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【編者按】12月3日，大眾新聞、大眾報(bào)業(yè)·齊魯壹點(diǎn)、大眾網(wǎng)、海報(bào)新聞、青島日?qǐng)?bào)觀海新聞、大眾新聞·半島新聞、齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)、青島早報(bào)報(bào)道了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)張忠華教授榮獲2024年度何梁何利基金獎(jiǎng)。

12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京舉行，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授因破譯瓜類作物“基因密碼”而榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）”。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在《植物細(xì)胞》、《分子植物》、《植物生物技術(shù)雜志》、《理論與應(yīng)用遺傳學(xué)》和《園藝學(xué)報(bào)英文版》等國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

“黃瓜的基因組相對(duì)較小，但其中近30%的區(qū)域是由大片段復(fù)雜重復(fù)序列組成的著絲粒區(qū)域，這一比例遠(yuǎn)高于水稻、玉米等作物，嚴(yán)重增加了我們基因組解析的難度。”張忠華介紹。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，張忠華主動(dòng)承擔(dān)起黃瓜的生物信息學(xué)分析的重任。項(xiàng)目時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重，他對(duì)傳統(tǒng)分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn)，顯著提高了篩選效率，為黃瓜遺傳圖譜的構(gòu)建和基因組序列的解析提供了堅(jiān)實(shí)的支持。

黃瓜與甜瓜、西瓜、冬瓜、南瓜等瓜類作物在植物分類學(xué)上均屬葫蘆科植物，起源于共同的祖先。張忠華作為主要完成人，率先利用第二代測(cè)序技術(shù)解碼了首個(gè)蔬菜作物——黃瓜的基因遺傳密碼，隨后又主導(dǎo)或參與了冬瓜、西瓜的全基因組遺傳密碼解析。

張忠華團(tuán)隊(duì)通過比較不同瓜類作物基因組，確定了各作物間的基因同源對(duì)應(yīng)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)目前已知葫蘆科作物應(yīng)該起源于一個(gè)擁有15對(duì)染色體的祖先基因組，然后經(jīng)過染色體多次斷裂和融合等，形成了目前染色體數(shù)目豐富多樣的葫蘆科作物基因組。其中，冬瓜保留了最多的祖先狀態(tài)，十分有助于推測(cè)基因的祖先狀態(tài)和演化規(guī)律。這些發(fā)現(xiàn)為未來葫蘆科作物的比較基因組和重要功能基因研究提供了重要參考，也為葫蘆科物種間的遺傳和基因知識(shí)相互利用奠定了基礎(chǔ)。

種質(zhì)資源是研究農(nóng)藝性狀分子機(jī)理的重要素材，也是育種突破的關(guān)鍵。作為主要組織者，張忠華團(tuán)隊(duì)耗時(shí)多年收集了全世界近6000份具有代表性的黃瓜、甜瓜、冬瓜種質(zhì)資源，并對(duì)這些資源的基因遺傳信息進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)，與絕大多數(shù)作物相似，黃瓜、甜瓜和冬瓜都經(jīng)歷了馴化、育種改良等過程，而后傳播到不同地域，分化形成了不同的種質(zhì)資源類群。

張忠華表示：“在馴化改良過程中，這些作物發(fā)生了多種性狀改變，包括果實(shí)變大、脫苦、開花時(shí)間提前等，同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)這三種的作物6000多個(gè)基因?qū)?yīng)這些性狀改變也發(fā)生了演化變異，成為研究這些性狀的關(guān)鍵候選基因。”這些發(fā)現(xiàn)為植物馴化研究提供了新知識(shí)，也為瓜類種質(zhì)資源的育種利用提供了理論框架。

在黃瓜基因組研究中，張忠華團(tuán)隊(duì)選擇了12個(gè)代表性黃瓜種質(zhì)資源，并完成了染色體水平的基因組組裝。他介紹：“我們對(duì)這些基因組序列進(jìn)行了詳盡的比較分析，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)特大DNA片段倒位變異。”這些發(fā)現(xiàn)就像是為黃瓜進(jìn)行了一次全面的“基因體檢”，揭示了290萬個(gè)微小的遺傳差異、140萬個(gè)小的插入或缺失，以及5.6萬個(gè)較大的基因結(jié)構(gòu)變化。張忠華進(jìn)一步解釋：“通過這些發(fā)現(xiàn)，我們構(gòu)建了一個(gè)黃瓜基因的全景圖。利用這張地圖，我們能夠研究黃瓜的不同特征是如何由基因決定的，這就像是找到了控制黃瓜特征的‘開關(guān)’。”

2022年3月，這項(xiàng)研究在《自然通訊》在線發(fā)表，為黃瓜重要基因的挖掘和育種改良提供了重要參考。同年，張忠華“葫蘆科作物功能基因組學(xué)”項(xiàng)目榮獲國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金資助，實(shí)現(xiàn)了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)國家自然科學(xué)基金杰青項(xiàng)目的歷史性突破。

華南黃瓜味道變苦會(huì)嚴(yán)重影響市場(chǎng)銷售，為解決這一問題，張忠華團(tuán)隊(duì)挖掘研究關(guān)鍵基因信息，開發(fā)了30多個(gè)分子標(biāo)記，并為甜瓜和黃瓜開發(fā)了全基因組背景選擇芯片系統(tǒng)，分別包含2000個(gè)和600個(gè)標(biāo)記，可縮短回交選育進(jìn)程4-5個(gè)世代，并可用于純種與品種鑒定、遺傳定位等育種領(lǐng)域。目前，這些技術(shù)已在中國農(nóng)科院蔬菜所、山東省農(nóng)科院等進(jìn)行了應(yīng)用，推動(dòng)黃瓜、甜瓜等育種進(jìn)入分子設(shè)計(jì)時(shí)代。

