图为刘润进教授在开展科学研究
由我校菌根生物技术研究所完成的“中国丛枝菌根研究”项目获得2005年山东省自然科学一等奖。这也是今年山东省评出的唯一一项自然科学奖一等奖。
“中国丛枝菌根研究”项目课题组在刘润进教授的带领下,总结了长达20年的丛枝菌根(AM)方面的研究成果。该项目从AM真菌分类与资源、生态学与生物多样性、生理学与其作用机制、到研究方法与应用技术,全面、系统的开展了工作,所取得的成果在菌根学这一交叉学科研究领域,尤其是农业科学领域是难能可贵的,乃至在生物学领域也是值得一提的,不仅丰富了生物学领域的理论和知识,在生产实践上具有重要应用价值。如从我国境内野生植物、园艺作物、濒危保护植物(龙脑香科植物)、都江堰地区蕨类植物、黄河三角洲土壤、长期定位施肥土壤、被破坏和污染土壤、退化草原以及海岛等生态系统中共分发现和分离到AM真菌6属98种。其中,发现我国新纪录种36个,新种1个,待发表新种4个。
该项目在国内外首次发现并证实AM真菌能提高落叶果树的抗旱性,认为AM真菌菌丝直接吸收作用和菌根真菌间接调节植物渗透势的双重机制来提高植物的抗旱性。对热带雨林标志性植物---龙脑香科植物AM发育状况进行了系统研究,并报道了该科植物不仅只形成外生菌根,而且能够形成AM。
该项目在国际上首次发现并试验证明棉花植株中存在病程相关蛋白(PRs),AM真菌能诱导多种PRs的合成。发现AM真菌丛枝发育数量与其提高植物的抗病性呈正相关关系;发现AM真菌能够弱寄生大豆胞囊线虫的胞囊,且能抑制后者的繁殖,降低其危害程度;分离到了AM真菌诱导表达的山葡萄几丁质酶基因VCH3上游启动子的转录起始位点,AM真菌在转录水平上调控防御性酶基因的表达。试验证明AM真菌也能够侵染植物的根尖,纠正了国内外认为根尖分生区对AM真菌是免疫的观点;提出AM真菌诱导植物抗病性的理论:AM真菌主要通过直接作用即诱导生化拮抗物质来提高植株的抗病性,和通过间接作用,即改善营养、生长等状况来提高植株的耐病性。发展和明确了接种势和侵染势的概念,建立了测定AM真菌接种势和侵染势的新方法。
在AM真菌应用方面,该项目取得突破性进展,居国内领先地位。建立了温室AM真菌菌剂生产工艺和高产高效高质西瓜无公害生产配套技术,并取得了良好的经济效益。同时接种菌根真菌可减少化肥、农药的使用, 降低了对土壤和地下水的污染,具有重要的生态意义。
AM真菌生理作用机制的研究结果和提出的理论、建立的技术和研究法等,得到国内外同行的认可和引用。先后有英、美、德、法等20余个国家180余人次来信索取有关论文。获得了很大的社会效益。
根据《山东省科学技术奖励办法》,山东省自然科学奖授予在基础研究和应用基础研究中阐明自然现象、特征和规律,在科学理论、学说上有创见,在研究方法、手段上有创新,在数据收集和综合分析上有创造性和系统性的贡献,并得到国内外自然科学界公认的公民。
据悉,今年我省共评选出自然科学一等奖1项、二等奖4项、三等奖12项,技术发明奖一等奖1项、二等奖2项、三等奖8项,科技进步奖一等奖21项、二等奖124项、三等奖321项。