隴上農學傑出人物系列報道之六(甘肅農業大學傑出校友篇)張學勇:小麥細胞遺傳研究的建樹者

張學勇,1962年生,甘肅臨洮人。中國農科院二級研究員,博士生導師。現任農業部作物基因資源與種質創制綜合性重點實驗室主任,國家973項目及十三五育種專項首席科學家,中國農科院作物基因發掘與利用創新團隊首席專家。

陇上农学杰出人物系列报道之六(甘肃农业大学杰出校友篇)张学勇:小麦细胞遗传研究的建树者

張學勇訪問英國劍橋大學

張學勇長期從事小麥細胞遺傳學、遺傳多樣性和種質創新、產量性狀遺傳解析等方面的研究。負責建立了我國小麥的核心種質和微核心種質,並提供全國利用和研究,在國內率先系統地提出了通過選擇牽連效應分析發掘重要基因的思路、方法和技術體系,並對產量基因進行了深入的研究;在對偃麥草屬物種基因組組成研究的基礎上,於1996年提出“近著絲粒區域是多倍體中基因組分化的核心區域”,在小麥、大豆、玉米、油菜、番茄等作物中得到普遍證實。這些結果引起國際同行的關注,受邀在2008年國際動植物基因組學大會和第19屆ITMI大會作特邀報告,並擔任19屆和21屆ITMI國際組委會委員。

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張學勇與法國科學家一起討論小麥基因組學研究的最新進展

張學勇先後主持選育了中麥66、中麥110、中天1號等小麥高產抗病品種。現任國家十三五七大作物育種專項“作物重要種質資源形成和演變規律研究”項目首席科學家,《中國農業科學》中英文版作物種質資源及遺傳育種欄目執行主編、《作物學報》、The Crop Journal和《植物遺傳資源學報》編委。2011年被評為全國農業傑出科技人才。

孜孜求學進入農作物基礎研究領域

1984年,張學勇從甘肅農業大學農學系畢業,同年考入中國科學院西北植物研究所遺傳育種專業攻讀碩士學位,在導師李振聲院士、陳漱陽研究員的指導下,進入了農作物基礎研究領域,從分子層面,研究農作物的遺傳基因密碼。1987年碩士畢業後,在中國科學院西北植物研究所擔任研究助理。1989年在中國農業科學院研究生院師從董玉琛院士繼續作物遺傳育種專業研究學習,攻讀博士學位。1992年博士畢業後,在中國農科院作物品種資源研究所任助理研究員。1994年,在美國猶他州立大學做訪問學者,攻讀博士後。1996年,在中國農科院作物品種資源研究所擔任副研究員,研究作物種質。1997年到意大利Tusica University做訪問學者。

從2001年起,張學勇在中國農科院作物品種資源研究所,中國農科院作物品種資源研究所擔任研究員,從事小麥種質資源及分子細胞遺傳學研究。

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張學勇在實驗室工作

研究突破,發現小麥產量基因的疊加效應

1996年,張學勇在研究中取得重要突破,他發現小麥基因近著絲粒區域是多倍體中基因組分化的核心區域。這是國際上最早發現小麥近著絲粒區域是小麥基因組分化核心區域的科學發現,張學勇是這個領域取得突破科學家之一。主要在大豆、玉米、油菜、番茄等作物中也得到了普遍證實。

張學勇通過對基因核心區域研究,克隆了完整的小麥著絲粒功能性反轉錄轉座子(CRW),將目前發表的有關小麥著絲粒的重複序列全部定位在一個自主型的CRW上,發現CRW在多倍體形成過程中發生強烈的擴張和轉座,又引起國際同行們高度關注。

張學勇完成了小麥3B染色體著絲粒區域的物理圖譜繪製及著絲粒功能序列的甄別,提出“推陳出新”是小麥著絲粒區域反轉錄轉座子的基本特徵,相關論文在Plant Journal 發表。

張學勇還提出了“選擇牽連效應分析——發掘重要基因的新思路”,利用小麥微核心種質和選擇導入系發掘控制小麥穗粒數和千粒重的重要關鍵區段,找到了對育種具有顯著正向遺傳效應的優異等位變異,發現了控制穗粒數和千粒重的優異等位變異之間的加性效應,育種的過程其實就是將這些優異等位變異逐漸聚合的一個過程。這是小麥分子細胞遺傳研究的重要結論。

穗粒數和千粒重在現代選育品種及選擇導入系常呈現出負相關係,但有些基因能使穗粒數和千粒重都呈現增多的趨勢,同時優異等位變異在增加一個性狀時,不會降低另一個性狀,發揮增效作用。

張學勇對影響小麥千粒重的關鍵基因TaGW2 TaSus2的單元型及遺傳效應、地理分佈、育種演變等進行了系統地研究。這些工作為小麥產量性狀的遺傳解析找到了新的思路,為基因組選擇育種找到了新的突破口。

陇上农学杰出人物系列报道之六(甘肃农业大学杰出校友篇)张学勇:小麦细胞遗传研究的建树者

河南地神種業中麥66千畝繁種田

主持973項目,在核心種質研究中取得成績

張學勇帶領團隊,組織完成了國家973項目,即對主要農作物的核心種質進行了系統的分析,對核心種質中的多樣性,重要農藝性狀中的單元型及互作性進行了系統的研究,項目取得突破進展,該項目在2011年通過中期評估,被評為優秀項目,並獲得600萬元的追加預算。

2011年起,張學勇擔任農業部作物基因資源與種質創制重點實驗室主任,他創建了農業部作物基因資源與種質資源創制學科群,詳細總結和撰寫報告,學科群在2012年度農業部學科建設評比中獲得第二名的好成績。

2008年在日本大阪,張學勇組織舉辦了第三屆亞洲動植物染色體研究學術討論會。2010年在北京,張學勇老師組織舉辦了第4屆亞洲動植物染色體研究學術討論會。

陇上农学杰出人物系列报道之六(甘肃农业大学杰出校友篇)张学勇:小麦细胞遗传研究的建树者

小麥穗部表型的多樣性

在中國科學、科學通報、中國農業科學等刊物發表論文96篇,被引用1000餘次,並被《中國農業科學》授予“高影響力作者”稱號。任研究員以來,共發表SCI論文22篇,獲得國家專利3項。審定新品種1個。

張學勇從事作物基礎研究36年,孜孜不倦,勤勤懇懇,在平凡的崗位上,做出了不平凡的成績。在小麥分子細胞遺傳學領域取得重要突破,是作物資源核心種質理論領域的優秀專家,為我國基因組選擇和育種找到了新思路新途徑,是一位優秀的科技工作者,一位優秀的分子細胞遺傳學家。


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