基因表达调控和植物生物技术 研究组

组长：方荣祥 中国科学院院士 研究员 博士生导师

研究方向1. 植物病毒致病因子的功能分析及其与寄主防卫系统的相互作用；2. 植物病原细菌致病相关基因的表达调控；3. 植物基因表达的调控机制及其在植物生物技术上的应用。

研究组长介绍

方荣祥研究员、博导，农业微生物与生物技术研究室主任，中国科学院院士，第三世界科学院院士，第五届国家重点基础研究发展计划(973计划)专家顾问组成员，第11、12届中国人民政治协商会议全国委员会委员。电话及传真：010-64858245；电子邮件：fangrx#im.ac.cn（请将#换成@）；通讯地址：北京市朝阳区北辰西路1号院3号 中国科学院微生物研究所（邮编：100101）办公地址：北京市朝阳区北辰西路1号院2号遗传所2号楼318房（邮编：100101）

长期从事植物病毒学和植物生物技术的基础研究和应用基础研究。完成了花椰菜花叶病毒（新疆株）和水稻黄矮病毒基因组全序列分析，确定了植物弹病毒负责细胞间运动的蛋白。研制成同时抗烟草花叶病毒和黄瓜花叶病毒的转基因烟草，在种植时间和规模上曾居国际领先；同样的策略还用于抗病毒辣椒的研制。在植物生物技术的基础研究方面，分析和改造了花椰菜花叶病毒35S启动子，研究结果被广泛应用；阐明了利用人工小RNA抵抗植物病毒侵染的新策略。1987年以来获中国科学院科技进步一等奖2项，中国科学院科技进步二等奖3项，河南省科学进步二等奖1项；1994年获国家“有突出贡献的中青年专家”称号；2005年获何梁何利“科学与技术进步奖”。2016年获中国植物病理学会终身成就奖，在国内外学术期刊上已发表论文130余篇，国际专利1项，国内专利授权13项，国内专利公开1项。

学习和工作经历 1962-67 复旦大学化学系 大学 1968-78 中国科学院微生物研究所实习研究员 1978-86 中国科学院微生物研究所助理研究员 1979-81 比利时国立Gent大学分子生物学实验室进修 1985-88 美国Rockefeller大学植物分子生物学实验室工作 1990-今中国科学院微生物研究所研究员 1991-99 中国科学院微生物研究所副所长 2000-04 中国科学院微生物研究所所长 2003 当选为中国科学院院士 2004-11 植物基因组学国家重点实验室主任 2005 获2005年度何梁何利“科学与技术进步奖” 2006-11 英国Leeds大学访问教授 2006-10 浙江大学农业与生物技术学院院长 2007 当选为第三世界科学院（TWAS）院士 2008 当选为中国人民政治协商会议第十一届全国委员会委员 2011 任第五届国家重点基础研究发展计划(973计划)专家顾问组成员 2013 当选为中国人民政治协商会议第十二届全国委员会委员

杂志任职 2001-今病毒学报副主编 2002-今农业生物技术学报编委 2007-今生物工程学报副主编 2008-今中国科学（C辑生命科学）副主编

研究队伍（请将#换成@）

工作人员姓名 性别 职称 邮箱备注方荣祥 男 研究员 fangrx#im.ac.cn 组长、导师陈晓英 女 研究员 chenxy#im.ac.cn 副组长、副导师张玉满 女 副研 zhangym#im.ac.cn 副导师肖 娜 女 聘用 xiaona_0519#sina.com侯秀革 女 聘用谭 芬 女 聘用王桂玲 女 返聘 wanggl#im.ac.cn

现指导学生博士后类别姓名性别年级邮箱博士生 王华彩 女 2013年 wanghuac#sina.cn博士生 孔晓雨 男 2013年 kxy.1990#163.com博士生 安 琳 女 2014年 anlin10#126.com博士生 宋丽阳 女 2014年 1208074617#qq.com博士生 于原玲 女 2015年 yuyuanling#126.com博士生 赵璟 女 2015年 zhaoruiruiaimama#163.com博士生 王海婷 女 2017年 13021206511#163.com博士生 刘雅雯 女 2018年 yawenliu13#163.com硕士生 刘 青 女 2017年 18712765063#163.com 硕士生 李云娜 女 2017年 1030247742@qq.com 硕士生 张 璇 女 2018年 博士后 焦晓明 男 2013年 jxm830123#aliyun.com

客座人员类别 姓名 性别 单位 邮箱（请将#换成@）李 坤 男 kunli310#126.com 客座生 首都师范大学冯盼盼 女 fengpanpan2017#163.com 客座生 中国农业大学

