《生命科学研究方法与规范》(研究生)全册配套完整课件

《生命科学研究方法与规范》(研究生)全册配套完整课件生命科学学院研究生：

生命科学研究的方法与规范本课程的宗旨为

培养科学风尚和理念、

介绍科研思路和方法、

讨论科研结果的分析和认识、

引导科学方向和道路课程内容9/7 1.科研的目的是什么？

科学问题的选择（马红）9/14 2.怎么做科学学术带头人（陈家宽）9/21 3.简介：试验（研究）设计、怎样选择最恰当的方法，同一

目标有多种方法，对照的别要性

（卢宝荣）9/28 4.遗传意义上（体内）的相互作用；生化（分子）意义上

的相互作用（王学路）

10/12 5.遗传分析的意义、特征和应用

（马红）10/19 6.遗传、生化、细胞生物学的优缺点（马红）10/26 7.“Gainoffunction”的作用、基因表达性状的意义（董爱武）课程内容11/2 8.小鼠基因敲除研究方法（吴晓晖）

11/9 9.利用裂植酵母研究基础和应用问题（吕红）11/16 10.生物物理、神经生物学等学科的思路和方法

上的特点（俞洪波）11/23 11.基因组学、蛋白组学的作用和局限性（卢大儒）11/30 12.比较基因组学、生物信息学、分子进化生物学

（金力）12/7 13.生物多样性、生态关系、物种起源（钟扬）

12/14 14.研究入侵植物的意义问题、设计、

究系统与方法（李博）12/21 15.什么是全球变化？（赵斌）12/28 16.生物统计、群体遗传、计算生物学（罗哲伟）1/4 17.分组同学报告（多位老师）科学研究的意义科学领域的现状科学研究的技术条件导师和实验室的研究方向研究环境的优势本人的兴趣本人的优缺点科学研究要考虑的因素科学研究的意义关系到生命现象中基础的、普遍的、有代表性的具有重要的应用价值，比如和人类健康、农业、环境保护等有关关系到生命现象中的重要环节或过程关注这类工作的人很多，有很高的人文价值科研方法上有发明创造，有很多广的用途科学研究的意义关系到生命现象中基础的：DNA的结构、细胞分裂周期的调控、三羧酸循环、转座子、细胞凋亡、动物器官发育、DNA的复制、RNA的合成、光合作用、RNA剪切、蛋白质磷酸化、蛋白降解等具有重要的应用价值：青霉素、维生素K、DDT、传染病、病毒等

关系到生命现象的重要环节：神经系统、激素、离子通道、抗体结构等重要方法：PCR、GFP、NMR、X-光衍射、单克隆抗体、基因敲除、RNAi等

怎样寻找具有意义研究课题学习和关心生命现象，学好生命科学的基础课了解哪些生命科学的问题是没有解决的多读生命科学各个领域的文章，多听学术报告，包括专业外的报告关注国家和社会的需要，关注国际形势和动态学习和了解先进方法，注意有哪些方面还有技术上的瓶颈科学研究的要素选择重要问题，化大问题为小问题；从某个方面、部分入手，采用某种方法，基于某个假设，等等观察和认识生命现象，总结规律，提出假设选择研究体系，比如模式动物；选择研究方法，比如遗传学；不同的问题需要不同的体系和方法学习和了解先进方法，注意有哪些方面还有技术上的瓶颈认识科学研究的意义有的研究课题从设题时就有一定了解，并有研究目标，意义可能比较明确，比如DNA结构和细胞分裂周期的研究有的研究课题得到的结果可能和开始的目标不一样，可以有以外的发现，比如具有催化作用RNA不论得到什么结果，都要考虑它的普遍性和代表性如果结果很专一，则要思考它从另一个角度反映什么更广的生命科学问题科学研究的主要领域基础科学研究的是生命科学的重要科学问题，比如遗传规律，发育生物学，生态学等应用科学研究的是人类社会中和生命有关的问题，如人类健康、农业(包括林、牧、渔)、环境、建材、药品、能源等宏观科学指的是研究比个体尺度更大的问题，包括生态、分类、进化等微观科学指的是研究比个体尺度小的问题，包括生化、分子、细胞、发育等生命科学的主要试验方法多种观察手段，包括野外考察、卫星摄影、显微技术、凝胶成像、探针、活体标记等遗传分析手段，包括用自然个体差异、人为诱导突变、转基因动植物等生物化学手段，包括大分子的提取和分析、蛋白活性的测定、分子间的互作等细胞生物手段，包括蛋白的胞内分布、细胞器结构与功能、细胞骨架等细胞水平的研究分子生物学手段，主要依赖分子克隆技术生命科学中重计算的分支生物统计学，广泛运用生物信息学，也是

广泛运用分子进化生物学，用DNA序列等分子信息来研究进化生物学问题功能组学，包括转录组学比较基因组学，需要统计和生物信息基础模拟计算生物学，包括蛋白质结构模拟系统生物学，包括调控和互作网络的研究试验条件的分析研究领域的现状如何，比如PCR发明后使得少量的DNA(RNA)也可以分析；蛋白质和其他分子则还不能人为地扩增单位和实验室的条件，有没有需要的仪器没有的话能否购置，能否借用本人的技术背景，有没有这方面的经验，有没有决心去学，能不能找到合作者哪些是要买的，哪些是要学的，哪些是要合作的，哪些是要暂时缓一缓的导师研究方向和自己的目标之间的关系导师的方向是否包括你想做的内容，导师会不会同意你做不同的项目实验室的条件是否适合做你想做的研究，导师是否在这方面有专长实验室有没有师兄师姐可以提供帮助，周围有没有别的实验室可以协助你自己有没有相关的特长和经验；你和你的各种环境条件能否形成一个综合优势怎样确定自己的科研目标理想性的目标应该是解决一个科学问题，或得到一个有应用价值的结果现实性的目标是毕业，拿到学位，能够找到工作或继续深造为了解决科学问题，首先要有合理的问题；要毕业需要发文章，也就是要有可以出成果的课题这两者处理好了不矛盾，但也有可能会有矛盾实现研究目标的措施和导师商量确定研究目标，并制定一个计划；计划要分段，每段有可检验的指标努力学习各种知识和方法，认识研究课题的重要性，了解方法的必要性和可行性经常和别人交流，听取意见，分析它们的合理性总结分析研究结果，努力得出合理的结论，认识结果的意义，决定下一步的工作汇报人：马