在此基礎(chǔ)上，合作者培育了“蔬研”系列黃瓜品種，成功解決了華南黃瓜品種變苦而喪失商品價(jià)值的生產(chǎn)難題，并提高了產(chǎn)量，累計(jì)推廣約100萬畝，創(chuàng)造約80億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，取得了顯著的社會(huì)效益。

展望未來，張忠華將堅(jiān)守科研初心，以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)的研究領(lǐng)域中不斷追求卓越，精益求精。

據(jù)介紹，何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)、何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者。

2024年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位、“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位、“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。

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12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)舉行，本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。據(jù)了解，張忠華在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，推動(dòng)了葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展。

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。

2024年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

據(jù)了解，由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制不明等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)。

甜瓜生產(chǎn)中使用CPPU（一種常用的植物生長調(diào)節(jié)劑）可促進(jìn)果實(shí)膨大，但經(jīng)常導(dǎo)致果實(shí)苦味，成為產(chǎn)業(yè)的一個(gè)棘手問題。為此，張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，并深入田間考察研究。“研究不能僅限于實(shí)驗(yàn)室，必須走到田間解決實(shí)際問題。”張忠華說道。通過實(shí)地觀察和對(duì)CPPU處理后的甜瓜果實(shí)進(jìn)行分子分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控苦味產(chǎn)生的特定基因，并利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，成功培育出了果實(shí)不苦的甜瓜品種。另外，團(tuán)隊(duì)還利用葫蘆科多物種的基因序列演化特征開發(fā)了新策略，鑒定了1600多個(gè)控制葫蘆科瓜類果實(shí)的共同關(guān)鍵調(diào)控元件，為將來基因時(shí)空表達(dá)機(jī)制研究和基因精準(zhǔn)育種調(diào)控提供了關(guān)鍵信息。

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12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京隆重舉行。本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

張忠華教授擔(dān)任The Innovation Life、Journal of Integrative Plant Biology (JIPB)、Journal of Integrative Agriculture (JIA)、Horticultural Plant Journal (HPJ)、《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》《園藝學(xué)報(bào)》等期刊編委，第五屆中央國家機(jī)關(guān)青聯(lián)委員，第十二屆全國青聯(lián)常委，民盟中央青年工作委員會(huì)委員，政協(xié)山東省第十三屆委員會(huì)委員，政協(xié)青島市第十四屆委員會(huì)常委。

張忠華教授在Nature、Science、Cell等期刊共發(fā)表SCI論文90余篇，共被引用1.4萬余次，其中（共同）第一或通訊作者在Nature Genetics（3篇）、Nature Communications（2篇）、PNAS和Plant Cell（3篇）等期刊發(fā)表30余篇。張忠華教授入選國家“杰青”、國家高層次人才計(jì)劃領(lǐng)軍人才、國家“優(yōu)青”和泰山學(xué)者特聘教授等人才計(jì)劃項(xiàng)目，獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（第2）、中國青年科技獎(jiǎng)和中華人民共和國成立70周年紀(jì)念章等。他擔(dān)任中國園藝學(xué)會(huì)分子育種分會(huì)副理事長、山東省學(xué)科評(píng)議組農(nóng)學(xué)組秘書長等。近年來，他主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng)。其中，2021年、2022年分別獲得國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目和“杰出青年科學(xué)基金”人才項(xiàng)目資助，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校在該項(xiàng)目上的歷史性突破。

為端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力 推動(dòng)甜瓜黃瓜產(chǎn)業(yè)化新突破

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，種業(yè)是國家安全戰(zhàn)略的重要組成部分，有序推進(jìn)生物育種是國家戰(zhàn)略需求。當(dāng)前，隨著基因組學(xué)和分子生物學(xué)等生命科學(xué)的飛速發(fā)展，種業(yè)已跨入一個(gè)利用基因改造的“基因時(shí)代”，世界前沿種業(yè)創(chuàng)新進(jìn)入了以“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”為特征的育種4.0時(shí)代。然而，由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制不明等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。

甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

張忠華團(tuán)隊(duì)通過比較不同瓜類作物基因組，確定了各作物間的基因同源對(duì)應(yīng)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)目前已知葫蘆科作物應(yīng)該起源于一個(gè)擁有15對(duì)染色體的祖先基因組，然后經(jīng)過染色體多次斷裂和融合等，形成了目前染色體數(shù)目豐富多樣的葫蘆科作物基因組。其中，冬瓜保留了最多的祖先狀態(tài)，十分有助于推測(cè)基因的祖先狀態(tài)和演化規(guī)律。這些發(fā)現(xiàn)為未來葫蘆科作物的比較基因組和重要功能基因研究提供了重要參考，也為葫蘆科物種間的遺傳和基因知識(shí)相互利用奠定了基礎(chǔ)。

華南黃瓜味道變苦會(huì)嚴(yán)重影響市場(chǎng)銷售，為解決這一問題，張忠華團(tuán)隊(duì)挖掘研究關(guān)鍵基因信息，開發(fā)了30多個(gè)分子標(biāo)記，并為甜瓜和黃瓜開發(fā)了全基因組背景選擇芯片系統(tǒng)，分別包含2000個(gè)和600個(gè)標(biāo)記，可縮短回交選育進(jìn)程4-5個(gè)世代，并可用于純種與品種鑒定、遺傳定位等育種領(lǐng)域。目前，這些技術(shù)已在中國農(nóng)科院蔬菜所、山東省農(nóng)科院等進(jìn)行了應(yīng)用，推動(dòng)黃瓜、甜瓜等育種進(jìn)入分子設(shè)計(jì)時(shí)代。

