钟上威,男,中组部“青年**计划”引进人才。现任北京大学生命科学学院研究员。
教育及工作经历:
2012 - 2014, 博士后,分子细胞发育生物学系,耶鲁大学。
2010 - 2012 ,联合培养博士生,分子细胞发育生物学系,耶鲁大学。
2007 - 2012 ,理学博士,植物学,北京大学。
2003 - 2007, 理学学士,生物科学 ,武汉大学。
2014 - 至今 ,研究员, 北京大学生命科学学院。
主讲课程:
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培养研究生情况:
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招聘信息:
北京大学生命科学学院钟上威实验室2015招聘博士后
本实验室为2014年9月新建,致力于研究陆生种子植物对于陆地土壤环境的适应性,集中研究植物幼苗在土壤中萌发,向上生长出土,以及出土后见光存活的分子调控机制。主要研究内容有:
1)不同土壤环境对植物种子萌发,幼苗生长发育及出土存活的影响;
2)出土过程中环境因子与植物激素对幼苗形态建成的调控机理;
3)叶绿素合成和叶绿体发育;
4)植物感受土壤机械压力(植物触觉)的分子机制以及机械压力调控植物生长发育的信号传导通路。
岗位要求:
已获得或即将获得博士学位,具有植物分子生物学相关研究背景,能独立开展科研工作。有较好的中文和英文写作能力,能独立撰写科研论文。具有较强的工作责任心和合作精神,善于沟通和交流。
工作职责:
能独立承担实验室研究内容中的科研任务,协助课题申请,协助指导研究生的工作等。
待遇条件:
按照北京大学博士后管理规定,解决博士后期间子女入托、入学等问题。 支持申请博士后基金等科研经费,并根据个人情况推荐申请生命中心优秀博士后基金。
联系方式:
申请材料请发到:shangwei.zhong@pku.edu.cn。请在邮件标题中标注“博士后申请 姓名 ”。本启事截止至招聘完成。
研究领域:
随着中国进入老龄化社会和城镇化发展,农业机械化生产是未来趋势。但是在机械化播种中,由于幼苗出土的整齐性和存活率较低,造成大量种子损失,并严重影响了农作物的精细分布。 实验室致力于研究陆生种子植物对于陆地土壤环境的适应性,集中研究植物幼苗在土壤中萌发,向上生长出土,以及出土后见光存活的分子调控机制。主要研究内容有:
1)不同土壤环境对植物种子萌发,幼苗生长发育及出土存活的影响;
2)出土过程中环境因子与植物激素对幼苗形态建成的调控机理;
3)叶绿素合成和叶绿体发育;
4)植物感受土壤机械压力(植物触觉)的分子机制以及机械压力调控植物生长发育的信号传导通路。
承担科研项目情况:
1、中组部“青年**计划” 项目。
代表性论文:
1. Shi H., Wang X., Mo X., Tang C., Zhong S.#, Deng X.W.# , Arabidopsis DET1 degrades HFR1 but stabilizes PIF1 to precisely regulate seed germination , PNAS , 2015 , 112 (12): 3817-3822 , (# corresponding author)
2. Zhong S., Shi H., Xue C., Wei N., Guo H., Deng X.W. , Ethylene-orchestrated circuitry coordinates a seedling's response to soil cover and etiolated growth , PNAS , 2014 , 111 (11): 3913-20. , (该论文被F1000推荐)
3. Seo K.*, Lee J.*, Nezames C.D.*, Zhong S., Song E., Byun M., Deng X.D. , ABD1 is an Arabidopsis DCAF Substrate Receptor for CUL4-DDB1-Based E3 Ligases that Acts as a Negative Regulator of Abscisic Acid Signaling , Plant Cell , 2014 , 26: 695–711. , (* equal contribution)
4. Shi H.*, Zhong S.*, Mo X.*, Liu N., Nezames C.D., Deng X.W. , HFR1 sequesters PIF1 to govern the transcriptional network underlying light-initiated seed germination in Arabidopsis , Plant Cell , 2013 , 25: 3770–3784. , (* equal contribution)
5. Shen H., He H., Li J., Chen W., Wang X., Guo L., Peng Z., He G., Zhong S., Qi Y., Terzaghi W., Deng X.W. , Genome-Wide Analysis of DNA Methylation and Gene Expression Changes in Two Arabidopsis Ecotypes and Their Reciprocal Hybrids , Plant Cell , 2012 , 24: 875 -92.
