作物学一级学科介绍
一、学科概况
天津农学院作物学学科，目前已经拥有天津市二级重点学科-作物遗传育种学科一个，该学科的主要特色表现在：以天津沿海都市型农业为研究方向，在天津市学科建设经费的资助下，组建了作物遗传育种重点实验室、特用作物改良工程中心、中日水稻食味研究中心、天津-布里斯托环境变化影响农作物研究中心。形成6个较有特色的研究方向：饲用作物遗传改良、特用玉米遗传育种、作物优质栽培理论与技术、植物细胞工程育种、作物抗逆分子基础、作物生产环境，其中作物优质栽培研究方向在国内处于领先地位，其他5个研究方向处于国内先进水平。在平台建设上，作物遗传育种学科作为作物学二级学科，2006年7月份被评为天津市重点学科得以建设；2006年，作物遗传育种二级学科被国家学位办正式批准为硕士学位授权点；2007年农学专业被国家列为首批第二类特色专业重点进行建设。2010年作物学科被授予一级学科硕士点授权单位，扩大了硕士招生范围。目前，建有作物遗传校级重点实验室等6个水平较高的实验室，仪器设备总值2000余万元。在科学研究上，本学科近五年主持和完成了包括国家科技支撑项目、国家“863”、国家转基因专项、国家自然科学基金等国家级项目以及市级科研项目48项，总经费达2093万元。获得省部级奖项4项，获得发明专利2项，出版学术专著16部，培育新品种8个，发表文章208篇，其中被SCI收录15篇。在队伍建设上，学科组成员中现有教授16名；副教授10名；具有博士学位教师数达到18名，45岁以下教师全部为硕士以上学位；学科组成员中有国家百千万人才1人，天津市“131”人才工程第一层次人选3人；在社会兼职方面，参加各种学会理事10人，常务理事1人；从英国引进博士后一名，引进英国著名教授为我学科客座教授。在人才培养方面，近五年已有500多名本科生获得学士学位，有12名硕士生获得硕士学位，目前在读硕士研究生24名，学生获市级奖达30多项。在教学质量上，目前已有“作物育种学”和“生物化学”两门课程被评为市级精品课。教改项目“农学专业人才培养模式调整机制的研究及实践”2009年获得国家教学成果二等奖。“作物育种学”教学团队获得市级优秀团队，出版教材7部，其中2部获得“十一五”优秀教材奖。
天津农学院作为天津市唯一的农业院校，肩负着促进天津农业发展，实现天津农业现代化的重任。天津地理位置特殊，生长条件较差，经济地位重要，大力发展我校作物学科，不仅推动栽培与耕作以及育种理论研究发展，而且能够选育出天津滨海地区适宜的作物品种，创造出最优的栽培技术，提高作物产量和品质，增加农民收入，从而为天津经济快速发展做出贡献。另外，加强我校作物学科研究性人才的培养将会促进作物学科研究方法及应用的发展，满足本地区可持续发展对专门人才的需求，为经济建设和农业发展服务。同时也得以完善我校及我市高校的学位授权学科体系。
经过多年努力，本学科已经成为一支学术梯队合理，知识结构优良的科研团队。在饲用作物遗传改良、特用玉米遗传育种、作物优质栽培理论与技术、植物细胞工程育种、作物抗逆分子基础、作物生产环境等研究方向具有明显特色和优势。
二、研究方向
1．饲用作物遗传改良
本研究方向着眼于天津都市型农业区域和西部大开发的需要，广泛搜集种质资源，利用作物遗传育种理论和现代育种技术，将现有农作物或植物进行遗传改良，使其适用于饲用或粮饲兼用，研究和总结新的育种理论和方法，选育新的优质高效饲用作物品种。目前，已经育成“天农”系列饲用高粱新品种3个（1个通过国家审定），鲜食饲用兼用玉米品种2个（天津市审定），发表相关研究论文50多篇，其中发表SCI文章4篇。本研究方向在“粒用高粱×甜高粱×苏丹草”三元杂交利用方面居国内同类学科领先位置，同时本研究方向着眼于绿色能源作物甜高粱开展应用基础研究和分子标记辅助育种工作，加快了甜高粱育种的进程，同时也进行主要性状基因的克隆和功能基因组学研究，构建甜高粱遗传图谱，为甜高粱育种打下坚实基础，为应对国际能源危机和作物功能基因组学的研究做好铺垫。
2．特用玉米遗传育种
