陈栩教授

  发布时间: 2015-01-07   信息员:   

陈栩

教授

博士生导师、硕士生导师

国家“青年千人计划”、闽江学者特聘教授


联系地址:
福建农林大学海峡联合研究院 福州 350002
Email: chenxu@fafu.edu.cn


学习及工作经历:
2013-2015 奥地利Institute of Science and Technology,博士后
2010-2013 比利时根特大学PSB-VIB,博士后
2004-2010 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所,博士


成果:

1)Inositol polyphosphate 5-phosphatases (5PTases)是磷脂酰肌醇信号途径的关键基因。我们阐明了5PTase13通过调控细胞内Ins(1,4,5)P3-Ca2+的振荡参与蓝光信号传递途径。
2)生长素结合蛋白Auxin Binding Protein1 (ABP1)能够高亲和力的结合生长素,并作为关键基因参与生长素信号途径。但是ABP1介导的下游信号网络还有待探索。我们的前期工作证明了ABP1通过下游的信号网络在蛋白内吞和微管重拍过程中的功能。

2)生长素结合蛋白Auxin Binding Protein1 (ABP1)能够高亲和力的结合生长素,并作为关键基因参与生长素信号途径。但是ABP1介导的下游信号网络还有待探索。我们的前期工作证明了ABP1通过下游的信号网络在蛋白内吞和微管重拍过程中的功能。


研究方向:
    植物根系是植株地下部分的重要结构。一方面,根系结构及其在土壤中的分布决定了植物吸收养分能力的强弱,另一方面植物为了适应不同的环境胁迫进化出其他特殊的根系结构来应对,如形成排根、根瘤或菌根。从细胞生物学角度来说,根系的发育都是通过细胞分裂和细胞伸长这两个事件协调进行的。生长素在根形态建成过程中发挥关键的作用,它是控制制细胞伸长和细胞分裂的主要内源信号之一。我们希望通过对模式植物拟南芥、园艺作物草莓和经济作物大豆根系发育的研究,进一步了解生长素如何调控细胞伸长和细胞分裂的分子机理。这些研究结论有利于进一步完善根形态建成的机制研究;同时,我们希望将本项目中获得的调控根系发育的重要功能蛋白运用于农业生产中,为获得营养高效的农作物提供理论的强弱,另一方面植物为了适应不同的环境胁迫进化出其他特殊的根系结构来应对,如形成排根、根瘤或菌根。从细胞生物学角度来说,根系的发育都是通过细胞分裂和细胞伸长这两个事件协调进行的。生长素在根形态建成过程中发挥关键的作用,它是控制制细胞伸长和细胞分裂的主要内源信号之一。我们希望通过对模式植物拟南芥、园艺作物草莓和经济作物大豆根系发育的研究,进一步了解生长素如何调控细胞伸长和细胞分裂的分子机理。这些研究结论有利于进一步完善根形态建成的机制研究;同时,我们希望将本项目中获得的调控根系发育的重要功能蛋白运用于农业生产中,为获得营养高效的农作物提供理论基础。

1)模式植物拟南芥中研究激素在细胞间传递机制
    在根形态建成过程中,生长素通过运输载体PIN蛋白调控其从基部到顶部以及顶部到基部的循环流动,从而建立了生长素在根尖的浓度梯度分布。这种宏观的激素信号在组织中的流动已研究的较为透彻,然而激素信号如何从一个细胞传递到邻近细胞,相关机制并不清楚。胞间连丝plasmodesmata, PD贯穿两个相邻的植物细胞的细胞壁,并连接两个细胞的细胞质。胞间连丝的存在使细胞与邻近细胞之间保持了生理上的有机联系,有利于细胞间的物质交换,是植物物质运输、信息传导的特有结构。我们以拟南芥的胞间连丝作为研究对象,探讨植物细胞间的激素信号传递的机理。

  

2)经济作物大豆研究生长素调控结瘤固氮机制

豆科植物根系能够与土壤中的固氮根瘤菌形成互利互惠的共生关系,形成新的根器官-根瘤。结瘤内的固氮根瘤菌能将空气中的N2转化成可供植物吸收的铵态氮,从而减少对土壤氮肥的需求。这种利用植物天然的固氮机制是一种低能耗、无污染的植物氮素供应形式,能减少化学氮肥的使用量,改善土壤肥力,收到节能增效、绿色环保的效果。因此,充分挖掘豆科植物与根瘤菌共生固氮的优势,进一步提高结瘤和固氮效率对于减少农业不合理投入,保障农产品质量安全,促进农业可持续发展,以及对“化肥零增长”、“减肥增效”等政策的执行均具有重要意义。结瘤固氮一直是国内外研究的热点,然而生长素如何调控结瘤固氮,机制方面还未被阐明。我们希望通过深入研究生长素信号途径以及生长素浓度梯度变化促进大豆结瘤和提高固氮效率的机制,达到通过基因工程改良促进大豆结瘤从而提高大豆产量和品质。同时我们也希望生长素及其信号途径对大豆结瘤和固氮效率的研究成果应用于大豆分子辅助育种和基因工程改良,为大豆理想株型形成、品质和产量提高提供理论指导。

  