6. Zhong S., Shi H., Xue C., Wang L., Xi Y., Li J., Quail P.H., Deng X.W., Guo H. , A molecular framework of light-controlled phytohormone action in Arabidopsis , Current Biology , 2012 , 22: 1530–1535. , (该论文被Current Biology配以评述文章推荐,并同时被F1000推荐)
7. Zhong S., Shi H., Xi Y., Guo H. , Ethylene is crucial for seedlings’ chlorophyll synthesis and survival during de-etiolation , Plant Signal & behavior , 2010 , 5: 739–742.
8. Zhong S., Zhao M., Shi T., Shi H., An F., Zhao Q., Guo H. , EIN3/EIL1 cooperate with PIF1 to prevent photo-oxidation and promote greening of Arabidopsis seedlings , PNAS , 2009 , 106 (50): 21431-21436.
荣誉奖励:
1、中组部“青年**计划”,2015。
2、Monsanto Fellowship , 2010。
学术交流:
1、会议发言:第十二届国际植物生物学前沿大会,大会报告,成都,2015.4
生命科学学院邓兴旺、钟上威研究组揭示光调控种子萌发分子信号通路
2015年3月9日,北京大学生命科学学院邓兴旺教授、钟上威研究员和北京大学定量生物学中心汤超教授研究组合作在《美国科学学院院报》(PNAS)在线发表了题为“Arabidopsis DET1 degrades HFR1 but stabilizes PIF1 to precisely regulate seed germination”的研究论文。该工作首次鉴定到了光调控种子萌发的中心抑制子,并阐述了不同光照条件精确调控植物种子萌发的分子机理。
植物种子萌发受外界环境精确调控,确保在外界环境恶劣时抑制萌发,而当外界环境适宜植物生长时迅速萌发,开启新的生命周期。光不仅是植物光合作用的能量来源,也是调控植物生长发育的重要环境因子,种子对光环境变化的快速精确反应对植物生存至关重要。先前研究发现,负转录因子PIF1在黑暗中积累抑制种子萌发,而正转录调控因子HFR1通过与PIF1形成异源二聚体使之不能与靶基因结合并以此促进种子萌发,HFR1-PIF1构成了介导光调控种子萌发的核心转录调控元件。但是,种子中介导HFR1蛋白降解的E3 ligase,以及光对HFR1-PIF1元件的上游调控机制尚不清楚。
该研究通过遗传筛选,发现了进化中保守蛋白DET1在暗中显著抑制种子萌发。遗传分析表明DET1作用于HFR1和PIF1上游。进一步分子生化实验发现DET1能与HFR1直接相互作用,并通过组成COP10-DET1-DDB1-CUL4 E3泛素连接酶复合体降解HFR1。同时,DET1-COP10能与PIF1直接相互作用,抑制蛋白酶体对PIF1的降解,稳定PIF1蛋白积累。因此,DET1能直接降解核心正转录调控因子HFR1和稳定关键负转录调控因子PIF1,是光调控种子萌发的中心抑制子。该研究进一步定量检测了不同光照条件下野生型与多种突变体的种子萌发表型,通过数学建模与实验验证,发现phyB-DET1-HFR1–PIF1和phyB–DET1–Protease–PIF1形成两条独立信号通路,分别介导了种子对光照的快速应答和时间积累应答,精确调控种子在不同光照条件下的萌发过程。该项研究揭示了光调控种子萌发的中心抑制子及转录因子上游调控机理,并首次深入而全面地阐述了光调控种子萌发的分子网络,为分子改良农作物种子萌发性状,提高种子发芽率提供了重要理论依据。
光调控植物种子萌发分子信号通路模型图