红植物减数分裂过程中染色体相互作用的分子机理

申报单位：复旦大学推荐部门：教育部

上海市科委项目申请的案例：S973－重大研究计划-发育与生殖项目摘要

减数分裂是生殖细胞形成所必须的特殊细胞分裂方式，通过两次分裂，形成带有正常体细胞染色体数目一半的精子或卵子。其核心分子细胞学事件是来自父本和母本的同源染色体间的相互作用，包括配对、联会、交换及分离。

在减数分裂过程中，同源染色体重组造成了遗传物质的重新分配，增加了个体间的差异，使得父/母本和子代之间、子代的兄弟姐妹之间的遗传物质各有所别。没有减数分裂就没有千差万别的生命世界。减数分裂过程中同源染色体的配对、联会、交换及分离的错误可造成部分染色体的缺失或易位，或染色体数目增加或减少，会影响精／卵子的形成和质量。对人类而言，减数分裂过程的错误会引起不育和新生儿出生缺陷。对农作物而言，如果在减数分裂过程发生错误或受到干旱等逆境因素的影响就会造成减产甚至绝收。项目摘要

大多数农业产品是植物的果实、种子这样的生殖器官，必须经过减数分裂才能产生，农作物育种过程实际上就是优良基因的组合与被选择过程，通过减数分裂中同源染色体的重组和交换才能实现。

提高同源染色体重组频率能够加快育种进程；降低同源染色体重组频率则有利于已有优良品种的维持。揭示植物减数分裂的分子机理可以促进农作物新品种培育和保持，对保障粮食安全有极其重要的意义。

采用植物材料研究减数分裂有着其它生物材料不可替代的优势，如植物生殖细胞取材方便、细胞学观察较易、突变体诱发简单等。此外，研究表明植物减数分裂基因的功能与脊椎动物的相似性，比果蝇、线虫与脊椎动物的相似性更高，因此植物减数分裂的研究成果不仅可以服务于农业生产和粮食生产，还可以为人类生殖健康提供借鉴和帮助。项目摘要

本项目正是瞄准减数分裂中同源染色体相互作用这一重大科学问题，以模式植物拟南芥、水稻和玉米等为材料，集成国内植物减数分裂研究的优势力量，深入研究减数分裂过程的分子机理。拟解决的关键科学问题是：控制减数分裂过程中同源染色体的识别、配对、联会及重组的关键元件是什么？这些元件之间是如何协调的？它们的功能在不同植物中的相似性和特异性是什么？为此本项目将设立四个课题：(1)同源染色体识别与配对的分子机理;(2)同源染色体联会与交换的分子机理;(3)染色体间相互作用的调控网络;(4)减数分裂共性和特性的分子基础。

通过本项目的研究力争实现以下目标：(1)建立减数分裂中染色体互作的分子细胞学图谱和相关研究方法；(2)建立减数分裂时期特异的基因功能敲除技术体系；(3)研究20个左右减数分裂关键基因的主要生物学功能；(4)建立一个减数分裂基因调控网络；(5)为指导人类生殖健康和粮食安全提供一批候选基因；(6)申请专利10项以上，发表高水平论文50篇以上。汇

报

提

纲一、立项依据与关键科学问题二、研究内容、目标和方案三、课题设置和技术路线四、工作基础与研究条件五、研究队伍总体情况六、特色与创新点减数分裂是有性生殖的必要环节产生单倍的配子(精子和卵子)染色体数目减半精卵融合后染色体数目恢复正常(2N)同源染色体间相互作用确保了染色体的正确分离核心事件是同源染色体间的相互作用配对联会重组联会复合体端粒交换分离同源染色体间交换造成遗传物质重新分配和个体差异

