中国热带农业科学院热带生物技术研究所是根据“国科发政字2002356号”文件批复，在中国热带农业科学院组建的非营利性研究所，是热科院5个非营利性研究所之一。该所2002年10月登记注册，2003年6月正式挂牌。热带生物技术研究所设立在海口院校区，以热带作物生物技术国家重点实验室为基础组建，同时整合原橡胶栽培研究所、热带农牧研究所、植物保护研究所的部分科研骨干力量，分流部分基地试验人员，引进新增设学科的部分国内外优秀人才。

中文名：热带生物技术研究所

主管单位：中国热带农业科学院

成立时间：2003年6月

地址：海南省海口市龙华区学院路4号

研究所概况

主要职责

研究方向(遗传改良与分子育种 热带生物质能源研究 植物与产物研发 资源与病害防治研究 转基因安全及生物防控)

科研平台(转基因检测中心 实验基地)

研究所概况

热带生物技术研究所是2003年6月在热带生物技术国家重点实验室基础上组建的国家非营利性科研机构，创新编制200人（包括40个流动岗位）。截止到2011年，在岗固定人员134人中包括：正高级职称19人、副高级职称27人；博士学位人员61人、硕士学位人员51人。硕士以上学历超过4/5；40周岁以下的青年科技人员占2/3以上。该所博士生导师18人、硕士生导师28人；博士后2人，攻读博、硕士学位的研究生200多人。科研实验楼面积12,500m2，总资产8062多万元，仪器设备3200多台件、总值5800多万元。农业部转基因植物及植物用微生物环境安全检验监督测试中心（海口）挂靠该所，拥有农业部热带作物生物学与遗传资源利用综合性重点实验室等省部级重要科技平台11个。

截止到2011年，该所共承担国家、部、省级科研项目589项，在研项目100多项，发表科技论文2203篇（其中包括SCI、EI或ISTP收录论文近200篇，核心期刊论文2000余篇），出版专著、教材25部，申报专利78项、授权33项, 获得科技成果奖共39项。一批科研成果达到国际领先水平，如：在国际上首次完成三个木薯基因型全基因组测序、基因组草图与精细图谱绘制工作，利用木薯粗粉研发加工葡萄糖酸钙等高附加值营养系列产品；完成香蕉枯萎病致病菌尖孢镰刀菌古巴专化型1、4号生理小种基因组测序，利用热带微生物资源研发控制香蕉枯萎病及稻瘟病等生物制剂；橡胶树幼态自根无性系、优质番木瓜种苗繁育以及无核荔枝分子标记育种技术取得突破；甘蔗转基因技术在国际上处于领先地位，被美国先正达公司采用，甘蔗健康种苗繁育和配套栽培技术以1000万元成功转让企业大规模推广，服务三农取得显著社会效益；收集整理了600多种海南黎药资源，编写出版《黎族药志》等专著，利用热带生物资源与企业联合开发了“益智酒”、“海蜜速溶茶”等高新技术产品。

主要职责

作为国家公益性研究机构，热带生物技术研究所以热带重要经济作物和特有生物资源为研究对象，开展生物技术与生命科学多领域研究，揭示热带植物生长发育、逆境调节和病害防控的分子生物学机理，挖掘利用特有生物资源，解决热带农业生产中的关键技术问题，为中国乃至世界热带地区的现代农业和生物产业发展提供高新技术支撑。

