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李伟强畅谈“逆境”创新的心路历程
发布时间:2021年07月09日 10:31    作者:

作物逆境生物学是我校在国内外有较大影响的特色创新研究高地,是支撑河南大学“双一流”建设的重要力量。该领域的青年学者围绕已经取得的创新成果有哪些心路历程呢?7月8日,总第43期、2021年第11期HU-BBS在生命科学学院B201学术报告厅成功举办。河南大学“攀登计划”特聘教授李伟强博士应邀主谈“独脚金内酯和烟素的交互作用及调控植物抗旱的机理”话题,来自棉花生物学国家重点实验室、省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室、纳米杂化材料应用技术国家地方联合工程研究中心等科研机构和生命科学学院、基础医学院、口腔医学院等专家学者40余人在线下会场参加研讨,腾讯会议面向校内外专家学者和硕博研究生同期进行。河南大学“攀登计划”特聘教授蔡应繁应邀担任主持人。

围绕主谈话题,李伟强教授从植物激素种类、独脚金内酯的发现历程及本课题组研究进展三个方面做了简洁学术报告。他表示,植物中存在很多植物激素,它们虽在植物体内含量低,但能有效调节(促进、抑制)植物的生长发育,并促进植物适应环境。其中独脚金内酯(Strigolactone,SL) 和烟素(Karrikin,KAR)是两类最新发现的重要植物激素,由于其独特的作用,备受研究者关注。早在1966年,Science期刊就报道了Cook et al.等人从棉花根的分泌物中首次鉴定出了独角金内酯的结果 。随后日本科学家秋山康纪(Kohki Akiyama)在2005年,发现了独脚金内酯促进的丛枝真菌菌丝伸长,进而促进共生机制的机制,丰富了其功能。2008年日本和欧洲的两个独立研究小组,从独脚金内酯抑制分枝的角度,确认了其作为植物激素的功能。后期一系列关于植物该激素影响植物生长发育,抗旱机制等研究屡见报道。而烟素是一种从植物燃烧产生的烟中纯化得到的一类能促进植物种子发芽的外源化合物,最早发现于季节性森林火灾的烟灰中,于2004年由Flematti et al等人发表于Science,并提出了烟素在植物抗逆过程中的作用机制。独脚金内酯和烟素信号通路分布在大部分植物中,它们具有很强的保守性,在实际应用中,独脚金内酯类似物因其合成困难,导致在实际农业应用中受阻。

随后,李伟强教授向在座的专家学者精彩展示了其课题组近几年的研究成果。课题组致力于独脚金内酯和烟素对植物抗旱研究,发现独脚金和烟素受体突变体(d14和kai2)具有更强的干旱敏感性,暗示这两种植物激素在植物适应干旱中起积极的调节作用。进一步研究发现,这两种植物激素信号能与ABA信号互作,从而让植物更好的适应干旱,并提出了独脚金内酯在植物抗旱过程中作用机制。那么,d14和kai2在植物适应干旱中的作用是什么?它们是协同作用还是相加作用?d14和kai2哪个更重要?带着问题,在座的专家学者跟随李教授的思路寻求答案。通过对比实验,发现d14和kai2具有协同增效作用,d14和Kkai2协同促进角质层的形成、蒸腾作用和ABA响应,其中kai2对耐旱性的贡献强于d14。为便于理解,他用一张简洁明了的示意图,给出了烟素在植物抗旱过程中作用机制。

李伟强教授的学术研究追踪相关学科的当前国际前沿热点问题,报告内容详实,讲解条清缕析、循循善诱,激发了广大专家的浓厚兴趣。生命科学学院魏建设教授、张表博士、王来博士,棉花生物学国家重点实验室的蔡应繁教授、李结平博士,基础医学院杜耀武教授、王泽坤教授,化学化工学院陈丹云教授等饶有兴趣地与李伟强教授进行了深入的讨论,现场气氛热烈。口腔医学院翟远坤博士深有感触地说,通过李伟强博士深入浅出的讲解,了解了独脚金内酯和烟素调节植物抗旱的原理,该研究领域虽然与医学研究距离较远,但研究思路对于抗癌研究有很好的启发和借鉴意义,比如药物化疗会引起癌细胞抗药性的问题,是否与某些关键基因直接相关呢?很值得沿着这个思路开展深入研究。

据悉,李伟强教授所在的省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室经过28年的研究积淀,于2019年11月5日经科技部批准建设。实验室面向国家现代农业发展的战略需求和植物科学发展的国际前沿,聚焦生物与农业重大科学问题,以提高小麦、玉米、大豆、油菜等重要农作物的抗逆性能、品质和产量为目标,建立和发展先进技术平台支撑体系,开展作物抗逆分子机制和作物分子遗传改良等重大创新性基础和应用基础研究工作,为国家和区域粮食安全、生态安全和水土资源有效利用提供重要支撑。系列研究工作发表在Nature,Cell,Nature Communications,The Plant Cell、Plant Physiology等国际知名的学术刊物上,其中Plant Physiology(2001,126:1438)论文单篇SCI他引400余篇次,为国内植物生物学界被引频次较高的一项工作。“提高植物水分利用效率的气孔调节机制研究”研究理论得到了国际同行的广泛认同,极大地提升了实验室在国际植物生物学界的影响力,先后获得2007年度国家教育部自然科学一等奖,2012年度国家自然科学二等奖。“生物节水的遗传学基础与技术”团队2009年入选教育部“长江学者和创新团队发展计划”创新团队。目前,作物逆境生物学已成为国际上具有重要影响的植物生物学研究区域之一。

李伟强,博士,河南大学“攀登计划”特聘教授。硕士导师。2000-2005年在中国科学院石家庄农业现代化研究所任助理研究员。2005-2009年获得日本鸟取大学农学博士学位。2009年至今,先后在日本理化学研究所、东京大学和日本国立生物资源研究所工作。主要研究方向:植物激素(细胞分裂素、独脚金内酯、Karrikin)信号转导对植物抗旱的分子、生理、生化机理研究。在Trends in Plant Science、Plant Journal、Plos Genetic等杂志发表学术论文或评述40余篇。Email: weiqiangli@henu.edu.cn.


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