植物分子生理学重点实验室2014年攻读硕士学位研

作者：王韵壹、李英、熊慧卿

1、程佑发研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、细胞生物学
招生方向介绍：
    植物激素，尤其是生长素合成与代谢途径，及其调控植物器官发生、生长发育和对环境响应的分子机理是主要研究方向。以拟南芥和小麦为研究材料，运用分子遗传学、生化、细胞生物学和组学等手段，阐明生长素的作用机理，及其在器官发生和株型形成中的作用，为提高农作物产量提供理论依据。研究内容包括：
1）生长素生物合成代谢、极性运输以及信号转导途径
2）生长素在器官发生中的作用机理
3）生长素与其他激素相互作用机理
4）小麦株型控制的分子遗传机理

2、种康研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子、遗传学
招生方向介绍：
    水稻起源于热带，在水稻生产中常受到环境低温的威胁。另一方面，水稻如何感受环境温度并产生发育应答是重要的科学问题。课题组经过多年的积累，获得了一系列水稻低温耐受性和器官分化遗传突变体及其相关的基因，揭示了一些重要基因耐受低温以及器官分化基因调控网络。在此基础上后续将主要开展其他耐低温基因的筛选和调控水稻低温耐受性的分子网络。我们将利用已有的栽培品种和重组自交系、单片段代换系等特殊水稻材料，借助高通量基因组分析手段与表型关联分析，筛选可明显增强对低温感受和防御能力的遗传材料；克隆相应的功能基因；利用生物化学、细胞生物学等手段，研究特定基因在水稻应对低温环境胁迫时发挥作用的分子机理，为最终获得耐受低温的水稻遗传材料提供功能元件。另一方面，研究组还将以小麦为研究对象，分析春化作用的分子机理。主要将从特异RNA的剪切和蛋白修饰为入手点，通过组学分析和生物化学、细胞生物学手段验证，解释冬小麦开花与花发育需要长时间低温处理（春化作用）这一重要生理学现象的分子机理。这些研究对于理解植物感受低温具有重要科学意义，为在生产应用提供重要理论支撑。

3、胡玉欣研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、遗传学
招生方向介绍：
1）植物器官发生和发育的分子调控。以模式植物拟南芥和作物为材料，研究植物重要器官发生和发育过程中的分子事件，重点解析植物器官发育过中细胞分裂、分化和大小的分子控制和协同机制，解析植物激素信号和环境信号对器官发育和器官大小决定的分子基础，同时鉴定控制器官发育和大小控制的重要功能基因，为作物分子设计提供依据。
2）植物激素在植物细胞脱分化和分化过程中的作用的分子基础。以拟南芥为主要研究材料，研究植物细胞脱分化和再分化过程的分子基础和植物激素的作用机理，解析植物细胞全能性获得和干细胞组织中心重建的分子机制。

4、黄善金研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、细胞生物学
招生方向介绍：
    植物细胞骨架的结构与功能关系。目前主要以拟南芥和水稻等模式植物为材料，综合分子生物学、细胞生物学和分子遗传学等研究手段对各类植物细胞骨架相关蛋白的性质和功能进行分析，阐明植物细胞骨架空间组织和动态组装调控的分子机理，最终建立植物细胞骨架动态组装调控的分子网络；并同时探讨植物细胞骨架在植物生长发育以及与环境互作过程中的生物学功能和作用机理。过去几年，实验室以花粉管生长为实验系统开展了一系列的研究工作，其中对在花粉中表达的微丝结合蛋白进行了详细而深入的功能分析，证明了这些蛋白在花粉管生长中的功能并阐明了它们的作用机制，初步建立了花粉管极性生长过程中微丝骨架动态和组织以及其响应信号的调控方式和途径。目前实验室已在The Plant Cell、The Plant Journal等国际刊物上发表论文多篇。

