近20年来一直从事槭树科植物资源收集、品种选育、栽培、生理生化及相关分子机制研究,尤其是在元宝枫林木遗传育种与分子生物学,基于基因组学、转录组学及代谢组学解析代谢产物合成及调控机制等方面一些科研成果。
元宝枫(Acer truncatum)是我国特有的多功能木本油料树种,属于大乔木、生长量大、材性好、生命周期长,具有耐旱、耐盐碱、耐贫瘠的生物学特性,可作为盐碱及丘陵坡地等困难立地的优良林木新资源,根据其观赏性、抗旱、耐盐碱等特性,在黄河故道、荒山坡地等困难立地可开展栽培应用。其叶、果、皮、枝条、木材都能高效开发利用,全身都是宝。元宝枫籽油中含有的不饱和脂肪酸达90%以上,且富含稀有物质神经酸,神经酸是人体神经纤维和神经细胞的核心成分,也是目前发现的唯一能修复神经纤维和促进神经细胞再生的双效神奇物质,在预防和治疗脑类相关疾病潜力巨大,而元宝枫油脂以不饱和脂肪酸为主(90%以上),油脂品质好,后续可作为我国重要的油料来源,在扶贫产业、粮油产业、国民健康医疗产业中潜力巨大,因此,持续、稳步开展元宝枫的相关研究具有重要意义。
作为槭树团队负责人,在槭树品种选育研究方面已经做了大量前期技术储备工 作。建立了 170 余亩的槭树资源圃,保存槭属种质资源 150 份,栽培品种 150 份。2018 年,研究团队建立的槭树资源圃被江苏省林业局评定为省级林木良种基地。针对已收集的槭属种质资源,建立了一套“资源基本信息档案”,并加强了资源的评价创新与利用。自主选育的槭树新品种获省级良种3个、国家植物品种权8个,已筛选出槭树优良品系 23 份,元宝枫抗性优良候选株系 5 份。近年来,主持完成国家重点研发计划“元宝枫优异新种质创制与优质高产良种选育”、星火计划、江苏省高新技术项目、江苏省林业三新工程、江苏省自主创新、江苏省产学研项目等国家及省部级课题20余项,其中槭树方面的研究课题15项;完成农业园区类规划30余项。f发表相关研究论文40余篇,制定地方标准3项,申请槭树相关发明专利 6 个(已授权 2 个)。 研究团队在国际首次成功完成高质量基因组图谱构建,并发表于国际高质量期刊杂志上;目前共挖掘出调控神经酸、油酸、亚油酸等油脂合成的关键候选基因及转录因子 35 个,构建了油脂合成代谢通路网路;此外鉴定了元宝枫抗旱 LEA 基因家族,筛选候选 LEA 抗旱基因12个,并进行了功能基因验证;研究团队还利用 Co-60 辐射及秋水仙素处理技术诱变获得元宝枫观赏、抗性、油用等候选株系 35 个;在元宝枫植物组织培养、扦插快速繁殖技术上已获得重要突破,以上相关研究基础为本项目的开展奠定了重要的理论和技术基础。