在此基礎(chǔ)上，合作者培育了‘蔬研’系列黃瓜品種，成功解決了華南黃瓜品種變苦而喪失商品價(jià)值的生產(chǎn)難題，并提高了產(chǎn)量，累計(jì)推廣約100萬畝，創(chuàng)造約80億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，取得了顯著的社會(huì)效益。張忠華教授的科研追求從未因過往成就而止步，他對(duì)科研的熱忱推動(dòng)了他在瓜類基因組學(xué)研究的持續(xù)進(jìn)步。展望未來，他將堅(jiān)守科研初心，以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)的研究領(lǐng)域中不斷追求卓越，精益求精。

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12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京隆重舉行。本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

張忠華教授擔(dān)任The Innovation Life、Journal of Integrative Plant Biology (JIPB)、Journal of Integrative Agriculture (JIA)、Horticultural Plant Journal (HPJ)、《中國農(nóng)業(yè)科學(xué)》《園藝學(xué)報(bào)》等期刊編委，第五屆中央國家機(jī)關(guān)青聯(lián)委員，第十二屆全國青聯(lián)常委，民盟中央青年工作委員會(huì)委員，政協(xié)山東省第十三屆委員會(huì)委員，政協(xié)青島市第十四屆委員會(huì)常委。

張忠華教授在Nature、Science、Cell等期刊共發(fā)表SCI論文90余篇，共被引用1.4萬余次，其中（共同）第一或通訊作者在Nature Genetics（3篇）、Nature Communications（2篇）、PNAS和Plant Cell（3篇）等期刊發(fā)表30余篇。張忠華教授入選國家“杰青”、國家高層次人才計(jì)劃領(lǐng)軍人才、國家“優(yōu)青”和泰山學(xué)者特聘教授等人才計(jì)劃項(xiàng)目，獲國家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)（第2）、中國青年科技獎(jiǎng)和中華人民共和國成立70周年紀(jì)念章等。他擔(dān)任中國園藝學(xué)會(huì)分子育種分會(huì)副理事長、山東省學(xué)科評(píng)議組農(nóng)學(xué)組秘書長等。近年來，他主持國家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃課題1項(xiàng)、國家自然科學(xué)基金重點(diǎn)項(xiàng)目1項(xiàng)和國家自然科學(xué)基金面上項(xiàng)目3項(xiàng)。其中，2021年、2022年分別獲得國家自然科學(xué)基金委重點(diǎn)項(xiàng)目和“杰出青年科學(xué)基金”人才項(xiàng)目資助，實(shí)現(xiàn)了學(xué)校在該項(xiàng)目上的歷史性突破。

為端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力 推動(dòng)甜瓜黃瓜產(chǎn)業(yè)化新突破

農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化，種子是基礎(chǔ)，種業(yè)是國家安全戰(zhàn)略的重要組成部分，有序推進(jìn)生物育種是國家戰(zhàn)略需求。當(dāng)前，隨著基因組學(xué)和分子生物學(xué)等生命科學(xué)的飛速發(fā)展，種業(yè)已跨入一個(gè)利用基因改造的“基因時(shí)代”，世界前沿種業(yè)創(chuàng)新進(jìn)入了以“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”為特征的育種4.0時(shí)代。然而，由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制不明等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。

甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

張忠華團(tuán)隊(duì)通過比較不同瓜類作物基因組，確定了各作物間的基因同源對(duì)應(yīng)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)目前已知葫蘆科作物應(yīng)該起源于一個(gè)擁有15對(duì)染色體的祖先基因組，然后經(jīng)過染色體多次斷裂和融合等，形成了目前染色體數(shù)目豐富多樣的葫蘆科作物基因組。其中，冬瓜保留了最多的祖先狀態(tài)，十分有助于推測(cè)基因的祖先狀態(tài)和演化規(guī)律。這些發(fā)現(xiàn)為未來葫蘆科作物的比較基因組和重要功能基因研究提供了重要參考，也為葫蘆科物種間的遺傳和基因知識(shí)相互利用奠定了基礎(chǔ)。

華南黃瓜味道變苦會(huì)嚴(yán)重影響市場(chǎng)銷售，為解決這一問題，張忠華團(tuán)隊(duì)挖掘研究關(guān)鍵基因信息，開發(fā)了30多個(gè)分子標(biāo)記，并為甜瓜和黃瓜開發(fā)了全基因組背景選擇芯片系統(tǒng)，分別包含2000個(gè)和600個(gè)標(biāo)記，可縮短回交選育進(jìn)程4-5個(gè)世代，并可用于純種與品種鑒定、遺傳定位等育種領(lǐng)域。目前，這些技術(shù)已在中國農(nóng)科院蔬菜所、山東省農(nóng)科院等進(jìn)行了應(yīng)用，推動(dòng)黃瓜、甜瓜等育種進(jìn)入分子設(shè)計(jì)時(shí)代。

在此基礎(chǔ)上，合作者培育了‘蔬研’系列黃瓜品種，成功解決了華南黃瓜品種變苦而喪失商品價(jià)值的生產(chǎn)難題，并提高了產(chǎn)量，累計(jì)推廣約100萬畝，創(chuàng)造約80億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，取得了顯著的社會(huì)效益。張忠華教授的科研追求從未因過往成就而止步，他對(duì)科研的熱忱推動(dòng)了他在瓜類基因組學(xué)研究的持續(xù)進(jìn)步。展望未來，他將堅(jiān)守科研初心，以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)的研究領(lǐng)域中不斷追求卓越，精益求精。

