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刘西岗


  简历

  1、学习经历

  09/1993-07/1997 学士.专业: 生物学

  河北师范大学生命科学院

  09/1998-07/2001 硕士. 专业: 分子细胞生物学

  河北师范大学生命科学院

  09/2001-07/2004 博士 专业: 分子及细胞生物学

  河北师范大学生命科学院

  

  2、工作经历

  10/2012至今 研究员 博士生导师 植物发育生物学

  中国科学院遗传与发育生物学研究所农业资源研究中心

  07/2011-09/2012 : Assistant Specialist Type III 植物发育生物学

  美国加州大学河滨分校植物系

  08/2009-06/2011: Visiting Assistant Researcher 植物发育生物学

  美国加州大学河滨分校植物系

  11/2007- 08/2009: Postdoctoral Research Scholar, 植物发育生物学

  美国加州大学河滨分校植物系

  08/2004-10/2007: 博士后, 植物细胞生物学 北京生命科学研究所 北京

 

  

  



研究领域
        植物发育学及作物抗逆生理  
 
研究内容:
        本实验室研究兴趣集中在高等植物的发育生物学和小麦高产及抗逆生理。主要包括植物器官形成中干细胞的维持和分化的分子机制;小麦穗发育过程中调控每穗粒数的功能基因及互作网络;C3及C4植物抗逆的分子机理。目的为揭示植物发育中干细胞调控及分化的分子机制,解析调控小麦每穗粒数的功能基因互作网络以及C3,C4植物抗逆反应的分子机理,最终为培育高产抗逆的作物新品种提供理论基础。
 
植物干细胞维持及分化的分子机理
        干细胞具有自我更新及分化成其他类型细胞的能力。植物的组织器官产生于植物分生组织中的干细胞。因此干细胞的维持及分化对于植物的生长发育具有至关重要的作用。植物的根系来源于根尖分生组织(Root Apical Meristem, RAM),而整个地上部分来源于茎尖分生组织(Shoot Apical Meristem, SAM)。拟南芥SAM中干细胞具有终生活性,能源源不断地产生出新的器官原基保证植物不停的生长。其中干细胞的维持及分化主要是由WUSCHEL/CLAVATA3WUS/CLV3)反馈调节机制来维持的。WUS 编码一个具有同源异型框结构域的转录因子,对干细胞的维持具有决定性作用。WUS表达在干细胞下层的组织中心,通过胞间连丝扩散到周围组织,激活干细胞中CLV3的表达。作为多肽信号,CLV3转而抑制WUS的表达。由此,WUS/CLV3反馈调节环可以维持分生组织的大小及干细胞池(stem cell pool)的平衡。
 
        植物完成开花转变(Floral Transition)后,SAM转变成花序分生组织(Inflorescence Meristem,IM),进而在IM旁侧产生出花分生组织(Floral Meristem, FM),FM负责产生出完整数目及轮次的花器官,从而发育成完整的花。在FM中WUS/CLV3同样调控干细胞维持及分化的平衡,但是于SAM,IM不同的是,FM活性在产生出特定数目及轮次的花器官原基后将被精确的调控终止。因此花干细胞是研究植物干细胞产生、维持及分化的理想模型。通过正向遗传学结合分子及细胞生物学、遗传学、生化、高通量测序技术及生物信息学分析,我们克隆出多个调控花干细胞活性的基因,并初步阐明其作用机制以及彼此间相互作用的网络模式。同时植物的发育受到内源基因表达及外源环境信号如温度、光照及激素的共同调控,我们目前工作将在进一步解析多基因参与的花分生组织维持及分化的分子机理的基础上,进一步研究环境因素参与的花干细胞维持及分化的机理。
 

                             
小麦穗粒数基因的挖掘及基因互作网络的解析
        小麦是我国重要的粮食作物,小麦生产关乎到国家的粮食安全。在决定小麦产量的三要素即:穗粒数,千粒重及亩穗数中,穗粒数主要由遗传因素调控,具有品种特异性。小麦单穗粒数是穗发育的最终结果,穗发育进程包含了多个清楚的时期,各个时期的发育和分化受众多时序表达基因的精确调控。其中小麦单穗粒数主要由小穗数和可育小花数来决定,对决定二者的特定发育时期调控基因的克隆和功能分析可以进一步解析小麦穗粒数的形成机制。同时影响穗粒数的因素还包括花序分生组织的活性,基部及顶部不育小穗的数量等。本课题组通过反向遗传学、分子及细胞生物学、高通量测序技术结合生物信息学分析同时综合遗传群体构建、QTL解析等多种研究手段将对调控小麦穗粒数的基因功能及多基因参与的互作网络进行解析。最终在深入了解调控小麦穗粒数分子网络机制的基础上,为小麦的分子辅助育种提供理论基础同时创制出高产稳产的小麦育种品系及品种。
 
