实验室优势特色
内蒙古自治区地处祖国北部边疆,拥有12亿亩草原,约占全国天然草原面积的27.2%,向日葵种植面积全国第一、马铃薯种植面积连续多年位居全国前三、也是我国大豆、玉米的主要产区之一,国家对内蒙古自治区的战略定位就包括筑牢我国北方重要生态安全屏障、建设国家重要农畜产品生产基地,因此内蒙古在保障国家生态安全、服务经济社会发展等方面具有不可替代的战略地位。、
内蒙古草原孕育了十分丰富的特色生物资源,但80%以上的草原存在不同程度的退化,30%以上退化严重。究其原因,我国长期以来对优良牧草物种形成、群体演化、遗传多样性及生态适应性形成分子机制等方面的基础研究薄弱,系统性缺乏针对不同类型退化草地、不同恢复措施的草种质资源,成为严重影响退化草原恢复进程、制约北方生态安全屏障构建的瓶颈问题之一。草原矿质营养对牧草生产力和牲畜营养品质的影响,植物资源以及与植物共生的微生物资源调查,地道药用植物资源利用还缺乏系统研究。马铃薯、向日葵、大豆等优势特色作物耐逆、高产、优质等重要农艺性状机理的解析,以及种质创新的技术瓶颈亟需突破。
内蒙古大学是新中国在少数民族地区创建的第一所综合性大学,也是自治区唯一的国家“双一流”建设高校。“生物学”学科作为建校初期就设立的6个学科之一,始终秉承中科院学部委员李继侗先生提出的“面向草原,旁及农林”办学方针,坚持立足科学前沿,以研究和解决我国北方草地动植物资源及农牧业生产中的重大关键问题为任务和使命。在李博院士、马毓泉教授、刘钟龄教授、方天祺教授等老一辈科学家开创的草地生态、植物分类、遗传改良研究的基础上,牧草与特色作物生物学教育部重点实验室主动担当、以服务国家、自治区重大战略需求为任务和使命,将科学研究聚焦到解决牧草生物学、特色作物生物学、草地植物资源保护利用的关键环节。
牧草生物学研究方向,围绕羊草、荒漠区饲用灌木等优质牧草和抗逆植物资源开展基础和应用基础研究,挖掘优良牧草种质和抗逆基因资源,阐明牧草关键矿质营养形成机理,建立和集成牧草高效遗传转化、基因编辑、生产力提升技术体系,以选育和创制一批适于退化草地修复、优质牧草生产的新种质为目标,解决退化草地生态修复、矿区植被重建、优质苜蓿干草主要依赖进口等“卡脖子”问题。
特色作物生物学方向,围绕严重限制自治区马铃薯、向日葵、大豆、玉米等优势主栽农作物病虫害多发、重要农艺性状遗传基础不清、良种匮乏、配套栽培技术落后等主要问题,挖掘抗病、抗虫关键基因,阐明向日葵列当寄生机理,创制马铃薯遗传研究模式材料,研发马铃薯水肥一体化精准灌溉和病虫害快速检测技术,为自治区绿色农畜产品生产基地建设,服务乡村振兴战略提供科技支撑。
草地植物资源方向,以调查、搜集、保护和挖掘利用自治区特有植物资源为主要目标,在实验室三代植物学工作者的共同努力、接续奋斗下,分别在1985年、1998年和2020年完成了《内蒙古植物志》第一、二、三版的出版。《内蒙古植物志》是我国目前唯一一部持续更新的地方植物志,也是我国第一部进行过三次修订的省级植物志书。全书共6卷,571.6万字,收载了内蒙古野生维管植物144科、737属、2619种,彻底厘清了内蒙古草原植物资源家底。
科学研究展望(2021-2025)
今后五年,面向植物生物学国际发展前沿科学问题,围绕内蒙古自治区在生态屏障和绿色农畜产品基地建设等方面的重大科技需求,重点开展以下研究工作:
(1)瞄准植物矿质营养和品质形成的分子机理等前沿科学问题,针对国家在草原生产力提升和草原生态修复过程中,乡土牧草种质资源匮乏、规模化繁育水肥技术缺位等科技需求,开展内蒙古温带草原主要建群乡土牧草、荒漠草原饲用灌木种质资源收集、矿质营养和品质形成机制研究,开展乡土牧草根部和根际微生物的互作机制研究。
(2)瞄准饲用作物环境适应机理的前沿科学问题,针对国家区域性饲草短缺和土地退化问题,在内蒙古农牧交错带,开展栽培牧草地上营养生长和地下微生物环境的偶联机制研究,实现栽培牧草高效安全生产和土地耕作质量提升的双目标。
(3)瞄准农作物农艺性状形成的机制等前沿科学问题,针对国家农业种质创新的重大科技需求,聚焦马铃薯、向日葵和大豆等内蒙古特色作物,开展地方性适应性品种选育,以及抗病和品质形成机理系统性研究。
(4)瞄准药用植物活性成分鉴定、生物合成途径和功能作用靶点等前沿科学问题,针对国家发展中蒙药产业需要,明确中蒙药材道地性的生物学基础等重大科技需求,聚焦内蒙古特有蒙医药用植物蒙古黄芪、锁阳等,揭示非生物逆境在其药用品质形成中的独特作用机理,建立人工规模种植高品质特色药用植物技术规程。