5、金京波研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、遗传学
招生方向介绍：
    SUMO化修饰是类泛素蛋白结合过程，该过程共价连接SUMO多肽与蛋白底物。在动物和酵母中，SUMO化修饰参与细胞周期调控，DNA与染色体的修复，亚核定位，先天免疫，细胞凋亡，核质转运与转录调控等。SUMO 在三维结构上与泛素相似，可形成单SUMO化和聚合SUMO化。SUMO化与泛素化的结合与解离途径相似，需要SUMO肽酶，SUMO E1活化酶，SUMO E2结合酶及SUMO E3连接酶。以前广泛被接受的SUMO化主要功能是抵抗泛素化介导的蛋白降解，但最近在动物及酵母中的研究发现一些SUMO化底物的SUMO化诱导泛素化介导的蛋白降解。拟南芥SUMO E3连接酶AtSIZ1调控植物发育、激素响应、生物及非生物胁迫响应。AtSIZ1通过SUMO化ABI5和MYB30调控植物对ABA的敏感性。AtSIZ1介导ICE1的SUMO化，从而激活或稳定ICE1，导致植物抗低温胁迫。AtSIZ1在短日照下条件下抑制开花，主要通过抑制水杨酸信号途径。在晚花生态型Col-FRI中AtSIZ1通过介导FLD的SUMO化抑制FLD活性。此外，AtSIZ1还参与水杨酸与磷饥饿信号传导、雌配子体发育、生长素与花青素积累、热胁迫及旱胁迫响应等，但其分子机制有待于进一步研究。综上所述，植物中SUMO化生物学功能及其分子调控机制研究远远滞后于动物和酵母中的研究，今后需要对植物特异的SUMO化生物学功能及分子调控机制进行更深入的研究。

6、乐捷研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：分子生物学、植物生理学
招生方向介绍：
    植物细胞分化和和发育受到环境条件和内部信号的严格调控。植物表皮不仅具有抵御病虫侵害的保护作用，也是植物体与外界进行水分、空气、光照和养分等物质交换的界面，同时也是植物体感受外界环境变化的信息传递界面。以模式植物的表皮为研究系统非常有利于我们进行突变体大量筛选，表型和基因表达模式等观察，细胞和亚细胞荧光显微照相等等。我们已经采用分子生物学和细胞生物学等手段，对调控表皮细胞分裂、分化和形态建成的多种基因功能验证进行了验证。发现气孔发育重要调控因子受到植物激素的调控，以及细胞周期蛋白对气孔发生和分化的精细调控模式。不仅深入揭示了表皮细胞发育的信号调控途径机制，也有助于我们进一步探索提高作物抗逆能力的技术途径。而细胞的分裂、分化和形态建成也受到了外界环境因子的调控，我们特别关注了植物细胞对重力和光照等环境变化的响应机制，发现微丝和微管细胞骨架、小G蛋白调控的囊泡运转都起着重要的作用。我们研究主要包括一些方面：表皮细胞分裂和分化调控，植物细胞的形态建成，植物气孔发育与抗逆，植物重力响应机制。

7、李银心研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：植物学
考试科目：植物学、发育生物学
招生方向介绍：
    植物抗逆分子生物学和生物技术，研究工作着重在三个方面展开：
1）植物耐逆机理的基础研究，
2）利用细胞工程和基因工程等技术手段对作物的耐逆性状进行目标改造的应用基础研究
3）植物生长调控技术的研究。

8、林金星研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、细胞生物学
招生方向介绍：
    通过建立新型的单分子成像及检测平台，并结合活体标记手段，对胞吞过程中细胞膜蛋白动力学特征及寡聚化状态进行活体动态分析。1.利用细胞学、分子生物学等手段对植物细胞膜蛋白的组份及其动态特征进行可视化的研究，并对其动力学特征进行分析，对胞吞与胞吐过程中细胞膜蛋白成分的标记和实时成像进行精细研究。2.植物细胞中单分子的动态观测, 以及囊泡和细胞器的活体追踪与动力学特性研究。利用隐失波显微技术对植物细胞中单分子进行活体的追踪及观测，探讨活细胞中单分子水平上的生命活动过程。并对植物细胞中的囊泡转运和其它, 细胞器进行动态追踪和动力学参数的测定，, 揭示细胞器的动态特征与其活性调节的机制。

9、刘春明研究员
招生名额：学术硕士 1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物统计、细胞生物学
招生方向介绍：
    从事植物小分子多肽信号转导研究，利用分子遗传学的基因组学手段解析小分子多肽信号转导的分子机理，阐述它们与受体激酶之间的作用关系。阐述小分子多肽的下游信号途径。

10、刘永秀研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：细胞生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、植物生理学或遗传学
招生方向介绍：
    种子是人类赖以生存的最主要的粮食来源，其发育和存储的研究直接关系国家的粮食安全与可持续发展。本研究组主要以模式植物拟南芥、短柄草以及作物小麦为材料，利用突变体和QTL等分子遗传手段，结合当前组学的最新成果和技术，研究种子发育特别是胚胎成熟后期休眠的形成和种子活力维持的分子调控网络，内容涉及激素调控和表观调控等多个生物领域，以期为培育稳产优质的作物品种提供可靠的分子模块资源和坚实的理论基础。

