專家信息:
張曉東 ,男,1964年11月出生,四川省射洪人。現任北京市農林科學院研究員、博士生導師,北京農業生物技術中心研究室主任,北京市農林院生物技術中心作物分子生物學課題組組長。首都師范大學博士生導師,北京生物工程學會理事,北京作物學會理事。
教育及工作經歷:
1988.9-1991.7 在北京農業大學生物學院,獲得碩士學位。
1991.7-1997.7 在北京市農林科學院植物細胞工程實驗室工作,課題組組長。
1998.9-2000.7 在中國農業大學,獲得博士學位。
1997.8-2000.5 在北京市植物細胞工程實驗室工作,副研究員,課題組組長。
1999.4-2001.2 在香港中文大學生物系作訪問學者。
2001.3-2002.9 在北京市農業生物技術中心工作,副研究員,研究室主任。
2002.10-現在 在北京市農業生物技術中心工作,研究員,課題組長。
培養學生情況:
培養博士研究生5人,碩士研究生11人。
科學研究:
研究方向:
近期主攻方向是應用基因工程方法改良小麥的面包烘烤品質和玉米淀粉品質改良。以及培育具有抗蚜蟲、抗逆境、高光合效率等優異性狀的轉基因小麥和玉米品種或品系。同時側重醫藥生物制劑包括疫苗、抗體、細胞因子及人體調節活性物質等相關基因在西紅柿、胡蘿卜等蔬菜作物中的表達以及植物口服疫苗的生物反應器研究。中長期研究目標利用基因芯片技術為平臺以及生物信息學為基礎開展基因的功能定位、克隆、表達等方面的研究,小麥和玉米籽粒蛋白質組學研究,以及小麥、玉米分子標記輔助育種等。
承擔科研項目情況:
先后主持承擔國家轉基因專項、國家基金等課題6項,北京市基金與合同課題12項。
1. 農業部 85重點課題子專題“小麥原生質體培養與植株再生研究”(85農 11—01—06,1992—1995);
2. 北京市科委八五合同項目“小麥谷蛋白亞基基因與除草劑抗性基因的轉移”(93001, 1992—1996);
3. 北京市跨世紀人才“新星計劃”項目“小麥HMW谷蛋白亞基基因與除草劑PPT抗性基因的基因轉移以改良小麥的品質性狀”(951870800, 96018, 96003, 1996.1—2000.10);
4. 北京市自然基金項目“乙型肝炎病毒表面抗原基因在轉基因番茄中的表達研究”(5962004,1996.8—1999.8);
5. 北京市合同重點項目“高賴氨酸含量基因和賴氨酸合成調控基因導入小麥研究”(951700900, 96004, 1996.1—2000.12);
6. 北京自然科學基金項目“微彈轟擊法轉移高賴氨酸基因改良玉米營養品質” (5972003,1997.9—2000.8);
7. 國家自然科學基金項目“賴氨酸合成關鍵酶與高賴氨酸基因導入小麥的表達研究”(39880038, 1999.1—2001.12);
8. 北京市科委九五合同項目“轉基因小麥植株后代田間釋放中間試驗及其遺傳穩定性研究”(953505300,1998.10—2001.10);
9. 國家科技部植物基因工程產業化專項“改良面包烘烤品質轉基因小麥的培育”(J2000-B-017,2000.9-2002.8);
10.北京市科委項目“改良面包烘烤品質轉基因小麥的產業化” (H012010230113, 2001.6—2003.9);
11.北京市人事局優秀人才經費資助項目(2001.10—2003.9);
12.北京市人事局留學人員資助優秀項目(2002.7—2004.6);
13.國家植物基因工程研究與產業化專項“轉基因優質小麥(大麥)新品種選育”(JY03-B-19,2003.6-2004.12);
14.國家植物基因工程研究與產業化專項“優質強筋轉基因小麥新品種選育創新體系研究”(JY03-B-19-01,2003.6-2004.12);
15.北京市自然科學基金項目“利用分子標記與FISH技術對轉基因小麥插入位點定位”(5042009,2004.1-2006.12);
16.國家自然科學基金項目“工業用玉米淀粉品質改良的研究”(30571170,2006.1-2002008.12)。
科研成果:
1997年改良加工品質轉基因小麥研究獲得國家農業部基因工程安全中間試驗許可(97B-01-02),在改良加工品質轉基因小麥方面取得了以下成就:
1、篩選出具有潛在利用價值特殊外源基因插入類型的穩定株系10多個,如HMW谷蛋白亞基為2,5,7,*,10,12等,以及打破原有亞基2與12緊密連鎖、亞基5與10緊密連鎖的特殊類型。