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青島日?qǐng)?bào)社/觀海新聞12月4日訊 3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京舉行。本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)），為青島市唯一獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

作為植物分子育種領(lǐng)域領(lǐng)軍者，近年來張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在瓜類作物基因組學(xué)和分子育種方面取得突破性進(jìn)展，通過系統(tǒng)挖掘瓜類作物的基因資源、解析重要農(nóng)藝性狀遺傳機(jī)制，為瓜類作物遺傳改良和產(chǎn)業(yè)發(fā)展作出積極貢獻(xiàn)，同時(shí)為植物基因組和遺傳學(xué)領(lǐng)域研究提供了研究借鑒和重要信息。

由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。2024年以來，張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。

2024年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。

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12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京隆重舉行。本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)），為青島市唯一獲獎(jiǎng)?wù)摺?/p>

青島“甜瓜”教授做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片

據(jù)悉，何梁何利基金獎(jiǎng)是何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

當(dāng)前，隨著基因組學(xué)和分子生物學(xué)等生命科學(xué)的飛速發(fā)展，世界前沿種業(yè)創(chuàng)新進(jìn)入了以“生物技術(shù)+人工智能+大數(shù)據(jù)信息技術(shù)”為特征的育種4.0時(shí)代。然而，由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制不明等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

錨定目標(biāo)，投身瓜類基因組學(xué)研究

1979年，張忠華出生在山東聊城的一個(gè)農(nóng)村家庭。1997年，他考入青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的前身萊陽農(nóng)學(xué)院園藝系，本科期間的學(xué)習(xí)讓他對(duì)生物信息學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣。2001年，他進(jìn)入浙江大學(xué)碩博連讀，專注基因組與生物信息學(xué)的研究，經(jīng)常思考的是如何將基因組學(xué)與生命科學(xué)的最新成果融入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，用科技力量驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。2006年博士畢業(yè)后，張忠華加入中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所。在入職不久后的2007年初，張忠華就參與了研究所發(fā)起的一項(xiàng)多邊合作的大型植物基因組計(jì)劃——國際黃瓜基因組計(jì)劃，該項(xiàng)目專注于葫蘆科瓜類作物，特別是黃瓜的功能基因組研究，探索其基因組結(jié)構(gòu)特征與演化規(guī)律。

“黃瓜的基因組相對(duì)較小，但其中近30%的區(qū)域是由大片段復(fù)雜重復(fù)序列組成的著絲粒區(qū)域，這一比例遠(yuǎn)高于水稻、玉米等作物，嚴(yán)重增加了我們基因組解析的難度。”張忠華介紹道。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，張忠華主動(dòng)承擔(dān)起黃瓜的生物信息學(xué)分析的重任。項(xiàng)目時(shí)間緊迫、任務(wù)繁重，他對(duì)傳統(tǒng)分子標(biāo)記技術(shù)進(jìn)行了創(chuàng)新性改進(jìn)，顯著提高了篩選效率，為黃瓜遺傳圖譜的構(gòu)建和基因組序列的解析提供了堅(jiān)實(shí)的支持。

黃瓜與甜瓜、西瓜、冬瓜、南瓜等瓜類作物在植物分類學(xué)上均屬葫蘆科植物，起源于共同的祖先。張忠華作為主要完成人，率先利用第二代測(cè)序技術(shù)解碼了首個(gè)蔬菜作物——黃瓜的基因遺傳密碼，隨后又主導(dǎo)或參與了冬瓜、西瓜的全基因組遺傳密碼解析。

張忠華團(tuán)隊(duì)通過比較不同瓜類作物基因組，確定了各作物間的基因同源對(duì)應(yīng)關(guān)系，并發(fā)現(xiàn)目前已知葫蘆科作物應(yīng)該起源于一個(gè)擁有15對(duì)染色體的祖先基因組，然后經(jīng)過染色體多次斷裂和融合等，形成了目前染色體數(shù)目豐富多樣的葫蘆科作物基因組。其中，冬瓜保留了最多的祖先狀態(tài)，十分有助于推測(cè)基因的祖先狀態(tài)和演化規(guī)律。這些發(fā)現(xiàn)為未來葫蘆科作物的比較基因組和重要功能基因研究提供了重要參考，也為葫蘆科物種間的遺傳和基因知識(shí)相互利用奠定了基礎(chǔ)。

攻堅(jiān)克難，構(gòu)建黃瓜、甜瓜等全基因組變異圖譜

“科研中，有時(shí)實(shí)現(xiàn)從0到1的跨越，比從1到100的積累更加艱難。”張忠華對(duì)此深有體會(huì)。種質(zhì)資源是研究農(nóng)藝性狀分子機(jī)理的重要素材，也是育種突破的關(guān)鍵。作為主要組織者，張忠華團(tuán)隊(duì)耗時(shí)多年收集了全世界近6000份具有代表性的黃瓜、甜瓜、冬瓜種質(zhì)資源，并對(duì)這些資源的基因遺傳信息進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)，與絕大多數(shù)作物相似，黃瓜、甜瓜和冬瓜都經(jīng)歷了馴化、育種改良等過程，而后傳播到不同地域，分化形成了不同的種質(zhì)資源類群。張忠華表示：“在馴化改良過程中，這些作物發(fā)生了多種性狀改變，包括果實(shí)變大、脫苦、開花時(shí)間提前等，同時(shí)，我們發(fā)現(xiàn)這三種的作物6000多個(gè)基因?qū)?yīng)這些性狀改變也發(fā)生了演化變異，成為研究這些性狀的關(guān)鍵候選基因。”這些發(fā)現(xiàn)為植物馴化研究提供了新知識(shí)，也為瓜類種質(zhì)資源的育種利用提供了理論框架。

