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个人信息

博士生导师
研究员

2019年获得“国家杰出青年基金”


Email: yrwu@sibs.ac.cn
个人网页: http://sippe.ac.cn/wyr

研究方向

玉米胚乳发育与遗传改良研究

巫永睿

个人简介

1977年2月出生,四川成都人,博士,中科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。主要研究方向是玉米籽粒发育的生化遗传学、表观遗传学和玉米种子遗传改良。
受教育经历:
2000/09~2005/07,中科院上海生命科学研究院生化与细胞研究所,生化与分子生物学博士。作为博士研究生参加了国际水稻粳稻(Oryza sativa ssp japonica)基因组测序计划(International Rice Genome Sequencing Project,IRGSP)第四号染色体的精确测序任务。
1996/09~2000/07, 兰州大学 生物系基地班 生物学本科。
工作经历:
2013/04~至今,中国院上海植物生理生态研究所课题组长,研究员。
2007/04~2013/04, 美国Rutgers University(新泽西州立大学) Waksman 研究所博士后;
2005/07~2007/04, 植生所工作,并到浙江省湖州市科技局担任挂职副局长。主要工作是参与筹建中科院湖州中心和中科院上海生命科学研究院湖州工业微生物中心;与上海分院协调,安排湖州企业和中科院各所进行项目对接。

研究工作

玉米种子主要由胚和胚乳构成,分别占干重的10%和90%,因此胚乳的正常发育是决定玉米产量和品质的关键因素。本实验室的研究工作包括:1、玉米胚乳发育的基因表达调控网络解析;2、优质蛋白玉米(Quality Protein Maize, QPM)胚乳修饰机理研究;3、玉米籽粒重要突变体的基因克隆和功能研究。

主要成果

1. 玉米胚乳成熟期重要转录因子网络调控研究
胚乳是禾本科作物主要的营养储存器官。玉米具有丰富的各种胚乳突变体和深厚的遗传学研究基础,所以它是研究禾本科作物胚乳发育的最佳模型。玉米授粉8天后胚乳发育进入晚期阶段,特征是细胞停止分裂、大量核内复制和细胞快速积累储存物质。玉米胚乳主要储存蛋白是醇溶蛋白,称作zein。Zein基因家族根据氨基酸序列同源性可分为四个亚类,即α(19-和22-kDa)、γ(50-、27-和16-kDa)、β(15-kDa)和δ(18-和10-kDa)。Zein基因家族转录有三个显著的特征:1、组织特异性非常强;2、表达时间非常准确;3、转录水平非常高。Zein基因家族只在玉米授粉10天后的胚乳中开始特异表达,zein蛋白积累较转录稍有滞后,从12天开始各亚家族合成逐渐增加,直到种子完全成熟。在没有经过均一化的玉米胚乳cDNA库中,zeincDNA序列占总序列的50%,其中来源于α-zein和γ-zein的序列分别占30%和15%。因此,zein基因家族启动子可能是玉米胚乳中所有表达基因的启动子中最强的。因为如此,zein基因家族启动子常常被用做转基因启动子,来研究玉米种子发育和籽粒品质改良。O2和PBF分别属于bZIP和Dof转录因子家族成员,是禾本科作物中功能很保守的两个储存蛋白转录因子,在玉米授粉10天后开始和醇溶蛋白家族同步表达。它们分别和共同调控部分醇溶蛋白亚家族。O2主要调控22-kDa α-zein和15-kDa β-zein表达;PBF主要调控27-kD γ-zein和22-kDa α-zein表达;此外,还广泛调控胚乳其它基因表达。但是在储存蛋白表达和胚乳发育中与O2和PBF相关的其他转录因子的功能正在积极研究中。
2. 玉米胚乳蛋白质组平衡和优质蛋白玉米胚乳修饰机理研究
优质蛋白玉米是利用o2软质胚乳突变体为高赖氨酸供体,通过积累o2修饰因子恢复硬质胚乳表型的高营养玉米。o2突变体中,几乎不含赖氨酸的主要储存蛋白α-zein表达急剧下降,而赖氨酸含量平衡的非zein蛋白合成上升,这样既使胚乳总蛋白水平保持不变又使籽粒赖氨酸水平大幅度提高;现在通过RNAi干扰α-zein表达,赖氨酸水平甚至可以超过o2突变体,而且优质蛋白玉米修饰因子同样可以恢复RNAi引起的软质胚乳表型。优质蛋白玉米虽然已经产业化,但是大面积推广还面临挑战,主要原因是优质蛋白玉米胚乳修饰机理复杂,新品种育种缓慢。目前比较清楚的是γ-zein表达对修饰因子的修饰作用很关键。本项目重点研究两个问题:1、解析玉米胚乳蛋白质组平衡机制及在玉米籽粒基因工程中的意义;2、研究优质蛋白玉米胚乳转录组变化和特异表达上调基因在胚乳修饰中的功能;通过EMS诱导修饰因子和它们的互作因子突变体来推动修饰机理研究。

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