1、根据国家发展战略和社会需求，加强自主创新，积极组织申报和开展相关科研课题研究，为热区生物科学和现代农业发展提供科学理论和技术支撑。

2、根据热区农业生产和未来生物产业发展需求，积极组织相关技术研发和成果转化，为高新技术产业化和产品研制提供技术储备和技术依托。

3、根据高新技术产业化发展需求，努力搭建研、产、学平台，为热带生物科学研究、成果转化、产业孵化、产品研发创造条件，并培养高级专业技术人才。

研究方向

遗传改良与分子育种

研究内容

主要以热带重要经济作物（橡胶树、香蕉和番木瓜等）为研究对象，利用基因组学、比较基因组学和蛋白质组学的研究方法，开展热带作物重要经济性状形成的分子基础、品种分子设计的理论基础与技术体系方面的研究。围绕热带作物高产、优质、抗病虫、抗逆等重要性状的形成，克隆并鉴定与作物发育、代谢和环境信号调节相关的主效基因，解析这些基因参与的表达调控网络和代谢途径，了解控制作物重要性状形成的分子基础和功能途径。综合运用常规育种和分子设计改良技术，培育符合热带农业可持续发展需求的农作物新品种和新种质。

具体研究内容：

1． 橡胶树高产和抗逆的分子机制与遗传改良

2． 香蕉果实成熟的分子机制与品质改良

3． 番木瓜环斑病毒（PRSV）致病机理研究与新种质创制

发展目标

该方向将发挥特色和优势，拓宽内涵，借鉴模式植物基因组、比较基因组学和蛋白质组等方面的研究成果，加强热带经济作物的基因组学、比较基因组学和蛋白质组的原创性基础研究，建立重要热带经济作物基因组学、比较基因组学和蛋白质组学研究的技术平台，系统阐明热带作物重要经济性状形成的分子基础和功能途径，推动热带经济作物的基因组学、比较基因组学和蛋白质组的研究。进一步完善重要热带经济作物转基因技术技术，创建稳定高效的遗传转化平台。研制出高产、优质和抗逆的热带经济作物。

1．系统阐明橡胶树高产逆的分子生物学基础及其调控机制，建立橡胶树大规模无性系快繁技术体和成熟的橡胶树转基因技术平台，培育高产、抗逆的橡胶树新种质建立。

2．系统研究PRSV遗传变异；PRSV的基因及基因组的结构与功能；PRSV感染、复制、运动等及病毒与宿主相互作用的分子机理；利用基因工程平台技术进行番木瓜抗PRSV育种及抗病新种质创制。

3． 香蕉

热带生物质能源研究

主要研究内容：

应对国家生物能源发展战略需求，依托热带地区丰富的自然资源和物种多样性，筛选发掘具有实用价值的优质能源生物，采用基因组学、代谢组学等新技术重点研究木薯、甘蔗、纤维植物和油藻等能源高效转化的关键技术，发掘重要基因资源和分子标记；结合试验基地建设和常规育种技术，创建综合、高效的能源作物现代育种技术体系，培育木薯等能源作物专用新品种；联合国内外优势研究团队和新能源企业，培养学科交叉的创新人才团队，创建热带生物质能源技术研发基地，孵化中试技术工艺，推动新能源的迅速利用。

研究进展：

（1） 重要热带能源作物的功能基因组学及基因分离

初步完成木薯全基因组序列草图，并通过构建大片段BAC文库及末端测序，解析基因组精细图和功能注释。完成一个块根淀粉累积相关全长cDNA文库，获取3.2万个克隆，成功测序2000条以上，平均长度在600bp以上，为木薯转录组分析及全基因组注释奠定基础。构建麻疯树BAC文库1个，计3.5万个克隆，平均插入片段长度145kb,并初步对油脂代谢相关9个重要基因进行了文库筛选。分离和鉴定了甘蔗抗旱基因2个、抗病基因2个、甘蔗茎杆特异表达的启动子1个和能够促进甘蔗糖分运输和积累的蔗糖运载蛋白基因1个；从盐生植物海马齿等分离一系列耐盐基因；以莱茵衣藻为对象，通过构建缺铁应答缺陷突变体，分离参与缺铁信号感应、转导以及下游转录调控相关的基因，初步阐述细胞缺铁信号应答及其信号转导机制。