11、孟征研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学，细胞生物学
招生方向介绍：
    通过分子遗传学和比较遗传学功能验证的实验结果，结合系统进化的分析，研究被子植物花发育相关的MADS-box基因家族成员的基因重复、功能分化、互作网络精细调控等分子机理，探讨导致被子植物花器官性状和形态多样性的分子关联机制。本次招收的学生主要是以水稻相关突变体为材料，进行花发育相关的基因功能研究。

12、漆小泉研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学，遗传学
招生方向介绍：
1）植物代谢物的合成及其功能研究：种类繁多的植物代谢物在其生长发育、环境适应中发挥着重要作用；一些特殊的代谢物是重要药物和人体必需的重要营养成分，但是我们对植物代谢物及其合成途径和调控网络还了解甚少。我们以水稻、丹参等为主要研究材料，采用多种“组学”及分子生物学等方法系统地解析植物萜类等代谢物的生物合成途径及其调控机理，重点揭示代谢物和及其合成途径的生物学功能。
2）植物代谢组学及其应用：植物合成的代谢物有20万至100万种之多，且结构与理化性质差异很大，从而使植物的代谢组学研究更具挑战性。在已有的先进的分析平台的基础上，我们采用分子系统生物的数据分析手段，进行植物代谢物的定性和定量分析；探索代谢组学在揭示植物科学、农业生产和环境安全等领域的应用前景。
3）植物持久抗病性的分子机制研究：作物的持久抗病性在农业生产中具有重要的应用价值，如，小麦条锈病在我国小麦主产区发病严重，危害小麦产量。然而小麦的基因组庞大、复杂，严重阻碍了其功能基因组学的研究。我们利用基因组较小、具有全基因组序列的二穗短柄草为模式植物，全面解析麦类作物与麦类锈菌的互作机制，为麦类作物的持久抗病品种培育和农业可持续发展提供理论依据。

13、秦峰研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学，遗传学
招生方向介绍：
1）玉米抗旱基因的克隆和功能分析
通过对抗旱性的全基因组关联分析，发掘和克隆玉米中重要的抗旱候选基因，利用分子生物学的研究手段和方法，阐明基因在植物体内的功能。同时分析玉米不同转录因子基因家族（AP2/EREBP、bZIP、NAC）中各成员对玉米抗旱性遗传变异的贡献，确定玉米中在抵抗干旱胁中最重要的转录因子。研究旨在鉴定和克隆玉米中重要的抗旱性基因，并运用克隆到的基因或分子标记改良玉米抗旱性。
2） RING类型蛋白泛素化E3连接酶在植物抗逆和发育中的作用
蛋白泛素化是真核生物蛋白质重要的转录后修饰方式之一，参与调节细胞周期进程、细胞增生与分化，以及信号传导等多种生理过程。植物中很多类型的转录因子也受到泛素化的修饰，如DRIP1&2泛素化E3连接酶能特异识别受干旱和高盐诱导的转录因子DREB2A，并通过控制其在细胞内的稳定性，参与植物水分胁迫的信号传递。我们希望（1）进一步发现特异与DRIP1&2相互作用的蛋白；（2）DRIP1&2在植物抗水分胁迫和生长发育中的功能；（3）玉米中含RING结构域泛素化E3连接酶在抵抗水分胁迫中的功能。

14、曲乐庆研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学、遗传学
招生方向介绍：
1）植物基因表达调控机制
通过对控制基因表达起关键调控作用的启动子、转录因子等诸因子的研究，揭示植物种子中内源和外源基因表达的遗传调控机制，提高基因在植物种子中的表达和积累水平，为应用转基因方法获得高科技附加值作物新品种及分子农场研究奠定理论基础。此工作得到国家转基因生物新品种培育重大专项和国家自然科学基金的资助。
2）水稻种子储藏蛋白胞内转运机制
利用遗传学、反向遗传学、生物化学、分子和细胞生物学等方法，解析水稻种子储藏蛋白胞内转运、修饰和储藏的遗传调控机制，具有重要理论意义。同时对实现种子中外源有用蛋白定向运输、定点储藏、提高外源蛋白表达和累积水平具有重要应用价值。此工作得到国家自然科学基金的资助。
3）植物生物反应器与保健功能性作物创制
通过外源基因高效稳定表达体系，在水稻种子中特异性表达生理活性成分，利用种子生物反应器生产重要重组蛋白，同时培育具有保健功效的水稻新品种，使人们在正常饮食中预防和减少疾病的发生，实现医食同源。对于增进人们健康、节省医疗费用等具有重大社会意义和经济效应。此工作得到国家转基因生物新品种培育重大专项和国家高技术研究发展计划（863）的资助。
15、王台研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学，植物生理学
招生方向介绍：
以水稻突变体和不同的种质资源为材料，综合利用蛋白质组学、功能基因组学、分子遗传学、细胞生物学等手段，重点开展：（1）研究花粉特别是精细胞分化与发育的分子生理机制，揭示精细胞分化、命运决定、发育及其基因组稳定性调控的遗传与表观遗传机制；研究调控这些发育事件的蛋白质组特征和关键蛋白质的互作关系，揭示相关的互作网络；（2）研究种子发育的分子生理机制，揭示调控水稻粒型的调控机制以及粒型与淀粉品质协同变化的分子基础；通过功能蛋白质组分析，揭示这些发育过程的蛋白质互作网络。