張忠華深知科研之路的艱辛與不易。他坦言，“科研是一項(xiàng)充滿未知的探索。一個(gè)項(xiàng)目可能需要三到五年，甚至更長的時(shí)間，這期間還可能面臨一無所獲的風(fēng)險(xiǎn)。”在黃瓜、甜瓜全基因組變異圖譜的研究中，課題組追溯分析甜瓜的悠久栽培歷史，巧妙地運(yùn)用了數(shù)量性狀遺傳定位、全基因組關(guān)聯(lián)分析以及基因表達(dá)分析等多維度手段。對(duì)此，張忠華強(qiáng)調(diào)，“我們對(duì)每一個(gè)樣本都進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。”這項(xiàng)研究歷時(shí)多年，克服重重困難，最終鎖定了超過200個(gè)與重要農(nóng)藝性狀緊密相關(guān)的候選基因與位點(diǎn)，為黃瓜、甜瓜等瓜類作物的遺傳改良、新品種選育乃至產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的基因資源與理論支撐。

步履不停，揭示系列農(nóng)藝性狀功能基因和調(diào)控元件

黃瓜品種的遺傳差異如何影響其味道？對(duì)普通的“吃瓜群眾”來說，就是一個(gè)口感問題，但對(duì)從事瓜類育種的張忠華團(tuán)隊(duì)來說，背后卻涉及大量基因研究工作。他們整合了基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組等大數(shù)據(jù)信息，開發(fā)新方法來分析基因結(jié)構(gòu)、演化和表達(dá)，成功克隆和定位了控制雌花性別決定、苦味、果實(shí)發(fā)育等性狀的50多個(gè)基因。

在實(shí)際種植中，針對(duì)黃瓜、甜瓜果實(shí)易變苦的問題，張忠華團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了控制苦味物質(zhì)合成的基因：黃瓜有9個(gè)，甜瓜有10個(gè)。他們還發(fā)現(xiàn)，不同器官中存在不同的“開關(guān)”基因，如Bl和Bt基因分別在黃瓜葉片和果實(shí)中控制苦味物質(zhì)合成，Br基因則是甜瓜生產(chǎn)中激素處理導(dǎo)致果實(shí)變苦的關(guān)鍵。這些發(fā)現(xiàn)為植物學(xué)果實(shí)發(fā)育、風(fēng)味形成等重要科學(xué)問題提供了新的知識(shí)，并為分子設(shè)計(jì)育種提供了精準(zhǔn)靶標(biāo)。甜瓜生產(chǎn)中使用CPPU（一種常用的植物生長調(diào)節(jié)劑）可促進(jìn)果實(shí)膨大，但經(jīng)常導(dǎo)致果實(shí)苦味，成為產(chǎn)業(yè)的一個(gè)棘手問題。為此，張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，并深入田間考察研究。“研究不能僅限于實(shí)驗(yàn)室，必須走到田間解決實(shí)際問題。”張忠華說道。通過實(shí)地觀察和對(duì)CPPU處理后的甜瓜果實(shí)進(jìn)行分子分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控苦味產(chǎn)生的特定基因，并利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，成功培育出了果實(shí)不苦的甜瓜品種。

黃瓜、甜瓜產(chǎn)量很大程度上受果實(shí)數(shù)量影響，張忠華團(tuán)隊(duì)長期對(duì)雌花（能發(fā)育成果實(shí)）、雄花發(fā)育等影響結(jié)瓜數(shù)目的生物學(xué)問題開展了深入研究，發(fā)現(xiàn)了控制黃瓜全部開雌花（具有高產(chǎn)量潛力）的關(guān)鍵基因和變異，并在甜瓜中也發(fā)現(xiàn)了高繁殖力的控制基因，為將來培養(yǎng)高產(chǎn)品種提供了科技支撐。

另外，團(tuán)隊(duì)還利用葫蘆科多物種的基因序列演化特征開發(fā)了新策略，鑒定了1600多個(gè)控制葫蘆科瓜類果實(shí)的共同關(guān)鍵調(diào)控元件，為將來基因時(shí)空表達(dá)機(jī)制研究和基因精準(zhǔn)育種調(diào)控提供了關(guān)鍵信息。

不斷攀登，推動(dòng)甜瓜黃瓜產(chǎn)業(yè)化新突破

在張忠華的科研生涯中，實(shí)驗(yàn)細(xì)節(jié)總是被賦予極高的重視。他經(jīng)常強(qiáng)調(diào)：“每一個(gè)實(shí)驗(yàn)步驟，無論多么微小，都可能對(duì)最終的研究成果產(chǎn)生決定性的影響。”在黃瓜基因組研究中，張忠華團(tuán)隊(duì)選擇了12個(gè)代表性黃瓜種質(zhì)資源，并完成了染色體水平的基因組組裝。他介紹道：“我們對(duì)這些基因組序列進(jìn)行了詳盡的比較分析，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)特大DNA片段倒位變異。”這些發(fā)現(xiàn)就像是為黃瓜進(jìn)行了一次全面的“基因體檢”，揭示了290萬個(gè)微小的遺傳差異、140萬個(gè)小的插入或缺失，以及5.6萬個(gè)較大的基因結(jié)構(gòu)變化。張忠華進(jìn)一步解釋說：“通過這些發(fā)現(xiàn)，我們構(gòu)建了一個(gè)黃瓜基因的全景圖。利用這張地圖，我們能夠研究黃瓜的不同特征是如何由基因決定的，這就像是找到了控制黃瓜特征的‘開關(guān)’。”

