張勁松(中國科學院遺傳與發育研究所研究員)

張勁松：中國科學院遺傳與發育研究所研究員，博士生導師。國家傑出青年基金獲得者，主持或參與多項國家973，863，轉基因專項及自然科學基金項目。獲得基因發明專利20餘項，發表SCI論文60餘篇。

主要從事基因組生物學研究，研究方向為植物耐逆的分子機制及大豆功能基因組研究。

基本介紹

• 中文名：張勁松
• 國籍：中國
• 職業：研究員，博士生導師
• 畢業院校：北京大學
• 主要成就：國家傑青基金獲得者
• 研究領域：植物基因組學

個人經歷

1986年在北京大學生物系獲學士學位

1991年在北京大學生物系獲博士學位

1991－1994年，中科院遺傳所工作

1994－1997年，美國堪薩斯州立大學博士後研究

1998－2005年，中科院遺傳發育所副研究員

2006年，中科院遺傳發育所研究員

2009年獲得國家傑出青年基金資助

研究內容

研究方向

主要研究方向為乙烯信號轉導及大豆功能基因組研究。

具體內容

1．乙烯信號轉導與脅迫和農藝性狀調控

植物的生長發育和逆境脅迫反應受多種因素調控，乙烯就是其中之一。但乙烯對逆境脅迫反應的調控機制尚不清楚。近年來，隨著乙烯信號轉導途徑的進一步揭示，其在脅迫反應中的作用也逐漸得到研究。我們早期的研究發現，菸草的II類乙烯受體基因NTHK1和NTHK2均受鹽脅迫等多種逆境脅迫誘導。儘管乙烯受體都具有類似細菌的雙組分信號系統的組氨酸激酶結構域，但II類乙烯受體包括NTHK1和NTHK2主要具有Ser/Thr激酶活性。NTHK1過表達可使轉基因植物幼苗增大，轉基因幼苗對乙烯敏感性降低但對鹽脅迫的敏感性增加。而乙烯合成前體ACC可以抑制乙烯受體NTHK1過表達植物的鹽敏感特性。擬南芥乙烯信號轉導途徑的中心組分EIN2和下游轉錄因子EIN3/EIL1的突變都導致植物對鹽脅迫極其敏感。這些結果表明乙烯合成及信號轉導對於提高雙子葉模式植物的耐鹽性是有益的。進一步鑑定了受體互作蛋白，深入研究將可能揭示乙烯反應的反饋調控機制。

水稻是重要農作物，其生長周期中有大部分時間處於水飽和環境。乙烯對於水稻的適應性具有重要作用，但相關信號機制研究較少。我們的研究發現水稻II類受體OsETR2也具有Ser/Thr激酶活性，遺傳分析表明該受體基因可延遲水稻抽穗促進澱粉在莖中積累。由於水稻在幼苗結構、生長環境和乙烯反應表型等方面與擬南芥有很大不同，水稻乙烯信號轉導可能有新的機制。利用與擬南芥乙烯‘三重反應’不同的水稻乙烯‘二重’反應，即水稻黃化苗的根生長受乙烯抑制而地上部胚芽鞘的生長受到促進，我們篩選到了一系列水稻乙烯反應突變體mhz (mao hu zi)。通過圖位克隆等手段鑑定了相應MHZ基因。我們發現，MHZ7/OsEIN2和MHZ6/OsEIN3也是水稻的乙烯信號轉導組分，首次明確了水稻幼苗根和胚芽鞘的乙烯不敏感反應和過敏感反應的表型。進一步對新的乙烯信號轉導候選蛋白MHZ1、MHZ3和MHZ9的研究，對MHZ4/OsABA4、MHZ5和MHZ2與其它激素互作調控幼苗生長的分析，及對OsEIN2過表達株系抑制子的篩選鑑定，將揭示水稻乙烯信號轉導及調控農藝性狀的新組分和新機制。

2．大豆耐逆和油份調控基因研究

大豆是重要的蛋白和油料作物。儘管相關的代謝及合成途徑比較清楚，但相應的調控機制尚缺乏研究。我們致力於克隆相應的調節基因並研究其在調控大豆品質和脅迫反應中的功能。這些研究對於改善大豆品質及耐逆性具有重要的實際意義。通過對大豆不同器官及發育中的大豆籽粒進行轉錄組分析，鑑定了數十個種子特異表達且與油份積累同步的轉錄因子基因。深入研究發現大豆GmbZIP123可促進油份在轉基因擬南芥種子積累，這個作用是通過激活蔗糖轉運蛋白基因和細胞壁蔗糖轉化酶基因表達，從而促進糖分從葉片向種子的轉運來完成的。糖分為種子的脂肪酸合成提供了原料進而導致油份積累。也發現了另一個大豆GmMYB73基因可提高轉基因擬南芥和百脈根的葉片和種子的脂肪酸含量。同時該基因也提高大豆轉基因毛狀根的脂肪酸含量。GmMYB73可與GL3和EGL3互作抑制GL2表達，從而解除了GL2對PLDα1的抑制。PLDα1高表達促進磷脂醯膽鹼PC轉化為PA和DAG，TAG，使種子和葉片油份積累得到提高。我們的研究揭示了大豆油份積累的新機制，對於大豆品質改良具有重要意義。也鑑定了一系列脅迫應答的轉錄因子基因，研究了它們在植物耐逆中的作用。

大豆抗逆·信號通路

發表論文

Li ZG, Chen HW, Li QT, Tao JJ, Bian XH, Ma B, Zhang WK, Chen SY, Zhang JS (2015) Three SAUR proteins SAUR76, SAUR77 and SAUR78 promote plant growth in Arabidopsis.Sci. Rep. 5: 12477. doi: 10.1038/srep12477

Yang C, Ma B, He SJ, Xiong Q, Duan KX, Yin CC, Chen H, Lu X, Chen SY, Zhang JS (2015) MHZ6/OsEIL1 and OsEIL2 regulate ethylene response of roots and coleoptiles and negatively affect salt tolerance in rice.Plant Physiol. 2015 May 20. pii: pp.00353.2015.

