《生命科學(xué)研究方法與規(guī)范》(研究生)全冊(cè)配套完整課件

《生命科學(xué)研究方法與規(guī)范》(研究生)全冊(cè)配套完整課件生命科學(xué)學(xué)院研究生：

生命科學(xué)研究的方法與規(guī)范本課程的宗旨為

培養(yǎng)科學(xué)風(fēng)尚和理念、

介紹科研思路和方法、

討論科研結(jié)果的分析和認(rèn)識(shí)、

引導(dǎo)科學(xué)方向和道路課程內(nèi)容9/7 1.科研的目的是什么？

科學(xué)問(wèn)題的選擇（馬紅）9/14 2.怎么做科學(xué)學(xué)術(shù)帶頭人（陳家寬）9/21 3.簡(jiǎn)介：試驗(yàn)（研究）設(shè)計(jì)、怎樣選擇最恰當(dāng)?shù)姆椒?，同?/p>

目標(biāo)有多種方法，對(duì)照的別要性

（盧寶榮）9/28 4.遺傳意義上（體內(nèi)）的相互作用；生化（分子）意義上

的相互作用（王學(xué)路）

10/12 5.遺傳分析的意義、特征和應(yīng)用

（馬紅）10/19 6.遺傳、生化、細(xì)胞生物學(xué)的優(yōu)缺點(diǎn)（馬紅）10/26 7.“Gainoffunction”的作用、基因表達(dá)性狀的意義（董愛(ài)武）課程內(nèi)容11/2 8.小鼠基因敲除研究方法（吳曉暉）

11/9 9.利用裂植酵母研究基礎(chǔ)和應(yīng)用問(wèn)題（呂紅）11/16 10.生物物理、神經(jīng)生物學(xué)等學(xué)科的思路和方法

上的特點(diǎn)（俞洪波）11/23 11.基因組學(xué)、蛋白組學(xué)的作用和局限性（盧大儒）11/30 12.比較基因組學(xué)、生物信息學(xué)、分子進(jìn)化生物學(xué)

（金力）12/7 13.生物多樣性、生態(tài)關(guān)系、物種起源（鐘揚(yáng)）

12/14 14.研究入侵植物的意義問(wèn)題、設(shè)計(jì)、

究系統(tǒng)與方法（李博）12/21 15.什么是全球變化？（趙斌）12/28 16.生物統(tǒng)計(jì)、群體遺傳、計(jì)算生物學(xué)（羅哲偉）1/4 17.分組同學(xué)報(bào)告（多位老師）科學(xué)研究的意義科學(xué)領(lǐng)域的現(xiàn)狀科學(xué)研究的技術(shù)條件導(dǎo)師和實(shí)驗(yàn)室的研究方向研究環(huán)境的優(yōu)勢(shì)本人的興趣本人的優(yōu)缺點(diǎn)科學(xué)研究要考慮的因素科學(xué)研究的意義關(guān)系到生命現(xiàn)象中基礎(chǔ)的、普遍的、有代表性的具有重要的應(yīng)用價(jià)值，比如和人類健康、農(nóng)業(yè)、環(huán)境保護(hù)等有關(guān)關(guān)系到生命現(xiàn)象中的重要環(huán)節(jié)或過(guò)程關(guān)注這類工作的人很多，有很高的人文價(jià)值科研方法上有發(fā)明創(chuàng)造，有很多廣的用途科學(xué)研究的意義關(guān)系到生命現(xiàn)象中基礎(chǔ)的：DNA的結(jié)構(gòu)、細(xì)胞分裂周期的調(diào)控、三羧酸循環(huán)、轉(zhuǎn)座子、細(xì)胞凋亡、動(dòng)物器官發(fā)育、DNA的復(fù)制、RNA的合成、光合作用、RNA剪切、蛋白質(zhì)磷酸化、蛋白降解等具有重要的應(yīng)用價(jià)值：青霉素、維生素K、DDT、傳染病、病毒等

關(guān)系到生命現(xiàn)象的重要環(huán)節(jié)：神經(jīng)系統(tǒng)、激素、離子通道、抗體結(jié)構(gòu)等重要方法：PCR、GFP、NMR、X-光衍射、單克隆抗體、基因敲除、RNAi等

怎樣尋找具有意義研究課題學(xué)習(xí)和關(guān)心生命現(xiàn)象，學(xué)好生命科學(xué)的基礎(chǔ)課了解哪些生命科學(xué)的問(wèn)題是沒(méi)有解決的多讀生命科學(xué)各個(gè)領(lǐng)域的文章，多聽(tīng)學(xué)術(shù)報(bào)告，包括專業(yè)外的報(bào)告關(guān)注國(guó)家和社會(huì)的需要，關(guān)注國(guó)際形勢(shì)和動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)和了解先進(jìn)方法，注意有哪些方面還有技術(shù)上的瓶頸科學(xué)研究的要素選擇重要問(wèn)題，化大問(wèn)題為小問(wèn)題；從某個(gè)方面、部分入手，采用某種方法，基于某個(gè)假設(shè)，等等觀察和認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象，總結(jié)規(guī)律，提出假設(shè)選擇研究體系，比如模式動(dòng)物；選擇研究方法，比如遺傳學(xué)；不同的問(wèn)題需要不同的體系和方法學(xué)習(xí)和了解先進(jìn)方法，注意有哪些方面還有技術(shù)上的瓶頸認(rèn)識(shí)科學(xué)研究的意義有的研究課題從設(shè)題時(shí)就有一定了解，并有研究目標(biāo)，意義可能比較明確，比如DNA結(jié)構(gòu)和細(xì)胞分裂周期的研究有的研究課題得到的結(jié)果可能和開(kāi)始的目標(biāo)不一樣，可以有以外的發(fā)現(xiàn)，比如具有催化作用RNA不論得到什么結(jié)果，都要考慮它的普遍性和代表性如果結(jié)果很專一，則要思考它從另一個(gè)角度反映什么更廣的生命科學(xué)問(wèn)題科學(xué)研究的主要領(lǐng)域基礎(chǔ)科學(xué)研究的是生命科學(xué)的重要科學(xué)問(wèn)題，比如遺傳規(guī)律，發(fā)育生物學(xué)，生態(tài)學(xué)等應(yīng)用科學(xué)研究的是人類社會(huì)中和生命有關(guān)的問(wèn)題，如人類健康、農(nóng)業(yè)(包括林、牧、漁)、環(huán)境、建材、藥品、能源等宏觀科學(xué)指的是研究比個(gè)體尺度更大的問(wèn)題，包括生態(tài)、分類、進(jìn)化等微觀科學(xué)指的是研究比個(gè)體尺度小的問(wèn)題，包括生化、分子、細(xì)胞、發(fā)育等生命科學(xué)的主要試驗(yàn)方法多種觀察手段，包括野外考察、衛(wèi)星攝影、顯微技術(shù)、凝膠成像、探針、活體標(biāo)記等遺傳分析手段，包括用自然個(gè)體差異、人為誘導(dǎo)突變、轉(zhuǎn)基因動(dòng)植物等生物化學(xué)手段，包括大分子的提取和分析、蛋白活性的測(cè)定、分子間的互作等細(xì)胞生物手段，包括蛋白的胞內(nèi)分布、細(xì)胞器結(jié)構(gòu)與功能、細(xì)胞骨架等細(xì)胞水平的研究分子生物學(xué)手段，主要依賴分子克隆技術(shù)生命科學(xué)中重計(jì)算的分支生物統(tǒng)計(jì)學(xué)，廣泛運(yùn)用生物信息學(xué)，也是

