姚陆铭,男,1984年生于浙江湖州,副研究员,硕士生导师。主要从事豆类生物技术方面的科研与教学工作。研究领域主要涉及豆类重要农艺性状鉴定、大豆抗虫生物学基础研究以及豆类分子设计育种。先后主持和参加国家自然科学基金,科技部、农业农村部、上海市农委等科研项目4项。研究主要集中在大豆蚜虫抗性机理及抗旱分子生物学等方面。发表SCI论文10余篇,培育国家审定大豆品种6个,其他豆类新品种5个,获得国家授权发明专利10余项。
教育及工作经历:
本科 毕业于上海交通大学。
2013年毕业于上海交通大学农业与生物学院,获农学博士学位。
2014年-2015年在上海交通大学农业与生物学院从事博士后研究工作。
2015-2016年在美国加利福尼亚大学戴维斯分校植物科学系作访问学者。
主讲课程:
主讲《植物学》及《植物学实验》等课程。
研究方向:
豆类作物育种,大豆抗虫性状调控
主持项目:承担国家重点研发计划子课题1项,主持青年科学基金1项。
1. 上海市科技兴农项目,2021-02-08-00-12-F00766,青扁豆周年智能化生产技术开发与集成,2021-2024,200万,主持
2. 国家重点研发计划,2016YFD0100603-8,大豆资源P746与P203抗蚜虫性状形成的分子基础,2016-2021,55万,主持
3. 国家自然科学基金青年科学基金项目,31601321,大豆Rag_P746基因抗蚜性的功能鉴定及其信号传导途径的研究,2016-2019,20万,主持。
科研成果:
在SCI、EI、国家核心刊物发表相关研究论文16篇;获得授权发明专利9项;植物新品种审定8项。
发明公开:
[1]姚陆铭, 郭豪, 张岩, 李卉, 王彪, 马晓红. 一种大豆蚜虫抗性相关的SNP分子标记的检测方法及其在选育抗虫大豆中的应用[P]. 上海市: CN118186139A, 2024-06-14.
[2]姚陆铭, 袁娟, 王彪, 马晓红, 李卉, 武天龙. 一种基于扁豆基因组开发的SSR标记库及应用[P]. 上海市: CN116622882A, 2023-08-22.
[3]王彪, 王海倩, 张岩, 马晓红, 姚陆铭, 武天龙. 一种大豆转化事件TL107及其检测方法和应用[P]. 上海市: CN115927442A, 2023-04-07.
[4]姚陆铭, 王彪, 马晓红, 武天龙. 一种利用提高扁豆干旱抗性的基因构建抗旱扁豆株系的方法[P]. 上海市: CN115851816A, 2023-03-28.
[5]姚陆铭, 王彪, 马晓红, 武天龙. 一种可提高大豆蚜虫抗性基因的重组载体及其应用[P]. 上海市: CN113444740A, 2021-09-28.
[6]王彪, 王黎娜, 姚陆铭, 马晓红, 李卉, 武天龙. 一种扁豆菌核病的预测和防治方法[P]. 上海市: CN113207515A, 2021-08-06.
[7]王彪, 顾玉阳, 马晓红, 姚陆铭, 张艺, 唐玉英, 武天龙. 一种扁豆菌核病的综合防治方法[P]. 上海市: CN111616012A, 2020-09-04.
[8]王彪, 顾玉阳, 张艺, 姚陆铭, 马晓红, 王黎娜, 袁娟. 一种扁豆菌核病的分子鉴定引物及鉴定方法[P]. 上海市: CN111440894A, 2020-07-24.
[9]苏彤, 姚陆铭, 张鑫, 王彪, 马晓红. 一种大豆原生质体的制备和转化方法[P]. 上海市: CN110241069A, 2019-09-17.
[10]姚陆铭, 钟云鹏, 苏彤, 王彪, 张鑫. 一种防治大豆蚜虫的方法[P]. 上海: CN108782562A, 2018-11-13.
[11]苏彤, 姚陆铭, 王彪, 张鑫, 卢欣欣, 武天龙. 一种限制蚜虫活动范围的装置及定点饲养繁殖蚜虫的方法[P]. 上海: CN107306897A, 2017-11-03.