这种差异是生物多样性和物种分化的必要条件减数分裂发生错误直接影响生殖发育染色体数目的增加、减少，部分缺失或易位配对联会重组分离××××联会复合体端粒亲本育性异常

影响雌雄配子的形成和质量子代发育缺陷交换减数分裂直接影响人类生殖健康唐氏综合症：

多一条21号染色体染色体缺失或重复，数目增加或减少，影响精子或卵子形成和质量可能导致不育造成约80%自然流产和新生儿缺陷减数分裂是农作物遗传改良的物质基础

基因间的重组依赖于同源染色体之间的交换

新品种选育就是优良基因的组合与被选择李振声

院士袁隆平

院士提高重组频率能够加快育种进程降低重组频率有利于良种的保育和繁殖

培植容易、生殖器官多

染色体行为易于观察

细胞全能性好植物是研究减数分裂的传统材料

植物材料具有研究减数分裂的优势

2、模式植物分子信息丰富水稻、拟南芥和玉米等植物基因组测序已完成水稻拟南芥玉米3、减数分裂基因功能非常保守

植物比果蝇和线虫更接近于脊椎动物1、植物易于正向和反向遗传操作模式植物突变体丰富、转化技术成熟染色体：仅对同源染色体识别、配对、联会及重组进行了细胞学研究细胞骨架：除纺锤体形成之外，微管和微丝在减数分裂前期的功能未知基因功能：已知功能基因少于总数的10%调控网络：缺乏对同源染色体核心事件各种过程间的协调研究植物减数分裂研究现状与不足减数分裂细胞被包裹在体细胞组织中，获取费时减数分裂细胞学研究缺乏有效的分子探针，阻碍了对基因功能的分析减数分裂部分重要基因参与有丝分裂过程，突变致死，难以研究其减数分裂的功能减数分裂分子机制研究的瓶颈减数分裂研究孕育着重大突破近年来，光镜和电镜技术的完善促进了模式植物减数分裂细胞学研究应用DNA芯片和高通量测序技术，少量样品就可以提供全基因组信息遗传学和基因组学方法加速了基因功能研究，已克隆和分析了50多个减数分裂基因最近建立的减数分裂特有基因沉默技术，为研究突变致死基因的减数分裂功能提供了可能关键科学问题控制同源染色体识别、配对、联会及交换的关键基因和调控元件是什么？这些基因和元件之间如何协调？它们的功能在不同植物中以及动植物间有何相似性和特异性？一、立项依据与关键科学问题二、研究内容、目标和方案三、课题设置和技术路线四、工作基础与研究条件五、研究队伍总体情况六、特色与创新点汇

报

提

纲分析染色体相互作用过程中各种超分子结构，如着丝粒、端粒、微管和微丝的功能确定控制同源染色体识别、配对、联会及重组等过程的关键组分（DNA和蛋白质）研究上述组分之间在转录、翻译和蛋白修饰等水平上的调节机制揭示以上关键组分在不同植物及动植物间的共性和特性主要研究内容总体目标挖掘一批重要功能基因，阐明减数分裂中染色体相互作用的分子机理和调控网络，取得重大原始创新成果进一步提升我国在植物减数分裂分子机理方面的研究水平，力争保持在该领域的国际领先地位充分认识减数分裂的共性和特性，为人类生殖健康和农作物品种改良提供理论依据在减数分裂研究领域，培养和造就一批具有国际竞争力的优秀中青年研究人才五年预期目标建立染色体相互作用的分子细胞学图谱和相关研究方法扩展和完善减数分裂时期特异的基因沉默技术体系阐明20-30个减数分裂关键基因的主要生物学功能建立植物减数分裂重要功能基因的调控网络和数据库申请专利10项以上，发表高水平论文50篇以上建立一个国际领先的创新性和综合性的

植物减数分裂研究体系课题1课题2课题3课题4细胞骨架蛋白降解蛋白修饰染色体识别与配对染色体联会和重组同源染色体分离染色体相互作用的分子机理遗传筛选生化分析组学分析分子细胞学确定关键基因和功能分析关键基因共性和特性的分子基础转录调控表观修饰总体研究方案汇

报

提

纲一、立项依据与关键科学问题二、研究内容、目标和方案三、课题设置和技术路线四、工作基础与研究条件五、研究队伍总体情况六、特色与创新点课题设置课题1：

同源染色体识别和配对的分子机理课题2：

同源染色体联会与交换的分子机理课题3：

同源染色体相互作用的调控网络课题4：

减数分裂共性与特性的分子基础模式和其它植物

比较研究正常、突变体

自然变异、作物品种染色体及蛋白的分布和性状共性与

特性真核

生物

分子

信息比较基因

组学和基因家族

分析真核生物

比较研究研究

材料正常、突变体

减数分裂特有沉默基因功能转录组学生物化学研究

方法调节机制基因表达蛋白活性总体技术路线模式植物

研究分子细胞遗传学超分子

结构染色体

性状研究

内容汇

报

提

纲一、立项依据与关键科学问题二、研究内容、目标和方案三、课题设置和技术路线四、工作基础与研究条件五、研究队伍总体情况六、特色与创新点工作基础与研究条件一、资源优势二、方法优势三、基因克隆和功能研究四、转录组比较与基因家族研究

一批拟南芥和水稻减数分裂突变体

模式植物减数分裂细胞的转录组信息

玉米双着丝粒和易位染色体材料

小麦1RS/1BL易位系资源优势ABC玉米B着丝粒易位到7号染色体积累了变异染色体材料

便于研究识别与配对玉米双着丝粒的染色体小麦1RS/1BL易位系(Hanetal.,2006PNAS；2009PlantCell）技术优势

减数分裂特异基因沉默技术

分子细胞生物学技术

观察染色体联会的电镜技术

动态检测研究细胞骨架技术减数分裂细胞特异表达的

DMC1建立了减数分裂特异基因沉默技术突变往往致死

不能用于减数分裂研究重叠基因减数分裂有丝分裂运用以上技术研究有丝分裂和减数分裂

功能重叠基因的减数分裂功能箭头指示同源染色体联会

复合体中的重组节（Yangetal.,1999PNAS;Azumietal.,2002EMBOJ.;Chenetal.,2002Development;Yangetal.,2003PlantCell；Lietal.,2004PNAS;Chenetal.,2005PlantJ；Wijeratneetal.,2006MBC；Quanetal.,2008PlantJ）箭头表示同源染色体形成的

联会复合体建立了研究植物减数分裂染色体互作的电镜技术本团队已克隆了多个植物减数分裂基因为已知基因总数的30%左右核心事件中的关键基因：ZEP1、OsMER3、OsSPO11、RAD51、

RAD51C、PTD、RCK、OsRAD21、

OsRAD51减数分裂过程的调节基因：

SDS、ASK1、

ASK2、

MMD1纺锤体形成过程中的重要基因：

ATK1、KIN14b汇

报

提

纲一、立项依据与关键科学问题二、研究内容、目标和方案三、课题设置和技术路线四、工作基础与研究条件五、研究队伍总体情况六、特色与创新点国家“千人计划”入选者（1人）杰出青年基金获得者（1人）中科院“百人计划”入选者（3人）中国青年女科学家奖（1人）教授、研究员（9人）副教授、副研究员（8人）研究队伍总体情况推荐项目首席科学家（兼第三课题负责人）马