（2） 热带能源作物遗传转化体系构建及转基因品系的培育

截止到2011年，成功建立甘蔗、木薯、柱花草等作物的遗传转化体系，获得了分别转抗旱、抗病、抗虫和调控糖代谢基因的甘蔗转基因株系300余个，其中3个转海藻糖合酶基因甘蔗株系具有较突出的抗旱特性，正在进行环境释放试验（农基安审字（2006）第041号）；5个抗黑穗病的株系正在进行中间试验（农基安办字2008-T010）；构建了多个耐寒基因表达载体，并将它们分别转入华南5号, 华南6号和华南8号木薯品种，共获得约700株具有抗性的植株，对部分转基因植物试管苗初步进行了耐寒性分析，转基因植物比对照耐寒性好。

（3） 热带能源作物遗传图谱构建与QTL定位

成功开发了431对木薯EST-SSR标记，初步构建了木薯分子遗传图谱：定位355个标记（SSR，EST-SSR，AFLP，SRAP），覆盖18个连锁群，总遗传图距达到1707.9cM, 平均4.81cM, 连锁群标记在4-59个之间，首次将EST-SSR及SRAP标记定位到木薯连锁群；完成重要经济性状如块根产量FRY、淀粉率SC、块根干物质含量DW和收获指数HI的QTL定位：在5年2个地点环境（2003，2004，2005儋州，2007，2008文昌）获得可重复的主效QTL，FRY4个，SC 6个，HI 5个，DW 22个，这些主效QTL适合于木薯分子标记辅助选择育种。木薯抗寒性、品质性状等的标记工作，以及麻疯树遗传图谱构建及产油相关性状的标记研究工作正在进行中。

（4） 能源藻类生理生化及高效突变体筛选利用

建立了从热带海洋、湖泊、温泉分离藻种的方法，分离培养微藻种质资源500多份，初步建立了微藻种质资源库。已发表微藻新属一个，新种一个。申报专利3项。气相色谱和质谱分析结果表明，微藻脂肪酸较为单纯，主要由亚麻酸、亚油酸、油酸、硬脂酸、棕榈酸、肉豆蔻酸等6种组成，不饱和脂肪酸50.4% 。16-18碳脂肪酸占脂肪酸总量的96%，适于加工生物柴油；通过突变体筛选技术发现具有高产油效率的藻种类型；分离获得高产脂肪酶的生物柴油工程菌，优化产酶条件，用于生物柴油加工，获得初步产品。

（5） 纤维素乙醇酶工程转化技术

探索了诱导微生物产生高活力淀粉酶的方法，首次发现麦芽糖醇和甲基葡萄糖苷半硬脂酸酯能显著提高微生物产淀粉酶能力。其中，麦芽糖醇可以使Aspergillus niger F-08产淀粉酶水平提高8倍，甲基葡萄糖苷半硬脂酸酯可使Aspergillus oryzae F-30产淀粉酶水平提高4.3倍；研究了高产纤维素酶菌种的产酶特性，探索了以纤维素废物为基质进行纤维素酶发酵的实验，结果证明香蕉皮、苹果渣可以作为生产纤维素酶的基质，该结论为香蕉皮的资源化利用提供了理论基础。

纤维素系列酶基因克隆，从天然的产酶菌株中克隆系列的糖化纤维素所需的纤维素酶基因，转化半纤维素的戊糖为乙醇所需的酶基因，以及糖化淀粉水解淀粉侧链所需的酶基因。分别构建含这些酶基因的表达载体和重组酵母工程菌，表达重组酶的发酵工艺以及纯化工艺研究，完成同步糖化淀粉水解淀粉侧链生产乙醇工程菌的构建以及用工程菌直接水解淀粉生成乙醇试验。

植物与产物研发

1、名称

中文名：热带植物资源与天然产物化学

英文名：Natural Product Chemistry and Resource of Tropical Plants

2、研究内容

（1）以热带纤维作物（剑麻、蕉麻）和药用植物为主要研究对象，利用现代细胞生物学和分子生物学手段，开展生物技术育种研究，揭示热带植物生长发育、逆境调节和病虫害防控的分子生物学机理，探索热带植物综合利用生物技术，解决热带植物产业生产中的关键技术问题。此外，建立珍稀濒危且市场需求大的热带药用植物的GAP种植基地，为中国热带植物产业发展提供基础理论和高新技术支撑。