2022年3月，這項(xiàng)研究在《自然通訊》（Nature Communications）在線發(fā)表，為黃瓜重要基因的挖掘和育種改良提供了重要參考。同年，張忠華“葫蘆科作物功能基因組學(xué)”項(xiàng)目榮獲國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金資助，實(shí)現(xiàn)了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)國家自然科學(xué)基金杰青項(xiàng)目的歷史性突破。

華南黃瓜味道變苦會(huì)嚴(yán)重影響市場(chǎng)銷售，為解決這一問題，張忠華團(tuán)隊(duì)挖掘研究關(guān)鍵基因信息，開發(fā)了30多個(gè)分子標(biāo)記，并為甜瓜和黃瓜開發(fā)了全基因組背景選擇芯片系統(tǒng)，分別包含2000個(gè)和600個(gè)標(biāo)記，可縮短回交選育進(jìn)程4~5個(gè)世代，并可用于純種與品種鑒定、遺傳定位等育種領(lǐng)域。目前，這些技術(shù)已在中國農(nóng)科院蔬菜所、山東省農(nóng)科院等進(jìn)行了應(yīng)用，推動(dòng)黃瓜、甜瓜等育種進(jìn)入分子設(shè)計(jì)時(shí)代。

在此基礎(chǔ)上，合作者培育了“蔬研”系列黃瓜品種，成功解決了華南黃瓜品種變苦而喪失商品價(jià)值的生產(chǎn)難題，并提高了產(chǎn)量，累計(jì)推廣約100萬畝，創(chuàng)造約80億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值，取得了顯著的社會(huì)效益。

張忠華教授的科研追求從未因過往成就而止步，他對(duì)科研的熱忱推動(dòng)了他在瓜類基因組學(xué)研究的持續(xù)進(jìn)步。展望未來，他將堅(jiān)守科研初心，以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)的研究領(lǐng)域中不斷追求卓越，精益求精。

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12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)舉行，本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。據(jù)了解，張忠華在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，推動(dòng)了葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展。

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，1994年3月30日由香港愛國金融家何善衡、梁銶琚、何添、利國偉先生捐資設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來，共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。

2024年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，其中“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”1位，“科技與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”33位，“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”22位。青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長張忠華教授榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)）。

作為蔬菜分子遺傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華教授憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展了基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)了葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行研究提供了新的研究思路。

據(jù)了解，由于瓜類作物如黃瓜、甜瓜、冬瓜等在基因組結(jié)構(gòu)、性狀基因調(diào)控機(jī)制不明等方面存在諸多困難，如何高效解析功能基因、提升育種效率仍然面臨巨大挑戰(zhàn)。甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院張忠華教授團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)。

甜瓜生產(chǎn)中使用CPPU（一種常用的植物生長調(diào)節(jié)劑）可促進(jìn)果實(shí)膨大，但經(jīng)常導(dǎo)致果實(shí)苦味，成為產(chǎn)業(yè)的一個(gè)棘手問題。為此，張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，并深入田間考察研究。“研究不能僅限于實(shí)驗(yàn)室，必須走到田間解決實(shí)際問題。”張忠華說道。通過實(shí)地觀察和對(duì)CPPU處理后的甜瓜果實(shí)進(jìn)行分子分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控苦味產(chǎn)生的特定基因，并利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，成功培育出了果實(shí)不苦的甜瓜品種。另外，團(tuán)隊(duì)還利用葫蘆科多物種的基因序列演化特征開發(fā)了新策略，鑒定了1600多個(gè)控制葫蘆科瓜類果實(shí)的共同關(guān)鍵調(diào)控元件，為將來基因時(shí)空表達(dá)機(jī)制研究和基因精準(zhǔn)育種調(diào)控提供了關(guān)鍵信息。

張忠華教授對(duì)科研的熱忱推動(dòng)了他在瓜類基因組學(xué)研究的持續(xù)進(jìn)步。展望未來，他將堅(jiān)守科研初心，以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)的研究領(lǐng)域中不斷追求卓越，精益求精。

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張忠華（左一）和學(xué)生在交流。

人物

名片

張忠華

年齡：45歲

身份：青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院教授

以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)研究領(lǐng)域不斷追求卓越，精益求精。”

12月3日，何梁何利基金2024年度頒獎(jiǎng)大會(huì)在北京舉行。本年度何梁何利基金科學(xué)與技術(shù)獎(jiǎng)共授予56位杰出科技工作者，青島農(nóng)業(yè)大學(xué)園藝學(xué)院院長、教授張忠華榮獲“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（青年創(chuàng)新獎(jiǎng)），為青島市唯一獲獎(jiǎng)?wù)摺Ｗ鳛槭卟朔肿舆z傳育種領(lǐng)域的領(lǐng)軍人物，張忠華憑借多年的科研積累與創(chuàng)新思維，在甜瓜、黃瓜等葫蘆科作物中率先開展基于基因組演化和組學(xué)大數(shù)據(jù)等加速功能基因的研究，大大推動(dòng)葫蘆科生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，也為同行提供了新的研究思路。

