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个人信息

博士生导师
研究员

Email: wangpeng@sippe.ac.cn
个人网页: https://pengwanglab.com

研究方向

植物光合机构塑造与运转的调控

王鹏

个人简介

1995-1999,河北大学生命科学学院,学士
1999-2001,河北省农林科学院,研究助理
2001-2007,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
2007-2008,获英国皇家学会学者基金资助于牛津大学进行访问研究
2009-2015,于英国牛津大学及国际水稻研究所进行博士后合作研究
2015-2018,于英国牛津大学植物科学系进行博士后研究
2018.09-至今,中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所,课题组长、研究员

研究工作

光合作用是植物的一种典型的受精细调控的复杂性状。作为重要的植物生命活动,光合作用的改造在未来作物改良理论与实践中具有巨大潜力。光的感知、信号传导、基因表达调控、细胞生化反应及光合产物运输等过程形成复杂网络,并通过关键转录因子连结着植物激素以及其它环境响应机制。C4途径是一种光诱导而运行的高效率光合作用。C4叶片具有特殊的“花环状结构”,通过叶绿体超微结构分化,物质和能量代谢区域化,形成CO2浓缩机制,提高光合效率。光/激素信号、叶绿体信号、细胞/组织的发育及其光合属性之间存在着立体调控关系,其中的探索空间非常广阔,而C4途径可作为交叉学科研究与应用的开放平台。

实验室面向禾本科作物,以C4光合途径为模式,对叶片和叶绿体发育、光合机构运转、光与激素信号传导等相关途径在基因和蛋白调控网络层面进行系统全面的研究;进而通过多基因叠加、基因组编辑、转录因子复合体及启动子改造、叶绿体工程等技术,有望逐步实现更加精确的高光效作物分子改良。

我们的工作集中在以下几个层次:
(1) 禾本科作物光合叶片和叶绿体的发育及分化
基于与双子叶模式植物的差异,通过运用水稻、玉米等相关突变体进行分子和细胞生物学等对比分析,发现禾本科光合叶片和叶绿体发育及分化的相关基因并验证其功能。

(2) C4光合作用关键结构建成与运转调控的解析与应用
综合运用叶片发育活性位点、光合活性细胞系等全新视角,通过基于组织及发育阶段特异性的转录组学和蛋白组学等分析,解析C4光合叶片特异性发育和叶绿体结构与生化多态性的调控机理,进而对水稻等作物进行遗传工程改造以期提高光合作用及环境适应能力。

(3) 光合作用及其环境适应的基因和蛋白调控网络
系统研究光响应调控因子、植物激素、叶绿体信号、环境因素及光合作用调控成分间的相互作用网络。运用正向和反向遗传学、系统生物学、高通量蛋白分析、新型DNA测序技术等,研究转录因子相互作用、结合位点及其修饰;通过多种途径挖掘光合相关主效调控成分,并通过遗传工程实施应用。

主要成果

    1. Wang P, Khoshravesh R, Karki S, Tapia R, Balahadia CP, Bandyopadhyay A, Quick WP, Furbank R, Sage TL, Langdale JA (2017) Re-creation of a Key Step in the Evolutionary Switch from C3 to C4 Leaf Anatomy. Current Biology 27: 3278–3287

    2. Wang P, Hendron RW, Kelly S (2017) Transcriptional control of photosynthetic capacity: conservation and divergence from Arabidopsis to rice. New Phytologist 216: 32–45

    3. Wang P, Karki S, Biswal AK, Lin HC, Dionora MJ, Rizal G, Yin X, Schuler ML, Hughes T, Fouracre JP, Jamous BA, Sedelnikova O, Lo SF, Bandyopadhyay A, Yu SM, Kelly S, Quick WP, Langdale JA (2017) Candidate regulators of Early Leaf Development in Maize Perturb Hormone Signalling and Secondary Cell Wall Formation When Constitutively Expressed in Rice. Scientific Reports doi: 10.1038/s41598-017-04361-w.

    4. Wang P*, Vlad D & Langdale JA (2016) Finding the genes to build C4 rice. Current Opinion in Plant Biology 31: 44–50

    5. Wang P, Kelly S, Fouracre JP & Langdale JA (2013) Genome-wide transcript analysis of early maize leaf development reveals gene cohorts associated with the differentiation of C4 Kranz anatomy. Plant Journal 75: 656–670

    6. Wang P, Fouracre J, Kelly S, Karki S, Gowik U, Aubry S, Shaw MK, Westhoff P, Slamet-Loedin IH, Quick WP, Hibberd JM & Langdale JA (2013) Evolution of GOLDEN2-LIKE gene function in C3 and C4 plants. Planta 273: 481–495

    7. Chen J, Wang P, Mi HL, Chen GY & Xu DQ (2010) Reversible association of ribulose-1, 5-bisphosphate carboxylase/oxygenase activase with the thylakoid membrane depends upon the ATP level and pH in rice without heat stress. J Exp Bot. 61(11): 2939–2950

    8. Waters MT, Wang P, Korkaric M, Capper RG, Saunders NJ & Langdale JA (2009) GLK transcription factors co-ordinate expression of the photosynthetic apparatus in Arabidopsis. Plant Cell 21: 1109–1128

    9. Wang P, Shen YG & Mi H (2007) The progress in research on the reduced nicotinamide adenine di(tri)nucleotide phosophate [NAD(P)H] dehydrogenase complex and chlororespiration. Journal of Plant Physiology and Molecular Biology 33(2): 91–100 (in Chinese)

    10. Wang P, Duan W, Takabayashi A, Endo T, Shikanai T, Ye JY & Mi H (2006) Chloroplastic NAD(P)H dehydrogenase in tobacco leaves functions in alleviation of oxidative damage caused by temperature stress. Plant Physiology 141: 465–474

    11. Wang P, Ye JY, Shen YG & Mi H (2006) The role of chloroplast NAD(P)H dehydrogenase in protection of tobacco plant against heat stress. Science in China Series C: Life Sciences 49(4): 311–321

    12. Wang P, Ye JY, Mi H (2005) Determination of NADP in tobacco leaves under photosynthetic conditions. Plant Physiology Communications 41: 649–651 (in Chinese)
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