新疆大学新疆生物资源基因工程重点实验室

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一、实验室名称：新疆生物资源基因工程重点实验室


二、级别：省部共建国家重点实验室培育基地(省部共建、自治区级)


三、实验室（工程中心）主任简介：

张富春：博士男 博士 1962年4月出生，现担任新疆大学生命科学与技术学院院长、教授，新疆生物资源基因工程国家重点实验室培育基地主任，新疆大学博士生导师。中国动物学会理事，新疆动物学会理事长，新疆维吾尔自治区政协委员。


四、研究方向与内容：

1、主要研究方向：

1.1、新疆特殊生物抗逆基因克隆、文库构建与基因组学研究

1.2、新疆特殊动、植物、微生物优良遗传材料及生理与分子基础研究

1.3、新疆珍稀濒危生物资源的可持续利用与保护的研究

2、主要研究内容：

新疆是我国干旱区独特生物资源丰富的地区之一，主要针对新疆独特生物资源，开展抗逆功能基因（以抗旱、抗冻和耐盐碱性状为主）的鉴定和克隆、构建基因文库和开展基因组信息学研究，探讨新疆特殊功能基因筛选的新策略、新方法和新技术。从各种极端环境生长野生生物的抗性和敏感性品种为材料,筛选获得高产、优质的遗传材料，探讨生物抗性性状相关基因及其表达调控的相关性，建立功能基因与外环境相互作用的研究模型，有可能利用优良遗传材料改良培育新品种，并从自然界中筛选出用于转基因研究的模型生物材料，开发新疆有价值的抗逆生物资源。

利用现代生物高新技术繁衍和保护濒危生物、维持生物多样性；保护新疆干旱地区生态环境，实现可持续发展；利用新疆珍稀的生物基因资源改良家畜与农作物的品种和生产性能，同时提高独特生物资源如新疆高山冷水鱼类、新疆有毒植物、药用植物和药用昆虫的可持续利用效率，加速实现新疆生物资源应用的产业化。


五、研究成果：

省部共建新疆生物资源基因工程重点实验室承担的各项研究课题进展顺利，尤其在新疆特殊环境生物资源的研究方面取得了阶段性的研究成果，承担的国家十五科技攻关项目，选择新疆极端盐碱环境中的野生盐生植物作为研究材料, 克隆获得了犁苞滨藜(Atriplex dimorphostegia)、盐地碱蓬(Suaeda salsa)、灰绿藜(Chenopodium glaucum)和盐爪爪(Kalidium foliadum)抗盐碱关键基因nhx的全长cDNA序列，以及盐角草(Salicornia europaea)、猪毛菜(Salsola sp)胡杨(Populus euphratica)和花花柴(Karelinia caspica) nhx的核心片段，在国际基因库注册了4种植物的全长cDNA序列，对新疆盐生植物不同nhx基因序列进行同源性比较分析，采用SMART 技术构建了胡杨幼苗干旱和盐胁迫的cDNA 文库，所构建的cDNA 文库滴度高,重组率好。研究完善了植物抗盐碱转基因组培体系，以中林美荷速生杨、新疆甘蓝型油菜（Brassica napus）、水稻和拟南芥为转基因受体植物，建立了高频率再生植株体系。构建了nhx基因的植物表达载体，通过电转化导入农杆菌EHA105，利用Floral dip method转化，获得了转基因的拟南芥、水稻、油菜和中林美荷速生杨植株，其中转抗盐碱nhx基因的水稻子1代种子萌发，在盐浓度为100mM/L NaCl处理时，结果野生型全部死亡，而AdNHX1，CgNHX1，SsNHX1的转基因水稻各有大约4-6个株系出现了耐盐的表型，幼苗长到10天后用150mM/L NaCl 处理，野生型全部死亡，而转基因株系生长正常。分子检测分析和盐胁迫表明转基因水稻具有了显著的耐盐特性，目前子2代水稻种子已经开始加代种植。

