黑龙江大学生态学学科介绍

2021-09-24 13:14宋福强
黑龙江大学工程学报 2021年3期
关键词:丛枝菌根寒地

黑龙江大学生态学学科创建于2007年,是生物学(一级学科)下的二级学科,2011年获批生态学二级学科硕士学位授权点,2012年获批黑龙江大学校级重点学科(省级重点培育学科),2017年获批生态学一级学科博士授权点,同年,获批黑龙江省寒地生态修复与资源利用省级重点实验室,2018年获批黑龙江省生态学领军人才梯队,2019年获批黑土污染控制与生态修复黑龙江省科学技术创新团队。

学科现有教师35名,其中教授12人、副教授18人,具有博士学位的教师占94.3%,45岁以下教师占71.4%,学科人才队伍精良。学科成员入选国家级百千万人才工程2人,入选国家有突出贡献中青年专家1人,享受国务院政府特殊津贴专家2人,教育部高等学校教学指导委员会委员1人,国家现代农业产业技术体系岗位科学家1人,黑龙江省现代农业产业技术体系岗位科学家5人,享受省政府特殊津贴专家1人,省杰出青年基金获得者1人,省优秀青年基金获得者1人。多名教师担任生态学会、微生物学会副理事长、理事、会员,担任高水平期刊编委和审稿人。

生态学科主要科研支撑平台有农业微生物技术教育部工程研究中心(拥有博士后科研工作站)、寒地生态修复与资源利用黑龙江省重点实验室,黑龙江省高校微生物重点实验室等。支撑学科发展的现有实验室面积1.5×104m2,科研仪器设备568台(件),仪器设备总价值2 700余万元。

学科立足寒地生态保护与修复和生物资源高效利用,在土壤障碍因子生态修复、微生物和植物资源生态利用及有害生物生态防控等领域取得了一系列国内领先、国际一流的高水平成果。经过多年发展与凝练,学科建成了3个稳定的主干二级学科方向(修复生态学、植物生态学、微生物生态学)和1个特色研究方向(寒地农作物有害生物生态防控)。

1)修复生态学。本方向立足于黑龙江省特殊的寒地生态环境,着眼于寒地受损生态系统的修复与治理开展相关研究工作。主要包括有机农药污染土壤原位修复和有机污染物排放、监测及环境迁移转化等方面的基础研究和应用研究。在农药污染土壤修复方面,筛选出高效消减除草剂阿特拉津的丛枝菌根真菌(AMF),构建了植物—AMF共生培养原位修复污染土壤技术体系;探究了阿特拉津胁迫下丛枝菌根与根际微生物的互馈机制;对丛枝菌根降解阿特拉津途径及代谢产物、菌根系分泌物对阿特拉津降解作用以及丛枝菌根对阿特拉津降解酶基因克隆和功能分析等内容开展深入研究。研究成果解析了丛枝菌根修复农药污染土壤的作用机理,对控制农田污染、保障粮食生产安全具有重要的指导意义。

2)植物生态学。本方向基于黑龙江省寒地盐碱土壤资源现状,以高效低成本寒地盐碱土壤生态修复技术研究为核心,重点开展盐碱地植物—微生物联合生态修复机制研究和盐碱土壤资源利用工作。主要工作包括筛选优良高抗盐碱性的经济树种;分离筛选高效耐盐碱AMF和根瘤菌等菌株;探究植物—菌根共生体耐盐碱胁迫机制,应用分子生物学、生物信息学、转录组学和蛋白质组学等多种现代生物技术方法,开展了植物—丛枝菌根真菌共生体在盐碱胁迫下的生理响应和基因、蛋白表达变化研究,挖掘利用菌根共生体耐盐基因资源;构建植物—AMF共生培养原位修复盐碱土壤体系;开展沙枣幼苗菌根化繁育生物技术研究和盐碱地沙枣造林研究;制定盐碱地沙枣营林标准规范;与地方企业开展沙枣生物质资源利用研究。重点研究并建立了“AMF—沙枣定向育苗”优质苗木高效培育关键技术创新体系。研究成果为植物资源在盐碱地非生产环境下的生物培育改造技术提供坚实的理论基础和依据,开辟了丛枝菌根生物技术应用于盐碱地生态修复和利用的新模式,对于改善促进寒地土壤生态良性循环,遏制土壤退化,保护寒地土壤生态环境,尤其是对于综合生态治理黑龙江省3.73×106hm2盐碱地、充分开发利用盐碱地这一后备国土资源,提供了重要的技术支撑,服务区域经济社会发展,具有重要的科学价值和实践意义。