[12]王彪, 姚陆铭, 袁娟, 卢欣欣, 王黎娜, 唐玉英, 邢茂玉, 陈新, 武天龙. 一种以颜色色值为彩色扁豆选育标准的聚合育种方法[P]. 上海: CN107047283A, 2017-08-18.
[13]姚陆铭, 王彪, 张鑫, 卢欣欣, 李瑶, 邢茂玉, 武天龙. 一种由大豆叶片再生愈伤组织的方法[P]. 上海: CN106818480A, 2017-06-13.
[14]姚陆铭, 王彪, 苏彤, 卢欣欣, 邢茂玉, 李瑶, 武天龙. 一种利用大豆组合苗筛选耐盐基因的方法[P]. 上海: CN106718194A, 2017-05-31.
[15]卢欣欣, 姚陆铭, 李瑶, 邢茂玉, 王黎娜, 王彪, 武天龙. 一种通过嫁接技术防治扁豆螟的育种方法[P]. 上海: CN106613372A, 2017-05-10.
[16]王彪, 苏彤, 邢茂玉, 卢欣欣, 姚陆铭, 李瑶, 武天龙. 一种真空辅助农杆菌侵染的大豆遗传转化方法[P]. 上海: CN106480087A, 2017-03-08.
[17]王彪, 张鑫, 卢欣欣, 姚陆铭, 武天龙. 一种提高大豆含硫氨基酸含量及降低过敏原蛋白的方法[P]. 上海: CN106480089A, 2017-03-08.
[18]闫军辉, 王彪, 姚陆铭, 卢欣欣, 武天龙. 一种获得大豆耐盐突变体的方法[P]. 上海: CN106069747A, 2016-11-09.
[19]姚陆铭, 朱木兰, 王彪, 卢欣欣, 武天龙. 一种牡丹组织培养再生的方法[P]. 上海: CN105766636A, 2016-07-20.
[20]王彪, 姚陆铭, 卢欣欣, 武天龙. 一种植物愈伤组织遗传转化和植物组织培养方法[P]. 上海: CN105713923A, 2016-06-29.
[21]姚陆铭, 朱木兰, 卢欣欣, 王彪, 武天龙. 一种利用基因工程培育高异黄酮抗草甘膦大豆的方法[P]. 上海: CN105255942A, 2016-01-20.
[22]卢欣欣, 王彪, 姚陆铭, 王黎娜, 武天龙. 一种白扁豆提取物粉末的制备方法[P]. 上海: CN104774271A, 2015-07-15.
[23]卢欣欣, 姚陆铭, 李卉, 王彪, 武天龙. 一种复方蛋白粉冲剂及其制备方法[P]. 上海: CN104757687A, 2015-07-08.
[24]卢欣欣, 张玉梅, 王彪, 姚陆铭, 武天龙. 一种白扁豆健脾油茶冲剂及其制备方法[P]. 上海: CN104489682A, 2015-04-08.
[25]卢欣欣, 王彪, 张玉梅, 王黎娜, 姚陆铭, 武天龙. 一种行气活血扁豆茎尖蔬菜及其制备方法[P]. 上海: CN104381887A, 2015-03-04.
[26]卢欣欣, 姚陆铭, 王黎娜, 张玉梅, 王彪, 武天龙. 一种扁豆干丝休闲食品及其制备方法[P]. 上海: CN104366307A, 2015-02-25.
[27]钟云鹏, 王彪, 闫军辉, 姚陆铭, 武天龙. 一种大豆蚜虫生理小种的鉴定方法[P]. 上海: CN103875607A, 2014-06-25.
[28]闫军辉, 卢欣欣, 钟云鹏, 姚陆铭, 程琳静, 王彪, 武天龙. 一种促进蚕豆早熟结荚的方法[P]. 上海: CN103858634A, 2014-06-18.
[29]王彪, 姜伊娜, 姚陆铭, 刘贤雯, 武天龙. 黄酮合成酶基因及其编码的多肽[P]. 上海: CN101514344, 2009-08-26.
