园林树木生理生态实验室

园林树木生理生态实验室
项目可行性报告
一、项目概况
（一）项目基本情况
项目名称：园林树木生理生态实验室
项目类别：省级重点学科建设项目□    教学试验平台建设项目√
科研平台和专业能力实践基地建设项目□  
公共服务体建设项目□  人才培养和创新团队建设项目□
项目实施周期： 1年
（二）项目建设内容与目标
1、建设内容：
本项目建设内容是建立园林树木生理生态实验室，包括园林树木生理、湿地植物生态、园林树木细胞分化与调控、园林树木组织培养4个实验分室。在现有实验条件的基础上更新换代与购置先进仪器设备，对实验室进行改造。为观赏园艺、园林以及种植类学科学生实训操作提供更科学和先进的教学实践平台。
（1）建设园林树木生理生态实验室
园林树木生理分室：能够充分地满足我校教师从事科研和学生进行综合性或设计性实验的需要。以植物分子生物学为基础，开展了银杏、对节白蜡、腊梅、樱花等次生代谢相关酶的生理生化以及关键基因的克隆与转基因、遗传多样性、发育分子机理等实验项目。能够迅速而地测定植物各项生理生化指标，包括一些重要代谢物的含量（如淀粉、可溶性糖及蛋白质含量等）、酶活性（尤其是与逆境胁迫相关的一些酶，如超氧化物歧化化酶、过氧化物酶、过氧化氢酶等）、各种抗氧化剂含量（如还原性抗坏血酸、氧化性抗坏血酸、还原性谷胱苷肽、氧化性谷胱苷肽等）以及根系构型分析等。在室外，可以迅速地采集植物在逆境条件下一些相关的生理生化数据，如光合作用、气孔导度、气孔阻力等。
湿地植物生态分室：通过购置能在室内模拟湿地植物生长环境的步入式人工生长箱，能够开展人工模拟植物生长环境的相关实验项目；添加一些能测定室外生态学指标的便携式仪器，如光合速率、叶绿素荧光参数、气孔导度、蒸腾速率、树干茎流速率等，满足学生和教师在室外从事植物生态方面的教学与科研的需要。
园林树木细胞分化与调控分室：满足我校教师从事科研和学生进行植物生物技术实验课程相关的实验项目，如植物再生体系的建立、植物DNA与RNA的提取、植物蛋白质提取与分析、基因克隆中PCR技术、遗传转化技术等。
园林树木组织培养分室：为学生提供培养基的配制、外植体的选取、愈伤组织的诱导、植物的继代培养、生根培养、驯化、移栽及原生质体培养等实验项目的实践教学平台。树立牢固的无菌概念，通过实验课深化理论知识，把所学习的理论知识与实践相结合，学以致用。 
（2）实验室的仪器设备的更新换代与购置
在现有实验条件的基础上对仪器设备更新换代，购置一些大型先进的仪器设备，满足园林、观赏园艺等种植类学生进行园林树木生理生态实验的要求。计划从2013年10月至2014年10月，用1年时间分步实施完成。
（3）实验室维修、改造
完成现有1150 m2实验室的维修和改造。根据更新换代和购置大型仪器设备对实验室给排水、电力、通风以及安全设施的要求，对实验室进行改造和维修，同时配备相应仪器设备的实验台等基础设施。
（4）建立实验室管理机制
先进的实验设备需要的管理，才能保证仪器在规范的操作、合理的环境下运行，才能确保实验结果的准确可靠，才能延长仪器设备的使用寿命，充分发挥其功能。为此将从以下几方面着手：
①根据本实验室具体情况，进一步完善实验室有关管理制度；
②提高实验教师的专业素质和思想素质；
③加强实验室工作人员业务学习，增强岗位责任感；
④加强对仪器设备的使用、管理和维护。
2、建设目标：
本着“新思维、高起点、新方法”的宗旨，努力使本实验室成为拥有先进的设备和领先技术的开放型教学实践平台，以适应二十一世纪对人才培养、科学研究和技术创新的需求。经过1年的建设，本实验室应该达到如下目标：
（1）仪器设备总价值达827.24万元，实验仪器设备类型齐全
