昝林森:赴美国马里兰大学研修培训工作总结报告
时间:2014-04-08 10:08:00  来源:国家肉牛改良中心   国家肉牛改良中心    作者:昝林森    点击:

一、基本情况

根据2013426日农业部人事劳动司所发“关于选派农业科研杰出人才出国培训的通知”要求,我选择美国马里兰大学动物科技学院宋九洲教授实验室为出访地,分别于2013817日—915日和2013119日—128日先后两次,开展了60天的国际先进技术研修和参观学习,内容包括肉牛遗传改良、分子育种、生物信息学分析等,还参观马里兰大学动物科技方面的教学试验场、科研平台、安格斯牛育种试验站,以及附近的美国农业部动物功能基因组研究室、农业部奶牛试验站、宾夕法尼亚州立大学、宾夕法尼亚大学等科教单位和部分养牛场、肉牛屠宰加工车间及生产工艺流程,并开展了相关学术交流。

二、主要培训地——马里兰大学农学院动物科学系简介

马里兰大学成立于1862,也是全美61个大学联盟的盟校之一,现有学生36000余名,是马里兰州14所高等教育机构中历史最久、最大、最好的一所,也是整个大华盛顿地区最大的一所高校,亦是公立常春藤学校之一,综合排名列全美前50。学校距离华盛顿特区中心仅20分钟路程,距离巴尔的摩县及马里兰首府安纳波利斯仅30分钟路程,地理位置优越,环境优良。

马里兰大学农学院动物科学系成立于1997年,包括23名专家人才,外聘专家9名。主要研究被驯养的与肉用、生物医药及娱乐相关的动物。科研工作主要包括:(1)动物基因组学及细胞生物学;(2)营养学研究;(3)动物生长与繁殖;(4)病理学及传染病学。

动物科学系的研究生教育主要为研究生提供本系统重点研究领域中的高级训练。马里兰大学优越的地理位置为本科生和研究生提供了丰富的合作与交流的机会,如与美国农业部、美国环保局、美国FDA和国家动物园的合作与交流。这些都为学生未来的发展提供了良好的条件。

动物科学系校内试验牧场只饲喂有少量的牛、马、羊、猪、鸡等畜禽品种,主要满足动科系本科生实习和部分科学研究工作。位于校部以外80公里的该校安格斯牛育种试验站占地2000多公顷,以放牧加补饲的形式饲养纯种黑安格斯牛500余头,包括14个系谱。该试验站既从事优质安格斯牛的育种扩繁工作,又从事高档肉牛的育肥试验工作。

此次研修学习主要在该学院宋九洲副教授实验室进行,宋教授实验室主要从事动物群体遗传、生物信息学以及肉牛遗传改良、分子育种等方面的教学科研工作,现有博士后1名、访问学者2名、博士研究生2名、硕士研究生2名。在牛的研究方面,该实验室主要以安格斯牛为研究对象,利用第二代测序技术获得海量的RNA-SeqChip-Seq等数据,将统计基因组、生物信息学、计算机生物学应用于现代生物学研究去探索遗传与环境因素间相互作用的生物学通路,从而寻求候选的重要表观遗传学标记,为提高动物的抗病能力、改良动物经济性状提供理论依据。目前,该实验室已经完成不同饲喂模式下安格斯牛的瘤胃、肌肉、肝脏及脾脏的RNA测序工作,通过对RNA-Seq数据分析,已找出了差异表达基因,利用qPCR来验证这些差异表达基因的工作正在进行中;同时,该实验室还分析了不同应激状态下安格斯牛基因组DMRdifferentially methylated region)区域的差异,前期的数据分析工作已经完成,对DMR差异区域的验证工作正在进行中。

