“植物学”国家重点学科建设与发展规划(2007-2010)

“植物学”国家重点学科建设与发展规划

（2007—2010）

首都师范大学

2007-11-28

“植物学”国家重点学科建设与发展规划

（2007—2010）

一、 基本概况

1.本学科已有工作基础和水平

首师大“植物学”学科建立于1954年。在老一辈植物生理学家赵微平、邱泽生教授，植物遗传学家郭平仲教授，植物与微生物相互作用理论和应用专家周孟津教授等学术带头人的领导下，“植物学”学科在科学研究、人才培养、社会服务、社会影响等方面取得了突出成绩，在国内有较大影响。

在保持学科原有特色的基础上，根据科学研究不断深入和社会发展需求的改变，围绕国家（特别是北京地区）重大需求确定学科建设目标。因此，我们将“学科注意力”引导、逐步集中到北京（北方）“植物及环境保护”主题下的基础与应用技术研究。经过不懈努力，逐步形成了以下在相关研究领域具有领先水平、特色鲜明、对学科发展和国家战略需求有重要意义的研究方向。

（1）“北京湿地保护”研究方向

在对北京重要水体植物和水环境动态监测研究历经30余年基础上，全面系统地记录了密云水库、官厅水库和怀柔水库等重要水体植物群落结构对水环境变化的动态响应，建立了北京地区最系统的浮游植物动态变化数据库。运用高密度卫星遥感分析和GIS、GPS、RS 等综合技术成功地研究了北京湿地资源现状和湿地植被特征、野鸭湖湿地植被的空间格局和动态演替规律。建立了“北京湿地研究中心”、“北京湿地学校”，为北京地区水环境保护与环境保护教育做出了突出贡献。近年主持了国家重点基础研究发展规划、首都“二四八”重大科技创新工程项目、中德合作北京市科学技术委员会重大科技项目子课题、北京市重点项目、国家自然科学基金项目在内的国家和省部级湿地相关的课题20余项。出版《北京湿地生物多样性研究》、《生态学

实验原理与方法》、《北京山区野生经济植物资源手册》等系列专著。在Environment Pollution，J. of Freshwater Ecology、生态学报、植物学报、水生生物学报、湿地科学、湖泊科学、生物多样性学术刊物上发表了80余篇湿地相关的研究论文。

（2）“极地植物资源发掘利用”研究方向

在对北方高山极端环境苔藓植物资源进行了30余年系统研究基础上，分别于1989、2005-2007年参加了国家组织的南极和北极科学考察。采集到南极菲尔德斯半岛80%以上的苔藓植物（800多号，是世界上最全收集者）。2005-2007对“西藏藻苔”的环境分布及生物学特征进行了深入研究。目前正在构建南极代表藓类植物和“西藏藻苔”基因组、cDNA表达序列（已得6000余条ESTs）文库。建立了富有特色、极具应用前景的“三极——南北极和西藏”极端环境苔藓植物“基因库”，为极端环境苔藓植物资源利用奠定了坚实基础。近年主持了863、国家基金项目、北京市重点项目等10余项。出版《南极菲尔德斯半岛苔藓植物手册》、《藓类分子生物学导论及实验指南》等专著。

（3）“古生态系统变迁过程中昆虫与植物协同进化”研究方向分析了古生态系统变迁过程中昆虫与植物协同进化关系，首次利用确凿的喜花昆虫化石，将以前被子植物起源于白垩纪的观点向前推进了至少2000万年。该研究方向近年来获得国家“杰青”、国家自然科学基金重点项目等资助。获得北京市科技进步二等奖（2002）和第八届“中国青年科技奖”（2003），近年在Science（第一作者）等学术期刊上发表相关重要论文80余篇。

（4）“植物细胞周期与逆境应答”研究方向

通过深入系统地解析一氧化氮（NO）对植物从营养生长期向开花期转变过程的影响，揭示出NO调控开花时期的分子调控机理，该成果2004年在Science以“亮点论文”（第一作者）形式发表，产生较大影响。该研究方向近年来获得国家“杰青（B类）”、973重点项目（课题组长）国家自然科学基金等10余个项目资助。

（5）“植物胚乳蛋白分子遗传与蛋白质组分析研究”方向

首次建立高分子量谷蛋白亚基和醇溶蛋白高效分离鉴定的酸性毛细管电泳（A-CE）和生物质谱技术，首次提出不合理重组引起贮藏蛋白基因变异和新基因产生的重要分子机制。该研究方向近年来获得国家自然科学基金、973、863等10余项研究项目资助。在本领域权威刊物Genetics, Eletrophoresis, TA G等发表系列学术论文20余篇，获发明专利3项。

