1.團(tuán)隊(duì)負(fù)責(zé)人：
團(tuán)隊(duì)成員：
3．研究方向：
方向一：植物環(huán)境適應(yīng)背后的分子機(jī)制
研究?jī)?nèi)容：30多年來(lái)，我們對(duì)植物細(xì)胞的觀察發(fā)現(xiàn)了兩個(gè)有趣的現(xiàn)象：第一是植物線粒體基因組的低拷貝性，即細(xì)胞中大多數(shù)線粒體不攜帶DNA，平均十個(gè)線粒體共享一套基因組信息；第二是被子植物在系統(tǒng)演化中出現(xiàn)了較高比例的質(zhì)體基因組父系傳遞。有趣的是這兩個(gè)現(xiàn)象的背后分別隱含著線粒體和質(zhì)體基因組與細(xì)胞核基因組之間的大面積核質(zhì)沖突。植物依靠上述兩個(gè)現(xiàn)象克服了獨(dú)特的核質(zhì)沖突而演化至今。動(dòng)物中未見(jiàn)上面的現(xiàn)象和相應(yīng)的核質(zhì)沖突，說(shuō)明植物細(xì)胞在陸生生長(zhǎng)過(guò)程中經(jīng)歷的逆境脅迫遠(yuǎn)強(qiáng)于動(dòng)物細(xì)胞，致使其線粒體和質(zhì)體基因組發(fā)生了更多的遺傳變異，從而與細(xì)胞核的共進(jìn)化更為復(fù)雜。本實(shí)驗(yàn)室后續(xù)將針對(duì)上面兩個(gè)現(xiàn)象背后的分子機(jī)制進(jìn)行深入的研究。
方向二：藥用特色植物的生物合成調(diào)控與種質(zhì)創(chuàng)新
云南是我國(guó)生物多樣性最豐富的地區(qū)之一，擁有大量珍稀藥用植物，如三七、天麻、重樓、蒲公英等，其活性成分（如皂苷、生物堿、黃酮、天麻素等）在醫(yī)藥和保健品領(lǐng)域具有重要價(jià)值。研究這些藥用植物的生物合成與調(diào)控機(jī)制，解析關(guān)鍵代謝通路及調(diào)控網(wǎng)絡(luò)，有助于通過(guò)基因工程手段提高目標(biāo)成分產(chǎn)量。同時(shí)，結(jié)合種質(zhì)創(chuàng)新技術(shù)，可培育優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)、抗逆的新種質(zhì)資源。此外，云南高原環(huán)境下的逆境脅迫（如干旱、低溫）顯著影響藥用植物的次生代謝，研究其響應(yīng)機(jī)制可為抗逆品種選育提供理論依據(jù)。未來(lái)研究方向聚焦：① 藥用植物合成生物學(xué)與異源表達(dá)體系的構(gòu)建；② 多組學(xué)整合分析挖掘關(guān)鍵功能基因；③ CRISPR/Cas9等基因編輯技術(shù)定向改良藥用性狀；④ 逆境脅迫與藥用成分合成的互作機(jī)制。該研究對(duì)云南特色藥用植物的資源保護(hù)與可持續(xù)利用具有重要意義。
方向三：植物發(fā)育的分子機(jī)制
新性狀和(新)適應(yīng)性的進(jìn)化是生物表型多樣化形成的關(guān)鍵，也是生物從簡(jiǎn)單到復(fù)雜進(jìn)化的基礎(chǔ)。花作為被子植物的一個(gè)關(guān)鍵創(chuàng)新性狀，在被子植物的多樣化形成和維持過(guò)程中有重要作用。花和被子植物的起源以及快速演化問(wèn)題也被達(dá)爾文稱為“惱人之謎”。在前期研究中，我們發(fā)現(xiàn)植物從簡(jiǎn)單到復(fù)雜，從水生到陸生過(guò)程中，一些代謝途徑（例如MEP和MVA途徑）的逐漸形成和多樣化可能在植物的水陸轉(zhuǎn)化過(guò)程中有重要作用。例如，MEP途徑中間代謝物MEcPP 介導(dǎo)的葉綠體逆行信號(hào)參與了早期陸生植物小立碗蘚對(duì)熱脅迫的耐受性和生長(zhǎng)調(diào)控（圖1A, B）。
花器官這一結(jié)構(gòu)的出現(xiàn)，從進(jìn)化角度看是典型的性狀創(chuàng)新，闡明花器官結(jié)構(gòu)多樣性形成的機(jī)制對(duì)于理解被子植物和花多樣性的演化至關(guān)重要。在花器官中，由萼片或花瓣形成的距也在植物的多樣化和適應(yīng)性中發(fā)揮重要作用(圖1C)，大彗星蘭擁有的長(zhǎng)距和非洲長(zhǎng)喙天蛾長(zhǎng)長(zhǎng)的喙便是這種協(xié)同進(jìn)化和相互適應(yīng)的經(jīng)典案例。有些植物擁有一個(gè)距（例如，大彗星蘭和鳳仙花等），有些植物擁有多個(gè)距（例如，耬斗菜），但距是如何進(jìn)化出來(lái)的？控制它的身份和數(shù)目決定的基因是什么仍然不是很清楚？在前期我們?cè)邙P仙花中獲得了一些單距、雙距和三距的植物材料，所以，我們將用這些材料來(lái)解析鳳仙花中距的身份和數(shù)量決定的科學(xué)問(wèn)題（圖1D）。本方向?qū)⒁栽缙陉懮参镄×⑼胩\和地錢(qián)以及西南地區(qū)特色植物作為實(shí)驗(yàn)體系，從分子生物學(xué)角度探究植物（新）性狀或適應(yīng)性的產(chǎn)生機(jī)制及進(jìn)化范式，從而進(jìn)行特色植物/作物的性狀改良和智能植物設(shè)計(jì)。
圖1植物的進(jìn)化發(fā)育（圖C改自Li等人的文章）
4.團(tuán)隊(duì)成果：
（1）承擔(dān)項(xiàng)目
國(guó)家磷資源開(kāi)發(fā)利用工程技術(shù)研究中心開(kāi)放基金，利用磷礦伴生鈣鎂礦物材料高效去除富營(yíng)養(yǎng)化水體中磷的研究
國(guó)家自科科學(xué)基金 ，基因工程改造蜜環(huán)菌提高天麻4-羥基苯甲醇和天麻素含量研究（31960071）
國(guó)家自然科學(xué)基金：S-亞硝基化介導(dǎo)SlMYB86調(diào)控番茄硝酸鹽脅迫抗性的分子機(jī)制（32260753）
國(guó)家自然科學(xué)基金：鳳仙花科滇水金鳳距發(fā)育的分子機(jī)制研究(32460059)
（2）發(fā)表論文專著
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Ma F, Qi H, Hu YF, Jiang QR, Zhang LG, Xue P, Yang FQ, Wang R, Ju Y, Uchida H, Zhang Q,Sodmergen (2018)The mitochondrial endonuclease M20 participates in the down-regulation of mitochondrial DNA in pollen cells.Plant Physiology178: 1537-1550.
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