Wang F, Chen HW, Li QT, Wei W, Li W, Zhang WK, Ma B, Bi YD, Lai YC, Liu XL, Man WQ, Zhang JS, Chen SY (2015) GmWRKY27 interacts with GmMYB174 to reduce expression of GmNAC29 for stress tolerance in soybean plants.Plant J. 2015 May 20. doi:10.1111/tpj.12879.

Tao JJ, Cao YR, Chen HW, Wei W, Li QT, Ma B, Zhang WK, Chen SY and Zhang JS (2015) Tobacco TCTP interacts with ethylene receptor NTHK1 and enhances plant growth through promotion of cell proliferation.Plant Physiol. pii: pp.00355.2015.

Yin CC, Ma B, Collinge DP, Pogson BJ, He SJ , Xiong Q , Duan KX, Chen H, Yang C, Lu X, Wang YQ , Zhang WK, Chu CC, Sun XH, Fang S, Chu JF, Lu TG, Chen SY, and Zhang JS (2015) Ethylene responses in rice roots and coleoptiles are differentially regulated by a carotenoid isomerase-mediated abscisic acid pathway.Plant Cell, 27(4):1061-1081.

Yang C, Lu X, Ma B, Chen SY, Zhang JS(2015) Ethylene signaling in rice and Arabidopsis: conserved and diverged aspects.Mol. Plant, 8(4):495-505.

Cao YR,Chen HW,Li ZG,Tao JJ,Ma B,Zhang WK,Chen SY*,Zhang JS* (2015) Tobacco ankyrin protein NEIP2 interacts with ethylene receptor NTHK1 and regulates plant growth and stress responses.Plant Cell Physiol. 56(4):803-818. http://pcp.oxfordjournals.org/cgi/content/abstract/pcv009?ijkey=Q0jKv1hTwamHNBn&keytype=ref

Wei W, Zhang YQ, Tao JJ, Chen HW, Li QT, Zhang WK, Ma B, Lin Q, Zhang JS*, Chen SY* (2015) The Alfin-like homeodomain finger protein AL5 suppresses multiple negative factors to confer abiotic stress tolerance inArabidopsis.Plant J. 81:871-883.

Wei W, Li QT, Chu YN, Reiter RJ, Yu XM, Zhu DH, Zhang WK, Ma B, Lin Q, Zhang JS*, Chen SY* (2015) Melatonin enhances plant growth and abiotic stress tolerance in soybean plants.J. Exp. Bot. 66:695-707

Wang XH, Li QT, Chen HW, Zhang WK, Ma B, Chen SY*, Zhang JS* (2014) Trihelix transcription factorGT-4mediates salt tolerance via interaction withTEM2inArabidopsis.BMC Plant Biology, 14:339. DOI: 10.1186/s12870-014-0339-7

Ma B, Yin CC, He SJ, Lu X, Zhang WK, Lu TG, Chen SY*, Zhang JS* (2014) Ethylene-induced inhibition of root growth requires abscisic acid function in rice (Oryza sativa L.) seedlings.PLoS Genet10(10): e1004701. doi:10.1371/journal.pgen.1004701

Ma B, Chen H, Chen SY and Zhang JS (2014) Roles of ethylene in plant growth and responses to stresses. In: L.-S.P. Tran and S. Pal (eds.),Phytohormones: A Window to Metabolism, Signaling and Biotechnological Applications, DOI 10.1007/978-1-4939-0491-4_4, pp81-118.Springer Science + Business Media, New York 2014

Liu YF, Li QT, Lu X, Song QX, Lam SM, Zhang WK, Ma B, Lin Q, Man WQ, Du WG, Shui GH, Chen SY, Zhang JS. (2014) SoybeanGmMYB73promotes lipid accumulation in transgenic plants.BMC Plant Biol. 14: 73. http://www.biomedcentral.com/1471-2229/14/73

Chen LJ, Wuriyanghan H, Zhang YQ, Duan KX, Chen HW, Li QT, Lu X, He SJ, Ma B, Zhang WK, Lin Q, Chen SY* and Zhang JS* (2013). An S-domain receptor-like kinase OsSIK2 confers abiotic stress tolerance and delays dark-induced leaf senescence in rice.Plant Physiol. 163: 1752-1765.

Song QX, Lu X, Li QT, Chen H, Hu XY, Ma B, Zhang WK, Chen SY*, Zhang JS* (2013) Genome-wide analysis of DNA methylation in soybean.Mol. Plant6: 1961-1974.

Song QX, Li QT, Liu YF , Zhang FX, Ma B, Zhang WK, Man WQ, Du WG , Wang GD, Chen SY*, Zhang JS* (2013) SoybeanGmbZIP123gene enhances lipid content in the seeds of transgenic Arabidopsis plants.J. Exp. Bot.64: 4329-4341.

Ma B, He SJ, Duan KX, Yin CC, Chen H, Yang C, Xiong Q, Song QX, Lu X, Chen HW, Zhang WK, Lu TG, Chen SY, Zhang JS (2013) Identification of rice ethylene-response mutants and characterization ofMHZ7/OsEIN2in distinct ethylene response and yield trait regulation.Molecular Plant6: 1830-1848.