[30]姚陆铭, 姜伊娜, 王克忠, 王彪, 武天龙. 利用大豆天然提取物检测大豆抗蚜性的方法[P]. 上海: CN101477098, 2009-07-08.
发明授权:
[1]姚陆铭, 王彪, 马晓红, 武天龙. 一种可提高大豆蚜虫抗性基因的重组载体及其应用[P]. 上海市: CN113444740B, 2022-08-09.
[2]姚陆铭, 王彪, 苏彤, 卢欣欣, 邢茂玉, 李瑶, 武天龙. 一种利用大豆组合苗筛选耐盐基因的方法[P]. 上海市: CN106718194B, 2020-11-10.
[3]王彪, 苏彤, 邢茂玉, 卢欣欣, 姚陆铭, 李瑶, 武天龙. 一种真空辅助农杆菌侵染的大豆遗传转化方法[P]. 上海市: CN106480087B, 2020-01-03.
[4]姚陆铭, 朱木兰, 卢欣欣, 王彪, 武天龙. 一种利用基因工程培育高异黄酮抗草甘膦大豆的方法[P]. 上海市: CN105255942B, 2019-05-14.
[5]姚陆铭, 王彪, 张鑫, 卢欣欣, 李瑶, 邢茂玉, 武天龙. 一种由大豆叶片再生愈伤组织的方法[P]. 上海市: CN106818480B, 2019-03-12.
[6]王彪, 姚陆铭, 袁娟, 卢欣欣, 王黎娜, 唐玉英, 邢茂玉, 陈新, 武天龙. 一种以颜色色值为彩色扁豆选育标准的聚合育种方法[P]. 上海市: CN107047283B, 2019-03-12.
[7]姚陆铭, 朱木兰, 王彪, 卢欣欣, 武天龙. 一种牡丹组织培养再生的方法[P]. 上海市: CN105766636B, 2018-08-17.
[8]卢欣欣, 王彪, 姚陆铭, 王黎娜, 武天龙. 一种白扁豆提取物粉末的制备方法[P]. 上海市: CN104774271B, 2017-11-10.
[9]卢欣欣, 张玉梅, 王彪, 姚陆铭, 武天龙. 一种白扁豆健脾油茶冲剂及其制备方法[P]. 上海市: CN104489682B, 2017-05-17.
[10]钟云鹏, 王彪, 闫军辉, 姚陆铭, 武天龙. 一种大豆蚜虫生理小种的鉴定方法[P]. 上海市: CN103875607B, 2016-05-04.
[11]闫军辉, 卢欣欣, 钟云鹏, 姚陆铭, 程琳静, 王彪, 武天龙. 一种促进蚕豆早熟结荚的方法[P]. 上海市: CN103858634B, 2015-11-25.
[12]姚陆铭, 姜伊娜, 王克忠, 王彪, 武天龙. 利用大豆天然提取物检测大豆抗蚜性的方法[P]. 上海市: CN101477098B, 2012-07-18.
[13]王彪, 姜伊娜, 姚陆铭, 刘贤雯, 武天龙. 黄酮合成酶基因及其编码的多肽[P]. 上海市: CN101514344B, 2010-12-08.
发表英文期刊论文:
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[5]Yao L, Overexpression of a glycine-rich protein gene in Lablab purpureus improves abiotic stress tolerance. Genetics and Molecular Research, 2016
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[12]Jiang, Yina; Wang, Biao; Li, Hui; Yao, Luming; Wu, Tianlong*.Flavonoid Production Is Effectively Regulated by RNAi Interference of Two Flavone Synthase Genes from Glycine max.Journal of Plant Biology, 2010, 53(6): 425-432.
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[16]Yao, Luming; Zhong, Yunpeng; Wang, Biao*; Yan, Junhui; Wu, Tianlong.BABA application improves soybean resistance to aphid through activation of phenylpropanoid metabolism and callose deposition.Pest Management Science.
发表中文期刊论文:
[1]姚陆铭, 袁娟, 马晓红, 王彪. 基于表型性状及SSR标记的扁豆种质资源遗传多样性分析[J]. 作物杂志, 1-12.
