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安国勇课题组

2013年11月19日 00:00  点击:[]

安国勇

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研究方向:植物抗逆的生理及分子生物学机制

生:杜晓宇、崔长艳、程慧洁、高雅超、于雷、刘杉、曹晓东


安国勇,男,博士,教授,博士生导师。

主要从事植物抗逆生理及分子生物学机制研究,主持国家自然科学基金研究项目5项,主持教育部科学技术研究重点项目1项,参与国家杰出青年基金、国家自然科学基金重点项目和国家重大基础规划项目9项,发表论文30余篇,获得授权发明专利2项,获得国家自然科学二等奖和获得教育部自然科学一等奖各1项。

主要研究内容

植物对土壤磷营养高效利用的分子机制:作为植物生长必需的大量营养元素,磷不仅是构成生物分子(如磷脂、核酸和ATP等)主要元件,也是多种酶促反应和信号传导途径的关键组分。植物所需的磷是以无机磷(Pi)的形式从土壤中吸收获得,虽然土壤中总磷含量并不低,但由于其低溶解性和低移动性,使得土壤中有效磷含量往往无法满足植物正常生长发育的需求,而表现出缺磷。我国有2/3的土壤缺磷,这已成为制约农业生产的一个主要因素。揭示植物低适应磷胁迫反应的分子机制,培育土壤磷高效的优质农作物新品种,是解决土壤磷营养不足的最佳措施。

低磷条件下,植物可通过形态结构和生理生化过程的变化,实现对磷的高效吸收和利用,以适应低磷环境。根际酸化是植物应对低磷胁迫的一种重要的生理反应,根基酸化可增加根际磷素的可溶性,提高土壤有效磷含量,实现植物对土壤磷营养的高效利用,但低磷诱导植物根际酸化反应的分子机制至今还不清楚。由于细胞生物学、分子遗传学和功能基因组学的发展,为磷营养这样一经典的生物学问题的解决提供意想不到的机遇。本研究小组利用在培养基中添加指示剂的方法,实现了对低磷诱导根际pH变化的直接监控,并将之应用到低磷诱导根际酸化缺失拟南芥突变体筛选实验中。经过几年的努力,已从T-DNA插入突变体库中,筛选得到几十株根际酸化缺失拟南芥突变体,克隆得到了一批与低磷诱导拟南芥根际酸化调控有关的基因;初步研究表明,miRNA、胞质钙信号、植物激素信号、蛋白磷酸化调控分子可能参与低磷诱导拟南芥根际酸化调控的反应和土壤磷营养的高效利用。本课题组利用分子遗传学、细胞生理学和功能基因组学方法,分析相关突变体的生理特性,揭示低磷诱导植物根际酸化反应和土壤磷高效利用的分子机制,为培育土壤磷高效作物新品种奠定理论基础。

植物抗黄萎病相关基因的克隆和功能分析:棉花黄萎病(Verticillium Wilt)是极难防治的土传病害,被比喻为棉花的癌症,是棉花生产中面临的重大难题。黄萎病菌的寄主范围非常广泛,除棉花之外,常见的黄萎病菌寄主还有西红柿、土豆、茄子、花生、拟南芥等。已有的研究证明,不同遗传背景的棉花品种和不同种类的植物具有不同的抗黄萎病能力,因此通过现代遗传学和分子生物学技术分离和克隆植物抗黄萎病基因,进而获得转基因高抗棉花新品种是一个十分有效的途径。由于棉花的生长周期长、遗传学分析和转基因操作比较困能,直接从棉花中克隆黄萎病抗性基因目前还存在一定难度。拟南芥作为模式植物为开展植物功能基因组学研究奠定了基础,而拟南芥对棉花黄萎病易感染特性,也为人们认识棉花黄萎病的感染机制提供了极佳的遗传学材料。本课题组利用拟南芥T-DAN插入突变库,分析拟南芥对棉花黄萎病的反应特性,建立对棉花黄萎病侵染敏感和不明感的拟南芥突变体筛选体系,筛选得到了对棉花黄萎病敏感拟南芥突变体的分析,揭示棉花黄萎病的侵染机制,为建立高抗棉花新品种提供理论依据。



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