华大基因农业应用技术平台依托华大基因全球领先的基因组测序和生物信息分析技术,开展动植物及微生物资源的应用与开发、动植物品种改良以及现代农业产业化的推广,研究对象涉及植物、动物、微生物、海洋四大领域。拥有各类实验室面积超过8000平米,动植物及水产育种基地面积超过1200亩,并配备各类大型及常规仪器。

华大基因植物平台成立于2009年。在此之前,华大基因研究院于2003年率先完成了水稻基因组框架图的绘制,使我国在国际农业基因组研究领域占据了一席之地;随后,又绘制了家蚕(2003年)、家鸡(2004年)和黄瓜(2009年)的基因组图谱,加强了我国农业基因组学在亚洲的领导地位,并扩大了与欧美强国的合作,致力于将基因组学技术应用于农业生产领域,植物平台也应运而生。

植物平台以华大基因国际先进的基因组测序平台及生物信息中心的海量基因组学数据处理、分析能力为支撑,建立了高通量基因功能鉴定平台和分子育种技术服务平台。主要研究方向:(1)重要农作物基因组学研究与分析,包括基因组图谱的绘制、遗传图谱的构建及基因资源的挖掘;(2)国内外重要农作物核心种质资源的收集与保存、基因型和表型数据库的搭建;(3)农业核心技术体系的建立,包括大规模基因挖掘、高通量基因功能鉴定技术、全基因组指导的分子育种技术等。平台的总体定位是从我国农业发展和新品种培育的需要出发,以国内外合作为基础,通过大规模地开展重要农作物基因组研究,真正贯通从基因组研究到分子育种产业化,实现产学研结合的发展模式。

植物平台通过实战、凝聚、锻炼、考验并培养了一批年轻的优秀骨干,形成了一支思维活跃、具有顽强拼搏精神和勇于创新的年轻科研团队。

平台已成立“农业基因组学国家重点实验室”和“基因组学农业部重点实验室”;作为牵头单位组建“中国农业基因组学科群”;在深圳市政府的领导下与中国农业科学院共同建立“中国农业科学院深圳生物育种创新研究院” ;与国际水稻研究所(IRRI)、国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)等国内外研究机构建立了长期合作关系。旨在推动现代生物技术和重要农作物分子育种的发展,不断提高在国际上的竞争力和影响力。

目前,植物平台已启动水稻、谷子、大豆、玉米等重要农业物种从基因组到分子育种贯穿的示范性项目。高通量基因功能鉴定平台已建成水稻、烟草、拟南芥等物种成熟稳定且高通量的转化体系,为实验室内部研究服务的同时,对外提供优质的产业化服务,能同时对内和对外提供大规模分子标记开发和遗传图谱绘制的服务,为相关领域的研究提供全面支撑。

随着人才队伍的不断壮大,科研条件的不断改善,国际交往的不断扩大,科研工作的不断深入,植物平台必将成为中国农业基因组学研究与应用的领头羊,为中国农业生产的发展做贡献。                




        组培操作实验室  
         重仪器实验室
         组培培养室


        分子育种实验室
        基因分型实验室

    华大基因结合手工克隆及全基因组分子辅助育种技术,建立了优秀种猪的选育繁殖平台,现拥有五指山猪,巴马香猪,藏香猪等地方优良品种。动物平台拥有200余亩的实验动物基地和160平方米的SPF鼠房及配套设施,采用先进基因工程技术构建人源化的疾病动物模型,已制备出侏儒症、糖尿病等疾病的基因工程动物模型,未来期望在心血管、肿瘤、神经退行性疾病等领域制备更多合适的实验动物模型。



            实验基地
               SPF鼠房

平台目前已经开展的重点研究项目:

人类重大疾病动物模型开发

以小鼠、大鼠、小型猪为实验动物,利用基因工程技术(转基因、基因敲减、基因敲除)研制如肿瘤(乳腺癌、鼻咽癌)、糖尿病、心血管疾病等人类发病率较高的疾病动物模型;同时利用华大基因单基因病研究中最新发现的新基因开发多种单基因病动物模型,为生物医药研究提供药物筛选所需的人类疾病动物模型。

基因工程迷你宠物培育

   以猪、羊、兔等为对象,通过基因工程手段对生长轴相关基因进行遗传操作,获得体型小、生长缓慢、遗传稳定的迷你型宠物品系。不仅为市场提供各种迷你宠物,同时可为为人类各种侏儒症研究提供动物模型。

