学科带头人：易干军 研究员/博士
研究室主任：杨乔松 研究员/博士
副主任：胡春华 研究员/博士
科研骨干：李春雨 研究员/博士、董涛 研究员/博士、毕方铖 研究员/博士、盛鸥 研究员/博士、邓贵明 研究员/博士、高慧君 副研究员/博士、窦同心 副研究员/博士、何维弟 助理研究员/博士、刘思文 助理研究员/博士、刘灿灿 助理研究员/博士、李耀耀 助理研究员/博士
团队简介：
团队围绕香蕉抗病抗寒分子机理、香蕉品质形成机理、香蕉枯萎病致病机制与抗性机理开展了基础研究，取得了重要进展，发表了一批较高水平的论文，是国际香蕉研究领域著名的研究团队，获得农业农村部农业科研杰出人才及其创新团队称号。建立了香蕉杂交与诱变育种、基因编辑育种技术体系，创制了一批育种材料，引领了国际香蕉分子育种研究。育成了“中蕉4号”、“中蕉8号”、“中蕉9号”等一批优势突出、综合性状优良的抗枯萎病香蕉新品种，基本解决了香蕉枯萎病这一重大国际难题。首次提出将香蕉作为我国粮食安全的重要补充。选育出粮食与加工用途的“美食蕉1号”和“美食蕉1号”等煮食蕉新品种，研发了以这些品种为原材料的食品精深加工工艺，包括香蕉点心、香蕉片、香蕉粉、香蕉（啤）酒、果酱、婴幼辅食、代餐等，有效的拓展了香蕉产业链，具有重大的应用前景。
研究方向：
1、种质资源的收集、保存、评价与利用
2、香蕉杂交育种及群体遗传进化规律研究
3、香蕉现代生物育种技术体系的研发
4、抗枯萎病、特色、粮食及加工用途香蕉品种选育
5、香蕉精深加工技术及产品研发
6、香蕉果实成熟（后熟）机制与功能性成分形成机制
7、香蕉枯萎病菌进化规律、与寄主互作机制与综合防控
8、果树高效栽培技术研发与示范推广
重要基础研究进展：
1、系统揭示了香蕉的抗寒、抗病机理以及枯萎病菌的全球进化机制：香蕉枯萎病菌进化规律、致病机制及综合防控，利用真菌传统分类学手段，明确了我国及亚洲香蕉主产国病原菌生物多样性；对全球病菌开展基因组测序和重测序，研究病原菌群体遗传结构及进化规律；鉴定到热带4号小种致病关键效应蛋白，分离其到宿主体内靶分子，揭示了该致病信号传递通路；鉴定到部分小分子毒性物质，阐述了镰刀菌酸、白僵菌素等作用机制，丰富了我们对病菌致病机制的认识；初步建立了土壤消毒、生物防治、轮作与间作的防控技术体系。借助寄主诱导基因沉默技术，在香蕉中表达Foc TR4 ERG6/11 dsRNA显著提高了香蕉的抗枯萎病能力，是国际上香蕉抗枯萎病分子育种的重要突破。另外，从基因表达、蛋白表达和磷酸化信号通路三个方面较为深入地揭示了抗寒大蕉与冷敏感香蕉抗寒性差异的分子机理，发现大蕉MKK2、MAPK5、ICE1和MYBS3在冷响应信号转导途径中发挥着重要的作用，为香蕉抗寒分子育种提供理论和基因资源支持。
2、建立了高效的香蕉组基因编辑技术体系：率先建立了基于CRISPR/Cas9的香蕉基因组编辑技术体系，成功获得全世界第一株基因编辑香蕉苗；利用基因编辑技术获得了常温下贮藏期延长近2个月的耐贮运香蕉新种质。将“绿色革命”基因在香蕉中的同源基因MaGA20ox2进行定点编辑，获得了半矮化的香蕉材料，为利用“绿色革命”基因培育矮化香蕉新种质提供了一条新思路。基于前期建立的CRISPR/Cas9基因组编辑技术，进一步在香蕉中建立了高效的无转基因残留基因组编辑技术体系。此技术体系的建立为香蕉基因组编辑技术的产业应用奠定了基础，同时，此策略可拓展应用于其他植物特别是无性繁殖园艺作物中。
3、开展了香蕉果实类胡萝卜素、淀粉、香气物质、优异纤维等的积累代谢规律及果实后熟与品质形成分子机制的研究：对不同类型的香蕉种质进行类胡萝卜素含量测定，系统开展了3个基因组类型（AAA、AAB、ABB）、9个栽培类型共18个香蕉品种在采后不同时期的代谢组学分析，在国际上率先揭示了香蕉果肉中类胡萝卜素的组成分布呈现基因组类型依赖规律，为高类胡萝卜素含量的香蕉品种选育提供理论依据；评价了21个栽培品种的淀粉特性，发现青香蕉果实具有较好的深加工应用前景，初步揭示了抗性淀粉的合成、分解及其代谢调控的分子机理；对不同种类、不同产区、不同栽培条件以及不同时期成熟的香蕉果实香气物质进行了系统研究，明确了造成香气品质差异的特征香气物质；探究了不同品种香蕉果实后熟转糖的差异，鉴定出多个可能影响果实后熟与品质形成的功能基因和关键调控因子，为进一步针对香蕉后熟和品质进行分子改良奠定了基础。
4、香蕉基因组关联分析及分子标记开发利用：构建了高质量的香蕉TT基因组，探究了芭蕉科物种的基因组进化和全基因组复制事件，解析转座子和染色体重排在基因组进化中的重要作用，基于基因组、比较转录组和生理生化实验分析揭示香蕉品种Abaca优异纤维性能的遗传调控基础。以香蕉基因组数据库为基础，通过简化基因组测序和基因组重测序分析开发香蕉的SNP和Indel等标记，以香蕉种质资源评价为基础，解析香蕉种质资源复杂的遗传背景以及亲缘关系，挖掘香蕉重要农艺性状相关的特异性分子标记，为香蕉种质资源的分子鉴定及品种权保护奠定基础。
获得的研究成果：
近年来主持完成农业部公益性行业科研专项、“948”计划重点项目、国家自然科学基金、国家重点研发项目等各类科研项目85项，建立了“国家香蕉改良中心-广州分中心”、“农业农村部广州香蕉种质资源圃”、“广东省香蕉遗传改良中心”等平台；在plant communications、Food chemistry、Plant Biotechnology Journal、New Phytologist等重要国际期刊上发表论文60余篇；获得神农中华农业一等奖1项，华耐园艺奖一等奖1项，广东省农业技术推广二等奖1项；获植物新品种权3项，省级审定品种8个；获得授权专利14件；撰写农业行业标准3项。
