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旱区作物逆境生物学国家重点实验室的前身是2001年6月建立的陕西省农业分子生物学重点实验室，2005年进入科技部省部共建国家重点实验室培育基地建设序列，2006年通过建设验收。2011年10月，科技部批复依托西北农林科技大学建设旱区作物逆境生物学国家重点实验室，2013年11月通过科技部组织的建设验收，2017年6月以良好的成绩通过首次评估。
科研特色显著
旱区作物逆境生物学国家重点实验室针对我国旱区作物抗逆这一重大科学和技术问题，突出“旱区逆境”这一区域特色，根据粮食安全与生态安全的国家战略需求，围绕发掘资源、揭示机理、服务生产的目标，以旱区作物与逆境胁迫为主题，开展基础与应用基础研究，从旱区特有资源入手，发掘作物抗逆种质与基因资源；利用现代生物学技术，深入研究作物非生物胁迫的应答机理，以及作物与病虫互作机理；通过作物抗逆种质创新与品种设计，培育抗逆广适、高产优质的作物新品种，为旱区农业生产的高效可持续发展提供理论基础和技术支撑。
按照旱区农业生产的实际和作物逆境生物学的学科特点，实验室具体确立了作物抗逆种质和基因资源发掘、作物非生物胁迫应答机理与调控、作物与有害生物互作机理及防控和作物抗逆种质创新与品种设计四个有机联系的研究方向，其主要研究内容和目标包括：
1.作物抗逆种质和基因资源发掘
以旱区主要粮油、果树等作物及其近缘植物的种质资源为对象，围绕抗旱、耐寒耐热、抗病虫及优质高产等性状，进行种质资源的收集、整理与综合评价，建立作物种质资源抗逆性鉴定与评价的技术体系，鉴选出具有重要利用价值的种质和基因资源，揭示作物抗旱、耐寒耐热、抗病虫及高产优质等重要性状的遗传规律，为作物逆境生物学研究和抗逆种质创新及新品种培育奠定了基础。
2.作物非生物胁迫应答机理
以旱区作物面临的干旱、盐碱、低温和高温等非生物逆境为主攻方向，以抗性和敏感的作物（小麦、苹果等）种质为材料，从形态结构、生理生化、细胞生物学、遗传与表观遗传、分子生物学等方面系统地研究作物适应与抵御非生物逆境的机制，揭示非生物逆境对作物致害的机理，阐明作物感受、抵御与耐受逆境的信号转导通路和基因调控网络，探索提高作物非生物逆境抗性的策略和技术，为作物抗逆种质创新和品种选育及作物栽培技术改进提供科学依据和技术。
3.作物与有害生物互作机理
针对旱区作物生产中存在的重大病虫危害问题，以粮油、果树、蔬菜作物的主要病虫，如小麦条锈病、小麦赤霉病、小麦吸浆虫、蚜虫、苹果腐烂病、卵菌病害等为主攻对象，从分子和细胞、个体和群体水平研究其发生规律、病虫与作物的互作关系，揭示作物病虫致害的机理、作物抗病虫性的机制、病虫与作物互作的遗传基础及环境因素对病虫种群的调控作用，为旱区作物抗病虫品种的选育、作物重大病虫害防控策略的确立及病虫害综合治理体系的构建提供科学依据与关键技术。
4.作物抗逆种质创新与品种设计
围绕抗旱、耐寒耐热、抗病虫（如小麦的条锈病、白粉病、赤霉病及蚜虫，葡萄白粉病，苹果腐烂病等）重要性状，探索创制小麦、玉米、油菜、苹果、葡萄等旱区主要作物抗逆种质和新品种设计的新理论与新方法，综合运用细胞工程、染色体工程、基因工程、分子标记辅助选择等现代生物技术，创制作物抗逆新种质，与常规育种技术紧密结合，培育适宜大面积生产应用的高产优质、抗逆广适的作物新品种，服务旱区农业生产。
科研实力雄厚
旱区作物逆境生物学国家重点实验室成立以来，一直围绕旱区农业生产中的逆境因子这一前沿科学问题，重点开展旱区作物适应与抵御逆境的生物学基础及其改良与防控的开拓性研究。
至今，实验室已主持国家原“973”计划项目1项，原“863”计划项目1项，国家重点研发计划课题5项，国家“十二五”转基因科技重大专项2项，国家自然科学基金重点项目2项、杰出青年科学基金项目2项、优秀青年科学基金项目3项、面上及青年基金项目94项；获国家科学技术进步奖一等奖1项，二等奖3项，获陕西省科学技术一等奖8项，二等奖3项；在国内外学术期刊上发表论文1500余篇，其中Nature Communications、Biotechnology Advance、PLoS Pathogens、Plant Physiology、New Phytologist等SCI收录的源刊上发表891篇；编著论著13部；创制小麦、玉米、油菜、小杂粮、苹果、葡萄等作物新种质300余份，40个新品系正在参加国家或省区域试验，培育作物新品种56个；获批国家授权发明专利47件，获批植物新品种保护权3个。
