上海交大候选院士2011连发四篇本领域权威刊物文章

　　

生物通报道：来自上海交通大学的张大兵教授主要从事水稻遗传学、花器官和花药形成分子基础以及分子辅助育种等研究工作。他1998年获得中科院上海植物生理生态研究所博士学位，目前是国家杰出青年基金获得者，上海科技启明星，上海市曙光学者、教育部新世纪优秀人才等，今年张大兵教授也入选了中科院2011增选候选院士。在本年度里，其研究组获得了多项重要的研究成果，仅发表在植物学领域权威期刊Plant Cell杂志上的文章就有四篇，值得关注。

Rice MADS6 Interacts with the Floral Homeotic Genes SUPERWOMAN1, MADS3, MADS58, MADS13, and DROOPING LEAF in Specifying Floral Organ Identities and Meristem Fate.

AGAMOUS-LIKE6 (AGL6)是一类分布在裸子植物和被子植物中的古老的基因，之前张大兵研究组曾发现水稻中AGL6类基因OsMADS6具有和SEP类基因类似的功能，对水稻花器官的特性决定以及分生组织维持具有重要作用。但是AGL6基因如何与花器官基因相互作用，至今并不清楚。

在这篇文章中，研究人员发现了水稻AGL基因MADS6与其它在花朵发育期间的同源基因之间的相互关系，并指出MADS6基因是特异性花发育过程中的一个关键因子，这为分析水稻花发育调控机制提出了新的重要信息。

Defective Pollen Wall Is Required for Anther and Microspore Development in Rice and Encodes a Fatty Acyl Carrier Protein Reductase.

张大兵教授与宁夏大学，美国宾州大学等处的研究人员合作，经过近7年的研究，克隆并鉴定了一个参与单子叶植物水稻花药及花粉外壁发育 的脂肪酰基载体蛋白还原酶（Fatty Acyl Carrier Protein Reductase ），DPW（Defective Pollen Wall），并提出了花药表皮和花粉外壁发育新途径。

脂肪醇是一类广泛地存在于植物、动物、藻类等生物体中的脂类分子，以游离态或者与 其它分子结合态形式作为植物和昆虫表皮、动物皮肤等组织结构的重要细胞组分。 长期以来，人们对于脂肪醇合成的生化分子机制了解甚少。花药表皮和花粉外壁是植物雄性生殖细胞的重要的保护结构，该结构可保护花粉免受外界环境和病菌等侵 害，花粉外壁物质在花粉和柱头的相互识别过程中发挥重要的作用。

这一研究揭示，DPW蛋白定位于质体中，重组蛋白可以脂肪酰基载体蛋白为 底物，将C16脂肪酸还原为其相应的脂肪醇，从而参与花药及花粉外壁的合成，并且通过遗传互补等实验证明DPW在双子叶植物拟南芥中具有保守的生物学功 能。这项研究证明了植物质体除了具有合成脂肪酸能力，还具备将脂肪酸转化为脂肪醇的功能。另外，此前有报道认为动物和植物中的Fatty acid reductase (FAR)的底物是fatty-acyl CoAs, 该研究则证明了DPW（FAR类似蛋白）的最适底物为fatty acyl-ACP。

RICE MORPHOLOGY DETERMINANT encodes the type II formin FH5 and regulates rice morphogenesis.

研究人员找到了一个影响水稻生长发育的formin基因——FH5，审稿人认为这是被子植物研究领域中第一次揭示单个formin基因突变可对植物营养生长和生殖生长产生严重影响，产生异常的根、茎、叶、花和种子等。细胞学和生物化学等试验证明该Formin蛋白可同时调控细胞骨架（微管和微丝）的结构，从而控制植物细胞形态和器官建成。该研究为阐明细胞骨架在植物生长发育的作用提供了依据，并对今后植物细胞骨架和形态建成研究提供了借鉴。

Rice MADS3 regulates ROS homeostasis during late anther development.

研究人员找到了水稻MADS-box基因MADS3的一个新突变位点，该突变体（mads3-4）花药发育后期花药转变成异常的褐色，花粉败育，表现为完全雄性不育。深入研究发现，MADS3可以控制MT-1-4b等基因表达来调节花药发育后期活性氧分子的动态平衡，当该基因突变后，花药中会异常积累活性氧分子，影响花药发育和花粉的成熟。这个工作提出了水稻花药发育和花粉形成一个新的分子机制，为阐明植物生殖发育机制以及水稻遗传改良提供基础。

作者简介：

张大兵
教育部****奖励计划特聘教授和国家百千万人才工程、国家杰出青年基金获得者、上海市优秀学科带头人、上海科技启明星、上海市曙光学者、教育部新世纪优秀人才等。

1998 年2月于中科院上海植物生理生态研究所获博士学位。 中国植物学会第十三届理事会 植物生理及分子生物学专业委员会委员；上海市生物化学与分子生物学会理事；上海市科学技术委员会技术预见专家；《Journal of Integrative Plant Biology》、《Journal of Plant Physiology》、《Journal of Genetics & Genomics》、《Journal of Food Safety & Quality》等期刊编委；上海交通大学Bio-X中心伦理委员会委员。

张大兵教授研究组主要开展水稻遗传学、花器官和花药形成分子 基础以及分子辅助育种等研究工作。在控制水稻花和花序分生组织控制、花粉形成功能基因克隆等方面开展了系统地工作，主持了国家杰出青年基金项目、国家自然 科学基金重点等 国家和省、部委的研究课题，分离了控制水稻重要农艺性状关键基因FON4（Flower Organ Number 4）、TDR(Tapetum Degradation Retardation)、REP1(Retarded Palea1)、CYP704B2和CSA(Carbon Starved Anther)等 。近年来以通讯作者身份在Plant Cell等期刊上发表论文80多篇。作为第一完成人获得上海市科技进步奖一项。 组织申报教育部“生物技术”特色专业、“生物化学与分子生物学“国家以及上海市重点学科等。

（生物通：万纹）