该研究方向根据沿海都市农业特点和经济可持续发展需要,研究重点放在：
（1）优质抗逆性强的特用玉米种质资源的搜集筛选、创造和改良；
（2）现代育种理论和技术的利用和发展创新。包括优良农艺性状基因的克隆和分子标记、转基因和基因导入等技术在内的生物技术、杂种优势利用技术、抗逆育种技术、生理育种技术和品质育种技术等；
（3）育种目标的实现途径和程序化育种技术体系的建设；
（4）新品种的试验、示范、推广及良繁体系的建设。
该研究方向经过十几年的育种实践，在育种方法的改进和育种新方法的探索以及特用玉米新品种培育等方面做了大量工作，积累了一定经验，在国内特用玉米育种领域有一定影响。在糯玉米育种方面：把普通玉米杂种优势群理论及其划分方法应用到糯玉米育种实践。应用SSR和RFLP标记方法，结合综合配合力测定，对我国糯玉米育种材料进行类群划分，并构建出杂交优势利用模式；在甜玉米育种方面：对从国内外引进的甜玉米种质资源进行了筛选鉴定。通过研究普通甜玉米、加强甜玉米和超甜玉米育种材料的遗传差异和联系，试图解决上述三种甜玉米自交系间的杂种组配障碍问题，提高制种产量；在爆裂玉米育种方面：在广泛搜集种质资源的基础上，利用美国的“黄玫瑰”作为基础群体选育自交系。与此同时，通过改良国内农家品种，选育出新的自交系，组配出高品质杂交种；在其它优质特用玉米育种方面：从遗传和环境两个方面研究特用玉米优良品质形成机理，探索高产优质育种方法。
本研究方向有十几年的研究历史，先后育成了津鲜糯105、106、津农1、津农（糯）2、津农3、津农0802、津农糯955、津农糯958、津引1号、高赖氨酸玉米津农04834等一批特用玉米新品种，已经在国内20多个省（市、区）推广种植。为了加强本研究方向育成的糯、甜玉米在全国的推广力度，天津市科委、天津市农委、天津市教委和天津农学院先后给予本研究方向所需资金和实验室重点支持。目前，本研究方向正在进行的科研项目有：糯玉米新品种繁育、示范、中试和开发；专用糯玉米新品种选育及其产业化研究；利用国外玉米种质资源选育饲料玉米新品种及玉米育种方法筛选和创新研究等。除此之外，本研究方向正在进行广泛调研，正在对分子育种、组织培养、诱变育种、计算机辅助育种和分子设计育种等育种技术在特用玉米育种上的作用及其应用前景进行评估，以便使特用玉米遗传育种水平得到进一步提升。
3．作物优质栽培理论与技术
该研究方向以水稻食味为研究中心，全面开展水稻品质育种研究。重点对其外观、粘性、硬度、口味和气味等特性进行深入研究，采用生物技术、分子育种技术和常规技术相结合等手段，最终实现水稻品种的优质化和专用化。目前，已经育成优质食味水稻品种2个，发表学术论文多篇（SCI.收录5篇）。本方向在水稻食味改良方面居国内同类研究前列。
目前该研究方向已经成立“天津中日水稻品质-食味研究中心”，是天津市政府与日本东京大学科技合作及人才交流项目的重点内容之一，以天津农学院和日本东京大学为依托共同组建。中心设立建设领导小组、中心委员会和专家委员会，设首席专家，实行主任领导下的首席专家负责制。中心联合天津市水稻原种场、天津市宝坻区政府和津南区八里台粮食购销有限公司，共同建立试验和繁种基地、生产基地及贮藏加工销售基地，以实现科研成果的产业化和市场化。中心将以“让人吃好”为最高理念！充分利用天津—东大科技合作平台，立足天津，面向中国北方粳稻产区，联系中日两国专家、团体和企业开展合作，促进中日两国水稻品质、食味研究和产业的发展。日本方面以东京大学为核心，联络日本香川大学、日本福冈农业综合试验场和日本北海道立中央农业场等日本优秀水稻专家来中心开展合作研究。中国方面以天津农学院为核心，利用中心聚集国内水稻品质、食味方面的科技人才来中心开展合作研究。以其有效引进日本水稻研究成果和技术，创新研究理念和方法，加速中国优质食味水稻研究与开发。中心配备有国际一流的用于水稻品质食味分析研究的仪器设备，完全满足水稻品质食味研究的需要，为水稻品质、食味研究中心与国际水平接轨提供的充足的硬件支持。