2、發現轉基因可能導致部分特定內源HMW-GS基因的沉默或沉默亞基基因的激活現象(如亞基8的沉默,亞基1的激活表達);或轉基因導致了新的HMW亞基產生(品系3-74的后代)。
3、篩選出了多個高蛋白質含量、超強面筋強度的轉基因小麥品系。與原品種相比有19個株系的籽粒總蛋白含量提高了10.3-30.2%,面粉蛋白含量提高26.3-48.5%,沉淀值提高9.3-74.3%。如對照原品種京冬6號蛋白質含量13.6%,沉淀值30.7mL,最大拉伸力129EU;其轉基因品系5-99的蛋白質為17.41%,提高了28%;沉淀值為63.6mL,提高了107.2%;最大拉伸力600EU,提高了3.7倍。品系5-98的最大拉強度為940EU,提高了7.3倍。
4、“小麥高分子量谷蛋白亞基基因與除草劑抗性基因的轉移及其轉基因植株研究”。1996年12月鑒定(京科成鑒字[96]第027號)。
5、“小麥HMW谷蛋白亞基基因與除草劑PPT抗性基因的基因轉移以改良小麥的品質性狀”。1999年2月鑒定(京科成鑒字[99]第014號)。
6、“采用基因工程方法實現小麥種質創新與優質強筋小麥的培育”。2002年11月鑒定(京科成登字2003 0030)。
發明專利:
1 一種獲得轉基因玉米的方法 張曉東 ; 楊鳳萍; 張立全; 陳緒清; 梁榮奇; 郭新梅 北京市農林科學院 2008-05-07
2 一種培育抗旱性增強的黑麥草的方法 張曉東 ; 楊鳳萍; 梁榮奇; 張立全; 陳緒清; 孫振元 北京市農林科學院 2006-04-26
3 一種增強小麥抗旱性的方法 張曉東 ; 楊鳳萍; 陳緒清; 張立全; 梁榮奇; 王軍衛 北京市農林科學院 2006-04-26
4 一種培育抗蟲小麥的方法及其專用基因 張曉東 ; 陳緒清; 梁榮奇; 楊鳳萍; 張立全; 高澤發 北京市農林科學院 2006-07-12
5 利用RNA干擾技術培育直鏈淀粉含量提高的玉米的方法 張曉東 ; 陳緒清; 楊鳳萍; 張立全; 梁榮奇; 郭新梅 北京市農林科學院 2009-12-02
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論文專著:
發表論文40余篇,其中SCI論文4篇,合作撰寫專著2本。
出版專著:
1、《課程理念的更新》 首都師范大學出版社 2001
資料更新中……
發表論文:
英文:
1. CHEN Xuqing, ZHANG Xiaodong , LIANG Rongqi, ZHANG Liquan, YANG Fengping & CAO Mingqing,Expression of the intact C4 type pepc gene cloned from maize in transgenic winter wheat. Chinese Science Bulletin, 49(20): 2137-2143, 2004。
2. Meng Chaomin, ZHANG Xiaodong , et al, Expression of lysine-rich protein gene and analysis of lysine content in transgenic wheat, Chinese Science Bulletin, ,2004,49 (19): 2053-2058。
3. ZHANG Xiaodong , Meng Chaomin, Chen Xuqing, Enhancement of Lysine Content by Engineering on Wheat, The 3rd Plant Genomics European Meetings, Lyon, France. 2004,P.075. pp.165.Sep.22-25。
4. ZHANG Xiaodong , Liang Rongqi, Chen Xvqing, Yang Fengping,Zhang Liquan,Studies on transgene inheritance and quality improvement by expressing novel HMW glutenin subunit (HMW-GS) genes in winter wheat. Chinese Science Bulletin, 2003, 48 (8): 771-776.
