创新小组首席研究员新成果延续Science十大突破

【字体: 时间:2009年11月02日 来源:生物通

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  从Science杂志将“Small RNA & RNAi ”评为2002年度最耀眼的明星,到2005年MicroRNA的研究第五次入选“十大科技突破”,再到2006年度美国人安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因RNA干扰机制研究的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖, MicroRNA已成为当今生物学研究的热点之一。

  

从Science杂志将“Small RNA & RNAi ”评为2002年度最耀眼的明星,到2005年MicroRNA的研究第五次入选“十大科技突破”,再到2006年度美国人安德鲁·法尔和克雷格·梅洛因RNA干扰机制研究的杰出贡献而获得诺贝尔生理学或医学奖, MicroRNA已成为当今生物学研究的热点之一。植物MicroRNA通过对靶基因转录后的调控广泛参与植物的生长发育和胁迫应答,分析植物MicroRNA的功能及其作用机制可深入了解植物生理生化过程并为作物品质改良提供可行策略。

近日,中科院西双版纳热带植物园研究人员通过基因克隆、Norther杂交、RT-PCR、激光共聚焦扫描等一系列分子生物学和生理学方法,阐明了miR396在拟南芥和烟草生长发育及干旱胁迫应答过程中具有重要且保守的功能。相关研究结果已陆续发表在Physiologia Plantarum、Progress in Natural Science、Journal of Plant Biology等国际期刊上。

领导这些研究的是中科院西双版纳热带植物园余迪求博士,其早年毕业于湖南师范大学生物系,2003年入选中国科学院“****”,任“植物基因资源与基因功能”创新小组首席研究员、博士生导师。

余迪求研究组发现,拟南芥中的生长调控因子GRF家族成员(AtGRF1,AtGRF2,AtGRF3, AtGRF4,AtGRF7,AtGRF8,AtGRF9)为miR396的靶基因,miR396通过抑制叶发育调控因子GRF1-3的表达,控制植物叶的伸长,高表达miR396会造成植株矮小,叶片变窄,花器官发育异常。同时,受干旱诱导表达的miR396可影响叶片的气孔密度并调节植物抗干旱能力。进一步分析表明miR396的保守序列也存在于烟草中,并证实其通过负调控烟草的GRF-like基因,表现出同样保守的功能。即高表达miR396导致转基因烟草叶片变窄,花器官发育异常,顶端优势削弱,同时叶片失水率和气孔密度降低,表现出较高的干旱耐受性,对烟草品质改良具有重要的理论和实践意义。

之前余迪求研究组还发现了影响水稻抗旱的关键基因,从分子水平解释了水稻抗旱性的问题。他们从水稻逆境诱导的cDNA文库中克隆获得一个具有调控植物抗干旱和盐碱能力的转录调节基因,WRKY45。表达谱分析表明,OsWRKY45受干旱、盐碱、病源菌等多种逆境因子,以及非生物逆境调控激素脱落酸(ABA)处理而强烈诱导表达。在转基因拟南芥中过量表达OsWRKY45可以激活植物抗病相关基因PRs的表达,从而提高植物对病原菌的抗性。另一方面,该基因也能有效地提高转基因植物对高盐及干旱的耐性,同时减弱了转基因植物在萌发阶段及其后期的幼苗生长阶段对ABA的敏感性,一些逆境相关基因及ABA合成基因的表达也有所增强。进一步研究证实,OsWRKY45也能有效地提高转基因水稻抗干旱能力。这揭示了OsWRKY45可以提高多种植物抗干旱能力,具有广泛的应用前途。

附:

余迪求

1980.9—1984.7 湖南师范大学生物系,获学士学位。

1986.9—1989.12 厦门大学生物系攻读硕士学位,细胞生物学。

1990.1—1996.7 中山大学生物工程研究中心植物基因工程国家专业实验室工作,植物基因工程和植物分子生物学,任助教、助理研究员和副研究员。

1996.7-1997.7 美国Idaho大学微生物学、分子生物学和生物化学系,植物分子生物学,任高级访问学者。

1997.7-1999.8 中山大学生物工程研究中心植物基因工程国家专业实验室工作,植物分子生物学、任副研究员,并获博士学位。

1999.8-2002.9 美国Idaho大学微生物学、分子生物学和生物化学系,植物分子生物学,博士后工作。

2002.9-2003.3 中山大学生物防治国家重点实验室和植物基因工程教育部重点实验室工作,植物分子生物学,任研究员、博士生导师

2003.4-今 中国科学院西双版纳热带植物园,植物分子生物学,任“植物基因资源与基因功能”创新小组首席研究员、博士生导师、入选中国科学院“****”。



研究兴趣 :

植物功能基因分析、植物抗逆信号传导及分子生物学、植物基因资源发掘和利用

近五年的主要学术成果:

⒈ 水杨酸作为植物抗病反应信号分子及其参与植物系统获得抗病性建立和信号传导的普遍性与作用机制的相似性:



⒉ 转录调控因子 WRKY基因家簇在植物抗病反应之中的关键作用:



⒊ RdRP基因在植物抗病毒和基因沈默的分子网络形成之中的关键作用

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