勇?lián)厝谓獯a瓜類基因

甜瓜是世界范圍內(nèi)的重要瓜果類作物，2024年以來，張忠華團(tuán)隊(duì)迎來了甜瓜功能基因組研究收獲的小高峰，先后在國際重要期刊連續(xù)在線發(fā)文，分別涉及葫蘆科果實(shí)發(fā)育共有調(diào)控元件、薄皮甜瓜酸味調(diào)控、甜瓜果實(shí)變苦以及甜瓜遺傳育種基因型鑒定等相關(guān)研究發(fā)現(xiàn)，加速了以甜瓜為代表的葫蘆科作物生物學(xué)和分子育種的進(jìn)展，為做強(qiáng)瓜類種質(zhì)芯片，端牢“中國飯碗”注入強(qiáng)勁動(dòng)力。

1997年，張忠華考入青島農(nóng)業(yè)大學(xué)的前身萊陽農(nóng)學(xué)院園藝系，本科期間的學(xué)習(xí)讓他對(duì)生物信息學(xué)產(chǎn)生了濃厚興趣。2001年，他進(jìn)入浙江大學(xué)碩博連讀，專注基因組與生物信息學(xué)的研究，經(jīng)常思考的是如何將基因組學(xué)與生命科學(xué)的最新成果融入現(xiàn)代農(nóng)業(yè)，用科技力量驅(qū)動(dòng)農(nóng)業(yè)轉(zhuǎn)型升級(jí)。2006年博士研究生畢業(yè)后，張忠華加入中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院蔬菜花卉研究所。在入職不久后的2007年初，張忠華就參與了研究所發(fā)起的一項(xiàng)多邊合作的大型植物基因組計(jì)劃——國際黃瓜基因組計(jì)劃，該項(xiàng)目專注于葫蘆科瓜類作物，特別是黃瓜的功能基因組研究，探索其基因組結(jié)構(gòu)特征與演化規(guī)律。

“黃瓜的基因組相對(duì)較小，但其中近30%的區(qū)域是由大片段復(fù)雜重復(fù)序列組成的著絲粒區(qū)域，這一比例遠(yuǎn)高于水稻、玉米等作物，嚴(yán)重增加了我們基因組解析的難度。”張忠華介紹。面對(duì)這一挑戰(zhàn)，張忠華主動(dòng)承擔(dān)起黃瓜的生物信息學(xué)分析的重任。

為瓜類建全基因組變異圖譜

“科研中，有時(shí)實(shí)現(xiàn)從0到1的跨越，比從1到100的積累更加艱難。”張忠華對(duì)此深有體會(huì)。種質(zhì)資源是研究農(nóng)藝性狀分子機(jī)理的重要素材，也是育種突破的關(guān)鍵。作為主要組織者，張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)耗時(shí)多年收集了全世界近6000份具有代表性的黃瓜、甜瓜、冬瓜種質(zhì)資源，并對(duì)這些資源的基因遺傳信息進(jìn)行了系統(tǒng)研究。研究發(fā)現(xiàn)，與絕大多數(shù)作物相似，黃瓜、甜瓜和冬瓜都經(jīng)歷了馴化、育種改良等過程，而后傳播到不同地域，分化形成了不同的種質(zhì)資源類群。張忠華表示：“在馴化改良過程中，這些作物發(fā)生了多種性狀改變，包括果實(shí)變大、脫苦、開花時(shí)間提前等。同時(shí)我們發(fā)現(xiàn)，這3種作物的6000多個(gè)基因?qū)?yīng)這些性狀改變也發(fā)生了演化變異，成為研究這些性狀的關(guān)鍵候選基因。”

張忠華深知科研之路的艱辛與不易。在黃瓜、甜瓜全基因組變異圖譜的研究中，課題組追溯分析甜瓜的悠久栽培歷史，巧妙運(yùn)用了數(shù)量性狀遺傳定位、全基因組關(guān)聯(lián)分析以及基因表達(dá)分析等多維度手段。對(duì)此，張忠華強(qiáng)調(diào)：“我們對(duì)每一個(gè)樣本都進(jìn)行了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性和可靠性。”這項(xiàng)研究歷時(shí)多年，克服重重困難，最終鎖定了超過200個(gè)與重要農(nóng)藝性狀緊密相關(guān)的候選基因與位點(diǎn)，為黃瓜、甜瓜等瓜類作物的遺傳改良、新品種選育乃至產(chǎn)業(yè)的可持續(xù)發(fā)展提供了寶貴的基因資源與理論支撐。

培育出果實(shí)不苦的甜瓜品種

黃瓜品種的遺傳差異如何影響其味道？對(duì)普通的“吃瓜群眾”來說，就是一個(gè)口感問題，但對(duì)從事瓜類育種的張忠華來說，背后卻涉及大量基因研究工作。他帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)整合了基因組、轉(zhuǎn)錄組、代謝組等大數(shù)據(jù)信息，開發(fā)新方法來分析基因結(jié)構(gòu)、演化和表達(dá)，成功克隆和定位了控制雌花性別決定、苦味、果實(shí)發(fā)育等性狀的50多個(gè)基因。

甜瓜生產(chǎn)中使用CPPU（一種常用的植物生長調(diào)節(jié)劑）可促進(jìn)果實(shí)膨大，但經(jīng)常導(dǎo)致果實(shí)苦味，成為產(chǎn)業(yè)的一個(gè)棘手問題。為此，張忠華帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室里進(jìn)行了無數(shù)次的實(shí)驗(yàn)，并深入田間考察研究。“研究不能僅限于實(shí)驗(yàn)室，必須走到田間解決實(shí)際問題。”張忠華說。通過實(shí)地觀察和對(duì)CPPU處理后的甜瓜果實(shí)進(jìn)行分子分析，團(tuán)隊(duì)發(fā)現(xiàn)了調(diào)控苦味產(chǎn)生的特定基因，并利用先進(jìn)的基因編輯技術(shù)，成功培育出了果實(shí)不苦的甜瓜品種。