在现有仪器设备的基础上，加上更新换代和购置后的仪器设备，使本实验室的仪器设备总价值达到827.24万元。拥有园林树木生理、生态、植物细胞学等学科方向类的先进仪器设备。严格执行各项规章制度，保护好实验室财产，搞好账务管理，节约实验费用，延长仪器设备寿命，提高仪器设备的完好率（台件完好率保持在98%以上）和利用率。为人才培养和教学研究提供硬件平台。
（2）基础实验室使用面积达到1150 m2 
在现有实验室的基础上进行合理布局，在实验课上满足每个学生实际使用面积≥3 m2，实验实现1人1组。实验室对大型仪器设备实行统一管理，每个大型仪器（单价超过6万元）指定一名重点使用该仪器设备的固定人员负责维护和使用者的培训工作，同时聘用参与相关研究的研究生或教师作为仪器设备助管。
（3）从根本上改善相关课程实验室的实验教学条件
①增加综合性、创新性实验和研究型实验项目及课程，鼓励和接受本科生参与科研活动，使本科高年级学生有条件进行探索性、综合性和设计性实验，进一步改善研究生实验的教学环境，提高研究生科学研究的探索与创新能力；
②能满足10个班约300人进行园林树木生理生态、植物细胞等方面的教学实验，同时能够满足上述方面本科生与部分研究生毕业论文研究；
③综合性、设计性和创新性实验开设率达到100%以上，完全满足教学实验，学生实验人组数完全达到教学大纲所规定的要求；
④服务于园林、园艺本科专业学生的人才培养，对农学、植保、农业资源与环境、生物技术、生物工程等相近的专业的植物生理生态实验开放。
（4）仪器设备既能满足当前教学和科研的要求，又能符合长远发展需求
更新换代和购置的仪器设备要满足现有园林、观赏园艺专业本科，硕士学位一级学科风景园林学，硕士二级学科3个（园林植物与观赏观赏园艺、遗传学、作物栽培学与耕作）、在建博士学位点1个（作物学）培养创新型和实践型人才的实践教学要求。同时要兼顾学科发展的长远需求，为我校学科的可持续性发展奠定坚实的基础。
（5）建立实验室实行开放式运行模式，结合自动化管理进行实验资源的配置与优化
①整个基础实验室仪器设备实现完全共享，并实现基础实验室全天开放，大型高端仪器设备实行预约开放；
②实验室能够为学生开展课外科技研究活动提供一个良好的平台；
③通过综合性试验探索，加强学生的对植物科学研究意识，为学生将来从事本专业工作以及继续本专业的深造打下坚实的基础。
（6）实现实验室平台的相关信息交流与合作
把大型的仪器设备加入大型仪器设备高校协作网，与国内外的校校及科研校所保持紧密交流与沟通，增进仪器设备应用与合作。
（7）力争升级为省级重点实验室
通过实验室硬件与软件平台的建设，培养青年骨干教师，提高园林学科师资队伍学术层次，使实验室从硬件、技术平台、人员素质上均达到省级重点实验室水平，力争在2014年内成功申报 “园林植物与观赏观赏园艺实验室” 省级重点实验室。
二、项目背景及必要性
（一）背景分析
随着我国国民经济的不断发展，人们对环境质量要求越来越高，园林植物在环境建设及质量改善方面发挥着重要作用。社会对从事园林植物研究的人才需求量大，急需具有实践操作能力和创新型的人才。
另一方面，我院有园林、园艺2个本科专业。园林植物与观赏园艺学科于2001年和2006年两度被列为湖北省重点学科，拥有园艺植物资源与利用二级博士点、风景园林学一级硕士点，还培养园艺专业硕士及农业推广硕士；果树学是湖北省课程，园艺植物栽培学、园林树木学、植物学、花卉学为校级精品课程，园林专业为校级重点专业。
学院现有各类全日制在校生1000余人。现有专任教师46人，其中教授10人，副教授16人；专任教师中博士18人，硕士23人；硕士生导师11人。设置有楚天学者岗位，在聘楚天学者特聘教授1名、楚天学者讲座教授2名。
在近5年，修订了实验教学大纲，建立了实验项目卡和实验室档案；积极开设综合性、设计性实验；教学实验室开放。在此基础上，我校学生近3年独立申报并获批国家大学生创新实验计划3项，校级大学生创新实验计划2项。
