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  • 朱玉賢

    朱玉賢, 男,1955年12月出生,浙江省杭州市富陽區人,植物生理學家,中科院院士,現任武漢大學高等研究院院長。主要從事植物分子生物學、基因調控、基因工程疫苗研究。兼任中國植物學會常務理事兼任植物分子生物學專業委員會主任,中國生物工程學會理事,北京生物化學與分子生物學會副理事長,《植物學報》、《遺傳學報》副主編,《分子植物育種》執行主編,植物分子遺傳國家重點實驗室、農業基因組學國家重點實驗室學術委員會委員,科技部863高技術計劃生物與現代農業領域專家委員會委員,農業部國家轉基因生物安全委員會委員。主持多項國家級重大科研項目,并著有全國通用教材《現代分子生物學》和《分子生物學實驗技術》,譯有《PCR傳奇》和《細胞的起源》等。2013年當選發展中國家科學院院士。

    編輯摘要

    基本信息 編輯信息模塊

    中文名: 朱玉賢 出生日期: 1955年12月
    性別: 出生地: 浙江省富陽市
    民族: 漢族 國籍: 中國
    職業: 植物生理學家 畢業院校: 浙江農業大學
    代表作品: 《現代分子生物學》
    公车上被猛烈的进出

    目錄

    個人年表/朱玉賢 編輯

    北大110年校慶 胡主席來訪生科院 北大110年校慶 胡主席來訪生科院

    1955年12月出生于浙江省富陽市。

    1973年,畢業于浙江省富陽中學,正值文革,參軍入伍。

    1977年參加高考,考入浙江農業大學,1982年7月,畢業于浙江農業大學。

    1989年12月在美國康奈爾大學植物科學系獲得博士學位。并去華盛頓大學生物系攻讀博士后。

    1991年6月,回國后一直在北京大學生命科學學院工作,主要從事植物基因克隆和表達研究。

    1994年,任北京大學生命科學學院教授。

    2001年當選長江學者。

    2011年12月,當選中國科學院院士。  

    2013年當選發展中國家科學院院士。

    2014年4月4日,正式加盟武漢大學,受聘為武漢大學高等研究院院長。  

    陜西師范大學雙聘院士  

    研究領域/朱玉賢 編輯

    主要通過研究陸地棉花纖維發育早期的功能基因組、轉錄組學及雷蒙德氏棉、亞洲棉功能基因組,探索纖維突起、伸長的分子機制及調控規律。通過大規模轉錄組學分析法,獲得大量纖維突起或伸長階段特異性表達基因(重點是棉花轉錄因子基因家族成員以及激素受體基因),探索棉花基因功能鑒定的新方法。用RT-PCR等基因表達分析方法研究已克隆的基因在棉花發育過程中的器官、組織及發育時期等時空表達特性,推測這些基因在棉纖維發育過程中的作用。分離鑒定植物激素信號途徑對棉纖維發育起重要調控作用編碼關鍵轉錄因子的基因,闡明植物激素對纖維發育的關鍵作用。
      以雷蒙德氏棉(Gossypium raimondii)的基因組為參考序列,我們將目前NCBI數據庫中存在的297239條陸地棉(Gossypium hirsutum)表達序列標簽(EST)進行了重新組裝和分析,得到了49125條單基因簇(UniGenes)。這些單基因簇的平均長度達到了1019堿基對,顯著超過之前組裝的804和791堿基對。其中,長度超過3千堿基對的單基因簇的數目從30條左右增加到1223條。我們的結果說明,雷蒙德氏棉基因組的參考序列對四倍體棉花轉錄組的組裝起到非常大的推動作用。轉錄組分析分析顯示,四倍體棉花里來自A和D亞基因組的基因在轉錄模式上有顯著差異。在四倍體轉錄組中,29547個單基因簇可能來自于D亞基因組的貢獻,而另外19578個單基因簇可能是A亞基因組轉錄出來的。最后,大規模數據分析得到的一些棉纖維發育關鍵基因在轉錄水平的差異可被RT-PCR實驗證實。