哺乳动物基因敲除

采用最新基因组编辑技术TALENCIRSPR系统实现了猪GHR GHRHR HMGA2 P53 CRY1等以及小鼠ACE2 TXNIP Caspase-1 HAS3 BRCA120多种基因敲除。基因单敲除效率可达到50%,基因双敲除可达到20%。从载体构建到获得基因敲除细胞或者小鼠仅需要4个月的时间,大大缩短了基因敲除猪和小鼠的时间,实现各种疾病模型动物的快速制备。

华大基因微生物平台以各种微生物为研究对象,利用我国独特而丰富的微生物资源优势,以国际领先的基因组学为中心,依托高通量的微生物基因鉴定、生物合成、筛选平台,集微生物资源挖掘与系统生物转化研究于一体,实现技术快速突破,为微生物相关高新技术产业,比如乳业、污水治理、环境工程、检验检疫、农业饲料、酶工业、生物化工业,绿色能源等,提供强大的产业指导和产业升级。 

平台目前已经开展的重点研究项目:

高效纤维素酶

        从土壤、堆肥、动物(白蚁和熊猫等)肠道等具有高效转化木质纤维素能力的环境中挖掘对环境具有独特抗性、高效转化木质纤维素的基因及协同作用相关基因,构建微生物菌株或菌群。

高效转化有机废弃物发酵产沼气项目

从活性污泥、污水、堆肥、沼气池等具有高效降解有机废弃物的环境中挖掘对低温具有独特抗性的基因、高效产甲烷的基因及协同作用相关基因,构建出抗低温、稳定高效转化有机废弃物产沼气的菌株或菌群,并应用于工程实践。

环境污染物生物感应器的构建和应用

通过底物诱导基因表达技术(SIGEX)从环境微生物宏基因组中高通量筛选污染物响应基因元件,并将其与荧光报告基因相互耦合,构建重金属、石油烃、二噁英等特异性的生物感应器,实现一个样品多种污染物的同时分析测定,可广泛应用于环境监测、食品安全等领域。

石油微生物

研究油藏微生物资源分布及对驱油效率的影响。通过物种组成分析,解析油藏本源菌的群落结构及对外源微生物的影响,为选择适合的驱油菌剂提供指导;通过功能组成分析,探索微生物菌种驱油的主要机理及影响因素,研究微生物在油藏介质中的迁移转化和新陈代谢过程。在此基础上,挖掘微生物烃降解代谢路径中的重要靶标基因,并对油田注水采油过程进行监测与辅助调控,对最佳内外源驱油条件进行筛选及评价。

工业微生物

联合国内外顶尖研究所和企业开展抗生素产生菌、氨基酸产生菌、功能性酿酒微生物等研究开发。结合全基因组基因测序分析,阐明相关代谢通路,寻找有价值的功能基因,开展微生物分子育种,进而对工业生产更新换代,促进工业微生物经济的发展。 

乳酸菌项目

依托微生物高通量筛选平台从乳制品、动物肠道、泡菜等富含乳酸菌的环境样品中获取乳酸菌资源,建立乳酸菌菌种资源库,并进行乳酸菌功能因子的研究,开发优良乳酸菌菌种,广泛应用于乳制品、保健品、药品行业。

塑料降解

从高效降解塑料的菌株和菌群入手,利用微生物基因组学技术从基因角度对塑料生物降解进行解析,深入挖掘塑料降解相关基因资源,并有力推动塑料降解技术的发展。

          海洋平台主要是以海洋生物为研究对象, 应用高通量基因组学手段和现代生物工程技术,从海洋经济动物分子育种与水产养殖、海洋药物与功能性产品研发、海洋微生物开发利用、海洋资源环境保护与生态建设等方面开展研发工作。

海洋经济动物的分子育种与水产养殖

          从基因组学出发,明确海洋经济动物基因组结构与特征,阐明重要经济性状的关键基因及其网络调控机制,建立海洋经济动物分子育种的理论和技术基础,解决海洋经济动物分子育种领域的关键科学问题,为海洋经济动物高效“精确育种”提供技术支撑。此外,探索建立工厂化养殖模式,开展优良新品种养殖示范,引领水产养殖产业发展。

海洋药物与功能性产品研发

          对新型海洋毒素、海洋天然活性物质、海洋药物药用基因、海洋保健产品、海洋基因工程药物等进行筛选、开发与产业化生产。

海洋微生物的开发与利用

          研究与开发海洋微藻的生物能源性、生物活性物质、功能食品与保健品、深海与极地微生物

海洋资源环境保护与生态建设

          参与近海海洋生物灾害的预测与防治、深圳湾红树林的生物资源保护、大亚湾核电站低放废水的生物检测与净化、国家级濒危水生生物的基因资源保护与物种保育等。




         海洋平台实验室
             水族馆
华大国际海洋研究中心概念规划图