廣泛運(yùn)用分子進(jìn)化生物學(xué)，用DNA序列等分子信息來(lái)研究進(jìn)化生物學(xué)問(wèn)題功能組學(xué)，包括轉(zhuǎn)錄組學(xué)比較基因組學(xué)，需要統(tǒng)計(jì)和生物信息基礎(chǔ)模擬計(jì)算生物學(xué)，包括蛋白質(zhì)結(jié)構(gòu)模擬系統(tǒng)生物學(xué)，包括調(diào)控和互作網(wǎng)絡(luò)的研究試驗(yàn)條件的分析研究領(lǐng)域的現(xiàn)狀如何，比如PCR發(fā)明后使得少量的DNA(RNA)也可以分析；蛋白質(zhì)和其他分子則還不能人為地?cái)U(kuò)增單位和實(shí)驗(yàn)室的條件，有沒(méi)有需要的儀器沒(méi)有的話能否購(gòu)置，能否借用本人的技術(shù)背景，有沒(méi)有這方面的經(jīng)驗(yàn)，有沒(méi)有決心去學(xué)，能不能找到合作者哪些是要買的，哪些是要學(xué)的，哪些是要合作的，哪些是要暫時(shí)緩一緩的導(dǎo)師研究方向和自己的目標(biāo)之間的關(guān)系導(dǎo)師的方向是否包括你想做的內(nèi)容，導(dǎo)師會(huì)不會(huì)同意你做不同的項(xiàng)目實(shí)驗(yàn)室的條件是否適合做你想做的研究，導(dǎo)師是否在這方面有專長(zhǎng)實(shí)驗(yàn)室有沒(méi)有師兄師姐可以提供幫助，周圍有沒(méi)有別的實(shí)驗(yàn)室可以協(xié)助你自己有沒(méi)有相關(guān)的特長(zhǎng)和經(jīng)驗(yàn)；你和你的各種環(huán)境條件能否形成一個(gè)綜合優(yōu)勢(shì)怎樣確定自己的科研目標(biāo)理想性的目標(biāo)應(yīng)該是解決一個(gè)科學(xué)問(wèn)題，或得到一個(gè)有應(yīng)用價(jià)值的結(jié)果現(xiàn)實(shí)性的目標(biāo)是畢業(yè)，拿到學(xué)位，能夠找到工作或繼續(xù)深造為了解決科學(xué)問(wèn)題，首先要有合理的問(wèn)題；要畢業(yè)需要發(fā)文章，也就是要有可以出成果的課題這兩者處理好了不矛盾，但也有可能會(huì)有矛盾實(shí)現(xiàn)研究目標(biāo)的措施和導(dǎo)師商量確定研究目標(biāo)，并制定一個(gè)計(jì)劃；計(jì)劃要分段，每段有可檢驗(yàn)的指標(biāo)努力學(xué)習(xí)各種知識(shí)和方法，認(rèn)識(shí)研究課題的重要性，了解方法的必要性和可行性經(jīng)常和別人交流，聽(tīng)取意見(jiàn)，分析它們的合理性總結(jié)分析研究結(jié)果，努力得出合理的結(jié)論，認(rèn)識(shí)結(jié)果的意義，決定下一步的工作匯報(bào)人：馬

紅植物減數(shù)分裂過(guò)程中染色體相互作用的分子機(jī)理

申報(bào)單位：復(fù)旦大學(xué)推薦部門：教育部

上海市科委項(xiàng)目申請(qǐng)的案例：S973－重大研究計(jì)劃-發(fā)育與生殖項(xiàng)目摘要

減數(shù)分裂是生殖細(xì)胞形成所必須的特殊細(xì)胞分裂方式，通過(guò)兩次分裂，形成帶有正常體細(xì)胞染色體數(shù)目一半的精子或卵子。其核心分子細(xì)胞學(xué)事件是來(lái)自父本和母本的同源染色體間的相互作用，包括配對(duì)、聯(lián)會(huì)、交換及分離。

在減數(shù)分裂過(guò)程中，同源染色體重組造成了遺傳物質(zhì)的重新分配，增加了個(gè)體間的差異，使得父/母本和子代之間、子代的兄弟姐妹之間的遺傳物質(zhì)各有所別。沒(méi)有減數(shù)分裂就沒(méi)有千差萬(wàn)別的生命世界。減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體的配對(duì)、聯(lián)會(huì)、交換及分離的錯(cuò)誤可造成部分染色體的缺失或易位，或染色體數(shù)目增加或減少，會(huì)影響精／卵子的形成和質(zhì)量。對(duì)人類而言，減數(shù)分裂過(guò)程的錯(cuò)誤會(huì)引起不育和新生兒出生缺陷。對(duì)農(nóng)作物而言，如果在減數(shù)分裂過(guò)程發(fā)生錯(cuò)誤或受到干旱等逆境因素的影響就會(huì)造成減產(chǎn)甚至絕收。項(xiàng)目摘要

大多數(shù)農(nóng)業(yè)產(chǎn)品是植物的果實(shí)、種子這樣的生殖器官，必須經(jīng)過(guò)減數(shù)分裂才能產(chǎn)生，農(nóng)作物育種過(guò)程實(shí)際上就是優(yōu)良基因的組合與被選擇過(guò)程，通過(guò)減數(shù)分裂中同源染色體的重組和交換才能實(shí)現(xiàn)。

提高同源染色體重組頻率能夠加快育種進(jìn)程；降低同源染色體重組頻率則有利于已有優(yōu)良品種的維持。揭示植物減數(shù)分裂的分子機(jī)理可以促進(jìn)農(nóng)作物新品種培育和保持，對(duì)保障糧食安全有極其重要的意義。

采用植物材料研究減數(shù)分裂有著其它生物材料不可替代的優(yōu)勢(shì)，如植物生殖細(xì)胞取材方便、細(xì)胞學(xué)觀察較易、突變體誘發(fā)簡(jiǎn)單等。此外，研究表明植物減數(shù)分裂基因的功能與脊椎動(dòng)物的相似性，比果蠅、線蟲(chóng)與脊椎動(dòng)物的相似性更高，因此植物減數(shù)分裂的研究成果不僅可以服務(wù)于農(nóng)業(yè)生產(chǎn)和糧食生產(chǎn)，還可以為人類生殖健康提供借鑒和幫助。項(xiàng)目摘要

本項(xiàng)目正是瞄準(zhǔn)減數(shù)分裂中同源染色體相互作用這一重大科學(xué)問(wèn)題，以模式植物擬南芥、水稻和玉米等為材料，集成國(guó)內(nèi)植物減數(shù)分裂研究的優(yōu)勢(shì)力量，深入研究減數(shù)分裂過(guò)程的分子機(jī)理。擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題是：控制減數(shù)分裂過(guò)程中同源染色體的識(shí)別、配對(duì)、聯(lián)會(huì)及重組的關(guān)鍵元件是什么？這些元件之間是如何協(xié)調(diào)的？它們的功能在不同植物中的相似性和特異性是什么？為此本項(xiàng)目將設(shè)立四個(gè)課題：(1)同源染色體識(shí)別與配對(duì)的分子機(jī)理;(2)同源染色體聯(lián)會(huì)與交換的分子機(jī)理;(3)染色體間相互作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò);(4)減數(shù)分裂共性和特性的分子基礎(chǔ)。

通過(guò)本項(xiàng)目的研究力爭(zhēng)實(shí)現(xiàn)以下目標(biāo)：(1)建立減數(shù)分裂中染色體互作的分子細(xì)胞學(xué)圖譜和相關(guān)研究方法；(2)建立減數(shù)分裂時(shí)期特異的基因功能敲除技術(shù)體系；(3)研究20個(gè)左右減數(shù)分裂關(guān)鍵基因的主要生物學(xué)功能；(4)建立一個(gè)減數(shù)分裂基因調(diào)控網(wǎng)絡(luò)；(5)為指導(dǎo)人類生殖健康和糧食安全提供一批候選基因；(6)申請(qǐng)專利10項(xiàng)以上，發(fā)表高水平論文50篇以上。匯

報(bào)

提

綱一、立項(xiàng)依據(jù)與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題二、研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)和方案三、課題設(shè)置和技術(shù)路線四、工作基礎(chǔ)與研究條件五、研究隊(duì)伍總體情況六、特色與創(chuàng)新點(diǎn)減數(shù)分裂是有性生殖的必要環(huán)節(jié)產(chǎn)生單倍的配子(精子和卵子)染色體數(shù)目減半精卵融合后染色體數(shù)目恢復(fù)正常(2N)同源染色體間相互作用確保了染色體的正確分離核心事件是同源染色體間的相互作用配對(duì)聯(lián)會(huì)重組聯(lián)會(huì)復(fù)合體端粒交換分離同源染色體間交換造成遺傳物質(zhì)重新分配和個(gè)體差異

這種差異是生物多樣性和物種分化的必要條件減數(shù)分裂發(fā)生錯(cuò)誤直接影響生殖發(fā)育染色體數(shù)目的增加、減少，部分缺失或易位配對(duì)聯(lián)會(huì)重組分離××××聯(lián)會(huì)復(fù)合體端粒親本育性異常

影響雌雄配子的形成和質(zhì)量子代發(fā)育缺陷交換減數(shù)分裂直接影響人類生殖健康唐氏綜合癥：

多一條21號(hào)染色體染色體缺失或重復(fù)，數(shù)目增加或減少，影響精子或卵子形成和質(zhì)量可能導(dǎo)致不育造成約80%自然流產(chǎn)和新生兒缺陷減數(shù)分裂是農(nóng)作物遺傳改良的物質(zhì)基礎(chǔ)

