分子设计育种
课程编码：090102M04003H
英文名称：Molecular Design Breeding
课时：60
学分：4.00
课程属性：专业核心课
主讲教师：高彩霞等
教学目的要求
分子设计育种是农学专业研究生的专业核心课程。也可作为生物学其他专业的选修课程。课程内容主要通过学习以全基因组测序为目标的结构基因组学、以基因功能鉴定为目标的功能基因组学、对控制作物重要农艺性状分子基础的解析和植物基因组编辑技术，让学生对作物性状在基因组、基因等不同层次调控规律有比较深入的理解,最终实现传统的”经验育种”到定向、高效的”精确育种”的转化,大幅度提高育种效率。
预修课程
《分子生物学》，《遗传学》
大纲内容
第一章 分子设计育种导论 3学时 李家洋
第1节 作物育种与种业在农业中的重要性
第2节 作物遗传育种基本概念与技术
第3节 作物育种学的主要发展阶段
第4节 分子设计育种课程学习要求
第二章 基因组学概论 3学时 李家洋
第1节 基因组组成
第2节 基因组计划
第3节 基因组学数据库
第4节 基因组前沿讨论
第三章 基因组测序与组装 3学时 李家洋
第1节 测序技术的发展史
第2节 基因组测序与组装
第3节 基因组重复与基因功能分化
第4节 3D基因组
第四章 基因组变异与分析 3学时 李家洋
第1节 基因组变异的种类
第2节 基因组变异的检测
第3节 基因组变异的应用
第4节 基因组前沿讨论
第五章 基因组分析实例 3学时 李家洋
第1节 基因组分析实例
第六章 作物育种的发展历程 3学时 李家洋
第1节 玉米育种发展历程
第2节 绿色革命简介
第3节 水稻育种发展历程
第4节 新作物的出现与作物类型演变
第七章 解读基因序列 3学时 李家洋
第1节 基因组组装与注释基本原理
第2节 编码序列注释实例
第3节 调控序列注释实例
第4节 其它基因组注释实例
第八章 基因组图谱构建与应用 3学时 李家洋
第1节 遗传图谱和物理图谱
第2节 遗传多样性及其检测技术
第3节 遗传育种与分子设计育种
第九章 比较基因组学 3学时 李家洋
第1节 同源基因与共线性分析
第2节 作物驯化研究
第3节 多倍体与多倍化
第十章 新型作物的设计与培育 3学时 李家洋
第1节 新型遗传资源创制
第2节 合成生物学的育种应用
第3节 野生植物从头驯化
第4节 人工智能与育种
第十一章 模式生物与功能基因组学研究 3学时 李家洋
第1节 模式生物与功能基因组学研究
第十二章 基因功能解析方法和技术 3学时 李家洋
第1节 突变材料创制
第2节 基因克隆方法
第3节 报告基因在基因功能研究中的应用
第十三章 基因功能解析 3学时 李家洋
第1节 简单性状解析
第2节 复杂性状解析
第十四章 基因功能解析举例 3学时 李家洋
第1节 基因功能解析举例
第十五章 基因组编辑技术简介 3学时 李家洋
第1节 基因组编辑技术
第2节 CRISPR的发现
第3节 CRISPR生物学和分类
第十六章 碱基编辑及精准删除 3学时 李家洋
第1节 C>T单碱基编辑技术
第2节 A>G单碱基编辑技术
第3节 双碱基编辑技术
第4节 精准删除
第十七章 引导编辑和序列特异性基因调控 3.0学时 李家洋
第1节 引导编辑技术
第2节 序列特异性基因调控
第十八章 CRISPR特异性&高产抗白粉病小麦 3学时 李家洋
第1节 CRISPR特异性
第2节 基因编辑的高产抗白粉病小麦
第十九章 CRISPR递送系统&作物改良应用 3学时 李家洋
第1节 植物中的递送系统
第2节 CRISPR瞬时表达技术
第3节 CRISPR在作物改良中的应用
第4节 CRISPR的社会问题
第二十章 考试 3.0学时 李家洋
第1节 考试
参考书
1、
Hormone Metabolism and Signaling in Plants
Jiayang Li、Chuanyou Li and Steven M. Smith
2017
Academic Press
课程教师信息
李家洋
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，中国国科学院院士、美国、德国等国科学院院士，英国皇家学会外籍会员。先后获得何梁何利生命科学奖、国家自然科学奖一等奖、求是科技基金会杰出科技成就集体奖、陈嘉庚科学奖、未来科学大奖等多项奖励。主要研究领域为高等植物生长发育与代谢的分子遗传学，着重研究植物生长素和独脚金内脂的合成途径与作用机理和高等植物株型形成的分子基础，并致力于水稻的分子品种设计，培育高产、优质、高抗、高效新品种。
田志喜
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，“国家优秀青年基金”、“国家杰出青年基金”。获得“中国科学青年之星金奖”、“第十四届中国青年科技奖”等。主要研究方向为功能基因组研究，利用多组学联合分析方法，对影响大豆产量、品质等重要农艺性状的网络调控系统进行解析，揭示调控大豆器官发生、种子发育、植株形态建成以及品质形成的内在机制，并致力于培育高产优质大豆新品种。
高彩霞
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员，中科院“杰出技术人才”入选者、获得“谈家桢生命科学创新奖”、三度被评为中国科学院优秀导师。主要从事植物基因组编辑技术、生物安全新型育种技术以及基因组编辑定向设计分子育种等方面的研究，致力于推动基因组编辑在分子设计育种中的应用。
余泓
中国科学院遗传与发育生物学研究所青年研究员。研究方向为水稻分子设计育种，致力于分子设计育种重要技术与理论体系研究、重要农艺性状形成的分子机制与品种设计、及野生资源的挖掘与利用。
赵玉胜
中国科学院遗传发育所研究员，博士生导师。研究领域为植物温度感应的分子遗传学。在植物温度感应方面方面积累了雄厚的研究基础，将通过分子遗传学、细胞生物学以及数学建模等多种技术手段，探究植物应答环境温度方面的重要基础科学问题。