课 题 一：林木植物速生与细胞周期调控的分子机理
承担单位：北京大学、北京林业大学 负 责 人：郭红卫 教授；
学术骨干：尹伟伦、安丰英、于祥春、彭金英、李中海、夏新莉、周晓阳、魏志
刚
研究内容：以模式植物中与激素响应及细胞周期相关的突变体为材料，研究植物
激素信号通路中的组分和细胞周期调控相关组分之间的互作关系；通过生化及遗传手段，分离和鉴定植物激素调控细胞周期的新基因，研究林木细胞周期调控的特有规律；通过比较基因组学及生物信息学，在林木树种中克隆一批和植物激素信号转导及细胞周期调控相关的各类基因，通过转入模式植物中研究其功能及调控方式；进而将其引入林木树种，研究其对林木生长的效应；探索遗传工程技术改良林木生长的新方法。
研究目标：分离10个以上与植物激素介导及细胞周期相关的突变体，克隆其中
2-3个突变体所对应的新基因，并通过模式体系揭示其功能；以遗传分析和高通量的基因组学手段，阐明植物激素信号组分对应于细胞周期的调控机理，揭示乙烯调控细胞周期的分子机理；完成3-5个新克隆基因在林木中的遗传转化，并分析对林木速生的效应；在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文；其中国际一流杂志（IF>10）1-2篇以上；（IF>5）论文4-6篇以上，申请发明专利2-4项；培养博士后2-4名，硕士和博士研究生10-15名。
经费比例：15％
课 题 二：林木营养生长和生殖生长转变的调控机理
承担单位：东北林业大学、中国科学院植物研究所 负 责 人：杨传平 教授
学术骨干：张大明、刘桂丰、刘关君、邓辉胜、王宝生
研究内容：采用谱系基因组学（phylogenomics）、基因芯片、表观遗传学和信
号转导等方法，研究林木生殖转变相关的四类调控基因（FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1）和生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别的机理，研究立地与环境信号对生殖转变和滞长的调控机理；分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员，揭示林木与模式植物直系基因（orthologs）间的功能分化，阐明林木生长滞长期发生的遗传和环境效应，及延长童期速生的调控途径，为林木遗传改良提供理论
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依据和相关基因。
研究目标：分离、鉴定林木MADS-box基因家族成员和生殖转变相关的四类调控
基因（FT, FLC-SOC1, LEAFY, AP1）及其表达样式，阐明生殖转变中光周期、赤霉酸、春化、生长点识别的机理，阐明林木立地和环境信号对滞长期的调控机理， 揭示林木滞长期发生的调控机制，提供滞长期发生的解决方案和延长童期速生的调控途径。克隆改变滞长期相关基因5-10个，发表论文20篇，其中SCI刊物论文10-14篇，IF>5的论文5篇以上；培养博士6名，硕士8名。
经费比例：13.5％
课 题 三、优质林木树形决定的分子基础
承担单位：中国农业大学、清华大学 负 责 人：杨淑华 教授
学术骨干：刘 栋、李 珍、张晓燕、张海荣、周晓峰、郭万里、雷明光 研究内容：以模式植物为对象，研究植物主、侧枝轴向生长与径向生长的分子调
控机理，发现并克隆植物株型决定相关的新基因；研究模式植物中发现的相关基因对林木树种主、侧枝轴向生长与径向生长的影响，揭示林木树形决定的特有机制；探索林木优质干形形成的遗传基础及速生、高产、高出材率、高生物量的生长调控机制，克隆一批林木树形决定的相关基因，并通过转入模式体系揭示其功能；探索遗传工程技术改良林木生长的新方法。
研究目标：获得约10个以上植物株型相关的突变体；克隆2-3个模式植物株型决
定的关键基因，5-10个林木树形决定相关基因；鉴定3-5个基因对林木树形决定中的效应，揭示林木树形决定的分子基础；建立关键基因在改良林木生长中的新方法。在本领域相关国际学术杂志上发表12-16篇SCI论文；其中在国际一流杂志（IF>10）发表论文1-2篇，在国际有影响力的杂志（IF>5）上发表论文5篇以上，申请发明专利3-5项；培养博士后4-6名，硕士和博士研究生16-20名。
经费比例：14.5％
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课 题 四、优质林木抗逆生长的功能基因组学
承担单位：中国科学院植物研究所 负 责 人：王晓茹 研究员
学术骨干：曾庆银、杨海灵、陆 海、董玉柱、潘 锦、毛建丰、蔡 清 研究内容： 从基因组、转录组、功能基因组三个层次上，开展林木抗逆的细胞
转录组以及逆境生长关键基因或基因家族的功能研究，揭示林木逆境反应的调控机制：采用Solexa测序技术，建立逆境条件下不同组织的转录组，揭示林木在逆境下不同组织的转录组差异；研究与干旱、高寒、盐碱、污染等逆境相关的基因、基因家族、转录组操纵基因、调控元件以及ncRNA在逆境条件下的基因表达和调控网络；克隆与逆境相关的关键基因或基因家族，尤其是海藻糖合成代谢与GST相关基因等，表达和纯化相关蛋白，并研究蛋白质结构和功能，进而将这些基因转入模式生物进行体内功能研究。
研究目标：建立逆境胁迫下不同组织和细胞的转录组；揭示林木对逆境胁迫下全
