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左建儒


左建儒 研究员,博士生导师,课题组长。

  1984年7月毕业于西南师范大学生物系,获学士学位。1988年7月获中科院遗传所硕士学位。1994年12月获美国迈阿密大学博士学位,1995年进入美国洛克菲勒大学进行博士后研究。2000年入选中国科学院“百人计划”,并在结题验收中获得优秀。2001年国家杰出青年科学基金获得者。植物基因组学国家重点实验室主任。Molecular Plant, Physiologia Plantarum, Plant Signaling & Behavior, Biology of Cell,《科学通报》,《生物化学与生物物理进展》等刊物编委 。



        我们实验室的主要研究方向是细胞分裂素信号转导、植物细胞程序性死亡以及植物功能基因组学。
 
1.细胞分裂素的信号转导
        细胞分裂素在植物生长和发育过程中通过调节细胞分裂和细胞分化起着非常重要的作用。细胞分裂素信号转导是由一个双元组分系统(two-component system)介导的。在模式植物拟南芥中,细胞分裂素信号通路的主要组分包括细胞分裂素受体(AHK2, 3, 4; AHK4又名CRE1或WOL)、磷酸转运蛋白(AHP)以及下游的反应调节因子(ARR)等(郑丙莲等,2003邓岩等,2006)(图1)。我们对PGA22的研究发现该基因编码细胞分裂素从头合成的第一个限速酶IPT,是细胞分裂素生物合成的关键基因(Sun et al., 2003)。通过对SOI33的研究发现其参与细胞分裂素的转运(Sun et al., 2005)。
        最近数年,我们的工作主要集中在细胞分裂素信号通路的调控机制以及与其它信号通路的互作研究(图1)。通过深入解析CKI1和AHPs在调控细胞分裂素信号通路以及雌配子发育中的功能,证明了CKI1与细胞分裂素受体作用于AHPs上游,独立调控细胞分裂素信号转导,并证明了细胞分裂素信号通路对植物生长发育是必需的(Deng et al., 2010);发现一氧化氮通过S-亚硝基化修饰(S-nitrosylation) AHP1而负调控细胞分裂素信号通路,从而揭示了上述两种信号分子协调调控植物生长发育的新机制(Feng et al, 2013);发现FBR12/eIF5A-2与受体CRE1、AHP互作正调控细胞分裂素信号通路,从而调控根生长发育(Ren et al., 2013);系统研究了细胞分裂素信号转导的下游反应调节因子 type-A ARR基因家族,发现type-A ARR蛋白的稳定性受细胞分裂素和泛素介导的蛋白降解途径的调控 (Ren et al., 2009)。通过对细胞分裂素信号通路与其它信号通路互作的分子机理研究,发现细胞分裂素参与生物节律的调节(Zheng et al., 2006),并通过抑制脱落酸信号通路促进植物的早期生长发育(Guan et al., 2014)。发现水稻LRT2基因通过生长素信号通路调控根系生长发育(Zheng et al., 2013; 与浙江省农科院陶跃之、王华合作研究),发现LRT2通过催化转录抑制蛋白OsAux/IAA的构象顺-反异构化调控其降解,从而揭示了生长素信号转导新调控机制(Jing et al., 2015)。
        我们将利用拟南芥、水稻相关的突变体材料,系统探索、解析细胞分裂素信号通路调控植物生长发育的分子与生化机理。我们近期关注的主要问题是细胞分裂素受体活性调控的分子机理、下游组分ARR的功能以及细胞分裂素调控水稻根系发育的分子机理。
 

1. 细胞分裂素信号通路简图
 
2.植物细胞的程序性死亡
        细胞的程序性死亡(PCD)在有机体的正常生长发育和防御性反应中起着很重要的作用。对植物细胞PCD的分子和生化机理了解甚少。我们通过正向遗传学方法,分离鉴定了系列拟南芥PCD突变体并进行了系统的研究。其中,SPC1基因通过光氧化途经调控细胞凋亡(Dong et al., 2007)。鞘磷脂和神经酰胺是调控细胞分裂、细胞分化以及细胞凋亡的重要二级信使分子。我们发现FBR11基因编码鞘磷脂和神经酰胺生物合成途经的第一个限速酶SPT的一个亚基,该基因的突变导致抗凋亡表型(Shi et al., 2007) 与雄配子发育过程中的自发凋亡(Teng et al., 2008)。而高度保守的eIF5A基因的突变fbr12导致抗凋亡表型与严重的生长发育缺陷(Feng et al., 2007) 。发现LSD1与catalases直接互作调控细胞凋亡(Li et al., 2013)。发现PAR1基因编码一个转运蛋白,参与了除草剂百草枯(paraquat)的胞内运输(Li et al., 2013; 与中国农大杨淑华教授合作研究)。
        蛋白质S-亚硝基化是其半胱氨酸残基的巯基基团的氢离子被一氧化氮(nitric oxide, NO)取代而形成共价键相连亚硝基硫醇(S-NO)的修饰过程。S-亚硝基化是一种基于氧化还原、可逆的蛋白质翻译后性修饰机制,是NO调控蛋白质生物学活性的主要机制之一,参与了调控几乎所有信号通路。目前对S-亚硝基化的生化和遗传调控机制了解甚少。发现拟南芥细胞凋亡突变体par2中NO含量显著上升,导致在生长发育、细胞凋亡等方面的严重缺陷。PAR2蛋白是NO代谢的一个关键酶(Chen et al., 2009)。通过亚硝基化蛋白组学(nitrosoproteome),我们发现鉴定了900余个被亚硝基化修饰的拟南芥蛋白(Hu et al., 2015)。发现S-亚硝基化修饰AHP1抑制其磷酸化,从而负调控细胞分裂素信号通路 (Feng et al, 2013),而S-亚硝基化正调控活性氧清除酶APX1的酶活,从而增强拟南芥拮抗氧化胁迫的能力(Yang et al., 2015)。我们将采用遗传学、生化、分子生物学等手段,系统研究S-亚硝基化调控植物生长发育与细胞凋亡分子机理。
 