实验室现有固定研究人员67人，实验技术人员7人。研究队伍中有中国工程院院士1人，国家“人才项目专家”2人，国家“青年人才项目专家”2人，教育部“长江学者”特聘教授3人，“长江学者”讲座教授2人，国家原“973计划”项目首席科学家1人，国家杰出青年基金获得者4人，国家优秀青年基金获得者3人，“长江学者”青年学者1人，“万人计划”青年拔尖人才支持计划入选者1人，“万人计划”科技创新领军人才支持计划入选者1人，科技部“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才2人，全国“百篇优秀博士学位论文”获得者4人，国家“百千万人才工程”入选者2人，教育部“跨世纪优秀人才计划”入选者1人，教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者14人。实验室已形成了院士、“人才项目专家”和“长江学者”领衔，中青年骨干为主体的一支结构合理、学历层次高、专业覆盖面广、技术力量雄厚的学术队伍。
多年来，在科技部等上级主管部门和西北农林科技大学的支持下，实验室不断加强平台和基础条件建设。目前，实验室已新购置100余件（台）实验仪器设备，组建了显微可视、基因组学、蛋白组学、测试分析、生物信息、植物转基因这6个专业技术平台和1个公共服务平台，并全部对校内外开放。大型精密仪器设备加入学校大型仪器设备共享系统，并配备专业操作技术人员，安排全年每一天及晚间技术服务值班，為学校生命科学领域的发展与提升提供实验室技术支撑和保障。
重视合作与交流
旱区作物逆境生物学国家重点实验室十分重视与国际著名大学和科研机构的合作与交流，与美国普度大学联合建立了“西农-普度联合研究中心”，与澳大利亚默多克大学联合建立了“中澳生物与非生物逆境治理联合研究中心”，与加拿大阿尔伯塔大学联合建立了“中加农业与食品联合研究中心”“NWAFU-ICARDA旱区农业联合研究中心”。
实验室还承办了“第三届植物-生物互作国际会议”“2013年第十届国际植物病理学大会”等国际、国内学术会议20次。实验室邀请了美国科学院院士Steven E.Lindow、澳大利亚悉尼大学植物育种研究所Robert McIntosh院士、美国俄勒冈州立大学Brett Tyler教授等270位国内外著名科学家来重点实验室进行讲学、合作研究和学术交流。至今已有192人次出国参加国际学术会议、合作研究，大大提升了国际知名度和影响力，有力推动了实验室科学研究工作。
今后，旱区作物逆境生物学国家重点实验室将继续完善科研条件，加强人才队伍建设，创新开放合作和运行管理模式，力求尽快成为特色鲜明、国内一流、国际知名的旱区作物逆境生物学研究中心，成为我国旱区农业高层次创新人才的培养基地和高水平成果的研发基地。
科研特色显著
旱区作物逆境生物学国家重点实验室针对我国旱区作物抗逆这一重大科学和技术问题，突出“旱区逆境”这一区域特色，根据粮食安全与生态安全的国家战略需求，围绕发掘资源、揭示机理、服务生产的目标，以旱区作物与逆境胁迫为主题，开展基础与应用基础研究，从旱区特有资源入手，发掘作物抗逆种质与基因资源；利用现代生物学技术，深入研究作物非生物胁迫的应答机理，以及作物与病虫互作机理；通过作物抗逆种质创新与品种设计，培育抗逆广适、高产优质的作物新品种，为旱区农业生产的高效可持续发展提供理论基础和技术支撑。
按照旱区农业生产的实际和作物逆境生物学的学科特点，实验室具体确立了作物抗逆种质和基因资源发掘、作物非生物胁迫应答机理与调控、作物与有害生物互作机理及防控和作物抗逆种质创新与品种设计四个有机联系的研究方向，其主要研究内容和目标包括：
1.作物抗逆种质和基因资源发掘
以旱区主要粮油、果树等作物及其近缘植物的种质资源为对象，围绕抗旱、耐寒耐热、抗病虫及优质高产等性状，进行种质资源的收集、整理与综合评价，建立作物种质资源抗逆性鉴定与评价的技术体系，鉴选出具有重要利用价值的种质和基因资源，揭示作物抗旱、耐寒耐热、抗病虫及高产优质等重要性状的遗传规律，为作物逆境生物学研究和抗逆种质创新及新品种培育奠定了基础。
2.作物非生物胁迫应答机理
以旱区作物面临的干旱、盐碱、低温和高温等非生物逆境为主攻方向，以抗性和敏感的作物（小麦、苹果等）种质为材料，从形态结构、生理生化、细胞生物学、遗传与表观遗传、分子生物学等方面系统地研究作物适应与抵御非生物逆境的机制，揭示非生物逆境对作物致害的机理，阐明作物感受、抵御与耐受逆境的信号转导通路和基因调控网络，探索提高作物非生物逆境抗性的策略和技术，为作物抗逆种质创新和品种选育及作物栽培技术改进提供科学依据和技术。
3.作物与有害生物互作机理
