中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所

中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所系由原中科院上海植物生理研究所与原中科院上海昆虫研究所于1999整合而成。研究所瞄准植物、微生物和昆虫的重要生理过程及其相互作用的科学前沿,面向我国可持续农业、生态环境、生物能源及生物制造的重大战略需求,开展原创性、系统性的基础和应用基础研究。研究所的发展目标是在水稻高产优质的分子生理与遗传基础、植物逆境生理和抗性改良生物技术、微生物代谢的系统生学研及人造生命体系的合成等三个领域取得重大突破;在植物、昆虫和微生物重要性状形成的功能基因组学、植物和昆虫发育过程的精细调控、植物、昆虫和微生物代谢产物的合成途径和人工合成、作物抗虫、抗病和抗逆的基因调控、先进生物技术等领域的研究取得实质性的进展;在农业分子育种和工业生物技术等应用技术上掌握一批核心自主知识产权, 使我所在综合实力上进入国际一流研究所的行列。

2014年研究所科研工作产出继续保持良好态势,获得一批重要成果,全所发表研究论文120篇,其中SCI文章107篇,平均影响因子5.456,包括Nature、Nat Commun、Cell Research、PNAS、Plant Cell、PLoS Genetics、MolMicrobiol等国际重要学术期刊。申请国内专利26项, PCT国际及国外专利5项,获授权国内专利28项,国外专利2项。

职工和研究生

截至2015年底,现有职工338人,包括中国科学院院士8人,发展中国家院士3人,研究员65人,高级工程师及高级实验师等副高级专业技术人员65人;“千人计划”1人,“青年千人计划”6人,中国科学院“百人计划”28人,国家杰出青年科学基金获得者13人,“973”首席科学家5人(其中包含2人为青年首席),基金委“创新群体”负责人2人。在学研究生357人(其中硕士生104人、博士生253人)、在站博士后47人。研究所拥有一支结构优化、国际水平的科研队伍,通过组织优势科研团队,不断加强承担国家重大重点科研任务的能力。

重点研究领域

功能基因组学:水稻、拟南芥、棉花、油菜等重要生物学和经济性状基因的定位及克隆,基因表达谱和功能分析,转录因子及基因表达调控机制,细胞分化和模式建成和突变群体的构建等;以及家蚕和不同微生物的功能基因组学。

  分子生理与生物化学:光合作用机构运转及其调节控制,植物重要生理过程的信号传导,植物激素作用机理,共生固氮的分子机理,抗病抗逆的关键调控因子,植物、微生物的次生代谢调控和代谢组学。

  环境生物学和分子生态学:植物-昆虫-微生物间的相互作用,植物和昆虫对环境的适应机制,昆虫系统学与协同进化,现代农业与空间生物学。

  工业生物技术:抗生素生物合成,纤维素利用,丙酮丁醇发酵技术,生物制氢,植物遗传转化技术,优质抗逆农作物基因工程育种,植物生物反应器等。

科研支撑

包括所级公共技术服务中心、人工气候室、作物栽培与育种基地和昆虫博物馆等。其中,所级公共技术服务中心主要负责公共仪器的统一管理和共享运行,由植物细胞显微超微结构平台、代谢组学平台、植物基因和功能基因组平台、生物信息学平台,蛋白质结构学平台、化学遗传学平台等6个公共技术支撑平台组成。

中国科学院合成生物学重点实验室

中国科学院合成生物学重点实验室(以下简称实验室)是2008年12月批准成立的,是国内第一个合成生物学实验室,依托单位为中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所,其前身是1995年成立的微生物次生代谢分子调控研究开放实验室,2004年更名为分子微生物学开放实验室。

实验室现有固定人员六十余人,其中研究员14人、副研究员11人、高级工程师1人、高级实验师3人。其中中国科学院院士1人、国家杰出青年基金获得者2人、“中组部青年千人计划”入选者2人、中科院“百人计划”入选者6人,上海“浦江人才计划”入选者4人。硕士和博士研究生、博士后七十余人。现任实验室主任为覃重军研究员,副主任为王勇研究员、杨琛研究员,学术委员会主任为杨胜利院士。

实验室定位为合成生物学应用基础研究。实验室以发展合成生物学理论和创新合成生物学技术为主导,建立合成生物学关键工程平台;针对我国在能源、环境、健康等方面的需求及面临的挑战,聚焦若干重要生物学体系,在分子、细胞和微生物菌群等层次上,实施合成生物学创制;并通过转化研究,推动科研成果产业化。

实验室研究方向包括以下三个主要方面:

(1)合成生物学理论与方法学基础研究:研究人工生物系统(包括基因线路与基因组工程)的设计原理,研究核酸器件的鉴定、设计、合成和标准化;研究蛋白器件的鉴定、抽象、设计和优化;研究生物网络和底盘的构成及调控原理;建立全细胞数学模型。

(2)合成生物学使能技术创新与工程化:建立标准化通用型生物器件库;开发核酸和蛋白质合成及组装技术;开发底盘细胞高效遗传操作、编辑技术;开发小分子、生理代谢网络及各类表型的新型检测分析技术;研发生物系统的计算机辅助设计与模拟技术;实现人工网络的适配、优化。

(3)合成生物学创制链的培育与发展:在系统合成生物学理念指导下,针对经济社会发展面临的重大需求与挑战,创新和集成实用生物技术,形成工程化技术平台;实现重要功能代谢物的高效异源表达和开发,推进合成生物学创制;通过“生产发现问题-研究提供方案-解决生产问题(IRI)”的转化型研究模式,实现科研与生产紧密结合,推动产业化。

实验室的发展战略包括以下三个层次:

(1)面向学科前沿领域,创新合成生物学理论与技术,建立并发展关键使能技术的工程化平台,建立生物元器件库,推动标准化。

(2)积极开展合成生物学战略规划研讨及项目组织,积极与国内外同行协同合作,努力实现从追赶国际前沿到引领自主创新的转变。

(3)针对资源、医药、制造和环境等国家重大需求问题,积极组织攻关项目,实现重要生物产品的关键突破,并通过各种转化途径,加强研究成果的扩大升级研究,实现产业化,为国家经济建设和社会发展作出贡献。

目前实验室设置了12个研究组;研究组组长原则上由研究员担任。实验室现有研究组名称如下:

  • 微生物功能基因组学研究组(赵国屏,院士)
  • 放线菌分子遗传学和合成微生物学研究组(覃重军,研究员)
  • 微生物代谢调控与代谢工程研究组(姜卫红,研究员)
  • 真菌分子遗传与合成生物学研究组(周志华,研究员)
  • 酶工程与代谢工程研究组(杨晟,研究员)
  • 微生物代谢工程和比较基因组学研究组(杨琛,研究员)
  • 天然产物合成生物学研究组(王勇,研究员)
  • 生物信息研究组(李轩,研究员)
  • 化学生物学、酶学研究组(肖友利,研究员)
  • 基因转录结构生物学研究组(张余,研究员)
  • 特殊功能蛋白质的研究开发与生化工程研究组(张毅,研究员)
  • 微生物催化与微生物活性产物工程研究组(李平作, 研究员)