（2）以海南丰富的热带药用资源（包括热带药用植物及其共附生微生物、热带海洋生物、热带香料植物及其它资源植物）为研究对象，以有机化学、天然产物化学、生物学和微生物学为基础，运用现代分离、分析方法与技术手段，开展药用资源中的活性天然产物的分离纯化、结构测定、生物活性与功能、结构修饰、以及有效成分在植物与微生物中积累、代谢与分布规律的创新性的基础和应用基础研究。同时选择部分确有疗效的传统南药和黎族民间药进行药效作用物质基础、质量标准和工艺研究，研究开发具有自主知识产权的现代化药物、功能性食品和生物农药等产品。为中国热带地区药用资源的合理开发与持续利用，以及创新天然药物（包括天然农药）和南药现代化的发展做出贡献。

3、发展目标

发挥海南省热带药用资源的优势，依托热带药用植物研究与利用国际联合实验室，实现热带药用资源的深入研究与合理利用。同时不断引进国内外专家与学者，发挥国内外人才技术优势，为海南省热带药用植物的开发利用做出贡献。

4、研究进展

（1）对海南龙血树、见血封喉、牛角瓜、瓶花木、红厚壳、卤蕨、木果楝、槟榔、白木香、裸花紫珠、海南粗榧和菠萝蜜等十余种海南特有或特色的药用植物中的活性天然产物进行了研究。

（2）从海南粗榧、见血封喉、沉香等多种热带药用植物中分离出内生真菌200多株，筛选出抗菌、抗肿瘤细胞活性菌株48株，对其中的12株真菌的次生代谢产物进行了研究。

（3）采用荧光AFLP分子标记技术，对国内外收集的40份龙舌兰属麻类种质资源，进行了遗传多样性的研究，揭示了龙舌兰麻种质之间的亲缘关系，为选择杂交育种亲本奠定了基础。对剑麻幼苗进行了室内接种剑麻斑马纹病病原菌鉴定，筛选出高抗种质11个，通过进一步的选育可望从这些种质中成功培育出新的剑麻抗病品种。以剑麻幼叶为外植体，进行了愈伤组织的诱导试验，并成功诱导出苗，初步建立了从愈伤组织到植株的再生体系，并利用农杆菌介导探索了抗病基因转化剑麻的研究。进行了剑麻斑马纹病病原生物学及rDNA-ITS序列分析研究。

（4）围绕无核荔枝的配套技术研究，前伸到产业，后延到基础，该课题的成果经执行落实在陆侨无核荔枝基地：2005-2008年共生产无核荔枝果85万Kg，4年总产值约为1900万元，已成为海南省规模最大的无核荔枝种植和示范基地。

（5）“海南热带药用植物及其共附生微生物资源研究与开发”获海南省科技进步一等奖。“利用真菌发酵处理沉香材料提高沉香油的产量”获海南省科技进步三等奖。

（6）在国内外核心期刊发表论文170余篇，申报国家发明专利17项，主编《黎族药志》第一册、《海南药用植物现代研究》和《天然产物现代分离技术》三本著作。

（7）研制开发出一种具有抗氧化等多种生物活性的功能性饮料：诺丽和一种具有醒酒保肝作用的功能性饮料：酒友茶。

资源与病害防治研究

研究内容：

1热带微生物资源：收集海洋、陆地及实验微生物菌种资源，分离、纯化、鉴定、保存菌种，对外提供菌种鉴定及交流共享。

2热带微生物分子生物学：未培养微生物功能基因的克隆、转基因工程菌的构建、 微生物菌种的分子生物学鉴定、 分子生态学研究及代谢生理生化研究。

3微生物应用研究 ：微生物发酵产物的生物活性评价（抗菌、抗肿瘤活性、饲料和肥料功能、酶活性、杀虫活性等）及代谢产物分离纯化鉴定。

4发酵工程：对有开发前景的菌种进行发酵条件优化、发酵过程控制、发酵工艺及下游制备工艺的研究。

八个技术平台

稀有放线菌分离鉴定技术；未培养微生物的分子生物学技术 ；抗菌抗肿瘤活性评价技术 ；抗线虫活性评价技术 ；微生物转基因技术 ；病毒检测技术；微生物天然产物分离纯化鉴定技术 ；微生物发酵技术。