红：50岁

教授

首批“千人计划”获得者1988美国麻省理工学院生物系（博士）88-90美国加州理工学院生物系（博士后）90-98冷泉港实验室担任PI1998宾州州立大学生物系，副教授2002宾州州立大学生物系，教授2008全职回国，任复旦大学生命学院院长

国际植物分子生物学杂志（PlantMolecularBiology）副主编2004获得美国GuggenheimMemorialFellowship2005获得美国NIHSeniorFellowship2005获得宾州州立大学FacultyScholarMedalSDS(Azumietal.,2002EMBOJ.)ASK1(Yangetal.,1999PNAS)MMD1(Yangetal.,2003PlantCell)PTD

(Wijeratneetal.,2006Mol.Biol.Cell)克隆并功能分析了10个新的植物减数分裂过程中重要基因主要学术成绩ASK2

(Zhaoetal.,2003PlantMol.Biol.)RAD51(Lietal.,2004PNAS)RAD51C(Lietal.,2005PlantPhysiol.)RCK(Chenetal.,2005PlantJ.)ATK1

(Chenetal.2002Development)KIN14b

(Quanetal.,2008PlantJ.)真核中首次发现植物中首次发现

或验证功能发表论文统计

论文162篇，科研论文116篇，综述和评论46篇，统计如下：

其中第一作者:8篇;通讯作者:80篇;共同通讯作者:11篇IF>3共113篇;IF>5共86篇;IF>9共42篇总被引用次数:6885（截至2010年5月）杂志篇数杂志篇数Cell4Development3Nature1PlantCell12NatureGenetics1PlantPhysiol.9Genes&Development5PlantJournal6CurrentBiol.7GenomeRes.1PNAS10GenomeBiology2EMBOJournal1Nuc.AcidsRes.2第一课题负责人

韩方普：中科院遗传发育所研究员“百人计划”入选者1998-2001年在以色列Weizmann研究所做博士后2001-2004年在加拿大农业部做VisitingFellow和Biologist2004-2008年在美国UniversityofMissouri-Columbia合作研究利用小麦与长穗偃麦草远缘杂交研究减数分裂，并首次发现促进同源染色体配对的因子在玉米着丝粒研究发现减数分裂I姊妹染色体提早分离，着丝粒区Shugosin蛋白仍存在第一次发现稳定遗传的植物双着丝粒染色体，并分析及其减数分裂染色体行为与功能在

PNAS、PlantCell、Annu.Rev.Genet.

等发表论文15篇程祝宽:中科院遗传发育所研究员“国家杰出青年基金”获得者

“百人计划”入选者ChromosomeResearch、《科学通报》等杂志编委克隆水稻减数分裂基因MER3、ZEP1、OsSPO11及MEL2等完成水稻第8染色体着丝粒全长序列测定及功能分析育成水稻成套初级三体、端三体、次级三体在

Nature、Nat.Genet.、PNAS、PLoSGenet.、GenomeRes.、

PlantCell、PlantJ.、PlantPhysiol.、JCS、Genetics等杂志发表论文30余篇第二课题负责人第四课题负责人孔宏智：中科院植物所研究员2002-2004，在美国宾夕法尼亚州立大学进行合作研究现任

NewPhytologist编委、《生物多样性》副主编作为通讯作者在

PNAS、MBE.、PlantJ.、PlantPhysiol.、Genetics和

Mol.Phylogenet.Evol.等刊物上发表论文20多篇从事进化发育生物学和调控基因组学、分子进化和比较基因组学分析，熟悉调控基因、基因家族和调控网络的进化对MADS-box、SKP1、F-box、recA/RAD51、Cyclin和ATK等减数分裂相关基因家族有深入研究近年来在Nature、NatureGenet.、Annu.Rev.PlantBiol.、PNAS、PlantCell、EMBOJ.、PLoSGenet.、PlantJ.、PlantPhysiol.、JCS、MBC和MBE等国际核心学术刊物上发表减数分裂相关论文110多篇影响因子>9有33篇团队成员前期已发表的重要论文重要的科学问题：充分认识减数分裂核心事件，为作物遗传育种提供分子基础，为人类生殖健康提供重要参考先进的研究方法：采用植物减数分裂特异的基因沉默和细胞骨架的动态检测等前沿技术，揭示相关基因功能和调控网络独特的研究体系：充分发挥模式植物资源和特异作物材料的优势，分析减数分裂过程和基因功能的共性和特性特色与创新点减数分裂是动植物生殖发育中的关键环节植物材料具有研究减数分裂的显著优势本项目拥有坚实的研究基础，掌握了先进的研究技术，组织了国际水平的研究团队结

束

语

本项目的实施，预期能取得突破性创新成果！

青年学术带头人的培育

是我们的历史使命

报告人:陈家宽

2011年5月29日基本情况出生年月：

1947.3专业技术职务：

教授，1991年～至今

主要学术职务：

生态学国家重点学科第一责任人（1997－2007）校学术委员会、学位评定委员会委员、研究生教学指导委员会副主任

院学位评定分委员会主席学科建设成效（一）硕士点（1997）——博士点（1999）——教育部重点实验室（2000）——国家重点学科（2001）——“211工程”重点建设项目（2002－2006）——国内学科前列（2007评估,7/9-2/9）学科建设成效（二）

将学术方向调整到有国家重大需求并可能有重大突破的前沿领域。创建了团队引进新模式－欧美生态学家创新团队。成功举办了5期“复旦大学高级生态学暑期讲习班”，Science作了报道。在崇明东滩建立了“长江河口湿地生态系统野外科学观测站”。