[2]滕达, 王彪, 马晓红, 姚陆铭, 武天龙. 菜用大豆新品种‘交大11’[J]. 园艺学报, 2022, 49 (S1): 91-92.
[3]于存浩, 王彪, 姚陆铭, 马晓红, 武天龙. 鲜食大豆新品种交大29选育及其高产栽培技术[J]. 大豆科技, 2022, (03): 55-58.
[4]张艺, 于存浩, 马晓红, 姚陆铭, 武天龙, 王彪. UV-B处理对大豆异黄酮合成影响及GmUVR8基因克隆与表达分析[J]. 大豆科学, 2022, 41 (01): 28-35.
[5]顾玉阳, 王黎娜, 袁娟, 张艺, 姚陆铭, 马晓红, 王彪, 武天龙. 扁豆菌核病病原菌鉴定及其生物学特性[J]. 中国蔬菜, 2020, (10): 68-76.
[6]张鑫, 苏彤, 顾玉阳, 张艺, 姚陆铭, 王彪, 朱骏, 顾大国. ~(60)Co-γ和EMS诱变“天隆一号”突变体库变异特征的初步分析[J]. 大豆科学, 2019, 38 (04): 517-524.
[7]苏彤, 姚陆铭, 张鑫, 王彪, 武天龙. 大豆愈伤原生质体的制备和培养方式探究[J]. 大豆科学, 2018, 37 (05): 741-747.
[8]卢欣欣, 王杰, 姚陆铭, 赵大云, 武天龙. 扁豆花青素积累规律的研究[J]. 保鲜与加工, 2018, 18 (05): 128-133.
[9]卢欣欣, 邢茂玉, 姚陆铭, 王彪, 武天龙, 赵大云. 扁豆-水稻轮作对土壤环境影响的比较分析[J]. 上海农业学报, 2016, 32 (05): 92-96.
[10]姚陆铭, 武天龙. 利用SSR标记及表型多样性对扁豆遗传多样性的研究[J]. 上海农业学报, 2016, 32 (05): 1-7.
[11]程琳静, 闫军辉, 钟云鹏, 姚陆铭, 王彪, 卢欣欣, 武天龙. 大豆高效体细胞胚诱导和增殖方法的研究[J]. 大豆科学, 2014, 33 (03): 305-310.
[12]姚陆铭, 王彪, 武天龙. 观赏扁豆新品种“翠绿扁”的选育[J]. 北方园艺, 2014, (06): 161-162.
[13]姚陆铭, 刘燕红, 武天龙. 乙酰甲胺磷在扁豆中残留的研究[J]. 农药科学与管理, 2012, 33 (11): 29-32.
[14]胡燕琳, 姚陆铭, 徐永平, 周强, 王彪, 武天龙. 扁豆密植栽培技术研究[J]. 中国农学通报, 2012, 28 (01): 264-268.
[15]刘贤雯, 王彪, 姚陆铭, 肖亮, 武天龙. 大豆高代抗虫转基因后代分子检测与抗蚜虫鉴定分析[J]. 大豆科学, 2011, 30 (03): 455-458.
[16]武天龙, 马晓红, 姚陆铭, 王彪. 大豆抗蚜性资源抗性的鉴定分析[J]. 中国农业科学, 2009, 42 (04): 1258-1263.
[17]马晓红, 姚陆铭, 武天龙. 大豆整个子叶节外植体再生体系的建立及与子叶节、胚尖再生体系的比较[J]. 大豆科学, 2008, (03): 373-378+390.
会议论文:
[1]苏彤, 姚陆铭, 张鑫, 王彪 & 武天龙. (2017). 大豆愈伤原生质体培养再生植株. (eds.) 第十届全国大豆学术讨论会论文摘要集 (pp.122).