基因間的重組依賴于同源染色體之間的交換

新品種選育就是優(yōu)良基因的組合與被選擇李振聲

院士袁隆平

院士提高重組頻率能夠加快育種進(jìn)程降低重組頻率有利于良種的保育和繁殖

培植容易、生殖器官多

染色體行為易于觀察

細(xì)胞全能性好植物是研究減數(shù)分裂的傳統(tǒng)材料

植物材料具有研究減數(shù)分裂的優(yōu)勢(shì)

2、模式植物分子信息豐富水稻、擬南芥和玉米等植物基因組測(cè)序已完成水稻擬南芥玉米3、減數(shù)分裂基因功能非常保守

植物比果蠅和線蟲(chóng)更接近于脊椎動(dòng)物1、植物易于正向和反向遺傳操作模式植物突變體豐富、轉(zhuǎn)化技術(shù)成熟染色體：僅對(duì)同源染色體識(shí)別、配對(duì)、聯(lián)會(huì)及重組進(jìn)行了細(xì)胞學(xué)研究細(xì)胞骨架：除紡錘體形成之外，微管和微絲在減數(shù)分裂前期的功能未知基因功能：已知功能基因少于總數(shù)的10%調(diào)控網(wǎng)絡(luò)：缺乏對(duì)同源染色體核心事件各種過(guò)程間的協(xié)調(diào)研究植物減數(shù)分裂研究現(xiàn)狀與不足減數(shù)分裂細(xì)胞被包裹在體細(xì)胞組織中，獲取費(fèi)時(shí)減數(shù)分裂細(xì)胞學(xué)研究缺乏有效的分子探針，阻礙了對(duì)基因功能的分析減數(shù)分裂部分重要基因參與有絲分裂過(guò)程，突變致死，難以研究其減數(shù)分裂的功能減數(shù)分裂分子機(jī)制研究的瓶頸減數(shù)分裂研究孕育著重大突破近年來(lái)，光鏡和電鏡技術(shù)的完善促進(jìn)了模式植物減數(shù)分裂細(xì)胞學(xué)研究應(yīng)用DNA芯片和高通量測(cè)序技術(shù)，少量樣品就可以提供全基因組信息遺傳學(xué)和基因組學(xué)方法加速了基因功能研究，已克隆和分析了50多個(gè)減數(shù)分裂基因最近建立的減數(shù)分裂特有基因沉默技術(shù)，為研究突變致死基因的減數(shù)分裂功能提供了可能關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題控制同源染色體識(shí)別、配對(duì)、聯(lián)會(huì)及交換的關(guān)鍵基因和調(diào)控元件是什么？這些基因和元件之間如何協(xié)調(diào)？它們的功能在不同植物中以及動(dòng)植物間有何相似性和特異性？一、立項(xiàng)依據(jù)與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題二、研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)和方案三、課題設(shè)置和技術(shù)路線四、工作基礎(chǔ)與研究條件五、研究隊(duì)伍總體情況六、特色與創(chuàng)新點(diǎn)匯

報(bào)

提

綱分析染色體相互作用過(guò)程中各種超分子結(jié)構(gòu)，如著絲粒、端粒、微管和微絲的功能確定控制同源染色體識(shí)別、配對(duì)、聯(lián)會(huì)及重組等過(guò)程的關(guān)鍵組分（DNA和蛋白質(zhì)）研究上述組分之間在轉(zhuǎn)錄、翻譯和蛋白修飾等水平上的調(diào)節(jié)機(jī)制揭示以上關(guān)鍵組分在不同植物及動(dòng)植物間的共性和特性主要研究?jī)?nèi)容總體目標(biāo)挖掘一批重要功能基因，闡明減數(shù)分裂中染色體相互作用的分子機(jī)理和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，取得重大原始創(chuàng)新成果進(jìn)一步提升我國(guó)在植物減數(shù)分裂分子機(jī)理方面的研究水平，力爭(zhēng)保持在該領(lǐng)域的國(guó)際領(lǐng)先地位充分認(rèn)識(shí)減數(shù)分裂的共性和特性，為人類生殖健康和農(nóng)作物品種改良提供理論依據(jù)在減數(shù)分裂研究領(lǐng)域，培養(yǎng)和造就一批具有國(guó)際競(jìng)爭(zhēng)力的優(yōu)秀中青年研究人才五年預(yù)期目標(biāo)建立染色體相互作用的分子細(xì)胞學(xué)圖譜和相關(guān)研究方法擴(kuò)展和完善減數(shù)分裂時(shí)期特異的基因沉默技術(shù)體系闡明20-30個(gè)減數(shù)分裂關(guān)鍵基因的主要生物學(xué)功能建立植物減數(shù)分裂重要功能基因的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)和數(shù)據(jù)庫(kù)申請(qǐng)專利10項(xiàng)以上，發(fā)表高水平論文50篇以上建立一個(gè)國(guó)際領(lǐng)先的創(chuàng)新性和綜合性的

植物減數(shù)分裂研究體系課題1課題2課題3課題4細(xì)胞骨架蛋白降解蛋白修飾染色體識(shí)別與配對(duì)染色體聯(lián)會(huì)和重組同源染色體分離染色體相互作用的分子機(jī)理遺傳篩選生化分析組學(xué)分析分子細(xì)胞學(xué)確定關(guān)鍵基因和功能分析關(guān)鍵基因共性和特性的分子基礎(chǔ)轉(zhuǎn)錄調(diào)控表觀修飾總體研究方案匯

報(bào)

提

綱一、立項(xiàng)依據(jù)與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題二、研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)和方案三、課題設(shè)置和技術(shù)路線四、工作基礎(chǔ)與研究條件五、研究隊(duì)伍總體情況六、特色與創(chuàng)新點(diǎn)課題設(shè)置課題1：

同源染色體識(shí)別和配對(duì)的分子機(jī)理課題2：

同源染色體聯(lián)會(huì)與交換的分子機(jī)理課題3：

同源染色體相互作用的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)課題4：

減數(shù)分裂共性與特性的分子基礎(chǔ)模式和其它植物

比較研究正常、突變體

自然變異、作物品種染色體及蛋白的分布和性狀共性與

特性真核

生物

分子

信息比較基因

組學(xué)和基因家族

分析真核生物

比較研究研究

材料正常、突變體

減數(shù)分裂特有沉默基因功能轉(zhuǎn)錄組學(xué)生物化學(xué)研究

方法調(diào)節(jié)機(jī)制基因表達(dá)蛋白活性總體技術(shù)路線模式植物

研究分子細(xì)胞遺傳學(xué)超分子

結(jié)構(gòu)染色體

性狀研究

內(nèi)容匯

報(bào)

提

綱一、立項(xiàng)依據(jù)與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題二、研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)和方案三、課題設(shè)置和技術(shù)路線四、工作基礎(chǔ)與研究條件五、研究隊(duì)伍總體情況六、特色與創(chuàng)新點(diǎn)工作基礎(chǔ)與研究條件一、資源優(yōu)勢(shì)二、方法優(yōu)勢(shì)三、基因克隆和功能研究四、轉(zhuǎn)錄組比較與基因家族研究

一批擬南芥和水稻減數(shù)分裂突變體

模式植物減數(shù)分裂細(xì)胞的轉(zhuǎn)錄組信息

玉米雙著絲粒和易位染色體材料

小麥1RS/1BL易位系資源優(yōu)勢(shì)ABC玉米B著絲粒易位到7號(hào)染色體積累了變異染色體材料

便于研究識(shí)別與配對(duì)玉米雙著絲粒的染色體小麥1RS/1BL易位系(Hanetal.,2006PNAS；2009PlantCell）技術(shù)優(yōu)勢(shì)

減數(shù)分裂特異基因沉默技術(shù)

分子細(xì)胞生物學(xué)技術(shù)

觀察染色體聯(lián)會(huì)的電鏡技術(shù)

動(dòng)態(tài)檢測(cè)研究細(xì)胞骨架技術(shù)減數(shù)分裂細(xì)胞特異表達(dá)的

DMC1建立了減數(shù)分裂特異基因沉默技術(shù)突變往往致死

不能用于減數(shù)分裂研究重疊基因減數(shù)分裂有絲分裂運(yùn)用以上技術(shù)研究有絲分裂和減數(shù)分裂

功能重疊基因的減數(shù)分裂功能箭頭指示同源染色體聯(lián)會(huì)

復(fù)合體中的重組節(jié)（Yangetal.,1999PNAS;Azumietal.,2002EMBOJ.;Chenetal.,2002Development;Yangetal.,2003PlantCell；Lietal.,2004PNAS;Chenetal.,2005PlantJ；Wijeratneetal.,2006MBC；Quanetal.,2008PlantJ）箭頭表示同源染色體形成的