在国家有关部委和上海市

的决策中有重要影响力（一）

1、提出“在长江河口建立国家级自然保护区的必要性、可行性和重大价值”的建议，被内参刊登，并被写入“上海市2003－2005年环境保护和建设三年行动计划实施意见”；九段沙湿地于2005年被批准为国家级自然保护区。2、提出“加快促淤、强化保护、合理圈围、科学利用”的动态保护与利用滩涂方针，得到杨雄副市长的充分肯定和采纳。3、在《上海中长期科学和技术发展规划纲要》中有关“生态上海”的科技规划中起到关键作用；为市科委提出“崇明生态岛”专项的全部方案。

在国家有关部委和上海市

的决策中有重要影响力（二）

4、向上海市政府和国家林业局提出“崇明东滩鸟类国家级自然保护区瓦花米草生态控制与鸟类栖息地优化工程方案”被采纳，工程近10亿元。5、近10年来，上到长江源头的青藏高原，下到长江、黄河、珠江的河口，先后在22个省、自治区的数十个自然保护区进行考察，向国家环保总部、国家林业局、水利部和农业部提出了很多重要建议，许多著名保护区保护对象的确定和总体规划都得到了我的指导。

主持科研项目

（共1612万元）

1、世博园区园林绿化建设技术集成与大世博绿地系统的构建科技支撑计划

06－08

121万

2、利用酵母基因组抗性谱技术筛选新型降血脂中药

市科委重点项目

02－05

50万3、中药DNA指纹鉴定关键技术市科委重点项目03－0590万4、上海九段沙湿地自然保护区综合考察

浦东新区03－04

200万5、长江河口新生湿地的演变规律、受损机制与修复途径教育部重点项目

04－05

11万6、上海九段沙湿地生态系统的保护和调控的技术体系

市科委重大项目04－07

290万7、崇明东滩国际重要湿地的监测、维持和修复技术市科委重大项目05－07

300万8、崇明东滩互花米草控制与鸟类栖息地优化工程的关键技术研究市科委重大项目

07－09550万学术专著与论文陈家寛,2007年.大学教育与科技发展战略研究.复旦大学出版社(48万字)陈家寛等,2003年.上海九段沙湿地自然保护区科学考察集.科学出版社(40万字)

发表SCI论文共67篇，通讯作者论文共19篇

教学

生物多样性科学导论

研究生学位必修课

36学时，80－90人/年该课程是我国最早开设该门课程全校各专业的研究生都有选修

科学发展战略研究

研究生新视野课程

36学时，30－60人/年该课程对培养研究生科学发展战略思路与眼光有重要帮助，全校各专业的研究生都有选修，将讲课与考试演讲结合主要学术/社会兼职（一）国际生物多样性计划中国国家委员会委员国家奖励委员会最高科技奖、国家自然科学奖评审委员国家环保部国家级自然保护区评审委员会副主任水利部国家级自然保护区评审委员会副主任农业部野生水生动植物国家级自然保护区评审委员会副主任国家林业局国家级自然保护区评审委员会副主任农业部濒危水生野生动植物种科学委员会委员科技部“973”领域评审专家教育部科技委生物学部（2）成员。主要学术/社会兼职（二）Cathya

编委植物分类学报（SCI）副主编

植物科学进展

副主编

生态科学进展

副主编

应用生态学报水生生物学报生物多样性湿地科学与管理云南植物研究武汉植物研究上海农业学报等编委应当重视科技发展战略问题战略：“比喻决定全局的策略”

——现代汉语词典科技发展战略：指决定科学技术研究成功与否的策略。一个国家、一个部门、一个领域、一个学校都应有科学研究的发展战略问题理念

1.研究方向是生命队伍建设是核心科研平台是基础运行机制是保证宏观环境是保障

2.一支高水平的学术队伍决无可能无序产生,

而要有目的、有组织的组建与培育。3.青年学术带头人的现状将决定一个学科的前途。

4.30岁而立,35岁冒尖,40岁成名。

5.博士后中产生青年教师是我国大学学术队伍建设的最主要途径措施十六字方针精心挑选悉心指导严格要求关怀备至精心挑选标准：师出名门、训练有素、基础坚实、学有专长、品德优良