2.当前本学科领域的发展趋势（包括国际最高水平学科和学者的学

术动态）

“宏观生物学”研究领域的发展趋势是，越来越重视多学科交叉，实地采集基础数据与高科技手段结合，以发展动态的眼光分析研究课题。本学科在“宏观生物学”研究领域主要集中在“北京湿地保护”、“极地植物资源发掘利用”等研究方向。在大量实地调查、数据采集的基础上，运用高密度卫星遥感分析和GIS、GPS、RS等综合技术、多学科交叉进行“生态学”领域研究，与当今国际上先进的研究策略和方法技术完全接轨；从研究的系统性、地域性特征比较，所取得的成果具有不可替代性和领先地位。另外，建立的“三极——南北极和西藏”极端环境苔藓植物“基因库”，也独具特色、极具应用开发前景。

“昆虫与植物协同进化”研究方向属于植物学、动物学以及地质学的交叉学科，也属于宏观生物学与微观生物学的交叉学科。自1990年以来，收集各类昆虫化石标本已超过12万件，为世界第一。与国际同类型研究机构或国际著名的博物馆相比具有较大的优势。系统开展了中国北方古昆虫系统和昆虫-植物的相互作用及演化等方面研究工作，取得了一批令世人瞩目的成果，在Science等著名学术刊物上发表论文80余篇，出版专著1部。研究结果涉及昆虫13个目，其中建立3新科，90多个新属，180多个新种。研究水平处于相关学科领先地位。

在一氧化氮（NO）对植物细胞周期调控研究方向，国际上有3-5个研究小组处于领先水平。美国Cornel大学、UDSD的2个研究小

组主要从生化分析入手进行研究。我们与合作者（美国杜克大学）主要采用“突变体筛选”、遗传、生化等多学科结合的研究策略。相比之下，我们可能获得具有更大发展空间的研究材料。

“植物胚乳蛋白分子遗传与蛋白质组分析”等领域，英国洛桑研究室（Peter Shwey小组）集中于蛋白结构与基因工程研究；意大利Tuscia大学（D. Lafiandra小组）集中于蛋白质化学与品质改良；法国农科院（G. Branlard小组）集中于蛋白质组学；澳大利亚Murdoch 大学（Rudi Appels小组）集中于基因组学与PQL。我们的研究小组在蛋白质组技术、新基因鉴定、分离表达与分子进化等方面处于领先水平。

3.本学科与世界同类一流学科的差距

差距主要体现在：

z本学科具有国际学术竞争力的学术带头人数量不够；

z研究环境（比如：相关学科专业高水平研究人员数量、支撑技术、仪器配置与运行管理机制等）有待改善；

z研究生招生、培养、博士后工作机制等亟待完善；

z专项经费投入、运行机制有待完善。

4.本学科的国家（含部门、地区）需求分析

本学科地处北京，社会和经济高速和可持续发展需要“绿色环境”和高素质、高科技人才的支撑。

本科学聚焦于湿地环境保护、极端植物资源应用、生物质能转化、植物花期调控机制、作物种子蛋白品质改良等领域的基础科学和应用技术研究、高层次的人才培养。符合国家发展战略重大需求，具有很好的发展前景。

二、 建设目标及发展思路

在保持学科原有特色的基础上，根据科学研究和社会快速发展的特点，围绕国家（特别是北京地区）重大需求确定学科建设目标。

“植物”对于环境质量至关重要。因此，我们将“学科注意力”引导、逐步集中到北京（北方）“植物及环境保护”的基础与应用技术研究，同时培养高质量人才。

本学科提出了：基础研究只有第一，没有国界，只能用国际竞争能力以及国际水准进行比较；“应用研究”应该重点服务于地方经济和社会发展需求的学科发展基本思路。

基于以上认识，本学科发展规划的建设目标为：

1.“宏观生物学”研究领域主要集中在“北京湿地保护”、“极地植物资

源发掘利用”以及“植物与微生物互作—生物能源开发”等研究方向。涉及到的基础研究领域应该达到国际先进水平；更重要的是，应该取得一系列行之有效、可以操作的“应用成果”，并为政府决策提供科学依据。

2.“基础研究”领域主要集中在“植物与昆虫的协同进化”、“细胞周期

与逆境应答”以及“离子信号的遗传控制”等研究方向。在相关研究领域做出重要科学贡献，培养高层次人才，并在国际主流/权威学术刊物发表高质量论文，提升本学科的学术地位和影响力，促进本学科的快速发展，这将是我们为之刻苦工作的内在动力和永恒追求。