3)园艺作物草莓茎生根形成的机制

草莓在繁殖过程中有一种独特的繁殖方式——匍匐茎繁殖。利用匍匐茎繁殖产生的幼苗既保持了原有品种的品质和特性,且幼苗的生命力强,结实率高,是草莓繁殖的主要方式之一。草莓早期营养生长时需要大量的匍匐茎苗发生,促进座果率;然而进入生殖生长之后,匍匐茎苗在一定程度上掠夺了母株的营养,抑制了已经成熟的草莓果实的品质,因而需要被大量去除。我们希望通过研究草莓匍匐茎形成的机理达到合理调控匍匐茎苗生长的目的,从而获得高品质的草莓

 

发表论文:

1)Chen X, Wu S, Liu Z, Friml J. (2016). Environmental and Endogenous Control of Cortical Microtubule Orientation. Trends Cell Biol. 26:409-419.
2)Chen X, Grandont L, Li H, Hauschild R, Paque S, Abuzeineh A, Rakusová H, Benkova E, Perrot-Rechenmann C, Friml J. (2014). Inhibition of cell expansion by rapid ABP1-mediated auxin effect on microtubules. Nature 516, 90-93.
3)Chen X, Friml J. (2014). Rho-GTPase-regulated vesicle trafficking in plant cell polarity. Biochem. Soc. Trans. 42, 212-218. 
4)Chen X,Naramoto S, Robert S, Tejos R, Löfke C, Lin D, Yang Z, Friml J. (2012). ABP1 and ROP6 GTPase signaling regulate clathrin-mediated endocytosis in Arabidopsis roots. Curr. Biol. 22,1326-1232. 
5)Chen X,Irani NG, Friml J. (2011). Clathrin-mediated endocytosis: the gateway into plant cells. Curr. Opin. Plant Biol. 14, 674-682.
6)Chen X*,Lin WH*, Wang Y, Luan S, and Xue HW. (2008). An inositol polyphosphate 5-phosphatase functions in PHOTOTROPIN1 signaling in Arabidopis by altering cytosolic Ca2+. Plant Cell 20, 353-366.
7)Chu YJ,Chen X, Xue HW. (2016). Ins(1,4,5)P3 Suppresses Protein Degradation in Plant Vacuoles by Regulating SNX-Mediated Protein Sorting. Mol. Plant 9:1440-1443. 
8)Grones P,Chen X,Simon S, Kaufmann WA, De Rycke R, Nodzyński T, Zažímalová E, Friml J. (2015). Auxin-binding pocket of ABP1 is crucial for its gain-of-function cellular and developmental roles. J. Exp. Bot. 66, 5055-5065. 
9)Sassi M, Ali O, Boudon F, Cloarec G, Abad U, Cellier C,Chen X, Gilles B, Milani P, Friml J, Vernoux T, Godin C, Hamant O, Traas J. (2014). An Auxin-Mediated Shift toward Growth Isotropy Promotes Organ Formation at the Shoot Meristem in Arabidopsis. Curr. Biol. 24, 2335-2342.
10)Xu T, Dai N, Chen J, Nagawa S, Cao M, Li H, Zhou Z,Chen X, De Rycke R, Rakusová H, Wang W, Jones AM, Friml J, Patterson SE, Bleecker AB, Yang Z. (2014). Cell surface ABP1-TMK auxin-sensing complex activates ROP GTPase signaling. Science 343,1025-1028. 
11)Lin D, Nagawa S, Chen J, Cao L,Chen X,Xu T, Li H, Dhonukshe P, Yamamuro C, Friml J, Sc
heres B, Fu Y, Yang Z. (2012). A ROP GTPase-dependent auxin signaling pathway regulates the subcellular distribution of PIN2 in Arabidopsis roots. Curr. Biol. 22, 1319-1325. 
12)Ding Z, Wang B, Moreno I, Dupláková N, Simon S, Carraro N, Reemmer J, Pěnčík A,Chen X, Tejos R, Skůpa P, Pollmann S, Mravec J, Petrášek J, Zažímalová E, Honys D, Rolčík J, Murphy A, Orellana A, Geisler M, Friml J. (2012). ER-localized auxin transporter PIN8 regulates auxin homeostasis and male gametophyte development in Arabidopsis. Nat. Commun. 3, 941.

13)Zhang J, Vanneste S, Brewer PB, Michniewicz M, Grones P, Kleine-Vehn J, Löfke C, Teichmann T, Bielach A, Cannoot B, Hoyerová K,Chen X, Xue HW, Benková E, Zažímalová E, Friml J. (2011). Inositol trisphosphate-induced Ca2+ signaling modulates auxin transport and PIN polarity. Dev. Cell 20, 855-866.

14)Xue H,Chen X, and Mei Y. (2009). Function and Regulation of Phospholipid Signaling in Plants. Biochem. J. 421, 145-156.

15)Wang Y, Lin WH,Chen X, and Xue HW. (2009). The role of Arabidopsis 5PTase13 in root gravitropism through modulation of vesicle trafficking. Cell Res. 19, 1191-1204.

16)Xue H,Chen X, and Li G. (2007). Involvement of phospholipid signaling in plant growth and hormone effects. Curr. Opin. Plant Biol. 10, 483-489.


实验室成员:

黄定全讲师

丽红(讲师

贾宁讲师

刘秋林科研助理

陈子宸科研助理

柯美玉2015级硕士在读研究生

孙延彪2016级硕士在读研究生

王德岩2016级硕士在读研究生

邱育婷(2016级硕士在读研究生


 

 

 

 

 

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