承担的自治区高技术发展计划项目，从新疆阿克苏地区新蚕三号克隆获得的抗菌肽基因，利用酵母表达系统得到了天然多肽抗菌肽产物，抗菌活性明显，尤其是在口腔龋齿抑菌抗菌方面取得显著效果，对四种口腔致龋菌的抑菌作用明显，有可能开发出牙齿抗菌保健产品。通过对筛选的新疆家蚕抗菌肽基因工程菌的发酵研究，确立了发酵中试生产工艺，以甘油作为碳源可极大促进生长、缩短培养时间，提高发酵生产的效率。优化的发酵培养基（甘油4% ，蛋白胨 2%，酵母浸出粉4% ，磷酸盐 1/12.5M pH6.0）能够提高菌体密度，增大发酵液抑菌圈，提高抗菌肽的分泌量。发酵中流加补料，菌体密度OD600介于50-60之间，菌体干重达到20-25g/l,抗菌肽蛋白表达量大于500mg/L。发酵产物以50%硫酸铵离心沉淀的效果最好，沉淀下来的抗菌肽蛋白抑菌活性最大，为大规模发酵和实现抗菌肽产品的产业化奠定了基本条件。研究工作获得全国第八届挑战杯科技发明一等奖，研究论文获得新疆自治区优秀论文一等奖。

国家自然科学基金项目鼠害免疫不育疫苗的研究方面，在克隆获得的仅在新疆分布的草原兔尾鼠的卵透明带3基因并在国际基因库注册后，优化了密码子，提高了原核和真核的特异性表达产率，分析了草原兔尾鼠卵透明带3蛋白的理化性质，探索了分子佐剂在增强免疫效果方面的作用，制备的草原兔尾鼠卵透明带3基因疫苗，抗生育效果可达60-70%。同时采用纳米乳剂包裹质粒DNA，取得了很好的研究进展。

国家自然科学基金项目在新疆维吾尔妇女高发宫颈癌研究中，在国际基因库注册有2种基因，发现人乳头瘤病毒16型（HPV16）病毒感染是致癌的主要诱因，且新疆人乳头瘤病毒16型基因有较大的变异，其中HPV16E6的变异明显。在研究中发现宫颈内生长的真菌也许是新疆维吾尔妇女高发宫颈癌的媒介生物，从宫颈癌病料中分离获得的真菌中，提取DNA可以扩增出HPV16相应的基因片段，且显微镜发现真菌细胞内有病毒样颗粒，该研究结果引起了国内外专家的关注，又新获得了一项国家自然科学基金项目的资助。

在国家“863”增强口蹄疫基因疫苗的免疫效果的研究中，发现蛋白质含量与质粒DNA的相互作用关系，建立了反映免疫效果的细胞因子检测技术，发现CpG序列和GM-CSF等分子佐剂能够增强DNA疫苗的免疫保护作用，确定粘膜免疫增强口蹄疫基因疫苗研究方案，研究结果在国际著名杂志VACCINE发表，产生了较大的影响。

在国家重大基础研究前期专项新疆荒漠昆虫抗冻蛋白基因分离和对葡萄转化的研究中，从新疆准噶尔荒漠拟步甲昆虫中克隆获得了36种荒漠昆虫抗冻蛋白基因，利用原核和真核表达获得了相应的昆虫抗冻蛋白，免疫动物获得了抗血清。细菌抗冻保护性研究表明，表达的荒漠昆虫抗冻蛋白对细菌具有抗冻保护活性，将昆虫抗冻蛋白基因转入拟南芥进行了分子检测，正在培养第一代的转基因抗冻植物个体，抗冻转基因葡萄的研究也在进行之中。


六、研究队伍：

重点实验室人员组成现有固定研究人员30人，其中高级职称19人，中级职称9人，技术人员1人（中级职称），管理人员1人（初级职称），客座研究人员7人（博士3人，硕士4人），在读研究生136人（2003年27人，2004年50人，2005年59人），硕士生导师12人，博士生导师5人。


七、学科、学位建设：

重点实验室聚集了一批优秀的科研人才，所属的动物学科为新疆自治区重点学科，也是新疆大学“211”工程建设重点学科之一，通过多年的努力和提高，目前新疆生物资源基因工程重点实验室拥有动物学专业、植物学专业和生物化学与分子生物学专业的三个硕士点,动物学专业一个博士点（拥有博士生导师5人）和人事部批准的项目博士后点。已形成完整的硕士-博士-博士后高技术人才培养链。