      通過高通量測序方法獲得了8.5G堿基對高質量、無污染的轉錄組測序數據,將約85%的測序數據貼回參考基因組序列上,共鑒定了超過15萬個剪切結點,在10197個基因中發現了16437個可變剪切事件。結果顯示,平均每四個棉花基因,就有一個存在可變剪切現象,說明可變剪切在棉花基因組中是一種廣泛存在的現象。在這些可變剪切事件當中,“內含子保留”類型占最多的比例(40%),而“跳過外顯子”類型是最少的。我們選取11個不同的真合生物進行橫向比較,證實“內含子保留”類型在高等植物中所占的比例是最高的,但是在脊椎動物當中“跳過外顯子”的比例最高,“內含子保留”反而最少。為了解釋這巨大差異的來源,我們進一步對棉花發生“內含子保留”的基因進行分析,結果發現盡管轉座因子的插入在棉花所有內含子中所占比例只有2.9%,但是在保留的內含子中比例竟高達43%,這暗示了轉座因子的插入可能與內含子的選擇性保留有關。大量的數據分析顯示,插入到保留內含子中的轉座因子并不是隨機分布的,而是富集在3’剪切位點上游0-40個堿基的區段上,從而影響了該段序列的RNA二級結構的柔性并導致分支位點偏離最佳位置,在內含子剪切的過程中不能發揮正常的作用,最終導致內含子的保留。我們的結果暗示,轉座因子插入所介導的分支位點的分布改變對于內含子保留類型的可變剪切有重要作用,該發現有助于解釋植物和動物之間存在的內含子保留差異。
      實驗室前期從Salk種子庫中得到一個與乳腺癌同源基因的突變體row1-3,該突變體根部表型劇烈。其根部極其短小不能正常發育,成熟區細胞不能正常分化與伸長,QC及向地性完全丟失,同時其根尖不含淀粉粒,結構模糊不具有典型的根端分生組織結構,表明其也不能進行正常的分化。通過對其表型分析結合PCR與GFP定位技術,我們找到了ROW1基因缺失后可能造成以上劇烈表型的原因,即WOX5過量表達造成的。通過遺傳學實驗方法,對該突變體中的WOX5完全敲除或者部分敲除可以回復或者部分回復該突變的表型,在row-3/wox5-1雙突變體中,其跟的伸長和向地性恢復,同時其根端分生組織可以正常風化產生含淀粉粒的小柱細胞。進而證明了ROW1是WOX5的負調控因子,通過抑制WOX5的表達來限定該基因只在QC細胞中表達。 

    研究成果/朱玉賢 編輯

    1. 克隆得到與豌豆短日不衰老性狀相連鎖并赤霉素誘導表達的PPF-1基因。

    將PPF1基因與報告基因GFP連接后用基因槍轟擊法導入洋蔥根尖表皮細胞后發現,綠色熒光標記大量集中在細胞膜上。永久性轉化擬南芥后發現,綠色熒光標記集中于葉綠體膜上。把該基因連接到35S啟動子后面并分別按正向或反向模式導入擬南芥基因組中發現,正向表達PPF1基因,能明顯延緩轉基因擬南芥的開花和生長發育進程,推遲其衰老。反向表達該基因,使擬南芥中原有的同源基因失活,則明顯提早轉基因植物的開花期,加速植株衰老。將PPF1基因連接到動物基因啟動子下游并導入到本身無內鈣電流的癌細胞系中,證實轉化的細胞系擁有強大的內向鈣電流,表明PPF1基因可能編碼了是植物體內的鈣離子通道蛋白。正在對不衰老細胞特異性表達的cDNA進行體內定位雜交和體外表達研究,揭示其光周期特性、表達調控規律以及與細胞衰老的關系。

    2. 棉花纖維發育早期特異性表達基因的大規模分離與克隆。

    以陸地棉徐州142和無長絨無短絨突變體(fuzless-lintless, fl)為實驗材料,通過大規模分離、鑒定和研究棉花纖維伸長期相關基因,尋找用于遺傳工程改良棉纖維的靶基因。選用開花后10天(10DPA, 10 days post anthesis)、棉花纖維伸長速度最快的陸地棉纖維與fl突變體胚珠作為起始材料,用PCR-Select cDNA Subtraction方法獲得了纖維特異的cDNA減法庫,分離到172個纖維特異或高表達的基因,為闡明棉花纖維發育的分子機制奠定了良好的基礎。