黃瓜、甜瓜產(chǎn)量很大程度上受果實(shí)數(shù)量影響，張忠華團(tuán)隊(duì)長期對(duì)雌花（能發(fā)育成果實(shí)）、雄花發(fā)育等影響結(jié)瓜數(shù)目的生物學(xué)問題開展了深入研究，發(fā)現(xiàn)了控制黃瓜全部開雌花（具有高產(chǎn)量潛力）的關(guān)鍵基因和變異，并在甜瓜中發(fā)現(xiàn)了高繁殖力的控制基因，為培養(yǎng)高產(chǎn)品種提供了科技支撐。另外，張忠華團(tuán)隊(duì)還利用葫蘆科多物種的基因序列演化特征開發(fā)了新策略，鑒定了1600多個(gè)控制葫蘆科瓜類果實(shí)的共有關(guān)鍵調(diào)控元件，為將來基因時(shí)空表達(dá)機(jī)制研究和基因精準(zhǔn)育種調(diào)控提供了關(guān)鍵信息。

推動(dòng)甜瓜黃瓜產(chǎn)業(yè)化新突破

在黃瓜基因組研究中，張忠華團(tuán)隊(duì)選擇了12個(gè)代表性黃瓜種質(zhì)資源，并完成了染色體水平的基因組組裝。他表示，“我們對(duì)這些基因組序列進(jìn)行了詳盡的比較分析，發(fā)現(xiàn)了多個(gè)特大DNA片段倒位變異。”這些發(fā)現(xiàn)就像是為黃瓜進(jìn)行了一次全面的“基因體檢”，揭示了290萬個(gè)微小的遺傳差異、140萬個(gè)小的插入或缺失以及5.6萬個(gè)較大的基因結(jié)構(gòu)變化。張忠華進(jìn)一步解釋說，“通過這些發(fā)現(xiàn)，我們構(gòu)建了一個(gè)黃瓜基因的全景圖。利用這張圖，我們能夠研究黃瓜的不同特征是如何由基因決定的，這就像是找到了控制黃瓜特征的‘開關(guān)’。”2022年3月，這項(xiàng)研究在《自然通訊》在線發(fā)表，為黃瓜重要基因的挖掘和育種改良提供了重要參考。同年，張忠華“葫蘆科作物功能基因組學(xué)”項(xiàng)目榮獲國家自然科學(xué)基金杰出青年科學(xué)基金資助，實(shí)現(xiàn)了青島農(nóng)業(yè)大學(xué)國家自然科學(xué)基金杰青項(xiàng)目的歷史性突破。

華南黃瓜味道變苦會(huì)嚴(yán)重影響市場(chǎng)銷售，為解決這一問題，張忠華團(tuán)隊(duì)挖掘研究關(guān)鍵基因信息，開發(fā)了30多個(gè)分子標(biāo)記，并為甜瓜和黃瓜開發(fā)了全基因組背景選擇芯片系統(tǒng)。目前，這些技術(shù)已在中國農(nóng)科院蔬菜所、山東省農(nóng)科院等進(jìn)行了應(yīng)用，推動(dòng)黃瓜、甜瓜等育種進(jìn)入分子設(shè)計(jì)時(shí)代。在此基礎(chǔ)上，合作者培育了“蔬研”系列黃瓜品種，成功解決了華南黃瓜品種變苦而喪失商品價(jià)值的生產(chǎn)難題，并提高了產(chǎn)量，累計(jì)推廣約100萬畝，創(chuàng)造約80億元的經(jīng)濟(jì)價(jià)值。

張忠華的科研追求從未因過往成就而止步，他對(duì)科研的熱忱推動(dòng)了他在瓜類基因組學(xué)研究的持續(xù)進(jìn)步。展望未來，張忠華表示將堅(jiān)守科研初心，“以不懈的努力和滿腔的熱情，在蔬菜基因組學(xué)研究領(lǐng)域不斷追求卓越，精益求精。”

延伸

何梁何利基金獎(jiǎng)

何梁何利基金獎(jiǎng)是由何梁何利基金設(shè)立的獎(jiǎng)項(xiàng)，于1994年3月30日設(shè)立，旨在獎(jiǎng)勵(lì)取得杰出成就和重大創(chuàng)新的科學(xué)技術(shù)工作者，促進(jìn)中國的科學(xué)與技術(shù)發(fā)展。何梁何利基金獎(jiǎng)共設(shè)有何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)成就獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)進(jìn)步獎(jiǎng)”、何梁何利基金“科學(xué)與技術(shù)創(chuàng)新獎(jiǎng)”（下設(shè)青年創(chuàng)新獎(jiǎng)、產(chǎn)業(yè)創(chuàng)新獎(jiǎng)、區(qū)域創(chuàng)新獎(jiǎng)三類），每年評(píng)選一次。今年是何梁何利基金成立30周年，30年來共獎(jiǎng)勵(lì)了1638位科技工作者，成為我國社會(huì)力量創(chuàng)設(shè)科技獎(jiǎng)項(xiàng)的成功范例，為激發(fā)我國科技發(fā)展的活力、培養(yǎng)自主創(chuàng)新人才發(fā)揮了積極作用。
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