5. ZHANG Xiaodong , Chen Xvqing, Yang Fengping, Liang Rongqi,Improvement of wheat baking quality by gene engineering, 10th IAPTC &B, Plant Biotechnology 2002 and beyond, a celebration and a showcase, p1282. pp.104A. Disney’s coronado spring resort, Orlando, USA , Jun. 23-28, 2002.
6. Zhang, XD , DM, Li, WY, Xu, Rapid Production of Transgenic Wheat Plants from Immature Inflorescence, Anthers, Immature Embryos and Embryogenic Calluses via Biolistic Bombardment, 18th International Congress of Genetics. Beijing, China. 8p117, Aug. 10-15, 1998.
中文:
1 利用正義RNAi技術提高玉米直鏈淀粉含量效果的研究 張桂堂; 盧東長城; 孫重霞; 梁榮奇; 楊鳳萍; 張曉東 華北農學報 2010-08-28
2 轉基因植物作為生物反應器在畜禽疫苗生產中的應用 曾作財; 張曉東 ; 王金洛; 楊兵; 李國平 生物技術通報 2010-05-26
3 茉莉酸類化合物及其信號通路研究進展 楊東歌; 張曉東 生物技術通報 2009-02-26
4 利用轉基因技術改良小麥品質的研究進展 孫重霞; 張桂堂; 梁榮奇; 張曉東 分子植物育種 2009-03-28
5 DREB1B基因在轉基因小麥后代的穩定表達 榮紅穎; 張立全; 楊鳳萍; 陳緒清; 張曉東 ; 郭新梅 分子植物育種 2009-05-28
6 轉基因作物安全性的解決方法研究進展 王艷輝; 張曉東 生物技術通報 2009-08-26
7 外源脫水應答轉錄因子CBF4基因轉化玉米的獲得 楊東歌; 楊鳳萍; 陳緒清; 張立全; 張曉東 作物學報 2009-10-12
8 抗逆調節轉錄因子CBF1基因提高多年生黑麥草的抗旱能力 楊鳳萍; 梁榮奇; 張立全; 陳緒清; 張曉東 ; 王國英; 孫振元 華北農學報 2006-02-28
9 外源脫水應答轉錄因子DREB基因在轉基因小麥中的誘導型表達與抗干旱生理效果研究(英文) 王軍衛; 楊鳳萍; 陳緒清; 梁榮奇; 張立全; 耿東梅; 張曉東 ; 宋亞珍; 張改生 遺傳學報 2006-05-30
10 抗逆調節轉錄因子DREB1B基因轉化多年生黑麥草的研究 楊鳳萍; 梁榮奇; 張立全; 張曉東 ; 孫振元 西北植物學報 2006-07-30
11 人工合成gna基因在小麥中的表達及其抗蚜蟲效果研究 高澤發; 陳緒清; 楊鳳萍; 梁榮奇; 張立全; 張曉東 農業生物技術學報 2006-08-30