三、 主要建设内容及具体措施

1.本学科主要研究方向

z北京湿地保护及植物资源利用

z植物与微生物互作—生物清洁能源开发

z古生态系统变迁中的昆虫与植物协同进化

z植物细胞周期与逆境应答

z植物离子信号的遗传控制

z植物胚乳蛋白分子遗传与蛋白质组分析研究

2.学术团队建设

引进3-6个“具有国际竞争力”的学科带头人，建设成3-6个具有国内先进、国际一流水平的研究方向。

建立不同层面、知识结构和技术背景互补的研究团队3-6个，独立研究小组（PI）25-30个，技术支撑队伍2个（信息技术，大型仪器分析）。

3.人才培养（重点写博士生培养）

本学科建立了完整的本科生、硕士和博士研究生培养体系。目前，生命科学学院研究生招生规模（130人/年）已超过本科生（120人/年）。为了鼓励更好地培养具有创新精神的高级人才，推动研究生教育的深入发展，我们采取了以下主要措施：

z研究生培养质量决定于指导教师的学术水平和人格魅力。采取引进和培养途径，选派青年教师去国外知名大学、研究机构做

“博士后”或合作研究，提高教师的业务水平和道德水准。

z探索研究生培养的新模式：建立师生双向选择制、“本—硕，硕—博连读制”；与美国杜克大学、俄勒冈州立大学、澳大利

亚Murdoch大学、德国Tuebingen大学等建立了联合培养研究

生新模式。

z通过研究生必修精品课程建设，夯实基础；构建高质量紧跟学术前沿的选修课程体系及学术讲座，开阔视野、启迪创新思维。

z提高对博士学位论文的质量要求，将“毕业”和“学位”分开实施，鼓励深入系统的研究工作和高水平的研究成果。

4.科学研究

z建立选择创新团队、研究小组的“优胜劣汰”、“择优扶持”的公平竞争机制。

z鼓励有潜力的方向进行深入系统的研究，长期不懈。在技术层面上要“只争朝夕”，在解析某个重要问题时能“面壁十年”。关

键在于考核对学科发展的贡献大小。

z营造让科学家安心、舒心、放心工作的“环境”，是本学科发展的基本保证。

5.学术交流

建立稳定的国内外学术交流机制。

在本学科“学术委员会”指导和规划下，与国内外科研机构和大专院校保持密切的学术合作交流关系，特别关注与本学科相关的前沿进展。

完善“讲座教授”机制。落实“讲座教授”与本学科相关PI对应的实质性合作，相得益彰、共同发展。提高本学科相关PI的“对话能力”和“互相需求”是该项机制成功运行的关键。

6.教学科研基础条件建设

有国家重点学科（植物学）、北京市重点学科（遗传学）和重点建设学科（细胞生物学，生态学）、2002年建立“北京生命科学人才培养及产学研基地”，2005年首批建立“北京生物学实验教学示范中心”。拥有研究生专业实验室10个，教学实验室8个，组织培养室5个，生物质能转化实验室2个，生物信息中心1个。

有植物学、遗传学博士点、生物学一级学科硕士点和生物教育学硕士点、生物学博士后流动站、细胞周期与逆境应答“北京市创新团队”，以及“遗传与生物工程”和“生物演化与环境变迁”重点实验室等。

从核酸、蛋白质、细胞及个体群体等不同层面配置先进仪器设备，总资产超过4000万元，教学科研条件处于国内同类学科先进水平。

7.对国内同类学科和校内相关学科的带动作用

本学科“主要研究方向”达到国内外领先水平，对校内相关学科如：遗传学、细胞生物学、分子生化等所涉及到的“二级学科”以及与物理、化学、数学等的交叉学科均有很强的带动和促进作用。

四、 建设资金的筹集与使用意向

1.本学科建设资金的来源和依据

2007至2010年间，力争从以下途径为本学科投入经费约3000-5000万元。

（1） 国家重点学科专项经费，北京市配套经费；

（2） 国家自然科学基金、科技部973、 863、北京市自然科学基金等项目经费；

（3） 北京市“211工程”建设专项经费；

（4） 北京市科技平台以及人才引进和培养等专项建设经费；

（5） 北京市创新团队经费。

2.资金使用意向安排

其中仪器设备费1000-2000万元，人才引进/科研支持经费1000-2000万元，实验室改造、学术交流、图书资料等1000万元。

五、 预期建设成效分析（要有一些量化指标）

1.在北京湿地保护、极端环境植物资源应用等领域为北京市的环

境保护做出实质性贡献，为政府决策提供相关科学依据；

2.建成3-6个达到国内先进、并具有国际竞争力的实验室（学科

带头人/研究方向），产生对学科发展的辐射和引领作用；

3.国家杰出青年基金获得者1-2名；

4.自然科学基金重点/大基金1-2项；

5.力争在公认的国际综合/专业性权威学术期刊上发表论文1-2

篇，在国际主流学术期刊上有系列论文（IF~10的论文2篇以上）；

6.力争建立国家级（国家自然科学基金委、教育部）创新团队/

教学团队1-2个；

7.北京市创新团队/教学团队2-4个；

8.力争建立（生物学）一级学科博士点；

9.力争获得国家级“生物实验教学示范中心”。