齐鲁师学院能源植物研究所

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1、齐鲁师范学院能源植物研究所生物质能源研究是我国的重要战略研究方向，是国家应对未来化石能源短缺与全球气候变化的重要战略组成部分。国家《“十二五”生物技术发展规划》把生物能源技术列为重点研发的关键技术。本研究所将根据国家《农业生物质能产业发展规划》要求，结合山东省气候土壤条件以及我们学科梯队的研究优势，选育适合山东地区发展的能源植物种质资源，同时研究植物光合产物(细胞壁物质、细胞内可溶性糖与脂肪酸)的合成、转运与积累机理，并在此基础上对能源植物进行遗传改良，最终通过与栽培与生产技术的集成研究，实现生物质能源利用的产业化。研究所现有研究人员11人，其中具有高级职称的研究

2、人员6人，有博士学位的研究人员5人。近五年来研究所研究人员作为主持人主持国家基金面上项目1项、省自然基金3项；作为主要参与人参与国家“973”项目1项、“863”项目2项、国家自然基金面上项目4项、省自然基金6项。研究所现有科研实验室559.4平米，其中包括一个植物组织培养室、两间气候室、一间共聚焦显微镜室、一间遗传分析室、一间细胞及免疫组化室、一间蛋白工作室、一间分子生物学实验室、一间学术交流室。在校区内设有作物常规育种试验田12亩，并在东营广饶和潍坊滨海区建有滨海盐土与盐化土环境试验田100亩。实验室科研仪器设备资产总值657万元，含共聚焦显微镜(OLYMPU

3、SFV1000S-TIRFM)＞微分干涉显微镜(LEICADFC425C)、超薄切片机(LEICAUC7)＞近红外分析仪(PERTEN)、高压液相色谱仪、气相色谱仪、大容量低温高速离心机(Eppcndorf)＞梯度降温PCR扩增仪(Eppendorf)等大型科研仪器。目前，研究所的工作主要集中在三个研究方向：1.能源植物种质资源与选育研究以各类具有潜在利用价值的生物质能源植物为研究对象，分析植物能量转换效率与有机质累积量、周转率，建立能源植物种质库和数据库，从中筛选出适应华北地区气候土壤条件的耐盐、高产、高效能源植物种类，并通过现代育种手段进行诱变、筛选与培育，提

4、高能源植物的光合产物积累量。重点结合山东黄河三角洲地区滨海盐土与盐化土环境，选育耐盐碱、耐咸水灌溉的高产能源植物和海水、卤水环境中的产油微藻，以实现“不与人争粮，不与粮争地”的能源植物发展目标，为第二代、第三代生物质液体燃料的产业化研发提供重要生物质原料。以高光效C4植物玉米已经公布DNA序列的自交系为研究材料，构建大规模的EMS突变体库，同时利用高抗性的玉米野生种大刍草为供体，构建以现代玉米自交系为受体材料的大刍草渗入系，重点观察分析每一个突变体在各个生长发育阶段及逆境条件下的光合产物合成、转运、积累方面的表型差异，将每一个观察到表型的突变体重测序，获得较大规模

5、的玉米的基因型和表型数据库，为本所其它研究方面深入研究植物光合产物转运与积累机理提供研究材料。2.植物细胞壁沉积机理研究陆生植物光合作用每年产生MOJOOX"吨的生物量，其中细胞壁占总生物量的70%。细胞壁主要成分是纤维素、半纤维素与木质素，其中纤维素、半纤维素是细胞壁的主要组成部分，约占69.1-88.4%,植物细胞壁中这些组分是制取纤维素乙醇的原料。作为第二代生物质能源材料，纤维素乙醇生产还没有市场化，主要技术瓶颈是生产成本太高。本方向将在分子水平上研究细胞壁物质在细胞壁中的沉积机理，克隆与细胞壁物质沉积有关的基因。在植物中通过对这些基因的操作，达到优化细胞壁

6、的结构和成分的目的，有效降低材料预处理及纤维素糖化的成本。本方向在拟南芥植物中已经克隆鉴定了与细胞壁木质素沉积相关的基因，获得了拟南芥次生壁加厚异常的突变体。未来将在已有的研究基础上，利用C4能源植物玉米为材料，结合玉米EMS突变体表型，筛选得到细胞壁成分改良的品系，利用该突变体研究玉米细胞壁成分的沉积机理。该品系的秸秆可以进一步开发为纤维素乙醇的生产原料。3・植物细胞可溶性糖、淀粉、脂肪酸脂代谢机理与遗传改良细胞可溶性糖与脂肪酸是燃料乙醇与生物柴油的主要来源，是最容易转化为生物燃料的生物质能源。本方向将利用秸秆含糖量显著不同的玉米突变体与甜高粱株系，通过比较基因

7、组研究，克隆鉴定与光合产物转运相关的基因，为培育高含糖量能源植物奠定理论研究基础。能源植物栽培技术与加工技术研究是决定能源植物产业化成败的关键环节。本方向将研究各类能源植物的栽培技术体系，针对黄河三角洲地区淡水资源严重不足的现状，重点研究盐碱地区咸水与半咸水灌溉条件下的能源植物大田栽培技术体系，并通过产学研结合，研究能源植物机械化收获、加工转化技术，实现能源植物研究技术集成与创新。研究梯队组成及方向：李师鹏（所长）细胞壁物质沉积机理路小铎（副所长）植物遗传改良曹子谊能源植物种质筛选和驯化蔡云飞能源植物种植资源于惠敏植物组织培养束德峰作物分子遗传育种张峰细胞壁成分分

8、析于大力细