转基因安全及生物防控

一、研究内容

以生物安全1级（如转基因抗虫棉、抗虫玉米）、2级（转基因抗病、抗虫水稻、转基因抗除草剂大豆）和部分生物安全3级（用作医药原料的转基因作物）、热区转基因农作物（如转基因木薯、甘蔗、番木瓜）和南繁基地主要转基因作物的转基因成分检测和环境安全性评价以及生物安全重大突发事件的预警预案及其处置试验研究为研究对象。利用转基因农作物及其产品中外源转基因成分（核酸、蛋白质和关键代谢物）定性、定量检测技术和转基因农作物环境安全检测技术规范，建立转基因作物环境安全监测技术体系。

二、发展目标

围绕加强中国转基因生物安全管理和促进产业发展的总目标，在不同层次上研究揭示基因操作对受体生物遗传变异影响的机理，系统探索转基因生物对农业资源与生态环境影响的规律，制定与国际接轨的转基因生物安全评价技术标准，研究转基因生物对生态环境影响的预测与控制理论和方法。为国家（尤其南繁基地）转基因生物安全及其生态环境安全提供坚实的技术支撑，以确保我国粮食安全和生态环境安全，有效整体提升中国转基因生物安全保障能力，促进农业转基因生物技术可持续发展。

科研平台

转基因检测中心

农业部转基因植物及植物用微生物环境安全监督检验测试中心(海口) 于2008年4月首次通过国家认证认可监督管理委员会、农业部组织的实验室资质认定和农业部产品质量监督检验测试机构审查认可。“中心”办公及实验场所共 800平方米，设有办公室和转基因植物及其产品成分检测、环境安全检测两个检测室。截止到2011年，有人员13人，其中高级职称9人，中级职称3人。

中心主要仪器设备有：全自动数码凝胶图象分析系统、常规PCR 、酶联免疫仪、电泳仪、超低温冰箱、可调恒温循环水浴、电子天平、台式高速冷冻离心机、超纯水器、全自动高压灭菌锅、生物显微镜、微生物鉴定仪、生化培养箱、人工智能气候培养箱、生物安全柜等，仪器设备配备率达100%以上。拥有试验基地面积100多亩，试验基地有温室、网室、焚烧炉、工作间和小型气象站，工作条件优良。

截止到2011年，中心受农业部科教司转基因生物安全与知识产权处、农业部科技发展中心和海南省农业厅的委托，先后承担了南繁基地转基因作物检测、植物新品种保藏样品转基因成分检测和海南省区试水稻品种转基因成分筛查检测等检测任务。承担了农业部结构调整重大专项、农业部农业转基因生物安全管理和转基因生物安全检测项目、转基因生物新品种培育重大专项、中央级公益性科研院所基本科研业务费专项等研究课题，对加强南繁基地转基因作物的规范性管理和安全性评价，促进转基因生物技术可持续发展起到了重要作用。

实验基地

该所试验基地主要负责科技成果的孵化、转化；产品生产、销售；三农科技服务；科技示范推广等工作。该所正在开发的项目主要有：橡胶幼态无性系优质种苗，脱毒甘蔗苗，石斛兰花组培苗，番木瓜组培种苗；天然药物开发利用（比如沉香等次生代谢产物的开发利用）；转基因作物、食品的安全鉴定。

该所具有开发潜力的项目：木薯、小桐子等能源作物优良品种的培育和推广；各种新型花卉、作物种苗的组培工厂化生产；土壤、水、肥料等的分析测试；香蕉枯萎病抑制剂的菌种培育；水产养殖病害防治试剂的研究生产。