这些软硬件的建设，在一定程度上促进了独具特色的“产、学、研”实践教学模式的开展。该实践教学平台建设有利于提高实践教学水平和人才培养质量，促进学科发展，满足社会对专业人才的需求。
（二）存在的问题与影响分析
随着高校扩招，学生规模增大，办学条件尤其是基础实验的硬件投入明显不足，影响了我院人才培养的质量，学院部分教学实验室与实习基地，特别是基础课和专业实验室条件较差，难以适应教学需要，尤其是园林树木学实验室的仪器设备台（件、套）数量不足；一些设备严重老化、陈旧，从而导致设备完好率和实验开出率偏低，部分仪器设备超期超负荷服役，采集的实验数据严重失真，无法达到数据处理的要求，加上招生规模的逐年扩大以及新学科新专业的设置，对仪器设备的更新和数量的增加有了更高的要求，这些问题已对我校的本科教学质量构成了一定的影响，为满足教学需要，加强学生分析问题、解决问题和实际动手能力的培养，应增开一些设计性、综合性和创新性的实验。因此，迫切需要进行园林树木生理生态实验室的立项建设。
（三）预期效益及持久性分析
项目实施后，新增实验20项，改进实验32项，共计开设实验52项（见表1）。在园林树木生理生态、树木细胞学等方向上可弥补我校该专业及相关专业实验室长期设备落后和实验课项目开设不足的缺陷，为学生提供良好的实验环境。
同时，通过开放实验教学平台可以为大学生和研究生提供更充足的科研条件，让学生有机会开展各种创新性实验研究，提高科研素质，并有更多机会申请国家大学生创新性科研项目。获得原创性的研究成果，并在国际著名刊物发表论文多篇。通过更新和扩充实验室的仪器、设备，使整体实验条件达到国内先进水平。
总之，该项目意义重大、效益明显，能够持久发挥社会效益和经济效益，弥补我校该专业实验室长期设备落后和实验课项目开设不足的缺陷，为学生提供良好的实验环境，从而可以进一步培养学生的实践能力和创新能力，增强学生的市场竞争力，为国家和地方培养出一批高素质的实用性人才。同时，有利于充实研究生的教学和科研实践环节，在全方位的人才培养方面具有长期的效益，也能为承揽相关高水平的教学与科研项目奠定良好的基础。更能突出我校在园林树木生理生态、湿地植物生态、园林树木细胞分化与调控和组织培养等领域的研究特色，直接为农业、林业生产和地方经济服务，取得长期而直接的经济效益。
 
 
表1 园林树木生理生态实验室开设实验项目

序号	实验项目名称	类型
1	银杏悬浮细胞培养	新增
2	核桃原生质体融合	新增
3	牡丹花瓣花青素提取及鉴定	新增
	复羽叶栾树光合作用指标测定与比较	新增
4	桂花光合作用指标测定与比较	新增
5	银杏CHS基因转化感受态大肠杆菌	新增
6	银杏萜内酯转录因子基因的园林树木表达载体构建	新增
7	银杏激素测定	新增
8	银杏萜类酯含量测定	新增
9	银杏胚培养	新增
10	银杏愈伤组织的继代培养	新增
11	银杏抗氧化酶活力测定	新增
12	银杏CHS酶活力测定	新增
13	GFP转化后的荧光显微成像	新增
14	可溶性蛋白质含量的测定	新增
15	游离脯氨酸含量的测定	新增
16	银杏茶黄酮含量测定	新增
17	银杏茶多酚的提取及含量测定	新增
18	银杏叶水溶无抗氧化力测定	新增
19	红豆杉根消毒扦插	新增
20	红豆杉叶片组培	新增
21	月季氧胁迫根系形态观察	改进
22	园林树木花色素含量的测定	改进
23	显微镜的使用及园林树木细胞的基本结构	改进
24	园林树木花的形态与结构	改进
25	园林树木质体的类型、细胞的后含物及有丝分裂	改进
26	园林树木根尖分区及根的初生结构	改进
27	园林树木根的次生结构	改进
28	园林树木根的基本形态与构造	改进
