国家自然科学奖初评通过项目-棉纤维细胞伸长机制研究
| 项目名称： | 棉纤维细胞伸长机制研究 |
| 推荐单位： | 中国科协 |
| 项目简介： | 本项目属于生物学领域的植物生理学研究。 我国是全球最大的棉花生产国、消费国和纺织品生产国，常年种植面积在8000万亩左右，棉花种植业与纺织业在我国国民经济中起着举足轻重的作用，是我国两亿多棉农和一千多万纺织工人及相关行业人员的主要经济来源。统计资料表明，1949年，我国种植棉花277万公顷，总产888万担，占世界棉花总产量的6.2%。“十五”期间，我国每年平均种植棉花460-500万公顷，总产8600-9000万担，分别占世界棉花面积和总产的15%和24%左右。“九五”期间，我国纺织品服装出口总额约占全国出口商品总额的20%。“十五”到“十一五”期间，服装类纺织品出口仍然是我国对外贸易的主要支柱产业之一。 棉纤维是棉花胚珠被表皮层的单细胞发育而成，其分化和发育过程可分为纤维原始细胞分化与突起（开花前3天至开花后1-2天）、纤维细胞的伸长或初生壁的加厚（0-25 DPA）、次生壁的加厚（20-45 DPA）和脱水成熟（45-50 DPA）等4个时期。在纤维发育的初期，纤维细胞以极快的速度同步化延伸，而其在伸长过程中不发生分裂，因此，纤维细胞被认为是研究细胞伸长发育的良好体系。纤维伸长和细胞壁加厚两个时期(有部分重叠)与纤维的发育和品质优劣关系密切。纤维品质是纤维长度、强度、细度等性状的综合指标。长期以来，我国棉花纤维品质偏差，平均跨长和比强度均较低，成为制约棉花产业可持续发展的主要障碍。为克服这一不利因素带来的问题，国家每年都要花费大量外汇进口约100-200万吨美国原棉，造成国产原棉积压，同时也严重影响了成为我国棉农的生活质量和国民经济的健康发展。因此，阐明纤维细胞基因表达模式以及表达产物的生物学功能，了解棉纤维细胞发育调控的分子机制，对充分利用棉花自身基因资源、提高棉花产量、改善纤维品质乃至研究开发人工棉纤维都具有极为显著的意义。 本项目针对棉纤维细胞伸长发育的分子基础研究，在科技部“国家重点基础研究发展计划”（973计划）、科技部转基因植物研究与产业化专项（第一期）、国家863计划、国家自然科学基金委重大研究计划以及创新群体项目的支持下，开展了对棉花功能基因组学等相关研究，在棉花基因大规模克隆、转录谱与代谢途径分析及生理生化功能鉴定方面取得显著成果，共发表经同行评审的研究论文18篇，其中发表在植物科学、蛋白质组学及功能基因组学顶级刊物研究论文有4篇，包括Plant Cell 2篇、Mol. Cell Proteomics 1篇、Nucleic Acids Res. 1篇。应邀在世界知名的三大植物科学综述刊物之一的Curr. Opin. Plant Biol. 发表研究综述1篇。论文被SCI他引近200次。这些论文在Annu. Rev. Plant Biol., Plant Cell, PNAS, Genome Res., PLOS Genetics, Plant J., Plant Physiol. 等刊物中都有相关引用和比较高的评价。此外, 本项目还获得国家授权发明专利3项（由于版面所限，附件中只显示了2项）。项目部分成果于2008年获得教育部自然科学一等奖。 |
| 主要完成人： | 朱玉贤 1．连续获得科技部以及国家自然科学基金委多个项目资助，为全面展开棉花功能基因组学研究提供了良好的物质基础。至今共发表SCI收录的研究论文86篇，被SCI刊物他引800多次。 2．全面准确地设计了试验方案和技术路线，提出了能经受实践检验的调控棉纤维发育的分子机制模型。 3．对青年教师和研究生进行理论及实验技术指导，帮助学生提高认识问题、解决问题的能力。 4．写出逻辑性强、说理充分的高水平论文，全面系统地回答了审稿人提出的问题。 5．全面负责本项目的研究工作，对6项主要成果都有实质性贡献；本人在该项研究期间的工作量占本人工作量的70％。 秦咏梅 本人对该项目核心发现点4-5做出重要贡献，是第2、第4篇论文的第一作者，第5、第6篇论文的通讯作者。本人在此研究项目中的工作量占本人工作量的80%。 姬生健 代表性论文3和8的第一作者，参与“重要科学发现”第1、2两点的研究工作。本人在此研究项目中的工作量占本人工作量的90%。 施永辉 代表性论文1的第一作者，参与“重要科学发现”第2、3两点的研究工作。本人在此研究项目中的工作量占本人工作量的90%。 李鸿彬 代表性论文5的第一作者，参与“重要科学发现”第5点的研究。本人在此研究项目中的工作量占本人工作量的90%。 |
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