 

 
 
 
 
 

近5年论文:

1,  Cao X, He Z, Guo L, Liu X. (2015) Epigenetic mechanisms are critical for the regulation of WUSCHEL expression in floral meristems. Plant Physiology (In press)

2,  Liu X*, Dinh TT, Li D, Shi B, Li Y, Cao X, Guo L, Pan Y, Jiao Y, Chen X*.(2014) AUXIN RESPONSE FACTOR 3 integrates the functions of AGAMOUS and APETALA2 in floral meristem determinacy. Plant Jounal. DOI: 10.1111/tpj.12658 (* Corresponding Author)
 Selected for F1000 Prime

3,  Liu X, Gao L, Dinh TT, Shi T, Li D, Wang R, Guo L, Xiao L, Chen X.(2014) DNA topoisomerase I affects polycomb group protein-mediated epigenetic regulation and plant development by altering nucleosome distribution in Arabidopsis. Plant Cell. 26(7):2803-17.

4,  Dinh TT, Gao L, Liu X, Li D, Li S, Zhao Y, O'Leary M, Le B, Schmitz RJ, Manavella P, Li S, Weigel D, Pontes O, Ecker JR, Chen X.(2014) DNA topoisomerase 1α promotes transcriptional silencing of transposable elements through DNA methylation and histone lysine 9 dimethylation in Arabidopsis. PLoS Genetics. 3;10(7):e1004446

5,  Dinh TT, Luscher E, Li S, Liu X, Won SY, Chen X. (2014) Genetic screens for floral mutants in Arabidopsis thaliana: enhancers and suppressors. Methods Mol Biol. 1110:127-56.

6,  Li S, Liu L, Zhuang X, Yu Y, Liu X, Pan S, Raikhel N, Jiang L, Chen X. (2013) microRNAs inhibit the translation of target mRNAs on the endoplasmic reticulumin Arabidopsis. Cell 25;153(3):562-74. 

7,  Dinh TT, O'Leary M, Won SY, Li S, Arroyo L, Liu X, Defries A, Zheng B, Cutler SR, Chen X.(2013)Generation of a luciferase-based reporter for CHH and CG DNA methylation in Arabidopsis thaliana. Silence. 5;4(1):1. 

8,  Qiao Y, Liu L, Xiong Q, Flores C, Wong J, Shi J, Wang X, Liu X, Xiang Q, Jiang S, Zhang F, Wang Y, Judelson HS, Chen X, Ma W.(2013)Oomycete pathogens encode RNA silencing suppressors. Nat Genetics. 45(3):330-3. 

9,  Yumul RE, Kim YJ, Liu X, Wang R, Ding J, Xiao L, Chen X.(2013) POWERDRESS and diversified expression of the MIR172 gene family bolster the floral stem cell network. PLoS Genetics 9(1):e1003218. 

10,  Tang X, Bian S, Tang M, Lu Q, Li S, Liu X, Tian G, Nguyen V, Tsang E, Wang A, Rothstein SJ, Chen X, Cui Y.(2012)  MicroRNA-Mediated Repression of the Seed Maturation Program during Vegetative Development in ArabidopsisPLoS Genetics: 8(11):e1003091,  

11,  Dinh TT, Girke T, Liu X, Yant L, Schmid M, Chen X.(2012) The floral homeotic protein APETALA2 recognizes and acts through an AT-rich sequence element. Development;139 1978-1986

12,  Liu X, KimY, Muller R, Yumul RE. Liu C, Pan Y, Cao X, Goodrich J, Chen X. (2011) AGAMOUS terminates floral stem cell maintenance in Arabidopsis by directly repressing WUSCHEL through recruitment of Polycomb Group proteins. Plant Cell 23(10):3654-70.
 Selected for F1000 Prime

13,  Ji L, Liu X, Yan J, Wang W, Yumul RE, Kim Y, Dinh TT, Liu J, Cui X, Zheng B, Agarwal M, Liu C, Cao X, Tang G and Chen X. (2011) ARGONAUTE10 and ARGONAUTE1 Regulate the Termination of Floral Stem Cells through Two microRNAs in Arabidopsis. PLoS Genetics 7 (3): e1001358.