张文驹中科院昆明植物所闵天禄研究员武汉大学陈家宽教授

吴纪华

中科院水生所梁彦龄研究员

周铜水中国药科大学徐国钧院士马志军北京师范大学郑光美院士

宋志平武汉大学陈家宽教授

赵斌日本广岛大学中越教授任文伟复旦大学金鉴明院士张文驹植物分类学野外采集与标本鉴定吴纪华线虫分类学显微镜操作与绘图周铜水生药学植物化学与开发马志军鸟类学野外考察与研究宋志平保护生物学传粉生物学实验赵斌景观生态学计算机技术与遥感任文伟生态经济学数据采集与综合分析悉心指导指明方向：张文驹遗传多样性与DNA指纹图谱吴纪华土壤生态学周铜水药用植物质量标准马志军迁徙鸟类生态学宋志平转基因植物生物安全赵斌全球碳通量变化任文伟区域生态安全安排导师：张文驹卢宝荣教授吴纪华陈家宽教授周铜水陈家宽教授马志军陈家宽教授宋志平卢宝荣教授赵斌李博教授任文伟钟杨教授委以重任：张文驹副系主任遗传多样性与进化实验室建设吴纪华所长助理显微实验室的建设周铜水中心副主任天然药物研究中心建设马志军李博助手负责高级生态学讲习班宋志平卢宝荣助手转基因植物生物安全体系建设赵斌陈吉泉助手长江河口湿地野外台站建设任文伟骆亦其助手长江流域生态安全严格要求1、顾全大局，分担公共事务；2、分工合作，形成团队优势；3、潜心研究，始终站在研究第一线；4、胸怀坦荡，养成大气与淡泊名利。关怀备至1、指导申请项目；2、创造研究条件；3、给予启动经费；4、安排招生指标；5、提高收入水平；6、解除后顾之忧。我的教育与科研观科学的社会功能是解决人的世界观和我们面临的问题。只为自己的科学家是没有出路的。只有基础宽广、坚实的学者才可能有更宽阔的视野。优秀的科学家一生应在研究工作第一线。学术带头人应该是科学的组织家、战略家。学术带头人的魅力在于其有战略眼光、创新性、睿智、责任心和坚忍不拔的精神，要能兼容并蓄。学做学问，先要学会做人。尊重别人才能获得别人的尊重。求其上者得其中，求其中者得其下。不断创新是科学研究的灵魂。良好的学风是科学家的生命。科学论文的署名最能反映科学家的学风。科研队伍建设的核心是培育创新精神与严谨学风。青年教师要在稳定的科研方向上做系统、深入的研究。青年学者不应花费时间去从事翻译和文献综述。要学会与政府部门和公众沟通的技巧。要具备用准确、生动的语言将艰深的科学道理讲解给公众听的能力。研究生教育的核心问题不是数量而是质量。研究生培养质量不仅要看是他们在校期间发表的论文，更要看社会的认可度。培养出的研究生能超过自己的导师才能算合格的导师。只有超过导师的研究生才算得上优秀的研究生。爱护学生要超过爱护自己的子女。要特别重视博士生学位论文开题与写作的训练。要严格训练学生学会用科学的语言表达自己的学术思想。结束语青年学术带头人是我们希望所在！青年科学家任重而道远！TheDepartmentofEcology&EvolutionaryBiology,FudanUniversityBao-RongLu科学研究的实验设计Bao-RongLu

(卢宝荣)DepartmentofEcology&EvolutionaryBiologyMinistryofEducationKeyLaboratoryforBiodiversityScience&EcologicalEngineeringResearchinterests:Conservationbiology,systematicevolution,molecularecology,biosafetyMajorcommittees:PresidentElectInternationalSocietyforBiosafetyResearch(ISBR),Member:theChineseNationalBiosafetyCommittee,DeputyPresidentofShanghaiBotanicSocietyEditors:EnvironmentalBiosafetyResearch,CropResearch,AsianJofPlantSciences,JSystematics&evolution,BiodiversityScience,JPlantGeneticResources,RiceScience科学的实验设计跛足而不迷路能赶过虽健步如飞但误入歧途的人—弗兰西斯培根好的开头等于成功了一半—中国寓言什么是科学研究？

WhatisscientificResearch?英文Research是什么意思？Re

Search（不断寻找）寻找什么？？科学假设的结果？寻找答案（结果）？科学问题→假设的结果？科学研究的艺术

—W.I.B.贝弗里奇所谓科学研究就是对新知识的探求。（操作和思维）

精密仪器在現代科学中有重要的作用。但我有時怀疑，人們是否容易忘記科学研究中最重要的工具始终是人的头脑

科学研究方法的重要性良好的方法能使我们进一步地发挥运用天赋的才能而拙劣的方法则可能阻碍才能的发挥（卡莱尔）因此，科学研究方法在研究中具有非常重要的作用为什么要进行“实验设计”？Ahypothesisdrivenapproachofscientificresearch:-Conclusion-Finding

-TheoryScientificquestionHypothesisProof(design&conductExperiment)AnalysisAhypothesisdrivenapproachofscientificresearch:-Conclusion-Finding

-TheoryScientificquestionHypothesisProof(design&conductExperiment)Analysis实验设计的基本要求实验设计应该根据验证科学假设的目的是否充分验证科学假设Thepurposeofanexperiment（实验的目的）

TesthypothesesdevelopedfromscientificquestionsusingapropermethodologyExploretheunknownworldinascience-basedwayProvetheoriesproposedpreviously实验设计应该考虑的因素Whatarescientificquestions&hypothesis

tested?Whatareexperimentalconditions:sites,climate,distance,labs?Whatareexperimentalmaterials?Experimentallayout&designLabfacilitiesDatacollection&analysis…“对照实验”必不可少“对照实验”是生物学实验中最重要的概念之一生物学实验多采用“比较实验”的方法“对照组”——作为比较标准“实验组”——比较实验结果差异“空白组”——检验实验条件“随机性”的原则科学实验在不同环境中进行为了排除人为和环境条件影响对“取样”、“操作过程”和“空间设置”都要保持随机性设置“重复”是保证随机性的有效方法之一“控制条件”也是非常有效方法“统计学”的理念生物学实验最重要的是要有“可重复性”实验结果是“小概率”事件，还是具有普遍规律？获得的差异是否具有“显著性”？没有统计的支持很难下结论实验设计之初就要将实验结果将如何统计考虑在内Howtodesignaresearchexperiment?Beforestartanexperimentorresearch,writedownawork-plan(projectproposal)Aresearchwork-plan:

（开题计划）TitleoftheexperimentRational&Objectives

(references)Mainresearchcontents&activities(Core)Technicaldetails(Core)Timeframe(deadlines)ExpectedoutputsBudget1.ProposeaTITLEoftheexperimentComparethetitlewiththatinapublishedpaperThreeimportantcomponentsinatitle:TheexpectedfindingsMaterialstobeincludedMethodstobeusedDifferentiationofChinesetraditionalricerevealedbyRAPDmarkersDifferentiationofChinesetraditionalricerevealedbyRAPDmarkersComponentsinatitle2.RATIONAL&OBJECTIVESWhatisthescientificproblem(itsglobalstatus)WhatisthesignificancetoaddresssuchaproblemWhathavebeensolved&whataretheremaining(knowledgegaps)Whatishypothesis

fortheproblemWhatareobjectivesoftheprojectWhatwillbedone(researchcontents)Scientificquestions?Samples:(Objectives)3.ResearchCONTENTS&ACTIVITIESWhatwillbestudiedintheexperiment(orresearch)Relatingresearchcontentstoobjectives(应根据科学假设的要求)Willthestudyanswerthescientificquestions?Canthestudytesthypotheses?Arrangeactivitiesinalogicway

