一、项目名称：柽柳抗旱、耐盐分子基础研究
二、推荐单位意见：
我国森林覆盖率仅为21.63%，而荒漠化土地面积262.37万平方公里，沙化土地面积173.11万平方公里，盐碱化面积5.1亿亩。在拟新增造林的6亿亩宜林地中，干旱、半干旱和盐碱等立地质量差的占67%。因此，需要选育抗干旱、耐盐碱的林木新品种实现这些困难立地造林。柽柳作为盐生木本植物，其耐盐、抗旱能力优良。因此，是研究林木抗逆机制，发掘抗逆基因资源的理想研究材料。
针对以上问题，该项目以柽柳为研究对象，综合利用功能基因组学、植物生理学及分子生物学技术，系统研究了柽柳的耐盐的分子机制。主要获得的创新如下：1)系统建立了柽柳响应干旱、盐碱胁迫的基因表达谱，阐明了柽柳抗旱、耐盐的生物学途径；2) 鉴定了在抗旱、耐盐中起关键作用的基因，并阐明了其抗逆的分子及生理学机制，为基因工程育种提供了优良基因资源；3) 利用柽柳基因培育了抗逆能力优良的白桦、杨树转基因植株；4) 建立了柽柳研究的分子生物学技术平台，为柽柳抗逆机制的深入研究提供了保障。
该项目先后培养了博士13名，硕士34名。其中，获得全国百篇优秀博士论文和优秀博士论文提名奖各一名。获得黑龙江省科学技术一、二等奖各1项，梁希林业科学技术二等奖1项。发表论文105篇，其中，SCI收录论文41篇，国内核心期刊论文64篇。出版专著2部。
经审查，该项目成果材料真实，符合国家自然科学奖推荐要求，拟推荐该项目为国家自然科学奖二等奖。
三、项目简介：
柽柳是一种抗逆能力优良的木本植物，其抗干旱、耐盐碱、耐高温和沙埋，是研究林木抗逆机制和挖掘抗逆基因资源的理想材料。但目前，国内外的研究多集中在柽柳的生态学研究及抗逆的生理及解剖学研究，而对柽柳抗逆的分子机制及抗逆基因资源挖掘相对研究很少。
针对以上问题，本项目以柽柳为研究对象，综合利用功能基因组学、植物生理学及分子生物学技术，系统研究了柽柳的耐盐机制。获得以下研究成果。1) 建立了盐、旱胁迫下柽柳的基因表达谱，鉴定柽柳响应干旱、盐碱胁迫的基因，阐明了柽柳抗旱、耐盐的分子及生理学途径，并找到了在这些途径中可能起关键作用的基因；2) 克隆鉴定了柽柳抗旱、耐盐能力优良的基因，包括WRKY、ERF、bZIP、NAC等，阐明了这些转录因子调控抗逆的基因表达网络；3) 利用柽柳基因培育出了抗逆能力优良的转基因林木；4) 建立了柽柳研究的分子生物学技术平台，包括组织培养、瞬时遗传转化、染色质免疫共沉淀等，并建立了完善的抗逆基因快速鉴定技术平台，可以进行基因的功能获得及缺失研究(gain-和loss-of-function)，并能够在一周内完成基因的抗逆功能鉴定，籍此技术鉴定了大量的柽柳抗逆基因。
本研究先后得到973、国家自然基金、教育部新世纪优秀人才支持计划、黑龙江省杰出青年基金等国家及省部级项目的支持。该项目先后培养了博士13名，硕士34名。获得黑龙江省科学技术一等奖、二等奖各1项，梁希林业科学技术二等奖1项。发表论文105篇，其中，SCI收录论文41篇，国内核心期刊论文64篇。出版专著2部。
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四、客观评价：
(一) 获省部级科技奖励
1.“柽柳耐盐、抗旱基因的分离和功能鉴定” ，2006年获黑龙江省自然科学一等奖
2.“柽柳抗旱、耐盐的分子机制解析”，2017年获黑龙江省自然科学二等奖 3.“柽柳耐镉胁迫分子机制解析及耐镉基因鉴定”2017年获第八届梁希林业科学技术奖二等奖。
(二)发表论文被同行引用和获论文奖 科研论文“Expression profiling of salinity-alkali stress responses by large-scale expressed sequence tag analysis in Tamarix hispid”获第二届梁希青年论文奖一等奖 (2008)
科研论文“Cloning of ten peroxidase (POD) Genes from Tamarix hispida and characterization of their responses to abiotic stress”获黑龙江省自然科学技术学术成果奖一等奖（2011）
(三)博士论文获百篇优秀博士论文和优秀论文提名奖
王玉成，博士论文“柽柳抗逆分子机理研究与相关基因的克隆”，获全国百篇优秀博士论文， 2008年
高彩球，博士论文“NaHCO3胁迫下刚毛柽柳基因表达谱的建立及相关基因的克隆”，全国优秀博士论文提名奖，2010 （四）论文的引用
发表的41篇SCI论文共被引用770次。文章单篇的最高引用次数为75次，其中，许多论文被权威期刊所引用，例如： Enhanced salt tolerance of transgenic poplar plants expressing a manganese superoxide dismutase from Tamarix androssowii被Plant, Cell & Environment期刊引用2次，Trends in Plant Science引用1次，plant cell引用1次，被Trends in Biotechnology引用1次，Plant Physiology引用2次。
Characterization of a eukaryotic translation initiation factor 5A homolog from Tamarix androssowii involved in plant abiotic stress tolerance论文被Plant Cell引用1次，被J Exp Bot.引用1次.