科学选育抗蚜基因 创新研发大豆品种
——记上海交通大学农业与生物学院副教授姚陆铭
2024-06-11
中国是大豆唯一的原产国,我国驯化和种植大豆的历史超过五千年。两千五百多年前成书的《诗经》中记载,“中原有菽,庶民采之”。在传统时代,大豆名列“五谷”之一,是重要的粮食作物。现如今,大豆早已成为了我国居民的优质蛋白的来源之一。据统计,2022年,我国大豆种植面积达到1020万公顷,比2021年增加182万公顷,增幅约21%。随着大豆需求的增长,其病虫害问题也引起了科学家们的强烈关注。
大豆蚜虫是大豆生产中主要的虫害之一,具有发生普遍、暴发面积大、年危害时间长的特点,是危害大豆生产安全的重要害虫之一。挖掘大豆抗蚜资源,分析其中抗蚜基因的遗传规律,明确抗蚜基因的功能,解析其抗性形成的分子机制是防治蚜虫研究的前提基础。近年来随着气候变暖趋势的加剧,世界大豆蚜虫灾害发生的频率不断增加。在农业领域深耕十多年,上海交通大学农业与生物学院副教授姚陆铭的工作就与大豆蚜虫息息相关。为了攻克我国大豆抗蚜难题,他和研究团队通过积年累月的不懈科研探索,成功获得了拥有自主知识产权的具有大豆抗蚜功能的新基因,为大豆抗蚜育种提供了理论基础和新材料,真正将科研成果写在了祖国大地上。
学以致用,不忘农学之本
中国是一个拥有近14亿人口的发展中农业大国。农业在中国历来被认为是国民经济的基础,是安天下、稳民心的战略产业。但是,很长时间以来,农业在大多数人的认知中始终是“面朝黄土背朝天”。在没上大学之前,姚陆铭也曾这样认为。直至本科考入上海交通大学植物生物技术专业之后,他才对这一与人民生活息息相关的领域有了更加全面的认知。
在姚陆铭看来,现在的传统农业与之前相比已经发生了翻天覆地的变化。“随着科技的发展,现代农业更类似于传统农业与现代工业的智能化结合,已然变成了一个十分复杂的体系。”姚陆铭说。而相较于其他行业而言,我国的智能农业基础还比较薄弱。之所以选择这一领域的研究工作,他就是希望自己能够不忘农业之本,扎扎实实为我国的农业发展作出一些实质性贡献。
大学二年级,姚陆铭第一次进入实验室接触到相关领域研究,并在循序渐进的科研探索中,对影响大豆生长的害虫——大豆蚜虫有了初步的了解。姚陆铭介绍道:“大豆蚜虫最早原发于中国、朝鲜、印度尼西亚和俄罗斯等国家,2000年后入侵美国、加拿大和澳大利亚等国家,成为广受关注的世界农业害虫。在我国农业历史上,2004年北方大豆主产区黑龙江省的蚜虫发生面积曾达到139.3万公顷。在北美,大豆蚜虫的传播给大豆生产带来巨大损失,2003年全美大豆蚜虫害发生面积达到300万公顷。”在这一背景下,21世纪初期,美国开始对大豆蚜虫开展十分系统的研究工作。虽然,中国是大豆蚜虫的原发国之一,但是我国对大豆蚜虫在分子层面的研究起步相对较晚。如今,姚陆铭深耕在相关领域,也是希望能够通过和团队成员的共同努力将中国在这一领域的研究创新工作推上新的台阶。
开拓创新,发掘大豆蚜虫抗性基因
常言道:“种瓜得瓜,种豆得豆。”土地是最不会“说谎”的,它靠的是积累实践,是每一位研究者对土地的敬畏与不断地开拓。扎根于农业领域研究多年,姚陆铭深知自己所做的一切研究皆从土地中来,最终还要回归于土地。因为大豆蚜虫在大豆出苗到收获的整个生育周期都可能发生,因此,姚陆铭和研究团队常年奔波于田间地头,土地和农业早已融入了他的日常生活,成为难以割舍的一部分。