针对旱区作物生产中存在的重大病虫危害问题，以粮油、果树、蔬菜作物的主要病虫，如小麦条锈病、小麦赤霉病、小麦吸浆虫、蚜虫、苹果腐烂病、卵菌病害等为主攻对象，从分子和细胞、个体和群体水平研究其发生规律、病虫与作物的互作关系，揭示作物病虫致害的机理、作物抗病虫性的机制、病虫与作物互作的遗传基础及环境因素对病虫种群的调控作用，为旱区作物抗病虫品种的选育、作物重大病虫害防控策略的确立及病虫害综合治理体系的构建提供科学依据与关键技术。
4.作物抗逆种质创新与品种设计
围绕抗旱、耐寒耐热、抗病虫（如小麦的条锈病、白粉病、赤霉病及蚜虫，葡萄白粉病，苹果腐烂病等）重要性状，探索创制小麦、玉米、油菜、苹果、葡萄等旱区主要作物抗逆种质和新品种设计的新理论与新方法，综合运用细胞工程、染色体工程、基因工程、分子标记辅助选择等现代生物技术，创制作物抗逆新种质，与常规育种技术紧密结合，培育适宜大面积生产应用的高产优质、抗逆广适的作物新品种，服务旱区农业生产。
科研实力雄厚
旱区作物逆境生物学国家重点实验室成立以来，一直围绕旱区农业生产中的逆境因子这一前沿科学问题，重点开展旱区作物适应与抵御逆境的生物学基础及其改良与防控的开拓性研究。
至今，实验室已主持国家原“973”计划项目1项，原“863”计划项目1项，国家重点研发计划课题5项，国家“十二五”转基因科技重大专项2项，国家自然科学基金重点项目2项、杰出青年科学基金项目2项、优秀青年科学基金项目3项、面上及青年基金项目94项；获国家科学技术进步奖一等奖1项，二等奖3项，获陕西省科学技术一等奖8项，二等奖3项；在国内外学术期刊上发表论文1500余篇，其中Nature Communications、Biotechnology Advance、PLoS Pathogens、Plant Physiology、New Phytologist等SCI收录的源刊上发表891篇；编著论著13部；创制小麦、玉米、油菜、小杂粮、苹果、葡萄等作物新种质300余份，40个新品系正在参加国家或省区域试验，培育作物新品种56个；获批国家授权发明专利47件，获批植物新品种保护权3个。
实验室现有固定研究人员67人，实验技术人员7人。研究队伍中有中国工程院院士1人，国家“人才项目专家”2人，国家“青年人才项目专家”2人，教育部“长江学者”特聘教授3人，“长江学者”讲座教授2人，国家原“973计划”项目首席科学家1人，国家杰出青年基金获得者4人，国家优秀青年基金获得者3人，“长江学者”青年学者1人，“万人计划”青年拔尖人才支持计划入选者1人，“万人计划”科技创新领军人才支持计划入选者1人，科技部“创新人才推进计划”中青年科技创新领军人才2人，全国“百篇优秀博士学位论文”获得者4人，国家“百千万人才工程”入选者2人，教育部“跨世纪优秀人才计划”入选者1人，教育部“新世纪优秀人才支持计划”入选者14人。实验室已形成了院士、“人才项目专家”和“长江学者”领衔，中青年骨干为主体的一支结构合理、学历层次高、专业覆盖面广、技术力量雄厚的学术队伍。
多年来，在科技部等上级主管部门和西北农林科技大学的支持下，实验室不断加强平台和基础条件建设。目前，实验室已新购置100余件（台）实验仪器设备，组建了显微可视、基因组学、蛋白组学、测试分析、生物信息、植物转基因这6个专业技术平台和1个公共服务平台，并全部对校内外开放。大型精密仪器设备加入学校大型仪器设备共享系统，并配备专业操作技术人员，安排全年每一天及晚间技术服务值班，為学校生命科学领域的发展与提升提供实验室技术支撑和保障。
重视合作与交流
旱区作物逆境生物学国家重点实验室十分重视与国际著名大学和科研机构的合作与交流，与美国普度大学联合建立了“西农-普度联合研究中心”，与澳大利亚默多克大学联合建立了“中澳生物与非生物逆境治理联合研究中心”，与加拿大阿尔伯塔大学联合建立了“中加农业与食品联合研究中心”“NWAFU-ICARDA旱区农业联合研究中心”。
实验室还承办了“第三届植物-生物互作国际会议”“2013年第十届国际植物病理学大会”等国际、国内学术会议20次。实验室邀请了美国科学院院士Steven E.Lindow、澳大利亚悉尼大学植物育种研究所Robert McIntosh院士、美国俄勒冈州立大学Brett Tyler教授等270位国内外著名科学家来重点实验室进行讲学、合作研究和学术交流。至今已有192人次出国参加国际学术会议、合作研究，大大提升了国际知名度和影响力，有力推动了实验室科学研究工作。
今后，旱区作物逆境生物学国家重点实验室将继续完善科研条件，加强人才队伍建设，创新开放合作和运行管理模式，力求尽快成为特色鲜明、国内一流、国际知名的旱区作物逆境生物学研究中心，成为我国旱区农业高层次创新人才的培养基地和高水平成果的研发基地。