29	园林树木茎的基本形态与构造	改进
30	园林树木叶的基本形态与构造	改进
31	园林树木营养器官的变态	改进
32	花的形态与结构，花药、花粉粒和胚囊的结构	改进
33	肧的发育、果实、种子的结构和类型	改进
34	园林树木相对含水量的测定	改进
35	园林树木细胞死活的鉴定	改进
36	园林树木叶片中叶绿素的测定	改进
37	园林树木过氧化物酶活性的测定	改进
38	园林树木根系活力的测定	改进
39	用TTC染色法鉴定园林树木种子的生活力	改进
40	园林树木抗逆性的测定（电导仪法）	改进
41	园林树木抗逆性的测定（脯氨酸快速测定法）	改进
42	园林树木叶片中叶绿素与种子类胡萝卜素含量的测定	改进
43	蒽酮比色法测定可溶性糖	改进
44	Vc含量的测定	改进
45	考马斯亮兰G-250染色法测定可溶性蛋白质含量	改进
46	树叶片中叶绿素和类胡萝卜素含量的测定	改进
47	园林树木根系拓扑结构分析	改进
48	GUS染色显微成像	改进
49	PCR产物电泳成像	改进
50	园林树木营养成分测定	改进
51	园林树木抗寒性能测试	改进
52	园林树木抗旱性能测试	改进

 
三、实施条件
（一）人员条件
 1．项目负责人情况
姓名：费永俊             性别： 男
年龄：48                  职务： 院长
职称：教授              学历：博士研究生
专业：林学        联系电话：0716-8124116
传真：0716-8066264            E-mail：fyj2010@163.com
相关工作业绩：相关工作业绩：在珍稀树种南方红豆杉、宜昌楠的研究方面分别处于国际先进、国内领先地位，生态护坡的研究也达到了国内领先水平，获得省部级一等奖1项、二等奖4项。2012年，“南方红豆杉孤雌生殖的胚胎学研究与分子鉴定”得到国家自然科学基金资助。在“园林树木生理生态”领域建立了一支实力雄厚的创新团队，凝炼了学科方向，从国内外引进了3位楚天学者和5名博士，积极创造条件，提升了学科平台，大力发展研究生教育，提高了人才培养质量。
2．其他人员情况
表2  园林树木生理生态实验室其他人员

姓名	性别	年龄	职称	学位及专业	对项目熟悉情况
吴楚	男	47	教授	博士/林学	十分熟悉
陈中义	男	47	教授	博士/生态	十分熟悉
吴强盛	男	35	教授	博士/果树	熟悉
许锋	男	34	副教授	博士/林学	十分熟悉
蔡小东	男	35	副教授	博士/观赏园艺	熟悉
周存宇	男	46	副教授	博士/生态学	十分熟悉
袁龙义	男	41	副教授	博士/生态学	熟悉
周明芹	女	35	副教授	博士/林学	熟悉
薛兴华	男	37	讲师	博士/生态学	熟悉
张秀娟	女	34	讲师	博士/林学	熟悉
刘志雄	男	36	讲师	博士/植物学	熟悉
肖波	男	34	讲师	博士/林学	熟悉
黄广远	男	34	讲师	博士/林学	熟悉
夏斌	男	42	高级实验师	学士/林学	熟悉
李松丽	女	33	实验师	硕士/观赏园艺	熟悉

 
3．团队配备的合理性
本项目组成员见项目人员情况表（见表3），共16人，其中教授4人，副教授5人，讲师5人，高级实验师1人，实验师1人，具有博士学位14人。项目组成员的专业组成合理，均为林学或相关专业，在专业方面符合本项目的建设。项目组成员的年龄趋于年轻化，均为34至48岁的正值年富力强的教师，在精力上能全力保障本项目的建设。项目组成员的学历全部在硕士以上，具有博士学位的人员占87%，都接受过严格、系统的专业训练，具有丰富的实验室经历与非常强的实验室建设能力，完全具备承担本项目建设的能力。此外，我们可以根据实验室建设规划的要求，配备1名高级实验师与1名实验师，作为实验室的全职人员，可以充分保障本实验室的顺利运转。