    3.牛結核桿菌多價核酸疫苗的研制與應用。

    克隆了 MPT-64、Ag85B、ESAT-6、MPT-63和MPT-83等分泌蛋白的結構基因全序列,制備了大量無內毒素的重組表達載體pJW4303 DNA,篩選出了兩組結核桿菌DNA三價苗組合,對模型動物鼠的保護效率達到100%,最好的組合減菌量達到BCG陽性對照組的80-100倍,是陰性對照組的3萬倍左右。首次用選出的兩組三價聯苗進行了本動物牛的免疫和攻毒實驗,剖解結果表明牛結核桿菌多價DNA疫苗對本動物牛的保護率達到75-80%,而陰性對照組保護效率為0,BCG陽性對照組的保護率為20%。

    論文著作/朱玉賢 編輯

    主編《現代分子生物學》,出版發行超過30萬冊,已成為我國高等學校生物學專業本科生分子生物學主要教材。由于在乙烯信號通路上下游長期而系統性的研究,世界植物科學著名的綜述期刊“當代植物學觀點”邀請他撰寫論文,闡述他們對棉纖維這個特殊細胞的認知。該研究于2011年獲國家自然科學二等獎。

    已發表經同行評審的科研論文98篇,其中被SCI收錄85篇(通訊作者或第一作者的SCI論文66篇),包括3篇植物科學國際最前沿刊物“植物細胞”,1篇美國科學院院報,1篇“分子與細胞蛋白質組學”,2篇“當代植物學觀點”應邀綜述論文,總影響因子超過300,篇均影響因子相當于世界植物科學排名10%的刊物。 主要文獻

    1. Gong W, Sun YP, Ma LG, Pan Y, Du YL, Wang DH, Yang JY, Hu LD, Liu XF, Dong CX, Ma L, Chen YH, Yang XY, Gao Y, Zhu DM, Tan XL, Mu JY, Zhang DB, Liu YL, Dinesh-Kumar SP, LI Y, Wang XP, Gu HY, Qu LJ, Bai SN, Lu YT, Li JY, Zhao JD, Zuo JR, Huang H, Deng XW, and Zhu YX. (2004) Genome-wide ORFeome cloning and analysis of Arabidopsis transcription factor genes. Plant Physiol. 135:773-782.  

    2. Cai H, Tian X, Zhuang YH and Zhu YX. (2004) Combined DNA vaccines formulated in DDA enhance protective immunity against tuberculosis. DNA and Cell Biology. 23: 450-456.

    3. Feng JX, Ji SJ and Zhu YX. (2004) Analysis of five differentially expressed gene families in fast elongating cotton fiber. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 36: 51-56.

    4. Li J, Wang DY, Li Q, Xu YJ, Cui KM and Zhu YX. (2004) PPF1 inhibits programmed cell death in apical meristems of both G2 pea and transgenic Arabidopsis plants possibly by delaying cytosolic Ca2+ elevation. Cell Calcium. 35: 71-77.

    5. Ji SJ, Lu YC, Feng JX, Wei G, Li J, Shi YH, Fu Q, Liu D, Luo JC and Zhu YX. (2003) Isolation and Analyses of Genes Preferentially Expressed During Early Cotton Fiber Development by Subtractive PCR and cDNA Array. Nucleic Acids Res. 31: 2534-2543.

    6. Wang DY, Xu YJ, Li Q, Hao XM, Su YH, Sun FZ, Zhu YX. (2003) Transgenic expression of a putative calcium transporter affects the time of Arabidopsis flowering. The Plant Journal,33: 285-292.

    7. Ji SJ, Lu YC, Li J, Wei G, Liang XJ, Zhu YX. (2002) A b-tubulin-like cDNA expressed specically in elongating cotton fibers induces longitudinal growth of fission yeast. Biochemical and Biophysical Research Communications. 296: 1245-1250.

    8. Zhu YX, James M. Tepperman, Crag Fairchild and Peter H. Quail (2000) Phytochrome B binds with greater apparent affinity than phychrome A to the basic helix-loop-helix factor PIF 3 in a reaction requiring the PAS domin of PIF3. Proc. Natl. Acad. Sci. USA 97:

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