聯(lián)會(huì)復(fù)合體建立了研究植物減數(shù)分裂染色體互作的電鏡技術(shù)本團(tuán)隊(duì)已克隆了多個(gè)植物減數(shù)分裂基因?yàn)橐阎蚩倲?shù)的30%左右核心事件中的關(guān)鍵基因：ZEP1、OsMER3、OsSPO11、RAD51、

RAD51C、PTD、RCK、OsRAD21、

OsRAD51減數(shù)分裂過(guò)程的調(diào)節(jié)基因：

SDS、ASK1、

ASK2、

MMD1紡錘體形成過(guò)程中的重要基因：

ATK1、KIN14b匯

報(bào)

提

綱一、立項(xiàng)依據(jù)與關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題二、研究?jī)?nèi)容、目標(biāo)和方案三、課題設(shè)置和技術(shù)路線四、工作基礎(chǔ)與研究條件五、研究隊(duì)伍總體情況六、特色與創(chuàng)新點(diǎn)國(guó)家“千人計(jì)劃”入選者（1人）杰出青年基金獲得者（1人）中科院“百人計(jì)劃”入選者（3人）中國(guó)青年女科學(xué)家獎(jiǎng)（1人）教授、研究員（9人）副教授、副研究員（8人）研究隊(duì)伍總體情況推薦項(xiàng)目首席科學(xué)家（兼第三課題負(fù)責(zé)人）馬

紅：50歲

教授

首批“千人計(jì)劃”獲得者1988美國(guó)麻省理工學(xué)院生物系（博士）88-90美國(guó)加州理工學(xué)院生物系（博士后）90-98冷泉港實(shí)驗(yàn)室擔(dān)任PI1998賓州州立大學(xué)生物系，副教授2002賓州州立大學(xué)生物系，教授2008全職回國(guó)，任復(fù)旦大學(xué)生命學(xué)院院長(zhǎng)

國(guó)際植物分子生物學(xué)雜志（PlantMolecularBiology）副主編2004獲得美國(guó)GuggenheimMemorialFellowship2005獲得美國(guó)NIHSeniorFellowship2005獲得賓州州立大學(xué)FacultyScholarMedalSDS(Azumietal.,2002EMBOJ.)ASK1(Yangetal.,1999PNAS)MMD1(Yangetal.,2003PlantCell)PTD

(Wijeratneetal.,2006Mol.Biol.Cell)克隆并功能分析了10個(gè)新的植物減數(shù)分裂過(guò)程中重要基因主要學(xué)術(shù)成績(jī)ASK2

(Zhaoetal.,2003PlantMol.Biol.)RAD51(Lietal.,2004PNAS)RAD51C(Lietal.,2005PlantPhysiol.)RCK(Chenetal.,2005PlantJ.)ATK1

(Chenetal.2002Development)KIN14b

(Quanetal.,2008PlantJ.)真核中首次發(fā)現(xiàn)植物中首次發(fā)現(xiàn)

或驗(yàn)證功能發(fā)表論文統(tǒng)計(jì)

論文162篇，科研論文116篇，綜述和評(píng)論46篇，統(tǒng)計(jì)如下：

其中第一作者:8篇;通訊作者:80篇;共同通訊作者:11篇IF>3共113篇;IF>5共86篇;IF>9共42篇總被引用次數(shù):6885（截至2010年5月）雜志篇數(shù)雜志篇數(shù)Cell4Development3Nature1PlantCell12NatureGenetics1PlantPhysiol.9Genes&Development5PlantJournal6CurrentBiol.7GenomeRes.1PNAS10GenomeBiology2EMBOJournal1Nuc.AcidsRes.2第一課題負(fù)責(zé)人

韓方普：中科院遺傳發(fā)育所研究員“百人計(jì)劃”入選者1998-2001年在以色列Weizmann研究所做博士后2001-2004年在加拿大農(nóng)業(yè)部做VisitingFellow和Biologist2004-2008年在美國(guó)UniversityofMissouri-Columbia合作研究利用小麥與長(zhǎng)穗偃麥草遠(yuǎn)緣雜交研究減數(shù)分裂，并首次發(fā)現(xiàn)促進(jìn)同源染色體配對(duì)的因子在玉米著絲粒研究發(fā)現(xiàn)減數(shù)分裂I姊妹染色體提早分離，著絲粒區(qū)Shugosin蛋白仍存在第一次發(fā)現(xiàn)穩(wěn)定遺傳的植物雙著絲粒染色體，并分析及其減數(shù)分裂染色體行為與功能在

PNAS、PlantCell、Annu.Rev.Genet.

等發(fā)表論文15篇程祝寬:中科院遺傳發(fā)育所研究員“國(guó)家杰出青年基金”獲得者

“百人計(jì)劃”入選者ChromosomeResearch、《科學(xué)通報(bào)》等雜志編委克隆水稻減數(shù)分裂基因MER3、ZEP1、OsSPO11及MEL2等完成水稻第8染色體著絲粒全長(zhǎng)序列測(cè)定及功能分析育成水稻成套初級(jí)三體、端三體、次級(jí)三體在

Nature、Nat.Genet.、PNAS、PLoSGenet.、GenomeRes.、

PlantCell、PlantJ.、PlantPhysiol.、JCS、Genetics等雜志發(fā)表論文30余篇第二課題負(fù)責(zé)人第四課題負(fù)責(zé)人孔宏智：中科院植物所研究員2002-2004，在美國(guó)賓夕法尼亞州立大學(xué)進(jìn)行合作研究現(xiàn)任

NewPhytologist編委、《生物多樣性》副主編作為通訊作者在

PNAS、MBE.、PlantJ.、PlantPhysiol.、Genetics和

Mol.Phylogenet.Evol.等刊物上發(fā)表論文20多篇從事進(jìn)化發(fā)育生物學(xué)和調(diào)控基因組學(xué)、分子進(jìn)化和比較基因組學(xué)分析，熟悉調(diào)控基因、基因家族和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的進(jìn)化對(duì)MADS-box、SKP1、F-box、recA/RAD51、Cyclin和ATK等減數(shù)分裂相關(guān)基因家族有深入研究近年來(lái)在Nature、NatureGenet.、Annu.Rev.PlantBiol.、PNAS、PlantCell、EMBOJ.、PLoSGenet.、PlantJ.、PlantPhysiol.、JCS、MBC和MBE等國(guó)際核心學(xué)術(shù)刊物上發(fā)表減數(shù)分裂相關(guān)論文110多篇影響因子>9有33篇團(tuán)隊(duì)成員前期已發(fā)表的重要論文重要的科學(xué)問(wèn)題：充分認(rèn)識(shí)減數(shù)分裂核心事件，為作物遺傳育種提供分子基礎(chǔ)，為人類生殖健康提供重要參考先進(jìn)的研究方法：采用植物減數(shù)分裂特異的基因沉默和細(xì)胞骨架的動(dòng)態(tài)檢測(cè)等前沿技術(shù)，揭示相關(guān)基因功能和調(diào)控網(wǎng)絡(luò)獨(dú)特的研究體系：充分發(fā)揮模式植物資源和特異作物材料的優(yōu)勢(shì)，分析減數(shù)分裂過(guò)程和基因功能的共性和特性特色與創(chuàng)新點(diǎn)減數(shù)分裂是動(dòng)植物生殖發(fā)育中的關(guān)鍵環(huán)節(jié)植物材料具有研究減數(shù)分裂的顯著優(yōu)勢(shì)本項(xiàng)目擁有堅(jiān)實(shí)的研究基礎(chǔ)，掌握了先進(jìn)的研究技術(shù)，組織了國(guó)際水平的研究團(tuán)隊(duì)結(jié)

束

語(yǔ)

本項(xiàng)目的實(shí)施，預(yù)期能取得突破性創(chuàng)新成果！

青年學(xué)術(shù)帶頭人的培育

是我們的歷史使命

報(bào)告人:陳家寬

2011年5月29日基本情況出生年月：

1947.3專業(yè)技術(shù)職務(wù)：

教授，1991年～至今

主要學(xué)術(shù)職務(wù)：

生態(tài)學(xué)國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科第一責(zé)任人（1997－2007）校學(xué)術(shù)委員會(huì)、學(xué)位評(píng)定委員會(huì)委員、研究生教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)副主任