16、朱生伟副研究员
招生名额：学术硕士1名
招生专业：发育生物学
考试科目：生物化学与分子生物学，植物生理学
招生方向介绍：
植物激素油菜素内酯（Brassinosteroid, BR）信号转导过程和机理的研究；使用拟南芥、水稻以及棉花为材料，探索BR在植物生长发育调控中的功能和机理。主要研究集中在以下方面：
1）利用生化和细胞学方法研究BR信号转导中关键转录因子BZR1的生理功能；
2）通过生物信息学方法寻找同时参与BR和光信号过程的关键转录因子家族，研究BR与光信号互作的机理。
3）通过染色体免疫沉淀结合超高通量测序技术大规模分离BR信号重要调控因子BZR1的目的基因和响应元件，并利用激活标签技术筛选抑制bzr1-1D表型的突变体，研究BR影响植物生长发育过程和生理反应的详细机制。
4）在水稻T-DNA插入和其它突变体库中寻找叶夹角和株高异常的突变体，克隆基因并研究机理，系统分析BR如何影响株型结构。
5）通过蛋白组学方法分离BR信号转导途径的新组份。
6）利用棉花悬浮培养系统和转录组学方法研究BR促进棉花纤维发育的机制。

17、张景昱副研究员
招生名额：工程硕士1名
招生专业：生物工程
考试科目：生物统计、遗传学
招生方向介绍：
基因组学是研究生物基因组的组成、组内各基因的精确结构、相互关系及表达调控的科学。它从整体水平研究基因的结构、功能及表达规律，主要包括以全基因组测序为研究对象的结构基因组学（structural genomics）和以基因功能鉴定为研究目标的功能基因组学（functional genomics）。随着测序技术的发展，植物基因组学研究已经进入对整个基因组进行全面研究的阶段。课题组主要以水稻、二穗短柄草及小麦为材料，借助高通量测序手段，分析特定表观遗传修饰形式所对应的位点群、特定条件下基因表达谱和已知基因调控的转录本。通过高通量分析平台，获得大量的DNA/RNA序列数据,借助生物信息学方法对所获的庞大而复杂的生物学数据进行有效的整理、分析和整合，综合利用生物学、计算机和信息技术揭示大量而复杂的生物数据中所蕴含的生物学规律。本方向将立足于上述的材料和技术手段好，探索植物春化作用和感应低温过程中细胞内发生的生化变化规律，把基因的表达、RNA的剪接和已知的生理学现象进行关联。这些研究不仅可以使我们对植物春化和低温应答中关键基因的功能和基因间的关系有更深层次的认识，而且更有助于我们从整体水平了解春化和低温应答中存在的基因调控网络。

18、张辉研究员
招生名额：工程硕士1名
招生专业：生物工程
考试科目：生物化学与分子生物学、数学
招生方向介绍：
1）运用荧光扫描技术对复杂体系中植物蛋白,实现相对精确定量的方法学开发。
由重点实验室公共仪器平台提供相应的仪器,以一个生物学问题为核心, 与相关课题组直接合作, 进行相关的生物学准备和新的方法学的开发。
2）将小分子色质联用分析技术运用于植物激素的定性和定量的方法学开发。
针对植物学领域对植物激素的定性和定量的迫切需求，从开发新数据处理的方法和适当的硬件改造两个方面入手，进行相关植物激素研究的新方法学开发。
3）自行搭建活体成像和分析系统，进行高通量植物微观性状筛选。
由重点实验室公共仪器平台提供技术和设备支持，与合作单位共同搭建相关试验平台，联合相关重点实验室课题组，对花粉管发育、叶片气孔的调解和植物根形成方面的重大生物学问题共同进行研究。