系統進化植物學國家重點實驗室

系統進化植物學國家重點實驗室

系統與進化植物學國家重點實驗室依託中國科學院植物研究所。實驗室現有31位研究人員,包括中國科學院院士2人,研究員18人,博士生導師12人,副研究員13人;還有10位技術和管理人員。

【單位概況】

系統與進化植物學國家重點實驗室的歷史可追溯到1928年在北平成立的靜生生物調查研究所植物部和1929年成立的國立北平研究院植物研究所。
二者於1950年合併成立中國科學院植物分類研究所。1
953年,經中國科學院批准,改名為中國科學院植物研究所後,成立了植物分類研究室。
1959年,由徐仁研究員(後為中科院院士)創建了古植物學研究室。
1987年,在原分類室的基礎上,經中國科學院批准,成立了系統與進化植物學開放研究實驗室。
2001年,改名為“系統與進化植物學重點實驗室”。
2003年底,由系統與進化植物學重點實驗室、植物分類研究室和古植物學研究室共同組建成立了新的系統與進化植物學重點實驗室,並於2005年通過了國家科技部專家組論證,成為我國系統與進化生物學領域第一個國家重點實驗室。
現任學術委員會主任:洪德元院士;實驗室主任: 葛頌研究員。

【科研支撐】

實驗室現有31位研究人員,包括中國科學院院士2人,研究員18人,博士生導師12人,副研究員13人;還有10位技術和管理人員。
目前的在讀研究生和博士後78人,已成為我國系統與進化生物學研究領域科學研究和人才培養的重要基地,同時也是國際上該領域有影響的實驗室之一。

【科研領域】

近年來,在中國科學院和植物研究所的大力支持和知識創新體系的帶動下,實驗室對研究方向、研究組和支撐條件等方面進行了一系列調整,已形成集巨觀與微觀於一體,野外調查與實驗研究相結合,利用化石、形態、細胞和分子等多學科證據進行綜合研究,極富特色的系統與進化植物學研究基地,同時也是植物研究所最有基礎、積累最多、最具優勢和重點發展的學科之一。 本實驗室將利用我國生物種類豐富、特有類民眾多、地理和區域環境特殊等優勢,在系統與進化生物學研究領域中進一步開展重大基礎理論研究,發揮國家重點實驗室多學科綜合研究的特色和優勢,綜合系統學、基因組學、發育生物學、生態學、生物信息學等學科手段,開展植物物種多樣性起源和變化、系統發育重建和進化機制的研究;取得具有國際影響的原創性和前瞻性研究成果,培養該領域的高層次人才。與此同時,積極配合國家經濟發展目標,解決我國農作物和經濟植物遺傳改良以及生物多樣性保護和可持續利用中存在的理論問題,為國民經濟的發展做出應有的貢獻。

發展目標:

選擇該領域的重大基礎理論問題,瞄準國家目標,重點研究植物物種多樣性的形成和發展,重建植物的系統發育,探討生物進化的過程和機制,取得具有國際影響的原創性和前瞻性研究成果,培養高層次人才;為生物多樣性保護和可持續利用,為作物的遺傳改良提供雄厚的理論基礎,成為我國生物資源基礎研究的中心。力爭在10年內建成為國際該領域一流的實驗室。

研究方向:

利用多學科的綜合手段,研究植物物種多樣性的式樣、形成和變化,重建植物的系統發育,探討生物進化的過程和機制;以基礎理論研究為主,面向國家戰略需求,為我國農作物和經濟植物的遺傳改良,為生物多樣性保護和可持續利用提供理論指導。

主要研究內容:

(1)植物分類、區系和生物地理學開展中國及周邊國家的區系調查和分析,在植物志編研的基礎上,進行分類學修訂和專著性研究;採用生物地理學的理論和方法,並綜合利用來自形態學、地理學、古生物學和分子生物學等方面的證據,研究植物類群的地理分布格局、形成過程以及生物和非生物成因。探討植物生物多樣性的起源、式樣和變化規律;探討植物分類學的基本原理和方法,完善現行分類系統;建立植物分類和植物地理信息管理系統,為國家植物資源和生物多樣性的保護與持續利用提供科學依據和理論指導。(2)植物大類群的起源和系統發育重建通過對化石植物所含氣候和環境信息的提取,在巨觀時間尺度上揭示全球變化的大趨勢,通過對植被演替過程和機制的研究,闡明古植被景觀;開展地質時期植物的形態學、解剖學和分類學研究,揭示陸地植物各大門類的起源和早期進化歷史;對現存植物類群開展形態、細胞、地理和分子等方面的綜合研究,尤其是利用信息大分子(核酸和蛋白質)作為遺傳標記,結合古生物等方面的證據,探討植物大類群,特別是有花植物的起源、進化式樣和過程,重建植物類群的系統發育。(3)居群生物學和保護遺傳學研究居群的遺傳結構及其時空動態,結合植物的生殖方式和交配系統分析,探討物種形成的式樣和機制;揭示種間差異的遺傳學、生殖生物學和生態學基礎;通過生物種間互作的研究,揭示協同進化的機理;研究植物的分子進化與形態進化的關係,基於多學科證據,探討生物類群地理分布格局和物種適應性進化的分子機理;針對我國特有的瀕危植物以及重要作物和經濟植物的野生近緣類群開展保護遺傳學研究,探討物種瀕危機制及其保護策略和措施,建立遺傳多樣性保護和利用的理論和方法。(4)進化發育和進化基因組學通過研究植物個體發育中關鍵器官和結構的發生和發育過程,揭示關鍵性狀的同源性和進化機制,闡明植物類群形態進化的發育和遺傳機理;根據基因組學的原理和方法,結合生物信息學手段,探討植物基因組的結構、功能及其進化規律和機制;研究植物信息大分子的結構、進化規律和機制,尤其是重要基因家族的起源和分化及其功能意義;研究表型變異與分子變異、基因組變異與環境變異之間的相關性和規律性,從染色體和基因組水平上闡明生物進化的規律和機制。

研究特色:

系統與進化植物學是巨觀生物學與微觀生物學融合的綜合研究的領域,本室的研究範圍從古到今,從巨觀到微觀,有裝備精良的專業實驗室,有條件完備的植物標本館和古植物館,更有高水平的研究隊伍,這樣的實驗室在世界上是獨特的。在該實驗室內,可以開展學科交叉融合,對理論問題進行綜合研究, 對重大科學問題進行聯合攻關。

【功能定位】

實驗室的發展目標是以基礎理論研究為主,重點研究植物物種多樣性的形成和發展,重建植物的系統發育,探討生物進化的過程和機制,取得具有國際影響的原創性和前瞻性研究成果,培養高層次人才;力爭在10年內成為國際該領域一流的實驗室。主要研究內容包括:植物分類、區系和生物地理學,植物大類群的起源和系統發育重建,居群生物學和保護遺傳學,進化發育生物學和進化基因組學等。
實驗室的研究範圍從古到今,從巨觀到微觀,有條件完備的植物標本館和古植物館,同時下轄裝備精良的一系列專業實驗室,包括結構植物學室、細胞學室、生化室、分子室、進化發育室、實驗溫室和暗室等專業實驗室,擁有掃描電子顯微鏡、螢光萬能顯微鏡、雷射共聚焦顯微鏡、全自動DNA測序儀等一系列大型先進儀器設備。實驗室曾經和正在主持一系列國家和部委(科學院)的重要項目,包括國家重點基礎研究發展規劃(973)項目1項,科技部國際科技合作項目1項;國家自然科學基金委創新群體科學基金1項、重大項目1項、國際合作項目1項,國家傑出青年科學基金3項和海外傑出人才基金2項;中國科學院重大項目2項、重要方向性項目2項、“百人計畫”項目3項等。

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