八、培养硕博士情况：

重点实验室的建设提高了优秀人才培养情况和培养能力：如建设前没有博士点和项目博士后，建设中获得动物学博士点和人事部的项目博士后，现招收博士后2人，招收博士生18名，硕士生136名。重点实验室培养的硕士生考取了中科院、上海交通大学、复旦大学、中国疾病控制中心和中国农业大学等内地院校的博士生。


九、实验设施介绍：

重点实验室的面积约为780平方米。大型仪器主要有：全自动的377DNA测序仪、5700定量PCR仪、MDQ毛细管电泳仪、高速冷冻离心机、UV3010紫外分光光度计、10升发酵罐等。


十、社会服务：

实验室先后与区内外院所新疆医科大学(协作实验室)、浙江大学生科院、北京大学医学部、中国农业大学、北京林业大学、新疆包研所、新疆自治区人民医院、吉林大学生命科学院、新疆农业大学、新疆农业科学院、中国科学院新疆生态与地理研究所、新疆畜牧科学院、石河子大学、新疆天彩集团和新疆金牛公司等合作，建立了广泛的合作关系，已经并将继续成为新疆生物资源、农业、医学生物技术研究的重要基地，充分地发挥了重点实验室在仪器设备和技术上的优势,服务于新疆地方经济的发展。

实验室先后向外单位30多位研究人员提供科研资助、技术服务和仪器设备使用服务，使多家单位的研究项目得以顺利完成，硕博士研究生完成学位毕业论文。

实验室每年拿出20万元的开放运行经费，用于设立5-10个科研项目（每个项目1-3万元/年），对外开放资助。 鼓励新疆高等院校和科研院所的科研人员申请，获得学术委员会批准后进入重点实验室工作。另外带课题来重点实验室开展研究的人员，可获得一定的实验经费补助。


十一、发展设想：

1、加强学术队伍建设

形成一支能适应21世纪科技发展需要、学术思想先进、结构合理并能协同合作的高水平的教学和科研队伍。通过学术队伍建设，培养更多的学术带头人和青年骨干教师。

2、提高人才培养水平

形成高水平的硕士、博士、博士后三个层次的人才培养体系，达到每年招收50～60名硕士研究生、10-15博士生和2-3名博士后的规模。每年为国家输送一批熟悉本学科最新发展动态，掌握干旱区研究特色的高层次生物技术研究人才。

3、促进科学研究及成果转化

根据实验室的研究方向和研究实力，有目的地选择新疆特有的抗盐碱植物、耐旱植物及抗冻昆虫等，开展功能基因的鉴定和克隆，构建cDNA文库，分离获得一批新疆特殊生物的功能基因，确立新疆特殊生物基因筛选的新策略、新方法和新技术；从各种野生生物优良品种的种质基因的发现与开发着手，通过转基因手段初步获得抗逆性的转基因植物，初步阐明新疆荒漠逆境植物抗逆的分子机理，深入开展抗菌肽抗菌大规模发酵工艺的基础研究，并完成抗菌肽基因工程生产的实验室生产工艺，为抗菌肽产品的应用转化奠定良好基础。


十二、联系方式：

通信地址：新疆乌鲁木齐市胜利路14号新疆大学生命科学与技术学院

邮 编：830046

电 话：（0991）8583259

传 真：（0991）8583517

E-mail: lvyan@xju.edu.cn zfcxju@xju.edu.cn

联系人： 刘忠渊 吕 艳


十三、实验室（工程中心）网站地址：http://202.201.252.2/sky/yjjg.htm

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二、实验室主任和学术委员会主任
实验室主任：张富春 男, 汉族，
博士， 1962年4月出生
      现担任新疆大学生命科学与技术学院院长、教授，新疆生物资源基因工程重点实验室主任，新疆大学博士生导师，新疆农业大学博士生导师,中国动物学会理事，新疆动物学会理事长，新疆微生物学会副理事长,新疆野生动物保护协会副会长,新疆维吾尔自治区政协委员。主持7项国家级科研课题,发表论文30多篇。2002年获全国优秀教师奖，2003年获新疆大学教学成果特等奖。  