3)微生物生态学。本方向针对寒地低积温区域作物连作障碍、土传病害问题和农业废弃物利用问题,重点开展大豆连作障碍、马铃薯土传病害和农业废弃物微生物发酵利用研究。主要工作包括连作大豆土壤AMF群落结构及其与根腐病病原菌相互关系,以及AMF抑制连作大豆根腐病发病机理,降低大豆根腐病发病率60%以上,提高大豆产量30%以上,为解决连作大豆的根腐病问题提供理论依据,为生产AM真菌生物肥料及应用于大豆生产奠定基础;筛选高效抗病AMF,形成了AMF—植物共生抗病体系,该体系有效降低了马铃薯疮痂病发病率,提高马铃薯产量16%以上;筛选和鉴定寒地低温农业废弃物降解微生物,研发农业废弃物微生物发酵复合菌剂,探索农业废弃物微生物发酵工艺,解析农业废弃物还田应用对寒地黑土营养和微生物群落影响、对农作物产量和品质影响,建立农业废弃物微生物发酵还田应用技术标准。研究成果为寒地农业生态管理和资源高效利用提供理论基础和技术支撑。

4)寒地农作物有害生物生态防控。本方向针对寒地农业有害生物过度依赖化学防治,防控效果不稳定等问题,系统开展寒地有害生物危害特性研究,开展高效、新型、生物农药研发,辅助化学农药增效剂筛选研究,建立田间有害生物发生调查测报分析方法,集成高效、精准、协同增效技术。研究成果形成了基于生物防控、物理防控、农业防控为主的绿色防控技术体系,提出不同靶标农业有害生物绿色防控技术集成模式,在黑龙江省示范区进行技术推广,为寒地黑土化学农药减施增效提供技术支撑。

近5年,针对国家和黑龙江省区域生态环境建设和生态安全维护的重大需求,紧密围绕学科的核心和特色研究方向,团队成员发表学术论文150余篇,其中SCI收录75篇,出版学术专著8部,获省级科学技术奖一等奖2项、二等奖3项,部级科学技术奖二等奖2项,厅局级科学技术奖5项,获国家授权发明专利16项,承担科研项目68项,科研经费达3 700余万元。

黑龙江大学生态学学科人才培养坚持面向世界科技前沿、面向经济主战场、面向国家重大需求、面向人民生命健康,秉承着适应我国社会经济建设和全球可持续发展需求,培养急需的高质量生态学专门人才,服务于黑龙江省生态保护、服务于国家生态文明建设、服务于全球可持续发展。以产学研协同创新为途径,通过与科研院所和地方企业合作,培养具备良好科学素养、生态学思维和理念,能从事生态学基础科学研究、应用技术实践和生态文明建设的高素质复合型人才。

目前,黑龙江大学生态学学科教学和科研环境稳步提升,人才培养有序进行,学科发展势头强劲,拥有从本科到硕士、博士和博士后的完整人才培养体系。未来,生态学学科将继续坚持以科学发展观为统领,以服务社会、服务地方为根本出发点,本着“立足区域、突出重点、强化特色、提升水平”基本原则,坚持科研与人才并举、基础与应用并重的方针,加大人才引进力度,丰富教师学缘结构,力争将黑龙江大学生态学学科建设成为省内一流,国内有影响力的省级重点学科。

(宋福强)

生态学科部分成员

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