已指导学生博士后类别 姓名 导师 毕业年份 类别 姓名 导师 毕业年份硕士 袁左伟 方荣祥 1993 博士 腊 平 方荣祥 1999硕士 王 群 方荣祥 1994 博士 王新国 方荣祥 1999硕士 王建龙 方荣祥 1994 博士 蔡传奇 方荣祥 2001硕士 吕玉平 方荣祥 1993 博士 刘宗旨 方荣祥 2002硕士 王成球 方荣祥 1993 博士 米凯霞 方荣祥 2002硕士 杨红华 方荣祥 1993 博士 贾洪革 方荣祥 2003硕士 孔令洁 方荣祥 1993 博士 孙其红 方荣祥 2004硕士 卢爱兰 方荣祥 1993 博士 黄彦威 方荣祥 2005硕士 祝海涛 方荣祥 1995 博士 张莉莉 方荣祥 2007硕士 郑秀文 方荣祥 1995 博士 叶 健 方荣祥 2007硕士 黄 勋 方荣祥 1997 博士 曲 静 方荣祥 2007硕士 荣 欣 方荣祥 1999 博士 苏 鸓 方荣祥 2008硕士 郭婷夏 方荣祥 2001 博士 耿云峰 方荣祥 2008硕士 高 尚 陈晓英 2006 博士 杨艳梅 方荣祥 2010硕士 杨 鹍 陈晓英 2007 博士 王 莉 方荣祥 2010硕士 赵志强 陈晓英 2008 博士 颜永胜 方荣祥 2010硕士 章俊丽 陈晓英 2009 博士 梁 宏 方荣祥 2011硕士 李 沫 方荣祥 2010 博士 Sadia Hamera 方荣祥 2011硕士 张静玺 贾燕涛 2012 博士 郭红艳 方荣祥 2014硕士 郭 萍 贾燕涛 2014 博士 宋晓光 方荣祥 2014博士 周雪荣 方荣祥 1993 博士 霍 岩 方荣祥 2015博士 程宁辉 方荣祥 1994 博士 张富杰 方荣祥 2016博士 赵 珩 方荣祥 1996 博士 阚金红 方荣祥 2016博士 彭仁旺 方荣祥 1996 博士 张 歌 陈晓英 2017博士 罗宗礼 方荣祥 1998 博士 谢传淼 方荣祥 2018博士 徐卫辉 方荣祥 1998 博士 雷万里 方荣祥 1999 博士后 张国华 方荣祥 1995博士后 韩 暢 方荣祥 1996博士后 郑志峰 方荣祥 1999 博士后 焦晓明 方荣祥 2019

科研进展

2018年主要研究进展

1. 阐明水稻条纹病毒搭乘灰飞虱卵黄蛋白的配体-受体途径侵入生殖细胞的分子机制

植物虫媒病毒通过内吞作用侵入昆虫细胞的过程已经通过显微镜观察加以证明，然而介导内吞作用的细胞受体目前尚未得到鉴定。我们以水稻条纹病毒(Rice stripe virus，RSV)-介体昆虫灰飞虱(Laodelphax striatellus)-水稻三者互作作为研究体系，经过一系列工作，阐明了一种新的虫媒病毒入侵介体昆虫细胞的分子过程。不同于病毒与脊椎动物细胞的病毒受体之间的直接互作，RSV与灰飞虱体内一种分泌的配体蛋白结合，搭乘该配体与其细胞受体的识别及内吞途径，实现自身的细胞侵入过程。卵黄原蛋白(Vitellogenin, Vg)是所有卵生动物的必需营养蛋白，其通常在卵巢之外的脂肪体细胞中合成，结合营养成分，经过血淋巴运输至卵巢，通过特异性定位于生殖细胞表面的Vg受体(Vg Receptor, VgR)介导的内吞作用被细胞吸收，并进而运输至卵母细胞，为胚胎发育提供必需的营养物质。我们证明RSV能与灰飞虱Vg在血淋巴中通过分子互作结合在一起，该互作使得RSV随着Vg与VgR的特异性识别，富集至卵巢滋养细胞的表面，并通过网格蛋白介导的VgR的内吞过程侵入滋养细胞；在滋养细胞内，RSV被内吞小泡运输至卵黄体，随着Vg的剪切被释放出来，通过营养丝运输至发育中的卵母细胞，完成垂直传播的过程。这项工作的系列研究成果分别发表在PLoS Pathog 2014 & 2018及Phil Trans R Soc B 2019，整体上阐明了RSV与灰飞虱Vg互作并搭乘VgR介导的内吞作用侵入卵巢的分子机制，证明植物病毒可以通过介体昆虫中必需的配体-受体途径实现对昆虫细胞的入侵。（见图1和图2）

2. RhpPC双组份元件协同调控III型分泌系统功能植物病原细菌通过III型分泌系统将效应因子注入到植物细胞中，促进细菌对宿主的侵染。将III型效应因子报告系统avrPto-luc导入菜豆晕疫病菌(Pseudomonas savastanoi pv. phaseolicola，Psph)并构建突变体库，在拟南芥中筛选到一个使avrPto-luc低表达的突变体，转座子的插入造成rhpC基因突变。rhpC与紧邻下游的金属蛋白酶基因rhpP在同一个操纵子上。在丰富培养基KB和基本培养基MM中，rhpC和rhpP的表达模式不同，但敲除rhpPC对avrPto-luc的表达没有显著影响，暗示了二者可能在调控III型分泌系统表达时具有相互协调的作用。进一步的研究发现，RhpC是一个胞质蛋白，它能够与RhpP互作并帮助其定位到周质空间。在缺少RhpC的情况下，RhpP定位于胞质，并造成的III型分泌系统关键调节因子HrpL的降解，导致细菌致病力减弱。HrpL的表达受HrpR and HrpS的诱导。在Psph和E. coli中表达RhpP会抑制细菌的生长，而RhpP的蛋白酶对细菌的抑制效应与酶活性位点相关，RhpC与RhpP共表达则可以解除对细菌生长的抑制作用。该研究发现一个III型分泌系统新型调控机制，即细菌通过RhpP与RhpC相互协调，影响III型分泌系统转录因子HrpL的稳定性，从而调节细菌对环境的适应性。（见图2）

图1. RSV和VgR在灰飞虱生殖区的共定位

图2. RSV穿越卵巢屏障的分子模型

图3. RhpPC工作模型

科研成果发表论文、专著、专利及获奖（2019年2月22日更新）

全家福