　

　
　
学术委员会主任：魏江春
院士，男，汉族，博士, 1931年11月出生
                                          现担任中国科学院院士,中国科学院微生物研究所研究员、新疆大学客座教授教授,中国孢子植物志编辑委员会副主编，《真菌学报》副主编，中科院真菌地衣系统学开放实验室主任，中科院微生物研究所学位委员会主任，中科院生物多样性专家委员会委员，中国菌物学会理事长，中科院真菌地衣系统学开放实验室学术委员会主任，中华人民共和国濒危物种科学委员会委员，美国芝加哥菲尔德自然历史博物馆植物系名誉研究员，国家基金委、科技部、中科院联合资助的三志（动物志、植物志、孢子植物志）九五重大项目首席科学家。共发表论文60余篇，专著四册。1986年中国科学院科学技术进步特等奖，1991享受有突出贡献科学家的政府特殊津贴，1996国家海洋局科学技术特等奖，1997国家海洋局科学技术二等奖。

　
三、实验室组成
新疆生物资源基因工程重点实验室经过新疆大学党委批准拟建设实验室面积达3500多平方米重点实验室大楼，包括分子生物学实验室、蛋白质分析实验室、动物细胞培养实验室、分子免疫实验室、发酵生物技术实验室、植物转基因实验室、植物组织培养实验室、植物温室、动物房和大型仪器室等。
分子生物学实验室：主要进行新疆特殊生物基因的筛选、克隆和鉴定、质粒DNA的构建、修饰和表达研究，主要仪器有数字式凝胶成像系统、台式冷冻离心机、PCR仪、电子天平、超纯水仪、制冰机、可调式恒温水浴锅、核酸电泳仪、超净工作台、空气浴摇床等。
蛋白质分析实验室：主要进行基因的原核表达和真核表达，对表达的蛋白质进行分离、纯化和鉴定，主要仪器有低温层析柜、低压层析系统、蛋白电泳仪、冰冻干燥机、紫外分光光度计。
动物细胞培养实验室：主要开展动物组织细胞培养、开展质粒瞬时表达和转基因效率等方面的研究工作，主要仪器有二氧化碳培养箱、多气体培养箱、倒置显微镜、荧光显微镜、超净工作台、细胞离心机等。
分子免疫实验室：主要开展蛋白质疫苗的偶联、免疫动物抗血清的制备、免疫佐剂的筛选、免疫方法和免疫途径的研究、疫苗剂型和剂量的研究，ELISA的检测等。主要仪器设备有酶标仪、孵育器、匀浆器、冰箱，分光光度计等。
生物技术实验室：主要进行基因检测和分析研究，仪器设备有凝胶成像系统、冷冻离心机、PCR仪、杂交炉、基因交联仪、超净工作台、核酸电泳仪、制冰机、水浴锅等。
微生物发酵工程实验室：主要开展原核细胞表达和酵母真核表达的研究，针对构建的细菌和酵母菌的工程菌进行发酵工艺的研究。仪器设备有2升发酵罐、5升发酵罐和10升发酵罐、冰箱、离心机、分光光度计、酸度计等。
植物转基因实验室： 联合天彩公司新疆彩棉研究所开展植物优良性状目的基因的酶切鉴定、植物转基因载体的选择、质粒DNA的构建和鉴定，转基因的技术应用。主要仪器有台式冷冻离心机、PCR仪、杂交炉、电子天平、可调式恒温水浴锅、核酸电泳仪、超净工作台、空气浴摇床等。
植物组织培养实验室：开展植物组织培养及转基因植物组培的研究。利用天彩公司新疆彩棉研究所已有的条件，合作开展优良彩棉的快速繁殖技术的研究，开展转抗逆性植株的组培繁育和工厂化生产。主要仪器有空调、组培培养架、光温控制仪、超净工作台、酸度计、纯水仪等，此外建立专用的植物组织培养温室。
动物房：用于小鼠、兔子等的饲养、动物免疫实验和动物模型的研究。主要仪器设备有空调、动物饲养架、动物饲养笼、光温控制仪、超净工作台、高压灭菌锅、空气过滤器等
大型仪器室：大型仪器有扫描电子显微镜、全自动的377DNA测序仪、5700定量PCR仪、MDQ毛细管电泳仪、－80° C超低温冰箱、超速冷冻离心机、高速冷冻离心机、UV3010紫外分光光度计、10升发酵罐、大功率UPS等。