表3  园林树木生理生态实验室教师、科研团队一览表

年 龄 结 构	35岁以下 （%）	36-45岁 （%）	46-55岁 （%）	56-60岁 （%）	61岁以上 （%）	人数合计
	31	25	44	-	-	16人
职 称 结 构	教授       （%）	副教授       （%）	讲师      （%）	助教              （%）	具有博士学位       （%）	具有硕士学位       （%）
	25	37.5	37.5	-	87.5	93.8

 
（二）资金条件
本项目的总预算为519.59万元，其中中央财政投资311.75万元，湖北省财政厅投资207.84万元。自长江大学合并组建以来，我校的财政状况一直良好，地方财政也一直支持我校的建设，尤其是实验室建设，地方政府和学校有能力保证相关资金的落实。
（三）基础条件
学校为该项目的建设预留了实验室面积，足够用来安放待购置设备。水电气等基本条件也已具备，通过与已有设备配套使用，将限度的发挥拟购置设备的功能。
四、实施可行性
（一）项目基础
近五年来，长江大学园艺园林学院在科研和教学工作环境方面有了很大的改善。一方面，我们积极申报实验室的建设项目和专业建设项目，扩大实验室面积，增加实验设备的购置，极大地改善了科研条件和本科实践教学条件。我们分别在2006年和2009年成功申请到湖北省楚天学者特聘教授重点实验室“森林培育实验室”建设项目，学校特色优势学科实验室“观赏园艺植物逆境生理实验室”和“观赏园艺植物栽培与育种实验室”建设项目，目前这3个项目已经顺利完成。上述实验室条件的改善为本项目的实施提供了实验室硬件平台建设的基础和可行性。
另一方面，我们积极加强学科建设，通过学科建设来建设实验室的软件平台与科学研究技术体系。在学科建设方面，2011年我们成功获批“风景园林”硕士学位点，在2012年我校园林学科成功申报湖北省重点特色学科“风景园林学”。上述重点学科与硕士学位点的建设，为本项目的开展提供了实验室相关的软件、技术与人才建设平台的基础与可行性。
此外，我院已经建成基础设施良好的植物资源圃、收集保存了各类植物种和品种4000余个，并于2006年底完成了一个500m2的可控光照和温度的玻璃温室和一个500 m2的塑料温室。在现有资源圃、温室的基础上，通过本项目的建设，充分发挥起作用，进一步增加园林树木生理生态实验室的综合功能。
近五年来，该实验室教师在园林树木生理生态研究领域发表学术论文近350篇，其中近18篇被SCI收录，20篇被ISTP收录；公开出版学术专著和教材5部，其中2部获得省级奖励；荣获教育部科技成果二等奖1项，湖北省科技进步一等奖1项，湖北省科技进步奖二等奖5项，湖北省自然科学三等奖1项，湖北省教学成果三等奖2项；承担国家自然科学基金5项，国家科技支撑计划8项、农业部公益性专项1项，省部级重点项目21项；获批国家发明专利3项。上述高水平科研成果与科研项目为园林树木生理生态实验室功能的发挥提供了前期技术和项目基础。
（二）预算方案的合理性
本项目的实验室维修、改建以及仪器设备的采购的预算是根据目前市场供应商的报价为依据计算的。在制定仪器设备的采购预算过程中，我们对校内外相关实验室进行了充分的调研，并根据我们现有的实验室条件以及科研活动的需求，提出了本项目仪器设备的采购预算。此后，我们组织本学校的教授、博士以及省和学校教学督导专家对预算进行多次的论证，最后确定采购计划。所定购的仪器设备价格合理，型号能满足本科教学以及部分研究生和教师的科研需求，实际采购总经费不会超过预算。
（三）主要工作思路与设想
（1）完善制度建设，提供政策保障