基因组的表达调控网络；阐释逆境胁迫下的转录调控机制。分离、鉴定并克隆与逆境生长关键基因或基因家族，并揭示其表达产物即蛋白质的结构与功能，从体外（in vitro）和体内（in vivo）两方面全面揭示其抗逆生长功能。在林木抗逆研究领域的国际主流杂志上发表SCI系列论文12-17篇，其中国际一流杂志（IF>10）2篇以上；（IF>5）论文5篇以上，培养博士和硕士研究生10-15名。
经费比例：14％
课 题 五、杂种林木超亲速生性状的形成和固定的基因组学
承担单位：南开大学、中国科学院植物研究所 负 责 人：宋文芹 教授
学术骨干：林金星、王春国、陈成彬、陈力、李秀兰、许文胜、郝怀庆、
陈彤
研究内容：采用杂种速生针叶和阔叶模式树种为对象，开展杂种林木超亲优良性
状形成、固定与繁育的分子机理研究。通过转录特征、表观遗传调控和功能分析，揭示杂种林木超亲优良性状形成机制，发现并克隆相关的基因；分析基因差异表达谱，构建不同组织、不同发育时期的基因
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组甲基化谱；研究基因组重排、共线性缺失、等位基因互作、转座子激活在超亲速生性状形成中的作用机理；探究杂种速生林木优良性状的固定途径和基因调控因子；揭示杂种速生优质林木繁育的遗传基础，分离并鉴定相关基因。为杂种超亲速生林木的利用奠定基础。
研究目标: 获得参与杂种速生林木优良性状形成、固定与繁育调控的相关基因，
揭示相关基因的结构、功能及在染色体上的定位；揭示相关基因的转录调控机制及DNA甲基化变化特征；阐释优良性状发生规律和固定途径，从基因组水平揭示优良性状固定维持的内在机制，创新优良性状的固定与繁育途径。在国际相关SCI刊物上发表文章10-14篇：IF>5以上的文章3-5篇，申请2项以上发明专利，培养研究生20-30名。
经费比例：12.5％
课 题 六、杂种林木无性系与干细胞繁育的分子调控系统
承担单位：中国林业科学研究院 负 责 人：齐力旺 研究员
学术骨干: 孙晓梅、李新民、杨文华、杨秀艳、史胜青、王建华
研究内容：以现有的杨树（Populus）、落叶松（Larix）速生及其对照无性系，模
拟生命状态下落叶松胚性干细胞人工调控发育模型，构建不同生长速率并能够稳定遗传的细胞系，根据生产上存在的生长速率不稳定遗传的实践问题，构建不同程度的不稳定遗传的生长速率细胞系。在细胞和个体水平上，采用miRNA、基因芯片、实时荧光定量PCR及荧光原位杂交技术，纵向（从速生到不速生）和横向（从稳定到不稳定）研究miRNA及其目标基因的表达和生长速率之间及速生的稳定性之间的关系。发现和鉴定对速生及生长速率稳定性高度相关的miRNA及目标基因；通过miRNA inhibitor和sense/antisense RNA等技术，人为改变（过量表达或印制其表达）这些相关miRNA及目标基因的表达，从而在细胞水平上证明它们对速生性状的形成及遗传稳定性的调控功能。进而用人工创制及天然选育的速生林木无性系或干细胞系，在个体水平上，用QRT-PCR技术验证这些关键miRNA及目标基因对速生性状的形成及其稳定性调控的普遍性；揭示miRNA及目标基因在林木速生无性系生长过程中的调控规律和分子机制。
研究目标：建立优化杨树速生无性系和落叶松胚性干细胞人工调控发育模型，揭
示林木生长发育过程中关键基因表达和调控方式的时空变化格局，在细胞水平上证明相关miRNA及其目标基因对速生性状的形成及遗传
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稳定性的调控功能，确定关键基因表达的实时和定量数据；以miRNA或显微切割方法，获得或鉴定速生性状关键基因及其在体外表达的证据并做荧光原位定位。阐述林木速生优质无性系生长过程中miRNA及其目标基因等在速生优质林木无性系生长过程中的调控规律和分子机制。在国际相关SCI刊物上发表文章10-13篇：IF≥5以上的文章3-5篇。申请2项以上发明专利。
经费比例：13.5％
课 题 七：速生优质林木的聚合育种与分子改良
承担单位：中国林业科学研究院 负 责 人：张守攻 研究员
学术骨干：苏晓华、韩素英、费本华、张冰玉、黄秦军、黄敏仁、潘惠新 研究内容：采用分子诊断、RNAi、高通量干细胞繁育及分子育种等方法，突破
林木遗传改良关键技术，与经典的林木遗传改良技术有机结合，建立杨树、落叶松超高产、高抗逆、生长超速等所需目标高效稳定的技术平台，转化课题一～六机理研究所分离的速生优质相关基因，研究杨树、落叶松速生和优良性状形成的人工调控、品种改良及优良杂种稳定的途径，构筑速生优质性状的分子诊断与预测体系。进行新种质创制的示范研究，开创林木分子育种新模式。
研究目标：建立林木特有的分子育种与规模化繁育技术体系，解决杂种优良性状
固定和繁育的技术瓶颈，建立3-5个超高产、高抗逆、生长超速等高效稳定的技术平台，创制6-10个超高产、高抗逆、生长超速等林木新种质。在国际相关SCI刊物上发表文章7-10篇，申请6个以上林木遗传改良关键技术的发明专利或新品种注册权，在国际相关SCI刊物上发表文章5-7篇。
经费比例：17％(包括项目管理机动费用、课题总结与学术研讨会等）
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