三、主要访问地——美国农业部动物功能基因组研究室简介

美国农业部动物功能基因组研究室,位于马里兰州贝尔茨维尔区域的农业部研究中心,该研究室是美国政府直属重点农业研究中心。

美国农业部动物功能基因组研究室长期致力于动物功能基因组研究。该研究室由一批优秀中青年学术带头人组成,其中农业部高级研究专家8人。拥有全球丰富的动物品种基因资源,通过整合多学科(动物营养学、动物繁殖育种、动物免疫学、进化生物学),与多技术平台(分子生物学、细胞生物学、生物信息学、系统生物学),利用高通量转录组芯片、array CGH芯片、SNP芯片以及全基因组DNA测序、RNA测序、甲基化测序等技术方法,研究全球动物起源进化与选择,挖掘与动物生产、繁殖、免疫等相关重要性状的遗传信息资源。

该研究室同时具备国际一流的研究条件,拥有齐全的高通量科学研究仪器与设备,如Illumina Iscan基因分型系统、Illumina HiSeq 2000 测序仪等。多年来,研究室承担了多项国际合作与美国重要科研项目,包括美国国立卫生研究院项目、美国农业部研究项目等。通过积极组织对外学术交流,与多所国际知名动物研究机构建立了长期交流合作关系。研究成果曾多次发表在《Science》、《PNAS》、《Genome Research》、《Genome Biology》和《BMC Genomics》等期刊。

此次访问的该研究室牛功能基因组实验室由首席科学家George Liu博士负责,主要致力于肉牛、奶牛重要经济性状遗传信息资源的挖掘与利用。

四、主要访问地——美国宾夕法尼亚州立大学农学院动物科学系简介

美国宾夕法尼亚州立大学始建于1855年,是位于美国宾夕法尼亚州的一所世界著名的公立大学,在2013QS世界大学排名农林学科中位居第9位。该校在宾州有24个校区,在校学生人数总和为95833人,学校主校区由15个学院组成,分别为:农学院、艺术建筑设计、商学、传播、法学、地球与地质科学、教育、工学、健康与人类发展、信息科学与技术、文学、医学、护理、理学、研究生院及荣誉学院。

农学院成立于1861年,是全美国第一个农业学院。该学院有12个学术项目组以及67个办公室,分布在宾州的每个郡。该学院被认为是美国最大最好的基层农业研究教育基地,每年的科研经费接近9000万美元。

动物科学系由原来的奶牛、动物科学系及家禽系合并而成,拥有多个养殖场及配套设施,研究领域涉及肉牛、奶牛、羊、猪、马、鹿、家禽等动物的生产、营养管理、肌肉生理、产品质量及繁殖等方面。

此次访问的该系柳万生副教授实验室,主要从事动物基因组学、功能基因组学及生物信息学研究,柳万生博士特别在牛Y染色体基因组研究方面有较高造诣,先后主持多个美国农业部基金项目,在国际著名期刊发表论文多篇。

五、主要访问地——美国宾夕法尼亚立大学兽医学院动物生产系简介

美国宾夕法尼亚大学始建于1740年,在2013QS世界大学排名中位居第13位。学校拥有约4,500名教授,近 10,000名全日制本科生与11,000多名研究生,拥有兽医、文理、商学、工程、医学、护理、牙医、法学、设计、教育、社会工作和通讯,共计12个学院,几百个系、研究所和研究中心。

该校兽医学院已有100多年的历史,拥有多个研究中心,主要致力于宠物护理、预防人畜共患病、治疗动物疾病等方面的研究,在培养兽医科学家方面处于领先地位。自1884年起,学院开创了人药、兽药是一类药的理念,与医学院紧密联系,取得了突破性的研究进展。此外,学院在促进宾夕法尼亚州农业发展方面发挥了重要作用。

兽医学院动物生产系成立于1986年,在传统兽医科学的基础上整合了营养、繁殖、经济及计算机科学,致力于提高动物健康及生产效益的教学、科研及技术推广,在动物生产效率、奶品质及牛的繁殖效率和免疫方面有突出贡献。