根据省部共建国家重点实验室建设要求和重点实验室已具备的相关条件，在新疆大学“211工程”二期建设和新疆大学校级重点实验室建设规划中，新疆生物资源基因工程重点实验室将获得1500万元的建设经费，其中700万元用于重点实验室大楼的建设，其余经费用于实验仪器设备的购置和温室及动物房建设等费用。在新疆教育厅批准的重点学科建设规划中，动物学科将获得教育厅每年65万元的在重点学科建设费用，连续支持5年时间，这都必将推动重点实验室学科建设、人才培养、仪器设备更新和研究水平的大发展。
四、实验室的队伍建设及人才培养
新疆生物资源基因工程重点实验室现有研固定研究人员26人（包括博士5人，硕士13人；高级职称16人，中级职称7人，初级职称1人，管理人员1人），基本上都是30－50岁之间的中青年学术骨干。客座研究人员6人（博士3人，硕士3人）；高级职称研究人员中教授6人，副教授10人，其中博士5人，硕士5人，具有“长江学者奖励计划”特聘教授岗位1个，自治区教育厅专门为重点学科设立了天山学者计划。目前有动物学专业动物生物技术方向、植物学植物基因工程方向和生物化学与分子生物学专业的三个硕士点,动物学专业一个博士点（拥有博士生导师5人），硕士生导师12人。
选拔优秀中青年研究骨干到国外进修学习，攻读博士学位或者联合培养博士研究生。同时设立人才培养计划和制定吸引人才的优惠计划，每年拿出20万元用于对现有人才的培养和提高，同时拿出40万元用于吸引高学历和高水平的研究人员和博士毕业生到重点实验室工作，充分发挥重点实验室的优势条件，创造吸引优秀中青年学术骨干的环境氛围，做到措施到位、条件保证、待遇优厚、人尽其用，实验师人才队伍很稳定。实验室可以以长江特聘教授的名义引进1－2名国际著名的中国在海外的青年科学家到实验室工作，同时也可以天山学者的名义引进2－3名业绩突出海外的中国青年科学家到实验室工作。
在高水平人才培养方面，由于获得了博士点授予权，增强了培养新疆生物技术高级研究人才能力，使所培养的人才能够在新疆生物资源研究领域发挥更大的作用。作为重点实验室具备了培养本－硕－博人才的系统化能力。
五、实验室的管理及运行机制
新疆生物资源基因工程重点实验室设行政管理和学术管理两个组织。行政管理组织负责实验室的行政和日常活动，设立实验室主任和副主任职务各一名，秘书一名。学术管理设重点实验室学术委员会，负责重点实验室的研究方向和审批在重点实验室开展的开放研究项目，学术委员会设主任一名、副主任二名和秘书一名，学术委员会负责审议实验室开展的有关业务活动，具体任务包括：1）审议整个实验室的总体规划和建设计划;2）确定研究项目和制订年度计划，考核实验室计划执行情况;3）监督重点实验室工作执行情况。如能保证重点实验室每年有40万元的运转费用，我们设想20万元由行政管理组织用于实验室的运转经费，包括邀请国内外科学家来重点实验室讲学、技术培训、合作研究和实验室运转的常规费用支出；20万元用于设立5－10个科研项目（每个项目2－4万元/年）；对外开放资助，鼓励新疆高等院校和科研院所的科研人员申请，获得学术委员会批准后进入重点实验室工作，一切费用由重点实验室在申请经费中支付。
未来我们的工作重点是进一步加强实验室设备的更新和改造，以适应学科发展建设的需要；加强实验室的对外开放，获得更多的科研项目和横向科研课题；加强实验室信息网络建设和图书资料费的投入，保证科研项目具有较高的学术水平和较强的应用性，建成实验室内部使用的研究项目数据库，提升新疆生物资源基因工程重点实验室的科学研究水平，逐步实现科研项目的“产学研”一条龙的发展模式，满足新疆经济发展的需要。