我校按照共建专项资金管理规定制定了共建专项资金管理办法、《长江大学纪检和维修工程项目管理办法》、《长江大学基建项目和修缮工程审计暂行办法》、仪器设备采购制度、实验室管理制度等，为项目实施并发挥效益提供可靠的政策保障。
（2）加强领导，提供组织保障
项目通过审批后，我们将在省教育厅的领导下，将该实验室的建设摆在位，不断加强项目的组织建设以确保项目的顺利实施。
我校已经成立了以校长为负责人的中央财政支持地方高校发展基金专项资金管理领导小组，保证专项资金使用的规范和合理。项目的实施将在长江大学教务处、国有资产管理处、研究生校以及校学术委员会等部门的指导下，由我校学术分委员会直接领导，由主管教学和实验室工作的校长组织相关人员成立项目实施小组，负责项目的各项具体实施工作。
（3）成立专家组，提供技术保障
学院将成立由学校学术委员会委员和外聘专家组成的专家小组，项目实施过程中，我们将充分发挥专家组的咨询和指导作用，切实把握好所购仪器设备的先进性、实用性、超前性，为项目的顺利实施并发挥效益提供技术保障。
（4）政府采购与分散采购相结合，高质高速
实验室设备的采购，我们拟将政府采购与分散采购相结合。对于实验室需求集中、价格昂贵的设备，将采取政府采购方式；对于价格低、零散的设备将由学校派经验丰富的采购人员采购。两种方式同时进行，既能保证采购的质量，又能节约时间。
（5）加强监督
学校的财务、审计、国资、纪检监察部门以及广大教职员工、学生团体还将充分发挥他们的监督职能作用，保证项目的建设质量和建设水平。
五、进度与计划安排
项目由学校按计划任务书组织实施。园艺园林学院及国有资产管理处为项目的具体管理者，具体落实项目的建设进度与质量，项目负责人将经常向学校主管领导汇报项目建设情况。
项目建设期间要进行中期检查。学校对项目中期建设情况进行检查。
项目建设完成后要有学校及主管部门进行验收与评估。并对使用效益进行分析：包括实验项目的新开或改造情况、实验技术、实验教学质量提高的具体成效、教学与科研结合方面取得的成绩等。             
2013年4月－5月     项目立项，编写申报文本；
2013年6月－12月    设备论证；
2014年1月－10月    设备购置、安装、调试设备，试运行；
2014年10月－12月   正式运行，申请验收。
六、风险与不确定性分析
1、人员组织风险
本项目有具有丰富的实验室建设经验的人担任负责人，同时集中了16位在理论教学和实验教学中经验丰富的年青教师组成了项目建设小组。本小组各个成员对各自的研究领域的实验及其仪器设备非常熟悉。因此，本项目小组能完全保证项目的顺利实施，在人员组织上不存在任何风险。
2、生源风险
本学科为农业领域内发展很快的学科。在目前及今后相当长的一段时间内，本学科都是农业领域发展的重点，因此，本学科不存在生源的风险。
3、效益风险
本实验室的建成，不仅满足我校农学类学科本科生的教学，还能满足部分研究生和教师的科研需求，同时本实验室还对外开放，能部分满足农学类相关校系与相关专业的本科生教学以及研究生和教师的科研需求，达到资源共享，使所采购的仪器设备的效益达到，因此，本项目的实施不存在任何效益风险。
七、主要结论
园林树木生理生态实验室的进一步建设，可为我校农业、林业种植类、环境生态类等行业培养应用型人才创造良好的实验条件，将对我省的经济发展起到一定的促进作用；可改善本学科的科研条件，从而促进教学、科研水平的提高，为实现我校以教学为主转向于教学科研并重的目标提供保障。
我院具备建设该项目的基础条件和政策保障；拥有一支能够使用、维护及开发设备功能的教学科研队伍，能确保本项目的顺利进行、确保新增仪器设备在教学、科研方面限度地发挥其作用；项目建设目标明确，进度安排、资金预算比较合理，建设措施比较具体，实施方案可行。因此，请求中央财政专项资金能够大力支持本项目的建设。