组长:邱金龙 博士 研究员 博士生导师
研究方向:植物免疫分子机制及生物技术
主要研究内容:1、植物识别病原微生物的分子机理及抗病信号传导;2、生物技术通用方法的研究。
1)植物识别病原微生物的分子机理及抗病信号传导。植物与病原微生物共同进化过程中形成了复杂的免疫系统。植物通过免疫受体识别不同的病原物,然后以一系列蛋白磷酸化过程将信号传递到胞内,激活抗病防卫反应。另外,不同于小种特异性抗性,植物还具有同时针对多种病原的持久抗性,即广谱抗性。本课题组一方面致力于植物应对外界病原微生物刺激的蛋白磷酸化信号网络解析,探讨植物免疫信号转导的方式及调控机制;另一方面,深入研究植物广谱抗性的分子机制,为培育广谱、持久的植物抗病品种提供重要的理论支撑。
2) 生物技术通用方法。本课题组致力于开发新型的植物生物技术方法,为植物功能基因研究和遗传改良提供工具。近年来,我们课题组建立了植物目标蛋白时空高效调控系统及基因组编辑技术,尤其是CRISPR/Cas9系统的成熟和应用,为植物基因功能研究及定向育种提供了有力的工具,极大地加快了作物分子育种的步伐。我们将在前期良好的工作基础上,继续生物技术通用方法的研究和探索,并尝试拓展它们在植物遗传改良中的应用。
研究组长介绍
邱金龙,博士、研究员
电话:
电子邮件:qiujl#im.ac.cn(请将#换成@)
通讯地址:北京市朝阳区北辰西路1号院3号,中国科学院微生物研究所
邮编:100101
中科院微生物所研究员、丹麦哥本哈根大学生物系兼职教授。1991年获山东大学学士学位,1994年获华东师范大学硕士学位,1997年华东师范大学和中科院上海植物生理研究所联合培养博士。1998年至2009年在欧美多个著名研究机构从事研究工作,2009年进入中科院微生物所植物基因组学国家重点实验室工作。
研究队伍(请将#换成@)
工作人员
李华丽 女工 程 师 lihl#im.ac.cn
高晋兰 女 助理研究员 gaojl#im.ac.cn
尹康权 男 助理研究员 yinkq#im.ac.cn
李盛楠 男 助理研究员 lisn#im.ac.cn
博士后
崔 旋男博士后
在读研究生
姓名 性别 类别
张丹丹 女 博士生
刘关稳 男 博士生
王 睿 男 博士生(客座)
王曾茜 女 硕士生
张倩伟 女 博士生
姜丹丹 女 硕士生
李盟欧 女 硕士生
吕 斌 男 硕士生
已毕业研究生及出站博士后
李爱宁 博士后
郭 葳 博士后
苏 鸓 博士后
韩新运 博士后
张韫玮 博士后
田彩娟 博 士
李盛楠 博 士
程 曦 博 士
肖 翔 博 士
王文义 博 士
左张丽 硕 士
王程程 硕 士
张靖波 硕 士
潘亭亭 硕 士(客座)
王同同 硕 士(客座)
高 庆 硕 士(客座)
陈 巍 硕 士
发表的主要论文 (#Co-First Author; *Corresponding Author)
Guanwen Liu#, Kangquan Yin#, Qianwei Zhang, Caixia Gao, and Jin-Long Qiu*. (2019). Modulating chromatin accessibility by transactivation and targeting proximal dsgRNAs enhances Cas9 editing efficiency in vivo. Genome Biology, 20(1):145.
Kangquan Yin# and Jin-Long Qiu*. (2019). Genome editing for plant disease resistance: applications and perspectives.Philosophical Transactions of the Royal Society B,374(1767):**.
Dandan Zhang#, Caijuan Tian#, Kangquan Yin, Wenyi Wang, and Jin-Long Qiu*. (2019). Postinvasive Bacterial Resistance Conferred by Open Stomata in Rice.Molecular Plant-Microbe Interactions,32(2):255-266.
Jingbo Zhang#, Kangquan Yin#, Juan Sun#, Jinlan Gao, Qiuli Du, Huali Li, and Jin-Long Qiu*. (2018). Direct and tunable modulation of protein levels in rice and wheat with a synthetic small molecule. Plant Biotechnology Journal, 16:472-481.
Kangquan Yin#, Caixia Gao, and Jin-Long Qiu*. (2017). Progress and prospects in plant genome editing. Nature Plants, 3:17107.
Xiang Xiao#, Xi Cheng#, Kangquan Yin, Huali Li, and Jin-Long Qiu*. (2017). Abscisic acid negatively regulates post-penetration resistance of Arabidopsis to the biotrophic powdery mildew fungus. Science China. Life Science, 60:891-901.
Shengnan Li#, Wenyi Wang#, Jinlan Gao, Kangquan Yin, Rui Wang, Chengcheng Wang, Morten Petersen, John Mundy, and Jin-Long Qiu*. (2016). MYB75 phosphorylation by MPK4 is required for light-induced anthocyanin accumulation in Arabidopsis. The Plant Cell, 28:2866-2883.
Caijuan Tian#, Zhangli Zuo#, and Jin-Long Qiu*. (2015). Identification and characterization of ABA-responsive microRNAs in rice. Journal of Genetics and Genomics, 42: 393-402.
Yanpeng Wang#, Xi Cheng#, Qiwei Shan, Yi Zhang, Jinxing Liu, Caixia Gao*,and Jin-Long Qiu*. (2014). Simultaneous editing of three homoeoalleles in hexaploid bread wheat confers heritable resistance to powdery mildew. Nature Biotechnology, 32: 947-951.