研究内容：（实例）建立花粉介导的水稻转基因逃逸预测模型

构建抗虫（Bt和CpTI）和抗除草剂（EPSPS）转基因水稻与野生稻/杂草稻的杂交及自交、回交后代试验群体检测转基因在杂种和不同世代群体中的表达水平和遗传规律分析转基因在特定选择压力下对野生稻/杂草稻适合度的影响分析含转基因的野生稻个体在群体中的生存、竞争能力、扩散过程及其进化潜力4.TechnicalDETAILSProvidedetailinformationfortheexperimentsForexample:Technicalroad-mapsExperimentalsitesExperimentalmaterialsFieldexperimentallayoutLabexperiments分子进化研究(A)Technicalroadmaps(B)Selectingexperimentalsites

Typical&representative,abletoanswerthequestionsConsiderclimateinfluencesConsiderhuman&animalinfluencesAvoidtoolargedifferences/heterogeneousatthesites(C)CollectingresearchmaterialsSufficienttoaddressthequestions(statisticalpower)Considersamplingstrategy(randomvs.structured)Living&freshmaterialsReplicates&controls(D)ExperimentallayoutExperimentTreatmentVariablesReplicatesRandomizedlayoutRandomblockinglayoutControlGeneflowbetweenhybrid&traditionalricevarietiesHybridricexlandrace

Rongetal.2004设立实验对照生命科学的研究通常采用比较生物学的方法设立正确的对照在实验设计中非常重要空白对照阴性（阳性）对照亲本对照F1♀WildriceGMrice

♂×F1

Transgene(+

)F2

sub-populationwithtransgene(++,+

)F2F2

sub-populationwithouttransgene()F3sub-populationwithtransgene(+

+)F3

sub-populationwithouttransgene()FitnessofGM/weedyricehybrids×rice案例分析F1Hybrids(weedy-crop)GMricelines(CpTIorBt/CpTI)WeedyriceparentsPureormixedplantingFitnessstudyofF1populations**+******+Insectindex&seedproductionofF3NaturalinsectpressureLowinsectpressureNo.ofseedsInsectindex(E)LabexperimentdesignChemicalBiochemicalMolecularPhysiological(referringtoexp.Layout)(F)DatacollectionVariables(replicates&treatment)PlanaheadthedatacollectionQuality(accuracy,replicatesetc.)Spatial&timeconsiderationStatisticallysound(G)DataanalysisSimplemean/average(withSD)SinglevariantanalysisMultivariateanalysisDifferentanalyticalsoftwarepackage(Popgene,Ntsyset.)5.TIMEframeListallresearchactivitiesagainsttimeperiod2009-2010…20010-2011…2011-2012…(Example)6.ExpectedOUTPUTS（预期结果）WhatwillyouachieveWhatresultsyouareexpectingPublicationsTechnicalreports预期成果(实例):获得亚洲含SY基因组30个Elymus和3个Psedoroegneria物种的matK、ITS和Adh的序列建立亚洲含SY基因组Elymus物种的系统进化树（Genetree）揭示这些物种中S基因组的起源及其与母本供体的关系阐明亚洲含SY基因组Elymus物种染色体同源性地理分化的分子学基础项目完成后将在国内、外刊物上发表论文3-6篇，其中SCI收录的刊物上3-5篇7.BUDGETIndicatefundsneededfortheprojectListalltheitems(includingpersonnel)tobeusedintheprojectExplainthebudgetedfundsagainsteachitem/researchactivityNSFC项目申请书撰写提纲（实例）（一）立项依据与研究内容（4000-8000字）：

项目的立项依据（研究意义、国内外研究现状及发展动态分析，需结合科学研究发展趋势来论述科学意义；或结合国民经济和社会发展中迫切需要解决的关键科技问题来论述其应用前景。附主要参考文献目录）项目的研究内容、研究目标,以及拟解决的关键科学问题。（此部分为重点阐述内容）拟采取的研究方案及可行性分析。（包括有关方法、技术路线、实验手段、关键技术等说明）本项目的特色与创新之处。年度研究计划及预期研究结果。（包括拟组织的重要学术交流活动、国际合作与交流计划等）（二）研究基础与工作条件工作基础（与本项目相关的研究工作积累和已取得的研究工作成绩）工作条件（包括已具备的实验条件，尚缺少的实验条件和拟解决的途径，包括利用国家实验室、国家重点实验室和部门重点实验室等研究基地的计划与落实情况）申请人简介（包括申请人和项目组主要成员的学历和研究工作简历，近期已发表与本项目有关的主要论著目录和获得学术奖励情况及在本项目中承担的任务。论著目录要求详细列出所有作者、论著题目、期刊名或出版社名、年、卷（期）、起止页码等；奖励情况也须详细列出全部受奖人员、奖励名称等级、授奖年等）承担科研项目情况（申请人和项目组主要成员正在承担的科研项目情况，包括自然科学基金的项目，要注明项目的名称和编号、经费来源、起止年月、与本项目的关系及负责的内容等）完成自然科学基金项目情况（对申请者负责的前一个已结题科学基金项目（项目名称及批准号）完成情况、后续研究进展及与本申请项目的关系加以详细说明。另附该已结题项目研究工作总结摘要（限500字）和相关成果的详细目录）（三）经费申请说明购置5万元以上固定资产及设备等，须逐项说明与项目研究的直接相关性及必要性。（四）其他附件清单（附件材料复印后随纸质《申请书》一并上交）（随纸质申请书一同报送的附件清单，如：不具有高级专业技术职务、同时也不具有博士学位的申请人应提供的推荐信；在职研究生申请项目的导师推荐信等。在导师的推荐信中，需要说明申请项目与学位论文的关系，承担项目后的工作时间和条件保证等）Questions?Designanexperiment:

acaseanalysisTitle:EcologicalimpactsofescapedBttransgenetowildriceRational&Objectives:TransgenicricewillbecultivatedcommerciallyThereisaconcernontransgeneescape&environmentalbiosafetyScientificquestion:Dosetransgenecauseecologicaladverseeffectbychangefitnessinwildricepopulation?Hypothesis:H1—TransgenewillincreasefitnessofwildriceH0

—TransgenewillnotchangefitnessofwildriceMainresearchcontents&activities:构建转基因水稻与野生稻的杂交、自交、回交后代试验群体分析Bt基因在特定选择压力下对野生稻适合度（fitness）的影响分析含转基因的野生稻个体在群体中的生存竞争、扩散过程及进化潜力Technicaldetails:Basedonthedeterminedresearchcontents,adetailedexperimentdesigncanbeoutlinedAroad-map,chart&detaildescriptionshouldbedevelopedA.构建转基因水稻与野生稻的杂交、自交、回交后代试验群体Including

controlsinexperimentsBt

or

non-Bt转基因（Bt）稻与野生稻杂交后代群体BtBtBt___F1F2自交F1BC1xW回交Bt___1:2:11:1B.分析Bt基因在特定选择压力下对野生稻fitness的影响利用已构建的实验群体（F1，

F2，F3，BC1等）设计受控实验，检测在不同选择压力下实验群体的fitness性状表现分析转基因在不同世代中对野生稻fitness的影响ExperimentlayoutforfitnessanalysisBtNon-BtInsectsNoinsectsCharacterization(fordatacollecting)C.分析含转基因的野生稻个体在群体中的生存竞争、扩散过程及进化潜力建立野生稻人工群体，并将含转基因的杂种及各世代个体种植于该群体中研究携带不同目标转基因的野生稻个体在群体中的生存、竞争能力以及扩散过程通过群体遗传分析，揭示目标转基因的进化潜力以及对种群动态的影响6.ExpectedoutputsTransgenewillincrease(ornotaffect)fitnessofwildricepopulationsKnowledgeonescapeofatransgenetowildricepopulationsenhancedQuestions&Discussions遗传上和生化上的相互作用王学路2011/09/28为什么研究互作?大部分生化途径或生命过程要经过多个步骤；很多因子参与同一个生化或生命过程；很多生化和生命过程受到一种因子的影响；生命过程是一个复杂的调控网络研究互作是揭示这些调控网络的必要手段！遗传研究的重要性遗传学是通过分析可遗传的性状（表型）来认识生命现象遗传研究通过比较个体间的差异从而了解基因的功能遗传上的互作主要通过表型分析确定基因之间或者途径之间的功能关系,也就是遗传分析。1，Complementaryeffect：

两个基因控制同一生化、发育或信号途径的不同步骤：9:7TypesofGeneticInteraction底物产物中间体AB无表型完全表型无表型2，Additiveeffect

两个基因独立作用但有累加效应：9：6：1

TypesofGeneticInteraction底物产物中间体AB部分表型完全表型中间体+=3，Duplicateeffect

两个基因具有完全相同的作用：15:1TypesofGeneticInteraction底物产物ABor4,Epistasis其中一对基因Bb(本身也控制性状的表现)对另一对基因Aa的表现有遮盖作用

显性上位：12:3:1=__B_:A_bb:aabb隐形上位：9:3:4=A_B_:aaB_:__bbTypesofGeneticInteraction5.Inhibitoryeffect

其中一对显性基因，本身并不控制性状的表现，但对另一对基因的显性表现有抑制作用：13:3=（__B_+aabb）：A_bbGeneticanalysisRatioofsegregationAnalysisofdoubleormultiplemutantsOver-expressionunderdifferentbackgroundsKnock-outunderdifferentbackgroundsSuppressorscreening:intragenicandintergenicEnhancerscreening生化上相互作用的重要性DNAreplicationTranscriptionTranslationSplicingCellcyclecontrolSignaltransductionIntermediarybiosynthesisandmetabolism是任何细胞过程所必须的是揭示生物小分子或者大分子之间调控的必要手段Smallmolecules-MacromoleculesAmongvariousmacromolecules生化上相互作用的种类DNAProteinsRNAPolysaccharidesLipidsProteinaffinitychromatographyYeasttwohybridMethodstostudyprotein-proteinphysicalInteractionGSTPull-downProtein-proteinInteractionProteinprobingProtein-proteinInteractionCo-immunopercipitation（CoIP）BimolecularfluorescencecomplementationSplit-YFP;Split-luciferaseFluorescenceresonanceenergytransfer(FRET)Geneticandbiochemicalstudiestoestablishbrassinosteroidsignalingpathway大量外源和内源信号调控植物的生长发育LightTemperatureWaterNutrientsPathogensPhysicalforceAuxinsGibberellinsEthyleneCytokininsABABRsPeptidesOthermoleculesExternalsignalsInternalsignalsWhatarethesignals?EnvironmentalsignalsInternalsignalsPerceptionTransductionTranscriptionalregulationSignalTransduction？Signaltransductionisaprocessbywhichacellconvertsasignalorstimulu