A WRKY gene from Tamarix hispida, ThWRKY4, mediates abiotic stress responses by modulating reactive oxygen species and expression of stress-responsive genes被eLife和Plant, Cell & Environment引用1次。等等。
（五）柽柳研究先后获得2次黑龙江省杰出青年基金资助 1. 柽柳bHLH基因响应高盐胁迫的分子机理（JC201102)，黑龙江省杰出青年科学基金;执行年限：2012-2014，资助额20万元
2. 刚毛柽柳ThGRAS转录因子家族耐盐机制解析(JC2017004), 黑龙江省杰出青年科学基金；执行年限：2017.10-2020.10，资助额 50万
五、代表性论文专著目录：
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序号 论文专著名称/刊名/作者 年卷页码（xx年xx卷xx页） SCI 发表时间他引（年月 日） 次数 署名单位是否包含国外单位 1 柽柳耐盐抗旱分子基础研究/科学出版社/杨传平 2015 2015.03.01 否 2 3 4 5 A transient transformation system for the functional characterization of genes involved in stress response/ Plant Mol Biol Rep/XY Ji, L Zheng, YJ Liu, XG Nie, SN Liu, YC Wang Enhanced salt tolerance of transgenic poplar plants expressing a manganese superoxide dismutase from Tamarix androssowii/ Mol Biol Rep/ CP Yang， GZ Qu, HY Li, YJ Wu, C Wang, GF Liu Expression profiling of salinity-alkali stress responses by large-scale expressed sequence tag analysis in Tamarix hispid/ Plant Mol Biol/CQ Gao, YC Wang, GF Liu, CP Yang, J Jiang, HY Li Characterization of a eukaryotic translation initiation factor 5A homolog from Tamarix androssowii involved in plant abiotic stress/BMC plant Biol /LQ Wang, CX Xu, C Wang, YC Wang Comprehensive transcriptional 2014,32:732-739 2014.06.01 18 否 2010,37:1119–1124 2010.02.01 75 否 2008, 66(3):245-258 2008.02.01 46 否 2012,12:118 2012.07.26 42 否 profiling of NaHCO3-stressed 6 Tamarix hispida roots reveals 2014,84:145-157 networks of responsive genes/ Plant Mol Biol/C Wang, CQ Gao, LQ Wang, L Zheng, CP Yang, YC Wang Overexpression of a GST gene (ThGSTZ1) from Tamarix hispida improves drought and salinity tolerance by enhancing the 7 2014,117(1):99-112 ability to scavenge reactive oxygen species/ Tissue and Organ Culture/GY Yang, YC Wang, D Xia, CQ Gao, C Wang, CP Yang 2014.01.01 23 否 2014.04.01 28 否 3
A WRKY gene from Tamarix hispida, ThWRKY4, mediates abiotic stress responses by 8 modulating reactive oxygen 2013,82(4-5):303-320 2013.07.01 31 species and expression of stress-responsive genes/ Plant Mol Biol/L Zheng, GF Liu, XN Meng, YJ Liu, XY Ji, YB Li, XG 否 六、主要完成人情况： 姓 名 杨传平 王玉成 排 名 1 2 职 务 职 称 教授 教授 工作单位/东北林业大学 东北林业大学 完成单位 项目负责人，主要创新成果1，2，3，4的主要贡献者，是国内林木遗传育种领域的著名专家，取得了多项创新性成果。出版柽柳研究的著作1部，授权发明专利3件，发表紧密相关论文46篇，其中SCI收录19篇。柽柳的研究获得黑龙江省科学技术一等奖1项，二等奖1项，梁希林业科学技术奖二等奖1项（排名第1）。 项目主要完成人，主要创新成果1、2、3、4的主要贡献者，在柽柳转录因子调控抗逆机制及柽柳研究的技术平台建立等方面取得创新性的成果。发表紧密相关论文85篇，其中SCI收录38篇，关于柽柳方面的研究获得全国百篇优秀博士论文。柽柳的研究先后获得黑龙江省科学技术一等奖1项(排名3)，二等奖1项(排名2)，梁希林业科学技术奖二等奖1项(排名3)。 高彩球 3 教授 东北林业大学 项目主要完成人,主要创新成果1、2、3、4的主要贡献者，在柽柳基因克隆及功能研究、柽柳抗逆表达谱建立等方面取得的创新性研究。获得授权发明专利2件，发表紧密相关论文34篇，其中SCI收录20篇。关于柽柳方面的研究获得全国百篇优秀博士论文提名奖。柽柳的研究先后获得黑龙江省科学技术二等奖1项(排名3)，梁希林业科学技术奖二等奖1项(排名2)。 刘桂丰 4 教授 王超 5 副教授 东北林业大学 东北林业大学 项目主要完成人，主要创新成果2和3的重要贡献者，在柽柳抗逆机制研究方面取得创新性研究成果。发表紧密相关论文39篇，其中SCI收录19篇。柽柳的研究获得黑龙江省科学技术一等奖1项(排名2)。 项目主要完成人，主要创新成果1、2的主要贡献者，在柽柳逆境胁迫下的表达谱建立及柽柳基因抗逆功能研究方面取得创新性的成果。发表紧密相关论文7篇，其中SCI收录7篇。出版专著1部。 对本项目技术创造性贡献 七、主要完成人合作关系说明： 主要完成单位：东北林业大学 项目完成人都是林木遗传育种国家重点实验室的固定成员，在课题上有着长期合作的关系。其中，杨传平曾经作为博士导师指导王玉成和王超，作为博士后合作导师指导高彩球，刘桂丰曾经作为博士导师指导高彩球，在王玉成、高彩球、王超毕业留校后也一直从事柽柳抗逆方面的研究。在研究上始终保持合作关系，作为共同作者发表文章。
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