12 不同基因型玉米幼胚愈傷組織的培養特性 郭新梅; 張曉東 ; 韓立新; 陳耀鋒 西北農林科技大學學報(自然科學版) 2007-04-25
13 轉DREB基因煙草懸浮細胞系(BY-2)的建立及其幾個與抗鹽和抗滲透脅迫相關指標的檢測 陳軍營; 阮祥經; 楊鳳萍; 張曉東 ; 陳新建 植物生理學通訊 2007-04-15
14 糯性小麥配粉對普通小麥淀粉品質特性和面條品質的影響 梁榮奇; 楊鳳萍; 蘇青; 陳緒清; 韓立新; 張立全; 張曉東 ; 劉廣田 華北農學報 2007-06-28
15 植物熒光原位雜交技術的發展及在基因工程育種中的應用 榮紅穎; 張曉東 ; 郭新梅 分子植物育種 2007-12-15
16 玉米淀粉分支酶基因的克隆與RNAi表達載體的構建 郭新梅; 張曉東 ; 梁榮奇; 楊鳳萍; 陳耀鋒 西北植物學報 2007-11-15
17 利用病毒載體在煙草中瞬時表達融合HBsAg基因 楊鳳萍; 王宏芝; 陳緒清; 張立全; 張曉東 西北植物學報 2008-02-15
18 轉Bt基因作物存在的問題及其安全性 蘇仁芳; 張曉東 陜西農業科學 2008-03-25
19 利用RNAi技術提高玉米直鏈淀粉含量 郭新梅; 張曉東 ; 梁榮奇; 陳緒清; 楊鳳萍; 柳青; 宋希云 農業生物技術學報 2008-08-15
20 2種玉米胚乳DNA提取方法的比較 魏國燕; 陳緒清; 張曉東 安徽農業科學 2008-08-01
21 番茄果實特異性E8啟動子的基因克隆與序列分析 周曉紅; 陳曉光; 張曉東 ; 王亞楠; 李林; 習佳飛; 胡建軍 第一軍醫大學學報 2003-01-30
22 優質HMW谷蛋白亞基轉基因小麥的獲得及其遺傳穩定性和品質性狀分析 張曉東 ; 梁榮奇; 陳緒清; 楊鳳萍; 張立全 科學通報 2003-03-15
23 弓形蟲多表位基因植物表達載體的構建 周曉紅; 陳曉光; 張曉東 ; 楊培梁; 習佳飛; 胡建軍; 王亞楠; 李林; 沈樹滿 中國寄生蟲學與寄生蟲病雜志 2003-04-30
24 高賴氨酸含量基因在轉基因小麥的表達及其賴氨酸含量分析 孟超敏; 陳緒清; 梁榮奇; 楊鳳萍; 張立全; 張曉東 ; 陳天佑; 辛世文 科學通報 2004-09-15
25 玉米C_4型pepc基因的分子克隆及其在小麥的轉基因研究 陳緒清; 張曉東 ; 梁榮奇; 張立全; 楊鳳萍; 曹鳴慶 科學通報 2004-10-15
26 小麥編碼高分子量谷蛋白亞基基因的轉化 陳梁鴻; 王新望; 劉廣田; 張曉東 ; 胡道芬; 張文俊 作物學報 1999-08-15
27 小麥中外源基因瞬間表達調控研究及兔防御素(NP-1)基因的轉化 郭殿京; 傅榮昭; 李文彬; 陳穎; 張曉東 ; 張利明; 孫勇如 遺傳學報 1999-04-10
28 抗除草劑草甘膦EPSPs基因在小麥中的轉化 陳梁鴻; 王新望; 張文俊; 張曉東 ; 胡道芬; 劉廣田 遺傳學報 1999-06-10