院學(xué)位評(píng)定分委員會(huì)主席學(xué)科建設(shè)成效（一）碩士點(diǎn)（1997）——博士點(diǎn)（1999）——教育部重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（2000）——國(guó)家重點(diǎn)學(xué)科（2001）——“211工程”重點(diǎn)建設(shè)項(xiàng)目（2002－2006）——國(guó)內(nèi)學(xué)科前列（2007評(píng)估,7/9-2/9）學(xué)科建設(shè)成效（二）

將學(xué)術(shù)方向調(diào)整到有國(guó)家重大需求并可能有重大突破的前沿領(lǐng)域。創(chuàng)建了團(tuán)隊(duì)引進(jìn)新模式－歐美生態(tài)學(xué)家創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。成功舉辦了5期“復(fù)旦大學(xué)高級(jí)生態(tài)學(xué)暑期講習(xí)班”，Science作了報(bào)道。在崇明東灘建立了“長(zhǎng)江河口濕地生態(tài)系統(tǒng)野外科學(xué)觀測(cè)站”。

在國(guó)家有關(guān)部委和上海市

的決策中有重要影響力（一）

1、提出“在長(zhǎng)江河口建立國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)的必要性、可行性和重大價(jià)值”的建議，被內(nèi)參刊登，并被寫入“上海市2003－2005年環(huán)境保護(hù)和建設(shè)三年行動(dòng)計(jì)劃實(shí)施意見(jiàn)”；九段沙濕地于2005年被批準(zhǔn)為國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)。2、提出“加快促淤、強(qiáng)化保護(hù)、合理圈圍、科學(xué)利用”的動(dòng)態(tài)保護(hù)與利用灘涂方針，得到楊雄副市長(zhǎng)的充分肯定和采納。3、在《上海中長(zhǎng)期科學(xué)和技術(shù)發(fā)展規(guī)劃綱要》中有關(guān)“生態(tài)上海”的科技規(guī)劃中起到關(guān)鍵作用；為市科委提出“崇明生態(tài)島”專項(xiàng)的全部方案。

在國(guó)家有關(guān)部委和上海市

的決策中有重要影響力（二）

4、向上海市政府和國(guó)家林業(yè)局提出“崇明東灘鳥(niǎo)類國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)瓦花米草生態(tài)控制與鳥(niǎo)類棲息地優(yōu)化工程方案”被采納，工程近10億元。5、近10年來(lái)，上到長(zhǎng)江源頭的青藏高原，下到長(zhǎng)江、黃河、珠江的河口，先后在22個(gè)省、自治區(qū)的數(shù)十個(gè)自然保護(hù)區(qū)進(jìn)行考察，向國(guó)家環(huán)?？偛俊?guó)家林業(yè)局、水利部和農(nóng)業(yè)部提出了很多重要建議，許多著名保護(hù)區(qū)保護(hù)對(duì)象的確定和總體規(guī)劃都得到了我的指導(dǎo)。

主持科研項(xiàng)目

（共1612萬(wàn)元）

1、世博園區(qū)園林綠化建設(shè)技術(shù)集成與大世博綠地系統(tǒng)的構(gòu)建科技支撐計(jì)劃

06－08

121萬(wàn)

2、利用酵母基因組抗性譜技術(shù)篩選新型降血脂中藥

市科委重點(diǎn)項(xiàng)目

02－05

50萬(wàn)3、中藥DNA指紋鑒定關(guān)鍵技術(shù)市科委重點(diǎn)項(xiàng)目03－0590萬(wàn)4、上海九段沙濕地自然保護(hù)區(qū)綜合考察

浦東新區(qū)03－04

200萬(wàn)5、長(zhǎng)江河口新生濕地的演變規(guī)律、受損機(jī)制與修復(fù)途徑教育部重點(diǎn)項(xiàng)目

04－05

11萬(wàn)6、上海九段沙濕地生態(tài)系統(tǒng)的保護(hù)和調(diào)控的技術(shù)體系

市科委重大項(xiàng)目04－07

290萬(wàn)7、崇明東灘國(guó)際重要濕地的監(jiān)測(cè)、維持和修復(fù)技術(shù)市科委重大項(xiàng)目05－07

300萬(wàn)8、崇明東灘互花米草控制與鳥(niǎo)類棲息地優(yōu)化工程的關(guān)鍵技術(shù)研究市科委重大項(xiàng)目

07－09550萬(wàn)學(xué)術(shù)專著與論文陳家寛,2007年.大學(xué)教育與科技發(fā)展戰(zhàn)略研究.復(fù)旦大學(xué)出版社(48萬(wàn)字)陳家寛等,2003年.上海九段沙濕地自然保護(hù)區(qū)科學(xué)考察集.科學(xué)出版社(40萬(wàn)字)

發(fā)表SCI論文共67篇，通訊作者論文共19篇

教學(xué)

生物多樣性科學(xué)導(dǎo)論

研究生學(xué)位必修課

36學(xué)時(shí)，80－90人/年該課程是我國(guó)最早開(kāi)設(shè)該門課程全校各專業(yè)的研究生都有選修

科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略研究

研究生新視野課程

36學(xué)時(shí)，30－60人/年該課程對(duì)培養(yǎng)研究生科學(xué)發(fā)展戰(zhàn)略思路與眼光有重要幫助，全校各專業(yè)的研究生都有選修，將講課與考試演講結(jié)合主要學(xué)術(shù)/社會(huì)兼職（一）國(guó)際生物多樣性計(jì)劃中國(guó)國(guó)家委員會(huì)委員國(guó)家獎(jiǎng)勵(lì)委員會(huì)最高科技獎(jiǎng)、國(guó)家自然科學(xué)獎(jiǎng)評(píng)審委員國(guó)家環(huán)保部國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)評(píng)審委員會(huì)副主任水利部國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)評(píng)審委員會(huì)副主任農(nóng)業(yè)部野生水生動(dòng)植物國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)評(píng)審委員會(huì)副主任國(guó)家林業(yè)局國(guó)家級(jí)自然保護(hù)區(qū)評(píng)審委員會(huì)副主任農(nóng)業(yè)部瀕危水生野生動(dòng)植物種科學(xué)委員會(huì)委員科技部“973”領(lǐng)域評(píng)審專家教育部科技委生物學(xué)部（2）成員。主要學(xué)術(shù)/社會(huì)兼職（二）Cathya

編委植物分類學(xué)報(bào)（SCI）副主編

植物科學(xué)進(jìn)展

副主編

生態(tài)科學(xué)進(jìn)展

副主編

應(yīng)用生態(tài)學(xué)報(bào)水生生物學(xué)報(bào)生物多樣性濕地科學(xué)與管理云南植物研究武漢植物研究上海農(nóng)業(yè)學(xué)報(bào)等編委應(yīng)當(dāng)重視科技發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題戰(zhàn)略：“比喻決定全局的策略”

——現(xiàn)代漢語(yǔ)詞典科技發(fā)展戰(zhàn)略：指決定科學(xué)技術(shù)研究成功與否的策略。一個(gè)國(guó)家、一個(gè)部門、一個(gè)領(lǐng)域、一個(gè)學(xué)校都應(yīng)有科學(xué)研究的發(fā)展戰(zhàn)略問(wèn)題理念

1.研究方向是生命隊(duì)伍建設(shè)是核心科研平臺(tái)是基礎(chǔ)運(yùn)行機(jī)制是保證宏觀環(huán)境是保障

2.一支高水平的學(xué)術(shù)隊(duì)伍決無(wú)可能無(wú)序產(chǎn)生,

而要有目的、有組織的組建與培育。3.青年學(xué)術(shù)帶頭人的現(xiàn)狀將決定一個(gè)學(xué)科的前途。

4.30歲而立,35歲冒尖,40歲成名。

5.博士后中產(chǎn)生青年教師是我國(guó)大學(xué)學(xué)術(shù)隊(duì)伍建設(shè)的最主要途徑措施十六字方針精心挑選悉心指導(dǎo)嚴(yán)格要求關(guān)懷備至精心挑選標(biāo)準(zhǔn)：師出名門、訓(xùn)練有素、基礎(chǔ)堅(jiān)實(shí)、學(xué)有專長(zhǎng)、品德優(yōu)良