此次访问的武志国副教授实验室,主要从事瘤胃动物营养调控,在奶牛饲喂成本、磷的摄入量及排泄量对环境的重大影响等方面研究颇深。此外,在武志国博士的陪同下,我还参观了该校设施先进、管理规范的高产奶牛繁育场,荷斯坦牛饲养规模达400余头,头均产奶高达35公斤以上。

六、主要培训交流内容及收获

在为期60天的赴美研修学习和学术交流过程中,除与马里兰大学农学院动科系宋九洲副教授多次交流外,我还先后拜访了美国马里兰大学农学院院长Cheng-i Wei教授、动科系主任Tom Porter教授,以及美国科学院院士James教授等,通过座谈交流,协商了双方开展学术交流、科研合作、研究生及青年教师培养等事宜。

在宋九洲博士的引导下,我首先参观了他的实验室以及动科系实验动物中心、教学实验牧场和相关科研平台条件,参加了其实验室每周科研进展报告会,了解了宋九洲博士团队在牛表观遗传学的DNA甲基化、组蛋白修饰,生物信息学领域的最新研究进展与成果。通过交流,了解其实验室在生物信息学方法分析基因芯片结果的最新研究技术,同时进一步学习了鉴定影响肉牛重要经济性状的功能基因研究方法,以及利用基因芯片数据结果开展生物信息学研究的方法。另外,通过与宋九洲博士及其研究生一起赴肉牛屠宰加工厂参加肉牛屠宰试验、样品采集,了解了美国肉牛屠宰分割技术、牛肉排酸嫩化工艺、样品采集规范等。

而且,我还先后与美国科学院院士James教授、农业部动物功能基因组研究室George Liu博士、马里兰大学宋九洲博士等专家一起,交流流中美在肉牛育种领域的最新研究成果、团队管理、科研绩效评价等方面的经验,学习了美国在牛CNV方面、肉质性状调控机理、肉牛组蛋白乙酰化方面的最新研究技术,商讨了人才联合培养、共同开展肉牛遗传改良工作等合作事宜,达成了许多共识。

研修培训即将结束时,应宋九洲博士邀请,我还为该团队做了题为“中国肉牛种业发展现状及其方略”的专题报告,回答了该团队师生感兴趣的问题,使他们对我国肉牛种业科研进展、发展现状和潜力以及国家相关支持政策有了比较全面的了解,提高了双方合作积极性。

七、几点体会

1. 通过这次研修培训,对美国肉牛遗传改良、种质创新、分子育种及屠宰加工工艺及其关键环节有了进一步认识和了解,深刻地体会到,美国的科研团队和研究平台一般而言都不是很大,但设备精良且高效务实,尤其是科研目标专一而且比较贴近生产实际,对科教人员的绩效评价指标体系比较合理,不惟SCI论文和期刊影响因子,在绩效评价中非常重视论文本身的质量和引用频次,以及对推动行业科技进步和产业发展所起的作用,确实值得我们学习。

2. 通过这次研修培训,还有机会接触到了美国农业部动物功能基因组研究室、宾夕法尼亚州立大学、宾夕法尼亚大学、德州农工大学、华盛顿州立大学、爱达荷州立大学、亚利桑那生殖医学中心等科教单位相关领域的许多知名专家,通过参观他们的科研平台和与其团队师生的座谈交流,不仅了解了他们的研究思路和工作方法,也使对方了解了我们的工作重点和科研兴趣所在,而且彼此建立了广泛联系,为双方进一步开展国际合作奠定了良好基础。

3. 通过这次较长时间的专题研修培训,深深地感受到,在发达国家同领域水平较高的学校和团队去研修培训,事先必须与对方充分沟通,提出我们的希望和要求,把我们希望解决的问题设计好,把研修培训计划安排好,有的放矢,带着问题去研修培训,收获就会很大,这是培训成功的关键。

最后,非常感谢农业部人事劳动司和国家外专局大力支持,使得这次研修培训任务能够顺利完成和取得丰硕成果,也希望全国农业科研杰出人才培养计划能长期持续下去,并给团队年轻学术骨干提供更多的培训交流机会。

                                         

20131218