29 利用花粉管通道法向小麥中導入麥谷蛋白高分子量優質亞基基因的研究初報 唐鳳蘭; 張曉東 ; 王廣金; 李忠杰; 張宏紀; 孫巖 黑龍江農業科學 2002-05-10
30 基因槍轉化小麥不同受體的研究 陳梁鴻; 王新望; 張曉東 ; 胡道芬; 劉廣田 華北農學報 1998-03-20
31 利用基因槍將HMW谷蛋白亞基基因與除草劑Basta抗性基因導入小麥不同外植體獲得轉基因植株 張曉東 ; 李冬梅; 徐文英; 蔣有繹; 胡道芬; 韓立新 遺傳 1998-12-30
32 弓形蟲多表位基因植物表達載體的構建 周曉紅; 陳曉光; 張曉東 ; 楊培梁; 王亞楠; 李林; 習佳飛; 胡建軍 中國動物學會第七屆全國青年寄生蟲學工作者學術討論會論文摘要集 2002-07-01
33 DREB基因在小麥中的增強表達與抗干旱生理效果 張曉東 ; 王軍衛; 楊鳳萍; 陳緒清; 梁榮奇; 張立全; 曹鳴慶 全國作物生物技術與誘變技術學術研討會論文摘要集 2005-11-01
資料更新中……
榮譽獎勵:
1、1995年入選北京市跨世紀人才工程“科技新星”計劃。
2、2000年入選北京市“優秀人才”工程。
資料更新中……
媒體報道:
稻香滿園四季春
距今170萬年前,已有脫離動物界的原始人類生活在這片遼闊的大地上。當時尚未產生農業,原始人類依靠采集和漁獵為生,史稱舊石器時代,相當于中國古代傳說中的有巢氏“構木為巢”、燧人氏“鉆燧取火”和伏羲氏“以佃以漁”的時代。然而,隨著人口的增長和采集漁獵的強化,人類常常面臨饑餓的威脅。如何獲得穩定而可靠的食物來源成了農業起源的動力。
時光回到二十一世紀的今天,農業專家不再困擾于食物的來源,而是“戰斗”在食物品質改良的戰線上。張曉東即是其中的一員。
耕耘“轉基因”
新中國成立60年來,特別是改革開放以來,中國農業獲得了突破性發展。據統計,1949年,中國糧食產量1.13億噸,2008年糧食產量創歷史紀錄達5.28億噸,是1949年的近5倍。這組簡單數字的背后,蘊含著中國農業、農村發生的翻天覆地的變化。“手中有糧,心中不慌”,作為一個13億人口的大國,更是如此。目前,中國糧食總產量居世界第一位,不僅基本解決了13億人的吃飯問題,保證了國內糧食安全,而且為促進世界糧食安全做出了貢獻。
27年前,正值中國農業艱難的起步期,張曉東從綿陽農業專科學校畢業了。他深刻地意識到,中國是農業大國,沒有糧食作為支撐很難發展,至于此,他懷著一腔熱血,投入到提高農業單產的戰線中去。四川省農科院是他農業研究戰線上的第一個“哨崗”,而在研究工作中,他深切地感受到,要想在這條戰線上取得成績,必須要到更高的學府進修,1988年他考上了北京農業大學的生物學院的植物遺傳育種專業,攻讀碩士學位。1998年,學而不倦的他又考入了中國農業大學,攻讀博士學位。
一直以來他總是在思考,為什么我國農業目前普遍存在的問題是整體效率還不是太高?怎樣解決?而在不斷地學習和研究中,他篤定了一個信念,要通過基因改良的方法,提高作物單畝的生產能力,改良小麥、玉米的抗蟲、抗逆能力!