北京大学生命科学学院邓兴旺教授和钟上威研究员是该论文的共同通讯作者。生命科学学院博士后施慧和定量生物学中心研究生王欣是本文的共同第一作者。这是邓兴旺团队在鉴定到光调控种子萌发信号通路核心正转录调控因子HFR1并阐明其分子机理(Shi et al., Plant Cell, 2013)后取得的又一重要进展。该研究工作得到了蛋白质与植物基因研究国家重点实验室、科技部973计划及北大-清华生命科学联合中心等基金的资助。
用生命科学演绎种子植物的智慧
——记北京大学生命科学院教授钟上威
一粒微小的种子能深埋大地沉睡千年躲避不利环境,而当外界环境合适生长时迅速萌发,顽强不屈破土而出,开始新的生命周期。是什么让种子植物具备了如此智慧?探索植物感知和适应复杂多变环境的奥妙成为钟上威多年的乐趣,他运用生命科学信号传导研究演绎了陆生种子植物从土壤中萌发到生长出土的智慧旅程。
好奇是一把钥匙,能开启普罗大众内心求知的原始动力,也激发了科技工作者无穷的毅力和探索的源泉。纯粹的好奇让钟上威选择了植物学研究,开启了与陆生种子植物的一系列“对话”。
2007年本科毕业后,钟上威师从北京大学的郭红卫教授和美国耶鲁大学的邓兴旺院士,把植物学作为将来的研究方向,与植物对话是他最大的乐趣,每天长时间的实验让他乐此不疲。对植物的悉心关注,让他发现光氧化是扼杀出土幼苗的“凶手”,气体激素乙烯能调控植物叶绿素合成,而光又能调节甚至逆转乙烯的功能钟上威对观察到的各种奇妙现象进行了深入研究,系列成果多次发表在《美国科学院院报》(PNAS),《当代生物学》(Current Biology),《植物细胞》(Plant Cell)等国际权威杂志上,并多次被F1000顶尖专家撰文重点推荐,在领域中产生了广泛影响。
随着我国城镇化发展的不断深化,耕地面积减少,青壮年从农村大量流入城市,过去先育种再插秧的传统播种方法难以维持,机械化耕种势在必行。把握时代脉动,是创新的开始,钟上威学成归国后,便组建实验室对机械化播种中广泛存在的一个关键问题——幼苗怎样实现出土存活,展开了深入研究。
“传统种植是先育种、再人工插秧移植,而机械播种是直接将种子埋在土壤中,对种子在土壤中的整齐萌发及幼苗出土存活能力要求很高。传统育种主要关注成苗是否强壮、能不能抗虫害等问题,对幼苗在土壤中的生长发育过程研究不多。此外,复杂多样的土壤条件也限制了对这一过程研究的精确性、可控性和定量性。只有能在不同实验室进行重复实验,才能深入研究其分子调控机理。”在研究初期,钟上威遇到了很多的困难,但这些难题没有阻拦住他的步伐,好奇的驱动如种子破土而出的力量一样不可阻挡,他坚持反复摸索试验,最终通过巧妙地选择成分单一的二氧化硅,按颗粒大小设置土壤质地,实现了量化的土壤厚度和硬度研究方法。这套自创的既能模拟外界真实土壤环境,又可在实验室定量操作的标准土壤实验体系,意外地打开了成功研究之门。
利用这套简便高效的方法,钟上威鉴定到了第一类特异介导幼苗出土存活的转录因子,揭示了幼苗可以通过一个偶联在一起的精巧机制,同步调控下胚轴和子叶这两个不同组织器官中的生长发育过程,从而使得幼苗能顺利从不同的土壤中生长出来并存活。研究成果发表在《美国科学院院报》(PNAS)上。随后,钟上威又继续对不同土壤中种子萌发的调控机制进行了深入研究,发现种子萌发调控网络由3条通络组成,分别介导不同光照条件下的快速反应和时间积累效应。通过合作,他进一步对该调控过程进行了数学模型演绎,发现模型预测结果与实验结果高度一致,揭示了种子对环境反应的高度精确性。研究成果再次发表在《美国科学院院报》(PNAS)上。这些原创的研究成果为提高机械化种植的种子萌发及幼苗出土成活提供了有力支持和保障。
谈到今后的发展,钟上威充满着信心和激情。回到北大后,他得到了北大“985”项目、中组部“青年**计划”、国家自然科学基金委以及蛋白质与植物基因研究国家重点实验室等各方面的大力支持,已迅速组建起来了一支年轻、充满活力的研究团队,深入探索幼苗出土存活的调控机制。其中,对幼苗感应土壤厚度的分子机理研究成果又即将在国际一流科研杂志《Current Biology》上发表。“只想回国做一些实事,实现人生价值”的钟上威希望,通过自己和团队的努力,为祖国农业发展、提高机械化种植效率、改善16亿人口粮食问题贡献绵薄之力。
来源:科学中国人 2015年第12期