3.植物功能基因组学
        作为双子叶与单子叶植物的代表,拟南芥和水稻的全基因组测序工作已经分别完成。在后基因组学时代,诠释这些基因的功能即功能基因组学研究将成为该领域的主流。筛选功能缺失性突变是研究基因功能最有力的工具之一。我们利用XVE化学诱导表达系统(Zuo et al., 2000),构建了拟南芥条件性功能获得和缺失性突变体库,并用于功能基因组学研究。目前,我们已获得了超过五万个独立的突变株系(张健等,2005),其中一万二千余个突变体已经对国内非盈利性科研机构释放完毕。我们同时利用模式植物功能基因组学的相关知识,对水稻、油菜等农作物的重要农艺性状进行分子改良(Mu et al., 2008; Wang et al., 2009; Tan et al., 2011; Mu et al., 2013; Bai et al., 2015)。
 
博士后和客座研究生招聘信息:

  本实验室长期招收博士后和客座研究生,欢迎申请。

 
实验室成员:
张  健,高级实验师
任  勃,助理研究员
彭居俐,助理研究员
粘金沯,助理研究员
 
博士研究生:景宏伟、杜虎、马晓辉
 
硕博连读研究生:陈立超、杨晓璐、王青、杨焕杰、李翰文、封天鹏
 
毕业研究生以及现就职单位(未注明者均为博士学位获得者):
孙姝兰(2004):华南师范大学
纪振动(硕士,2004)
张素芝(2005):四川农业大学
孙加强(2005):中国农科院
安丰英(2005):北京大学
郑丙莲(2006):复旦大学
师丽华(2006):The Children's Hospital of Philadelphia
冯海忠(2006):上海交通大学
陈瑞强(2007):North Carolina State University
李  超(2008):University of Massachusetts
王兴春(2008):山西农业大学
董海丽(2008):Iowa State University
牟金叶(2008):中科院遗传发育所
邓  岩(2009):Iowa State University
薛  丽(2010):University of Cologne
任  勃(2010):中科院遗传发育所
陈庆国(2010):Cornell University
谭河林(2011):南京农业大学
谢庆军(2011):The Weizmann Institute of Science
关春梅(2011):中科院遗传发育所
腾  冲(2011):University of Delaware
洪苏蕾(2012)
王  春(2012):中国水稻研究所
郑华坤(2012):福建农林科技大学
冯  健(2012):John Innes Centre
赵文明(2013):中科院微生物所
李彦莎(2013):中科院上海植物逆境生物学研究中心
胡济梁(2013):中科院遗传发育所
陈梦竹(2013):深圳大学
白蛟腾(2014):华安生物药业集团
詹  妮(2014):中科院遗传发育所
 
 
 

        欢迎有志于植物分子遗传学研究的青年学子报考研究生。请参阅我们实验室对研究生的具体要求(Notes to Graduate Students)。
 

回国后发表的主要论文:
 
 
 

31. 任勃* 王兴春* 冯健* 杨淑华 左建儒 (2012) 细胞分裂素 (pp. 40-64,许智宏 薛红卫主编 《植物激素作用的分子机理》),上海科学出版社. (* 同等贡献)
 

回国前发表的主要论文:
 

36. Zuo, J., Niu, Q., Moller, S., and Chua, N.-H. (2001) Chemical-regulated, site-specific DNA recombination in transgenic plants. Nat Biotechnol. 19: 157-161.

37. Zuo, J., Niu, Q., Nishizawa, N, Wu, Y., Kost, B., and Chua, N.-H. (2000). KORRIGAN1, an Arabidopsis 1,4-b-glucanase localizes to the cell plate by polarized targeting and is essential for cytokinesis. Plant Cell 12: 1137-1152.

38. Zuo, J., Niu, Q., and Chua, N.-H. (2000) An estrogen receptor-based transactivator XVE mediates highly inducible gene expression in plants. Plant J. 24:265-273.

39. Zuo, J., and Chua, N.-H. (2000) Chemical-inducible systems for regulated expression of plant genes. Curr Opin Biotechnol. 11: 146-151.

40. Zuo, J., Rungger, D., and Voellmy, R. (1995) Multiple levels of regulation of human heat shock transcription factor 1. Mol Cell Biol. 15: 4319-4330.

42. Tatzelt, J., Zuo, J., Voellmy, R., Scott, M., Hartl, U., Prusiner, S.B., and Welch, W.J. (1995) Scrapie prions selectively modify the stress response in nuroblastoma cells. Proc Natl Acad Sci USA. 92: 2944-2948.

43. Hedge, R. F., Zuo, J., Voellmy, R., and Welch, W.J. (1995) Short circuiting stress protein expression via a tyrosine kinase inhibitor, herbimycin A. J Cell Physiol. 165: 186-200.

44. Xia, W., Guo, Y., Vilaboa, N., Zuo, J., and Voellmy, R. (1998) Transcriptional activation of heat shock factor HSF1 probed by phosphopeptide analysis of factor 32P-labeled in vivo. J Biol Chem. 273: 8749-8755.

45. Ananthan, J., Baler, R., Morrissey, D., Zuo, J., Lan, Y., Weir, M., and Voellmy, R. (1993) Synergistic activation of transcription is mediated by the N-terminal domain of Drosophila fushi tarazu homeoprotein and can occur without DNA binding by the protein. Mol Cell Biol. 13: 1599-1609.