4．植物细胞工程育种育种
本研究方向以生物技术在农作物新品种选育上的应用为主线，将组织培养和基因工程技术用于农作物育种实践。
研究重点为：
（1）在细胞水平上开展组织培养的快繁技术、细胞培养和单倍体育种；
（2）在分子水平上，利用分子生物学原理和生物技术手段开展基因标记、农作物优良性状基因克隆、转基因植物的研究和操作；
（3）DNA指纹图谱用于种质资源鉴定；
（4）基因导入和重组用于种质资源创新研究。目前，本研究方向已经发表研究论文20多篇，其中SCI收录3篇，组织培养快繁技术已经用于部分较高经济价值农作物的工厂化生产。
目前在该研究方向上，已经建成天津农学院植物细胞工程研究中心， 近年来中心已主持和完成了省部级课题14项，获得市科技进步奖五项，申请专利两项。公开发表论文60多篇。
5．作物抗逆分子基础
本方向以模式植物拟南芥为材料，研究植物气孔对不同逆境胁迫的应答机理（高温、干旱和高盐）;采用能去除选择标记的转基因技术，将抗逆相关基因转入粮食作物和蔬果作物，获得无转基因安全隐患的抗逆作物新品种（系）。
主要研究：
（1）植物气孔应答环境胁迫的分子机理。
（2）作物抗逆相关重要基因的克隆和功能分析。采用同源克隆的策略，从作物中分离与抗逆相关的重要基因并进行功能鉴定，为采用转基因技术进行分子育种提供优异基因；
（3）作物转基因体系的建立。构建适于转入作物的分子载体，特别是可剔除选择标记的载体，以破解转基因的安全隐患难题；创新作物转基因的方法，使基因转入能够简单高效地进行；
（4）抗逆分子标记辅助选择育种体系的建立。分析抗逆基因在不同育种材料中的序列差异，开发功能标记，降低因分子标记和基因分离而选错材料的可能性，提高分子标记辅助选择育种的效率。
目前该方向主持国家转基因新品种培育重大专项子课题一项，教育部留学回国人员科研启动基金项目一项，国家外专局引智项目各一项，中国科学技术交流中心子课题一项，天津科委面上项目一项。申报了2项国家高技术研究发展计划。参加了英国生物学和生物技术研究理事会（BBSRC）科研项目2项以及2个国际交流CPA（China Partner Awards）项目。被授予国家专利一项，另有一项专利处于审核阶段。先后发表学术论文10余篇，其中发表在Current Biology(第一作者，影响因子10.99)的论文揭示了植物气孔应答湿度信号的分子机制，发表在The Plant Journal（共同第一作者，影响因子6.94）的论文鉴定了控制植物蒸腾效率的基。
6．作物生产环境
本方向以土壤肥料、农业气象、栽培、植物生理等学科中涉及环境的部分为基本范畴，以各种环境因子对作物生长发育的影响为主要研究内容。重点研究作物生产的土壤环境、营养环境、光照环境、温度环境、水分环境和气候环境等领域。尤其是针对天津沿海都市农业中水资源严重不足、再生水灌溉、微咸水灌溉、设施农业灌水施肥、以及由于不合理灌溉和大量施肥带来的农业面源污染问题，依据非充分灌溉理论，开展农田水、肥、盐时空动态变化及其对作物生长和产量影响的研究。目前本研究方向在水资源在农业方面的高效利用及现代节水灌溉理论及技术、微咸水、再生水安全高效利用技术、水环境修复技术等方面取得了一些成果。目前，该方向主持和参加国家级、省部级项目30余项，发表论文50多篇。获得教育部科技进步一等奖一个（项目第十参加者）。
三、学科建设的指导思想和总体思路
以国家和天津市经济建设发展需要和天津农学院数量和质量并重，教学与科研并重，逐步提高办学层次，多层次培养厚基础、宽口径、多技能、广适应型经济建设人才的办学理念为指导思想，把作物学科发展建设的总体思路定位在：实施和落实人才战略，加强人才的引进和培养，使农学学科学术队伍整体学术水平达到国际先进，国内一流；加强硬件条件建设，使学科建设水平跻身国内同类学科先进行列。以学科的空白点、交叉点为突破口，形成本学科的特色和优势。在完善硕士研究生教育体系建设和提高硕士研究生培养质量的同时，为“十二五”末申报博士学位授权点做好准备。