張文駒中科院昆明植物所閔天祿研究員武漢大學(xué)陳家寬教授

吳紀(jì)華

中科院水生所梁彥齡研究員

周銅水中國(guó)藥科大學(xué)徐國(guó)鈞院士馬志軍北京師范大學(xué)鄭光美院士

宋志平武漢大學(xué)陳家寬教授

趙斌日本廣島大學(xué)中越教授任文偉復(fù)旦大學(xué)金鑒明院士張文駒植物分類學(xué)野外采集與標(biāo)本鑒定吳紀(jì)華線蟲(chóng)分類學(xué)顯微鏡操作與繪圖周銅水生藥學(xué)植物化學(xué)與開(kāi)發(fā)馬志軍鳥(niǎo)類學(xué)野外考察與研究宋志平保護(hù)生物學(xué)傳粉生物學(xué)實(shí)驗(yàn)趙斌景觀生態(tài)學(xué)計(jì)算機(jī)技術(shù)與遙感任文偉生態(tài)經(jīng)濟(jì)學(xué)數(shù)據(jù)采集與綜合分析悉心指導(dǎo)指明方向：張文駒遺傳多樣性與DNA指紋圖譜吳紀(jì)華土壤生態(tài)學(xué)周銅水藥用植物質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)馬志軍遷徙鳥(niǎo)類生態(tài)學(xué)宋志平轉(zhuǎn)基因植物生物安全趙斌全球碳通量變化任文偉區(qū)域生態(tài)安全安排導(dǎo)師：張文駒盧寶榮教授吳紀(jì)華陳家寬教授周銅水陳家寬教授馬志軍陳家寬教授宋志平盧寶榮教授趙斌李博教授任文偉鐘楊教授委以重任：張文駒副系主任遺傳多樣性與進(jìn)化實(shí)驗(yàn)室建設(shè)吳紀(jì)華所長(zhǎng)助理顯微實(shí)驗(yàn)室的建設(shè)周銅水中心副主任天然藥物研究中心建設(shè)馬志軍李博助手負(fù)責(zé)高級(jí)生態(tài)學(xué)講習(xí)班宋志平盧寶榮助手轉(zhuǎn)基因植物生物安全體系建設(shè)趙斌陳吉泉助手長(zhǎng)江河口濕地野外臺(tái)站建設(shè)任文偉駱亦其助手長(zhǎng)江流域生態(tài)安全嚴(yán)格要求1、顧全大局，分擔(dān)公共事務(wù)；2、分工合作，形成團(tuán)隊(duì)優(yōu)勢(shì)；3、潛心研究，始終站在研究第一線；4、胸懷坦蕩，養(yǎng)成大氣與淡泊名利。關(guān)懷備至1、指導(dǎo)申請(qǐng)項(xiàng)目；2、創(chuàng)造研究條件；3、給予啟動(dòng)經(jīng)費(fèi)；4、安排招生指標(biāo)；5、提高收入水平；6、解除后顧之憂。我的教育與科研觀科學(xué)的社會(huì)功能是解決人的世界觀和我們面臨的問(wèn)題。只為自己的科學(xué)家是沒(méi)有出路的。只有基礎(chǔ)寬廣、堅(jiān)實(shí)的學(xué)者才可能有更寬闊的視野。優(yōu)秀的科學(xué)家一生應(yīng)在研究工作第一線。學(xué)術(shù)帶頭人應(yīng)該是科學(xué)的組織家、戰(zhàn)略家。學(xué)術(shù)帶頭人的魅力在于其有戰(zhàn)略眼光、創(chuàng)新性、睿智、責(zé)任心和堅(jiān)忍不拔的精神，要能兼容并蓄。學(xué)做學(xué)問(wèn)，先要學(xué)會(huì)做人。尊重別人才能獲得別人的尊重。求其上者得其中，求其中者得其下。不斷創(chuàng)新是科學(xué)研究的靈魂。良好的學(xué)風(fēng)是科學(xué)家的生命。科學(xué)論文的署名最能反映科學(xué)家的學(xué)風(fēng)?？蒲嘘?duì)伍建設(shè)的核心是培育創(chuàng)新精神與嚴(yán)謹(jǐn)學(xué)風(fēng)。青年教師要在穩(wěn)定的科研方向上做系統(tǒng)、深入的研究。青年學(xué)者不應(yīng)花費(fèi)時(shí)間去從事翻譯和文獻(xiàn)綜述。要學(xué)會(huì)與政府部門和公眾溝通的技巧。要具備用準(zhǔn)確、生動(dòng)的語(yǔ)言將艱深的科學(xué)道理講解給公眾聽(tīng)的能力。研究生教育的核心問(wèn)題不是數(shù)量而是質(zhì)量。研究生培養(yǎng)質(zhì)量不僅要看是他們?cè)谛Ｆ陂g發(fā)表的論文，更要看社會(huì)的認(rèn)可度。培養(yǎng)出的研究生能超過(guò)自己的導(dǎo)師才能算合格的導(dǎo)師。只有超過(guò)導(dǎo)師的研究生才算得上優(yōu)秀的研究生。愛(ài)護(hù)學(xué)生要超過(guò)愛(ài)護(hù)自己的子女。要特別重視博士生學(xué)位論文開(kāi)題與寫作的訓(xùn)練。要嚴(yán)格訓(xùn)練學(xué)生學(xué)會(huì)用科學(xué)的語(yǔ)言表達(dá)自己的學(xué)術(shù)思想。結(jié)束語(yǔ)青年學(xué)術(shù)帶頭人是我們希望所在！青年科學(xué)家任重而道遠(yuǎn)！TheDepartmentofEcology&EvolutionaryBiology,FudanUniversityBao-RongLu科學(xué)研究的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)Bao-RongLu

(盧寶榮)DepartmentofEcology&EvolutionaryBiologyMinistryofEducationKeyLaboratoryforBiodiversityScience&EcologicalEngineeringResearchinterests:Conservationbiology,systematicevolution,molecularecology,biosafetyMajorcommittees:PresidentElectInternationalSocietyforBiosafetyResearch(ISBR),Member:theChineseNationalBiosafetyCommittee,DeputyPresidentofShanghaiBotanicSocietyEditors:EnvironmentalBiosafetyResearch,CropResearch,AsianJofPlantSciences,JSystematics&evolution,BiodiversityScience,JPlantGeneticResources,RiceScience科學(xué)的實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)跛足而不迷路能趕過(guò)雖健步如飛但誤入歧途的人—弗蘭西斯培根好的開(kāi)頭等于成功了一半—中國(guó)寓言什么是科學(xué)研究？

WhatisscientificResearch?英文Research是什么意思？Re

Search（不斷尋找）尋找什么？？科學(xué)假設(shè)的結(jié)果？尋找答案（結(jié)果）？科學(xué)問(wèn)題→假設(shè)的結(jié)果？科學(xué)研究的藝術(shù)

—W.I.B.貝弗里奇所謂科學(xué)研究就是對(duì)新知識(shí)的探求。（操作和思維）

精密儀器在現(xiàn)代科學(xué)中有重要的作用。但我有時(shí)懷疑，人們是否容易忘記科學(xué)研究中最重要的工具始終是人的頭腦

科學(xué)研究方法的重要性良好的方法能使我們進(jìn)一步地發(fā)揮運(yùn)用天賦的才能而拙劣的方法則可能阻礙才能的發(fā)揮（卡萊爾）因此，科學(xué)研究方法在研究中具有非常重要的作用為什么要進(jìn)行“實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)”？Ahypothesisdrivenapproachofscientificresearch:-Conclusion-Finding

-TheoryScientificquestionHypothesisProof(design&conductExperiment)AnalysisAhypothesisdrivenapproachofscientificresearch:-Conclusion-Finding

-TheoryScientificquestionHypothesisProof(design&conductExperiment)Analysis實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)的基本要求實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該根據(jù)驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)的目的是否充分驗(yàn)證科學(xué)假設(shè)Thepurposeofanexperiment（實(shí)驗(yàn)的目的）

TesthypothesesdevelopedfromscientificquestionsusingapropermethodologyExploretheunknownworldinascience-basedwayProvetheoriesproposedpreviously實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)應(yīng)該考慮的因素Whatarescientificquestions&hypothesis

tested?Whatareexperimentalconditions:sites,climate,distance,labs?Whatareexperimentalmaterials?Experimentallayout&designLabfacilitiesDatacollection&analysis…“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”必不可少“對(duì)照實(shí)驗(yàn)”是生物學(xué)實(shí)驗(yàn)中最重要的概念之一生物學(xué)實(shí)驗(yàn)多采用“比較實(shí)驗(yàn)”的方法“對(duì)照組”——作為比較標(biāo)準(zhǔn)“實(shí)驗(yàn)組”——比較實(shí)驗(yàn)結(jié)果差異“空白組”——檢驗(yàn)實(shí)驗(yàn)條件“隨機(jī)性”的原則科學(xué)實(shí)驗(yàn)在不同環(huán)境中進(jìn)行為了排除人為和環(huán)境條件影響對(duì)“取樣”、“操作過(guò)程”和“空間設(shè)置”都要保持隨機(jī)性設(shè)置“重復(fù)”是保證隨機(jī)性的有效方法之一“控制條件”也是非常有效方法“統(tǒng)計(jì)學(xué)”的理念生物學(xué)實(shí)驗(yàn)最重要的是要有“可重復(fù)性”實(shí)驗(yàn)結(jié)果是“小概率”事件，還是具有普遍規(guī)律？獲得的差異是否具有“顯著性”？沒(méi)有統(tǒng)計(jì)的支持很難下結(jié)論實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)之初就要將實(shí)驗(yàn)結(jié)果將如何統(tǒng)計(jì)考慮在內(nèi)Howtodesignaresearchexperiment?Beforestartanexperimentorresearch,writedownawork-plan(projectproposal)Aresearchwork-plan:

（開(kāi)題計(jì)劃）TitleoftheexperimentRational&Objectives

(references)Mainresearchcontents&activities(Core)Technicaldetails(Core)Timeframe(deadlines)ExpectedoutputsBudget1.ProposeaTITLEoftheexperimentComparethetitlewiththatinapublishedpaperThreeimportantcomponentsinatitle:TheexpectedfindingsMaterialstobeincludedMethodstobeusedDifferentiationofChinesetraditionalricerevealedbyRAPDmarkersDifferentiationofChinesetraditionalricerevealedbyRAPDmarkersComponentsinatitle2.RATIONAL&OBJECTIVESWhatisthescientificproblem(itsglobalstatus)WhatisthesignificancetoaddresssuchaproblemWhathavebeensolved&whataretheremaining(knowledgegaps)Whatishypothesis

fortheproblemWhatareobjectivesoftheprojectWhatwillbedone(researchcontents)Scientificquestions?Samples:(Objectives)3.ResearchCONTENTS&ACTIVITIESWhatwillbestudiedintheexperiment(orresearch)Relatingresearchcontentstoobjectives(應(yīng)根據(jù)科學(xué)假設(shè)的要求)Willthestudyanswerthescientificquestions?Canthestudytesthypotheses?Arrangeactivitiesinalogicway

研究?jī)?nèi)容：（實(shí)例）建立花粉介導(dǎo)的水稻轉(zhuǎn)基因逃逸預(yù)測(cè)模型

構(gòu)建抗蟲(chóng)（Bt和CpTI）和抗除草劑（EPSPS）轉(zhuǎn)基因水稻與野生稻/雜草稻的雜交及自交、回交后代試驗(yàn)群體檢測(cè)轉(zhuǎn)基因在雜種和不同世代群體中的表達(dá)水平和遺傳規(guī)律分析轉(zhuǎn)基因在特定選擇壓力下對(duì)野生稻/雜草稻適合度的影響分析含轉(zhuǎn)基因的野生稻個(gè)體在群體中的生存、競(jìng)爭(zhēng)能力、擴(kuò)散過(guò)程及其進(jìn)化潛力4.TechnicalDETAILSProvidedetailinformationfortheexperimentsForexample:Technicalroad-mapsExperimentalsitesExperimentalmaterialsFieldexperimentallayoutLabexperiments分子進(jìn)化研究(A)Technicalroadmaps(B)Selectingexperimentalsites

Typical&representative,abletoanswerthequestionsConsiderclimateinfluencesConsiderhuman&animalinfluencesAvoidtoolargedifferences/heterogeneousatthesites(C)CollectingresearchmaterialsSufficienttoaddressthequestions(statisticalpower)Considersamplingstrategy(randomvs.structured)Living&freshmaterialsReplicates&controls(D)ExperimentallayoutExperimentTreatmentVariablesReplicatesRandomizedlayoutRandomblockinglayoutControlGeneflowbetweenhybrid&traditionalricevarietiesHybridricexlandrace

Rongetal.2004設(shè)立實(shí)驗(yàn)對(duì)照生命科學(xué)的研究通常采用比較生物學(xué)的方法設(shè)立正確的對(duì)照在實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)中非常重要空白對(duì)照陰性（陽(yáng)性）對(duì)照親本對(duì)照F1♀WildriceGMrice

♂×F1

Transgene(+

)F2

sub-populationwithtransgene(++,+

)F2F2

sub-populationwithouttransgene()F3sub-populationwithtransgene(+

+)F3

sub-populationwithouttransgene()FitnessofGM/weedyricehybrids×rice案例分析F1Hybrids(weedy-crop)GMricelines(CpTIorBt/CpTI)WeedyriceparentsPureormixedplantingFitnessstudyofF1populations**+******+Insectindex&seedproductionofF3NaturalinsectpressureLowinsectpressureNo.ofseedsInsectindex(E)LabexperimentdesignChemicalBiochemicalMolecularPhysiological(referringtoexp.Layout)(F)DatacollectionVariables(replicates&treatment)PlanaheadthedatacollectionQuality(accuracy,replicatesetc.)Spatial&timeconsiderationStatisticallysound(G)DataanalysisSimplemean/average(withSD)SinglevariantanalysisMultivariateanalysisDifferentanalyticalsoftwarepackage(Popgene,Ntsyset.)5.TIMEframeListallresearchactivitiesagainsttimeperiod2009-2010…20010-2011…2011-2012…(Example)6.ExpectedOUTPUTS（預(yù)期結(jié)果）WhatwillyouachieveWhatresultsyouareexpectingPublicationsTechnicalreports預(yù)期成果(實(shí)例):獲得亞洲含SY基因組30個(gè)Elymus和3個(gè)Psedoroegneria物種的matK、ITS和Adh的序列建立亞洲含SY基因組Elymus物種的系統(tǒng)進(jìn)化樹(shù)（Genetree）揭示這些物種中S基因組的起源及其與母本供體的關(guān)系闡明亞洲含SY基因組Elymus物種染色體同源性地理分化的分子學(xué)基礎(chǔ)項(xiàng)目完成后將在國(guó)內(nèi)、外刊物上發(fā)表論文3-6篇，其中SCI收錄的刊物上3-5篇7.BUDGETIndicatefundsneededfortheprojectListalltheitems(includingpersonnel)tobeusedintheprojectExplainthebudgetedfundsagainsteachitem/researchactivityNSFC項(xiàng)目申請(qǐng)書(shū)撰寫提綱（實(shí)例）（一）立項(xiàng)依據(jù)與研究?jī)?nèi)容（4000-8000字）：

項(xiàng)目的立項(xiàng)依據(jù)（研究意義、國(guó)內(nèi)外研究現(xiàn)狀及發(fā)展動(dòng)態(tài)分析，需結(jié)合科學(xué)研究發(fā)展趨勢(shì)來(lái)論述科學(xué)意義；或結(jié)合國(guó)民經(jīng)濟(jì)和社會(huì)發(fā)展中迫切需要解決的關(guān)鍵科技問(wèn)題來(lái)論述其應(yīng)用前景。附主要參考文獻(xiàn)目錄）項(xiàng)目的研究?jī)?nèi)容、研究目標(biāo),以及擬解決的關(guān)鍵科學(xué)問(wèn)題。（此部分為重點(diǎn)闡述內(nèi)容）擬采取的研究方案及可行性分析。（包括有關(guān)方法、技術(shù)路線、實(shí)驗(yàn)手段、關(guān)鍵技術(shù)等說(shuō)明）本項(xiàng)目的特色與創(chuàng)新之處。年度研究計(jì)劃及預(yù)期研究結(jié)果。（包括擬組織的重要學(xué)術(shù)交流活動(dòng)、國(guó)際合作與交流計(jì)劃等）（二）研究基礎(chǔ)與工作條件工作基礎(chǔ)（與本項(xiàng)目相關(guān)的研究工作積累和已取得的研究工作成績(jī)）工作條件（包括已具備的實(shí)驗(yàn)條件，尚缺少的實(shí)驗(yàn)條件和擬解決的途徑，包括利用國(guó)家實(shí)驗(yàn)室、國(guó)家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室和部門重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室等研究基地的計(jì)劃與落實(shí)情況）申請(qǐng)人簡(jiǎn)介（包括申請(qǐng)人和項(xiàng)目組主要成員的學(xué)歷和研究工作簡(jiǎn)歷，近期已發(fā)表與本項(xiàng)目有關(guān)的主要論著目錄和獲得學(xué)術(shù)獎(jiǎng)勵(lì)情況及在本項(xiàng)目中承擔(dān)的任務(wù)。論著目錄要求詳細(xì)列出所有作者、論著題目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止頁(yè)碼等；獎(jiǎng)勵(lì)情況也須詳細(xì)列出全部受獎(jiǎng)人員、獎(jiǎng)勵(lì)名稱等級(jí)、授獎(jiǎng)年等）承擔(dān)科研項(xiàng)目情況（申請(qǐng)人和項(xiàng)目組主要成員正在承擔(dān)的科研項(xiàng)目情況，包括自然科學(xué)基金的項(xiàng)目，要注明項(xiàng)目的名稱和編號(hào)、經(jīng)費(fèi)來(lái)源、起止年月、與本項(xiàng)目的關(guān)系及負(fù)責(zé)的內(nèi)容等）完成自然科學(xué)基金項(xiàng)目情況（對(duì)申請(qǐng)者負(fù)責(zé)的前一個(gè)已結(jié)題科學(xué)基金項(xiàng)目（項(xiàng)目名稱及批準(zhǔn)號(hào)）完成情況、后續(xù)研究進(jìn)展及與本申請(qǐng)項(xiàng)目的關(guān)系加以詳細(xì)說(shuō)明。另附該已結(jié)題項(xiàng)目研究工作總結(jié)摘要（限500字）和相關(guān)成果的詳細(xì)目錄）（三）經(jīng)費(fèi)申請(qǐng)說(shuō)明購(gòu)置5萬(wàn)元以上固定資產(chǎn)及設(shè)備等，須逐項(xiàng)說(shuō)明與項(xiàng)目研究的直接相關(guān)性及必要性。（四）其他附件清單（附件材料復(fù)印后隨紙質(zhì)《申請(qǐng)書(shū)》一并上交）（隨紙質(zhì)申請(qǐng)書(shū)一同報(bào)送的附件清單，如：不具有高級(jí)專業(yè)技術(shù)職務(wù)、同時(shí)也不具有博士學(xué)位的申請(qǐng)人應(yīng)提供的推薦信；在職研究生申請(qǐng)項(xiàng)目的導(dǎo)師推薦信等。在導(dǎo)師的推薦信中，需要說(shuō)明申請(qǐng)項(xiàng)目與學(xué)位論文的關(guān)系，承擔(dān)項(xiàng)目后的工作時(shí)間和條件保證等）Questions?Designanexperiment:

acaseanalysisTitle:EcologicalimpactsofescapedBttransgenetowildriceRational&Objectives:TransgenicricewillbecultivatedcommerciallyThereisaconcernontransgeneescape&environmentalbiosafetyScientificquestion:Dosetransgenecauseecologicaladverseeffectbychangefitnessinwildricepopulation?Hypothesis:H1—TransgenewillincreasefitnessofwildriceH0

—TransgenewillnotchangefitnessofwildriceMainresearchcontents&activities:構(gòu)建轉(zhuǎn)基因水稻與野生稻的雜交、自交、回交后代試驗(yàn)群體分析Bt基因在特定選擇壓力下對(duì)野生稻適合度（fitness）的影響分析含轉(zhuǎn)基因的野生稻個(gè)體在群體中的生存競(jìng)爭(zhēng)、擴(kuò)散過(guò)程及進(jìn)化潛力Technicaldetails:Basedonthedeterminedresearchcontents,adetailedexperimentdesigncanbeoutlinedAroad-map,chart&detaildescriptionshouldbedevelopedA.構(gòu)建轉(zhuǎn)基因水稻與野生稻的雜交、自交、回交后代試驗(yàn)群體Including

controlsinexperimentsBt

or

non-Bt轉(zhuǎn)基因（Bt）稻與野生稻雜交后代群體BtBtBt___F1F2自交F1BC1xW回交Bt___1:2:11:1B.分析Bt基因在特定選擇壓力下對(duì)野生稻fitness的影響利用已構(gòu)建的實(shí)驗(yàn)群體（F1，

F2，F(xiàn)3，BC1等）設(shè)計(jì)受控實(shí)驗(yàn)，檢測(cè)在不同選擇壓力下實(shí)驗(yàn)群體的fitness性狀表現(xiàn)分析轉(zhuǎn)基因在不同世代中對(duì)野生稻fitness的影響ExperimentlayoutforfitnessanalysisBtNon-BtInsectsNoinsectsCharacterization(fordatacollecting)C.分析含轉(zhuǎn)基因的野生稻個(gè)體在群體中的生存競(jìng)爭(zhēng)、擴(kuò)散過(guò)程及進(jìn)化潛力建立野生稻人工群體，并將含轉(zhuǎn)基因的雜種及各世代個(gè)體種植于該群體中研究攜帶不同目標(biāo)轉(zhuǎn)基因的野生稻個(gè)體在群體中的生存、競(jìng)爭(zhēng)能力以及擴(kuò)散過(guò)程通過(guò)群體遺傳分析，揭示目標(biāo)轉(zhuǎn)基因的進(jìn)化潛力以及對(duì)種群動(dòng)態(tài)的影響6.ExpectedoutputsTransgenewillincrease(ornotaffect)fitnessofwildricepopulationsKnowledgeonescapeofatransgenetowildricepopulationsenhancedQuestions&Discussions遺傳上和生化上的相互作用王學(xué)路2011/09/28為什么研究互作?大部分生化途徑或生命過(guò)程要經(jīng)過(guò)多個(gè)步驟；很多因子參與同一個(gè)生化或生命過(guò)程；很多生化和生命過(guò)程受到一種因子的影響；生命過(guò)程是一個(gè)復(fù)雜的調(diào)控網(wǎng)絡(luò)研究互作是揭示這些調(diào)控網(wǎng)絡(luò)的必要手段！遺傳研究的重要性遺傳學(xué)是通過(guò)分析可遺傳的性狀（表型）來(lái)認(rèn)識(shí)生命現(xiàn)象遺傳研究通過(guò)比較個(gè)體間的差異從而了解基因的功能遺傳上的互作主要通過(guò)表型分析確定基因之間或者途徑之間的功能關(guān)系,也就是遺傳分析。1，Complementaryeffect：

兩個(gè)基因控制同一生化、發(fā)育或信號(hào)途徑的不同步驟：9:7TypesofGeneticInteraction底物產(chǎn)物中間體AB無(wú)表型完全表型無(wú)表型2，Additiveeffect

兩個(gè)基因獨(dú)立作用但有累加效應(yīng)：9：6：1

TypesofGeneticInteraction底物產(chǎn)物中間體AB部分表型完全表型中間體+=3，Duplicateeffect

兩個(gè)基因具有完全相同的作用：15:1TypesofGeneticInteraction底物產(chǎn)物ABor4,Epistasis其中一對(duì)基因Bb(本身也控制性狀的表現(xiàn))對(duì)另一對(duì)基因Aa的表現(xiàn)有遮蓋作用

顯性上位：12:3:1=__B_:A_bb:aabb隱形上位：9:3:4=A_B_:aaB_:__bbTypesofGeneticInteraction5.Inhibitoryeffect

其中一對(duì)顯性基因，本身并不控制性狀的表現(xiàn)，但對(duì)另一對(duì)基因的顯性表現(xiàn)有抑制作用：13:3=（__B_+aabb）：A_bbGeneticanalysisRatioofsegregationAnalysisofdoubleormultiplemutantsOver-expressionunderdifferentbackgroundsKnock-outunderdifferentbackgroundsSuppressorscreening:intragenicandintergenicEnhancerscreening生化上相互作用的重要性DNAreplicationTranscriptionTranslationSplicingCellcyclecontrolSignaltransductionIntermediarybiosynthesisandmetabolism是任何細(xì)胞過(guò)程所必須的是揭示生物小分子或者大分子之間調(diào)控的必要手段Smallmolecules-MacromoleculesAmongvariousmacromolecules生化上相互作用的種類DNAProteinsRNAPolysaccharidesLipidsProteinaffinitychromatographyYeasttwohybridMethodstostudyprotein-proteinphysicalInteractionGSTPull-downProtein-proteinInteractionProteinprobingProtein-proteinInteractionCo-immunopercipitation（CoIP）BimolecularfluorescencecomplementationSplit-YFP;Split-luciferaseFluorescenceresonanceenergytransfer(FRET)Geneticandbiochemicalstudiestoestablishbrassinosteroidsignalingpathway大量外源和內(nèi)源信號(hào)調(diào)控植物的生長(zhǎng)發(fā)育LightTemperatureWaterNutrientsPathogensPhysicalforceAuxinsGibberellinsEthyleneCytokininsABABRsPeptidesOthermoleculesExternalsignalsInternalsignalsWhatarethesignals?EnvironmentalsignalsInternalsignalsPerceptionTransductionTranscriptionalregulationSignalTransduction？Signaltransductionisaprocessbywhichacellconvertsasignalorstimulu