，盐碱地综合利用对保障国家粮食安全、端牢中国饭碗以及国家生态文明建设具有重要意义。2021年10月，习近平在黄河三角洲农业高新技术产业示范区考察调研时专门，提出了要转变育种观念，由治理盐碱地适应作物向选育耐盐碱植物适应盐碱地转变。本中心针对黄河三角洲地区对耐盐园林植物的需求和黄河流域节水园林建设的耐旱需求，和北方城市园林对抗冻性状的改良需求，结合本学院与合作单位的研究与产业化优势，通过园林植物新品种创新培育与产业化应用，直接服务于国家黄河流域高质量发展战略。

本中心针对北方温带城市对园林植物观赏性状与耐逆性状的需求，结合本学院的植物分子生物学研究与基因工程研究优势，在园林植物新品种培育领域，围绕以下5个研究方向展开研发：

（1）园林植物资源选育

本方向主要从具有园林利用潜力的野生植物资源与园林植物突变体中筛选园林新种质资源。通过收集具有园林利用潜力的野生植物种质资源、普通园林植物和园林植物育成品种，建立种质资源库。在栽培评价的基础上，选择具有重要园林价值的植物材料，利用种子或其它繁殖体进行理化诱变，建立突变体资源库。再从突变体库中选育具有较高园林利用价值的新品系，同时为本实验室的下游研究提供研究材料。

方向负责人：曹子谊教授

（2）园林植物功能基因挖掘

本方向利用模式植物与园林植物研究重要栽培观赏性状的功能基因与其作用的分子基础。近期的主要研究是植物耐低温特别是零度以下低温的分子机理。重点研究花色、花瓣数目形状的控制机制、叶色及变色模式的调控机理，并选择适当的园林植物，研究花期的调控机理。

方向负责人：崔大勇教授

（3）园林植物分子设计

本方向利用模式植物和园林植物基因组等分子遗传信息，通过整合生物学系统挖掘园林植物栽培观赏性状基因，并构建不同层次调控网络，针对具体园林植物的特定改良目的，进行分子育种设计，为下游园林植物新品种培育提供设计方案。

方向负责人：段广有教授

（4）园林植物基因工程育种

本方向利用上游研究与设计的结果进行园林植物基因编辑与遗传转化，从中筛选鉴定具有园林应用价值的园林植物新品种。近期的主要研究内容是不同类型园林植物的转化体系研究。

方向负责人：蔡云飞教授

（5）园林植物品种评价与推广

本方向对方向1与方向4的选育与培育的园林品种进行园林应用价值评价与气候适应性评价。本方向工作由实验室依托单位与联合申请的合作企业共同完成。

方向负责人：柴振光副教授

近年来，实验室主持了多项国家级与省部级项目，为园林植物分子育种积累了丰富的基因资源，如拟南芥EXO70C1调控的胞质分裂影响顶端分生组织分细胞分裂方向中，与多种畸形茎的发育有关（如“龙爪”系列园林植物）（国家自然科学基金面上项目：31571467）；CLS家族基因突变会导致花序轴显著变短，可用于培育矮化植物或花序密集植物，可显著改变观赏效果（国家自然科学基金面上项目：31471160）；拟南芥IDDs转录因子影响了叶形、花被形状、发育并与耐旱有关（节水园林植物培育和蝴蝶槐叶形变异类、菊花桃花瓣变异类植物培育）以及影响植物花型或花期的基因（国家自然科学基金面上项目：30971560）。这些研究为我们下一步利用模式植物的研究成果进行园林植物新品种培育奠定了坚实的理论基础。目前实验室已选育出株形优美，侧枝数量少、分枝夹角小，顶端优势强的沙枣群体，并转让、应用于潍坊白浪河下游堤岸盐碱地绿化；通过利用Co60γ-射线诱变马蔺、EMS诱变藜麦等获得了一批具有园林观赏价值的育种材料。实验室与多个园林企业建立了研发、中试与协同育人的全方位密切合作。目前已经与山东汇友市政园林集团公司、安丘环卫园林科技集团有限公司山东鑫盛达园林工程有限公司、山东霖昌园林工程有限公司、济南华东园林工程有限公司、山东晨林实业有限公司、水发建大建设集团有限公司等签署了产学研合作协议。实验室根据企业的市场需求确定创新研究目标，需求从企业中来，成果向企业转化，并且吸引了部分企业从源头参与实验室创新研究，已经形成了良性循环。