分子设计育种

课程编码：180209090102P2001H 英文名称：Molecular Design Breeding 课时：60 学分：3.00 课程属性：专业核心课 主讲教师：高彩霞等

通过介绍作物育种发展历史，以及国际作物育种科学的前沿进展，使同学们在了解我国农业发展的需求和现状的基础上在未来作物育种领域做出创新性工作

发育生物学、植物生理学、分子生物学、生物化学、遗传学、作物育种学

第一章 基因组编辑技术简介 3学时 高彩霞
第1节 基因组编辑技术简介
第2节 CRISPR发现历程
第3节 CRISPR生物学和分类
第二章 碱基编辑技术 3学时 高彩霞
第1节 胞嘧啶碱基编辑器
第2节 腺嘌呤碱基编辑器
第3节 双碱基编辑器
第4节 基因组前沿讨论
第三章 引导编辑技术 3学时 高彩霞
第1节 可预测的DNA删除技术
第2节 细胞器编辑技术
第3节 引导编辑技术
第四章 染色体编辑和基因精准调控 3学时 高彩霞
第1节 大片段DNA insertion
第2节 染色体编辑
第3节 序列特异性的基因精准调控
第五章 基因组编辑的精准性和植物递送技术 3学时 高彩霞
第1节 基因组编辑的精准性和植物递送技术
第2节 植物递送技术
第六章 基因组编辑技术在作物改良上的应用 3学时 高彩霞
第1节 基因组编辑技术在作物增产上的应用
第2节 基因组编辑技术在作物品质改良上的应用
第3节 基因组编辑技术在作物单倍体育种上的应用
第4节 基因组编辑技术在作物抗病上的应用
第5节 基因组编辑技术在作物驯化上的应用
第七章 基因组概论 3学时 赵玉胜
第1节 基因组组成
第2节 基因组计划
第3节 基因组数据库
第八章 基因组测序与组装 3学时 赵玉胜
第1节 测序技术发展史
第2节 基因组组装策略与挑战
第3节 3D基因组
第九章 基因组变异与分析 3学时 赵玉胜
第1节 基因组变异与性状遗传分析
第2节 驯化或进化分析
第3节 基因组应用举例
第十章 模式生物与功能基因组学研究 3学时 赵玉胜
第1节 模式生物简介
第2节 功能基因组研究历程
第十一章 基因功能解析方法和技术 3学时 赵玉胜
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
第十二章 基因功能解析 3学时 赵玉胜
第1节 简单性状解析
第2节 复杂性状解析
第十三章 基因功能解析举例 3学时 赵玉胜
第1节 基于突变体的基因功能分析
第2节 基于QTL的基因功能分析
第3节 基于GWAS的基因功能分析
第十四章 植物合成生物学概论 3学时 张有君
第1节 合成生物学简介
第2节 植物合成生物学的发展
第3节 如何设计一个全新植物
第十五章 植物初级代谢产物的合成与改造 3学时 张有君
第1节 初级代谢介绍
第2节 改造初级代谢通路
第3节 应用案例
第十六章 植物次级代谢产物的合成 3学时 张有君
第1节 次级代谢介绍
第2节 鉴定次级代谢通路
第3节 应用案例
第十七章 高价值天然产物改造与植物脂类代谢的合成与改造 3学时 张有君
第1节 改造和合成次级代谢产物
第2节 脂类代谢介绍
第3节 应用案例
第十八章 合成基因组+人工智能 3学时 张有君
第1节 合成基因组的发展
第2节 在其他物种中的发展和应用案例
第3节 人工智能简介
第十九章 人工智能在合成生物学中的应用 3学时 张有君
第1节 人工智能和合成生物学
第2节 重新设计蛋白质，基因组，代谢通路
第3节 利用人工智能设计全新植物
第二十章 考试 3学时 张有君
第1节 考试

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。
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。
张有君
中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员。2016-2017年在马克斯普朗克植物分子生理研究所从事博士后研究；2017-2023年担任马克斯普朗克植物分子生理研究所和保加利亚植物系统和生物技术中心项目组长。