Wei Guo#, Chengcheng Wang#, Zhangli Zuo, and Jin-Long Qiu*. (2014). The roles of anion channels in Arabidopsis immunity. Plant Signaling & Behavior, 9(7): e29230.
Wei Guo#, Zhangli Zuo, Xi Cheng, Juan Sun, Huali Li, Legong Li,and Jin-Long Qiu*. (2014).The chloride channel family gene CLCd negatively regulates PAMP-triggered immunity in Arabidopsis. Journal of Experimental Botany, 65:1205-1215.
Qiwei Shan#, Yanpeng Wang, Jun Li, Yi Zhang, Kunling Chen, Zhen Liang, Kang Zhang, Jinxing Liu, Jianzhong Jeff Xi, Jin-Long Qiu*, and Caixia Gao*. (2013). Targeted genome modification of crop plants using a CRISPR-Cas system. Nature Biotechnology, 31:686-688.
Lei Su#, Aining Li#, Huali Li, Chengcai Chu, and Jin-Long Qiu*. (2013). Direct modulation of protein level in Arabidopsis. Molecular Plant, 6:1711-1714.
Liang-ping Zou#, Xue-hui Sun, Zhi-guo Zhang, Peng Liu, Jin-xia Wu, Cai-juan Tian, Jin-long Qiu*, and Tie-gang Lu*. (2011). Leaf Rolling Controlled by the Homeodomain Leucine Zipper Class IV Gene Roc5 in Rice. Plant Physiology, 156:1589-1602.
Jin-Long Qiu#, Berthe Katrine Fiil#, Klaus Petersen, Henrik Bj?rn Nielsen, Christopher J Botanga, Stephan Thorgrimsen, Jacek Lichota, Klaus D Grasser, Ole Mattsson, Jane Glazebrook, John Mundy, and Morten Petersen*. (2008). Arabidopsis MAP Kinase 4 regulates gene expression via transcription factor release in the nucleus. EMBO Journal, 27:2214–2221.
Jin-Long Qiu#, Lu Chen#, Byung-Wook Yun, Henrik Bj?rn Nielsen, Berthe Katrine Fiil, Klaus Petersen, Jim MacKinlay, Gary J. Loake, John Mundy, and Peter Morris*. (2008). Arabidopsis MAP Kinase Kinases MKK1 and MKK2 have overlapping functions in defense signalling mediated by MEKK1, MPK4 and MKS1. Plant Physiology, 148:212-222.
Mikael B Caspersen#, Jin-Long Qiu#, Xumin Zhang, John Mundy, and Birte Svensson*. (2007). Phosphorylation sites of Arabidopsis MAP Kinase Substrate 1 (MKS1). BBA Protein and Proteomics, 1774:1156-1163.
Farhah F Assaad#, Jin-Long Qiu#, Heather Youngs, Brent Helliker, Laurent Zimmerli, Katrina Ramonell, Monica Kalde, Scott Peck, Gehard Wanner, Chris Somerville, Shauna Somerville, Joe Berry, Dave Ehrhardt, and Hans Thordal-Christensen*. (2004). The PEN1 syntaxin defines a novel compartment upon fungal attack and is required for the timely assembly of papilla. Molecular Biology of the Cell, 15:5118-5129.
Jin-Long Qiu#, Ross Jilk, M. David Marks, and Daniel B. Szymanski*. (2002). The Arabidopsis SPIKE1 gene is required for normal cell shape control and tissue development. The Plant Cell, 14:101-118.
近期代表性成果
1.利用基因组编辑技术获得了对白粉病具有持久和广谱抗性的小麦材料
本课题组利用基因组编辑技术实现了对六倍体小麦三个MLO等位基因的敲除,创制出对小麦白粉菌具有广谱持久抗性的小麦新材料。
2.在植物中建立直接操纵目标蛋白水平的技术体系
本课题组在拟南芥、水稻和小麦中建立了使用小分子化合物直接操纵目标蛋白累积水平的技术体系,实现了对目标蛋白的时空高效表达调控。
3.植物MAPK蛋白激酶的信号传导机制研究
丝裂原活化蛋白激酶(Mitogen-activated protein kinase, MAPK)是真核生物整合胞外信号与细胞反应的重要信号枢纽。MAPK在跨膜受体的下游,通过磷酸化不同底物蛋白来激发特异的基因表达和细胞反应。MAPK底物蛋白的研究将加深我们对植物感受外界信号后启动特异细胞反应机制的认识。然而,蛋白磷酸化的瞬时性给MAPK底物的鉴定造成了困难。本课题组建立了植物蛋白激酶底物鉴定的新方法(左图),通过该体系筛选、鉴定到MPK4的互作蛋白MYB75,并发现MPK4介导的MYB75磷酸化是光诱导的花青素积累所必需的(右图)。
4.开放的气孔赋予水稻对白叶枯菌的广谱抗性
气孔可以响应环境因子刺激控制植物气体交换和水分蒸腾。作为植物表面的天然开孔,气孔也是许多病原菌入侵的通道。植物可以主动关闭气孔来阻止病原菌的入侵,这一抗病过程被称为气孔免疫。气孔在植物中是否还以其它的方式参与抗病反应仍不清楚。本课题组研究发现,开放的气孔赋予水稻对白叶枯菌的侵入后抗性,而这种抗性可能是气孔开放造成植物叶片水势降低所导致的(左图)。这项工作揭示了一个新的气孔参与植物免疫的方式,为研究植物、病原与环境三者互作提供了一个新的视角。相关研究成果以封面故事发表在Molecular Plant-Microbe Interactions杂志上(右图)。