功夫不负有心人。在多年的研究探索下,姚陆铭对大豆蚜虫这一生物早已“了如指掌”。他介绍说:“通常来说,大豆蚜虫不同于其他的害虫,它们主要以成虫和若虫在豆株的顶叶、嫩叶和嫩茎上刺吸汁液。严重时布满茎叶,也可侵害嫩荚,造成植株矮小,结果枝和结荚数减少,千粒重降低,苗期发生严重时可使整株死亡,大发年如不及时防治,轻则减产20%~30%,重则减产50%以上。”现如今,几乎我国所有的大豆产区都有大豆蚜虫的分布,因此通过科学手段提高大豆的抗性,减少大豆蚜虫对大豆生长的伤害,提高大豆的产量,对于我国的食品安全至关重要。
但是,这项工作远比想象中复杂。中国的大豆品种类型极为丰富,根据大豆的种皮色、生育期和粒大小,在播种期类型的基础上可以划分为480型。为了能够寻找到最佳的抗蚜基因,姚陆铭和研究团队所做的第一件事就是对大豆品种进行收集,进而再通过人工接种蚜虫,挖掘大豆抗蚜资源,分析其中抗蚜基因的遗传规律,解析其抗性形成的分子机制。“我们主要从分子或DNA等层面科学鉴定哪些大豆基因是抗蚜虫的,哪些基因是驱赶蚜虫的。”姚陆铭说。
十年磨一剑,砺得梅花香。通过一系列科研攻关,姚陆铭团队现如今已经成功筛选出对蚜虫具有抗生性的大豆资源P746,排趋性的大豆资源P203,明确了抗蚜基因Rag_P746、Rag6_P203的功能,获得了拥有自主知识产权的具有大豆抗蚜功能的新基因,研究结果为大豆抗蚜育种提供理论基础和新材料。“在相关成果的基础上,我们就可以把大豆抗蚜性状导入当前大豆的一些主栽品种中去,以减少大豆蚜虫对大豆植株的伤害,提高农作物的产量。除此之外,他们还对其他与大豆有共通性的农作物病虫防御展开探索,从而揭示相关基因对于农作物病虫害防御的普适性特点。”姚陆铭说。
紧跟前沿,推进上海扁豆智能化栽培
“我们在做研究的时候,要经常抬起头来看看前面,因为如果你闷着头一直往前走的话,很可能路就走偏了。”至今,姚陆铭仍清晰地记得自己的硕博导师武天龙教授对他们的殷殷嘱托。扎根豆类作物育种、大豆抗虫性状调控多年,姚陆铭始终紧跟着领域的发展前沿。
近些年来,我国农业环境随着劳动力短缺、人口老龄化的发展面临着极大挑战,并引发了一场新的农业产业变迁。在这一现状下,姚陆铭和团队敏锐地洞察到创新农作物品种及栽培技术、提高农业生产效率,将是这一领域发展的大势所趋。在20多年的蔬菜种植生涯中,青扁豆一直是上海市浦东新区优势蔬菜之一。多年来,在武天龙教授的领导下,姚陆铭和所在团队成员对华东地区的扁豆品种进行了大量改良创新。如今,面对上海地区劳动力短缺的大趋势,他和团队成员也一直在尝试推进扁豆生产的智能化。
近一年来,姚陆铭和团队建立的具有智能监测系统的温室大棚已初具雏形,未来他们还将基于数据挖掘的智能技术,自动从水、土、肥、种等基本数据中发掘规律,培育适宜一年内不同时期栽种的扁豆新品种,优化针对不同品种的不同种植时期的水肥管理、病虫害防治等的栽培技术,建立适应科技发展及提升产业的智能化连栋大棚核心基地。通过新品种、新技术、新系统、新设施的科学技术发展和提升,使上海扁豆产业能进一步引领全国的扁豆生产。
走得再远,也未曾忘记自己为什么出发。在姚陆铭看来,从事农业研究不能只停留在理论方面,一定要落到实处。而他深耕这一领域研究的初心,便是用科学为人民服务。展望未来,他还将立足大豆蚜虫这一研究领域,筛选出更多抗性资源,同时将团队开发的更多大豆抗性品种真正推广到农业生产中。除此之外,在团队的研究基础上,他们还会根据不同地区病虫的种类及病虫害的特点,将自己的研究种类进行扩展,以更好地助推我国现代农业的发展。
研究之路任重而道远,姚陆铭还将用不懈探索在中国的土地上孕育更多奇迹。
来源:科学中国人 2024年第5期创新之路