审定的香蕉新品种：中蕉2号、中蕉3号、中蕉4号、中蕉6号、中蕉9号、中粉1号、矮粉1号、粤丰1号
获得的植物新品种权：中蕉4号、中蕉8号、中蕉9号、蕉麻1号、矮粉1号、美食蕉1号、美食蕉2号、美食蕉4号、粤蕉1号、粤蕉2号
代表性科研成果：
2022年“高产、优质、抗枯萎病香蕉新品种‘中蕉4号’的选育及推广应用”获广东省农业技术推广二等奖。
2017年“高产、优质、矮化、抗枯萎病香蕉新品种选育与应用”获农业农村部神农中华农业科技奖一等奖。
2016年“香蕉抗逆分子机理研究及矮化、优质、抗病系列新品种选育与应用”获中国园艺学会华耐园艺科技奖。
代表性科研项目：
项目名称 | 项目类型 |
常绿果树高效育种技术与品种创制 | 国家重点研发计划项目 |
香牙蕉抗枯萎病的基因探究及机理分析 | 国家自然科学基金 |
香蕉后熟关键转录因子MADS2调控后熟过程的分子基础 | 国家自然科学基金 |
香蕉CRISPR/Cas9 RNP无外源DNA基因组编辑技术体系的建立 | 国家自然科学基金 |
香蕉抗枯萎病种质资源挖掘及其抗性分子机理解析 | 国家自然科学基金 |
基于iTRAQ技术分析香大蕉膜蛋白质组与其抗寒性的关系 | 国家自然科学基金 |
枯萎病菌效应蛋白FocM35靶向作用香蕉几丁质酶抑制寄主免疫的分子机理 | 国家自然科学基金 |
基于淀粉分支酶调控香蕉果实抗性淀粉合成机理的研究 | 国家自然科学基金 |
白僵菌素在香蕉枯萎病菌热带4号小种致病过程中作用机理研究 | 国家自然科学基金 |
基于磷酸化蛋白质组学方法分析香大蕉磷酸化信号通路与其抗寒性的关系 | 国家自然科学基金 |
不同产区香蕉果实香气成分差异及主要影响因子作用机理解析 | 国家自然科学基金 |
香蕉种质资源果实类胡萝卜素组分与寒冷差异分析及其积累代谢机理研究 | 国家自然科学基金 |
寄主诱导枯萎病菌FoERG6基因沉默提高香蕉抗病性的机理研究 | 国家自然科学基金 |
基于全基因组重测序的香蕉SNP标记开发及其在种质资源遗传多态性中的应用 | 国家自然科学基金 |
高抗枯萎病香蕉资源筛选及其对尖孢镰刀菌热带4号小种的识别与免疫机制研究 | 国家自然科学基金 |
基于交联质谱技术解析大蕉耐冷相关蛋白MKK2、MAPK3和ICE1的互作网络 | 国家自然科学基金 |
优质、特色、抗逆香蕉新品种选育 | 省重点领域研发项目 |
香蕉分子育种与品种创新 | 863计划项目 |
香蕉抗枯萎病等主要病害核心技术与种质的引进与创新 | 948计划重点项目 |
促进亚洲有机香蕉的生产与销售 | 联合国粮农组织项目 |
代表性论文：
论文名称 | 期刊 |
High-quality reference genome assemblies for two Australimusa bananas provide insights into genetic diversity of the Musaceae family and regulatory mechanisms of superior fiber properties | Plant Communications |
Efficient and transgens-free genome editing in banana using a REG-2 promoter-driven gene-deletion system | Molecular Horticulture |
Fusaric acid instigates the invasion of banana by Fusarium oxysporum f. sp. cubense TR4 | New Phytologist |
CRISPR/Cas9-mediated Genome Editing of MaACO1 (aminocyclopropane-1-carboxylate oxidase1) Promotes the Shelf Life of Banana Fruit | Plant Biotechnology Journal |
Host-induced gene silencing of Foc TR4 ERG6/11 genes exhibits superior resistance to Fusarium wilt of banana | Plant Biotechnology Journal |
Using crispr/Cas9 genome editing system to create MaGA20ox2 gene modified semi-dwarf banana. | Plant Biotechnology Journal |
Integrated proteomic and metabolomic analysis suggests high rates of glycolysis are likely required to support high carotenoid accumulation in banana pulp | Food Chemistry |