1992年,張曉東開始著手研究小麥的遺傳轉化和小麥的轉基因方面的工作。然而自從1992年首例轉基因小麥植株在美國獲得成功以來,盡管國內外研究者眾多,但僅有幾例為數不多的成功報到。并且大多研究用的是標記基因和模式春性小麥品種材料。國內僅中國農科院植保所用花粉管通道法轉化小麥成功地獲得了抗黃矮病的轉基因小麥植株。至于用基因工程方法轉化小麥品質性狀基因并獲得成功尚未見報道。沒有前輩的經驗,沒有資料的借鑒,起步的艱難可想而知,而越挫越勇的張曉東卻一直沒有偃旗息鼓的念頭,他深知,轉基因是今后農業發展的趨勢所在。
烈日炎炎下,冰天雪地中,為了更為細致的研究,張曉東索性住在了地邊,一個簡陋的帳篷,就是他的家。而他所有的家當,就是試管、儀器,他的家務事,就是試驗、試驗。
3年的時間,轉瞬而過。1995年,張曉東的轉基因小麥終于取得了成果,這不僅是他的第一次成功,也是全國最早發出的轉基因小麥成果。這項研究成果推進了小麥基因工程技術向實用化方面發展的進程,具有九十年代國際先進水平。
他將除草劑草丁膦抗性基因和高分子量谷蛋白基因導入小麥。在攜帶bar基因的轉基因小麥田間施用除草劑 Basta可殺除田間雜草而不使作物受傷害,從而節省人力物力,使小麥增產增收。 小麥HMW谷蛋白亞基基因編碼的谷蛋白占總蛋白的10%,亞基5和10基因編碼的谷蛋白亞基可使小麥面筋質量和烘烤品質大為改觀。我國小麥面粉的烘烤品質普遍較差,主要是由于面筋含量低, 面筋質量差, 缺少一些特定的優良亞基。而直接從國外引進面包小麥雖然其面筋質量優良,但引進我國后產量低而且病害嚴重。通過基因工程方法將這兩個基因導入小麥優良品種,在不影響小麥產量和抗病性的前題下,又可使小麥品種性狀大大改善。因此,具有巨大的經濟效益和社會效益。
這項研究的成功和建立的基因槍轉化體系將為在小麥和其它作物上進行一些有用基因的轉移以改良抗病、抗逆、抗蟲、品質產量等性狀提供依據。
2年后,張曉東開始開展轉基因作物安全評價,轉基因小麥的中間試驗獲得國家農業部的審批,這是國家最早的轉基因小麥研究。
時光穿梭到2005年,他對轉基因小麥的研究,已經整整13年。他構建了小麥HMW-GS 5+10基因的高效表達載體,培育出優質強筋轉基因小麥品系4個、高蛋白含量品系1個、抗除草劑品系1個,獲得創新種質材料30余份。經國家農業部和國家糧食局的測定,有2個轉基因小麥品系的面團穩定時間達到30分鐘以上,其面包烘烤品質評分分別為93分和95分。
2008年,張曉東利用人工合成方法合成了密碼子優化的環化重組酶基因cre,并改造了基因表達載體框架,使以后的轉基因小麥植株可以成功的刪除選擇標記基因。此外,他還完成了抗旱和抗蚜蟲轉基因小麥的中間試驗;建立了小麥轉基因中抗生素標記基因刪除的表達載體;完成并建立了目的基因定位表達的跟蹤系統;建立與常規育種相結合的小麥分子育種體系;先后獲得4項國家發明專利授權。
不僅是小麥,張曉東把玉米也列入轉基因研究的范圍。2009年,他完成并建立了玉米轉基因中外源基因刪除的表達載體;完成了新型抗蟲cry1Ia基因和cry8Ca基因表達載體;建立與常規育種相結合的玉米抗蟲分子育種體系。
2010年,他帶領的研究組通過花藥培養方法選育出的大穗型高產抗病小麥新品種—京生麥1號,成功地通過了北京市的新品種審定。標志著他在人生奮斗的歷程,實現了新一步的跨域……
轉基因的“宣傳干事”
轉基因作為新生事物,我國轉基因爭論已達十年之久,取得成功的同時,也經受很大的社會輿論壓力,社會的不認可在一定程度上阻礙了轉基因工作的發展。作為北京市作物學會理事,張曉東努力讓社會了解轉基因。通過宣傳轉基因,通過國家審批過的轉基因應該是安全的,張曉東坦言:“只要轉基因品種沒到生產中去應用,我的貢獻就是微薄的,轉基因沒做好,未來還可能給國家帶來損失。對于轉基因工作,開頭較好,但成果有限,而且也只是階段性的、暫時的成果。我最大的心愿是通過我們一些工作,消除社會對轉基因的疑慮”。
作為北京市的“科技新星”,張曉東一直在轉基因的田野里辛勤地“耕耘”,春去秋來,他一直篤定地走在那充滿希望的田野上……
來源:《科學中國人》2010年第9期