Metabolic profiling reveals genotype-associated alterations in carotenoid content during banana postharvest ripening | Food Chemistry |
The toxic mechanism and bioactive components of Chinese leek root exudates acting against Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race | European Journal of Plant Pathology |
The use of gfp-transformed Fusarium oxysporum f. sp. cubense to study infection of resistant and susceptible banana cultivars | European Journal of Plant Pathology |
Germplasm screening of Musa spp. for resistance to Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 (Foc TR4). | European Journal of Plant Pathology |
Comparative transcriptomics analysis reveals difference of key gene expression between banana and plantain in response to cold stress | BMC genomics |
Establishment of a PEG-mediated protoplast transformation system based on DNA and CRISPR/Cas9 ribonucleoprotein complexes for banana | BMC Plant Biology |
Transcriptome and metabolome profiling provide insights into molecular mechanism of pseudostem elongation in banana | BMC Plant Biology |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | BMC Plant Biology |
Cold-Induced Peroxidases and Aquaporins Are Associated With High Cold Tolerance in Dajiao (Musa spp. ‘Dajiao’). | Frontiers in Plant Science |
MaMYB4, an R2R3-MYB Repressor Transcription Factor, Negatively Regulates the Biosynthesis of Anthocyanin in Banana | Frontiers in Plant Science |
Influence of harvest season on volatile aroma constituents of two banana cultivars by electronic nose and HS-SPME coupled with GC-MS | Scientia Horticulturae |
Quantitative proteomic analysis reveals that antioxidation mechanisms contribute to cold tolerance in plantain (Musa paradisiaca L.; ABB Group) seedlings | Molecular & Cellular Proteomics |
Comparative Phosphoproteomics Reveals an Important Role of MKK2 in Banana (Musa spp.) Cold Signal Network. | Scientific Reports |
Genome-Wide Novel Genic Microsatellite Marker Resource Development and Validation for Genetic Diversity and Population Structure Analysis of Banana | Genes |
Proteomic analysis of conidia germination in Fusarium oxysporum f. sp. cubense tropical race 4 reveals new targets in ergosterol biosynthesis pathway for controlling Fusarium wilt of banana | Appl Microbiol Biotechnol |
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