巩志忠

巩志忠（1965—），教授，博士研究生导师，长江学者特聘教授，中国农业大学生物学院院长，中国农业大学生物学院学术委员会副主任。Plant Physiology、Physiologia Plantarum、《植物学报》编委、《科学通报》特邀编辑；1998年获得日本千叶大学博士学位，1999－2000年在美国普渡大学植物环境生理中心研究室从事植物抗逆的分子生物学研究。2000－2002年在美国亚利桑那大学（The University of Arizona）植物系朱健康教授（Jian-Kang Zhu）研究室继续从事植物抗逆的分子生物学及基因沉默的研究。2002年被聘为中国农业大学教授；2003年被科技部聘为国家重点基础研究项目（973项目“作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础”首席科学家，2004年入选新世纪百千万人才工程国家级人选，2005年获教育部长江学者特聘教授。

巩志忠，山东省即墨市人，生于1965年2月27日；教育部“长江学者奖励计划”特聘教授。

巩志忠于1987年5月毕业于山东师范大学生物系，获学士学位。

1990年5月毕业于中国科学院植物研究所植物生理专业，获硕士学位。1990年6月至1993年9月在中国科学院植物研究所担任助理研究员。1994年10月至1995年2月在日本千叶大学药学系植物分子生物学及植物基因工程实验室做访问学者。1995年3月至1998年2月在日本千叶大学药学系植物分子生物学及植物基因工程实验室攻读日本国家奖学金留日博士生，获博士学位。1998年3月至1999年2月在日本千叶大学药学系植物分子生物学及植物基因工程实验室做博士后。1999年3月至2000年7月在美国普度大学农学院园艺学系Mike·Hasegawa研究室做博士后。2000年8月至2002年7月在美国亚利桑那大学农学院植物系Jian·Kang Zhu研究室做博士后。

2002年7月至今任中国农业大学生物学院教授、博士生导师等职。

2005年1月出任中国农业大学生物学院院长。他是国家973项目“作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础”首席科学家，“国家杰出青年基金”获得者。

1983年9月－1987年6月，山东师范大学生物系，学士；

1987年9月－1990年5月，中国科学院植物研究所，硕士；

1995年3月－1998年2月，日本千叶大学药学系，博士。

1990年6月－1993年9月，中国科学院植物研究所，助理研究员；

1994年10月－1995年2月，日本千叶大学药学系，访问学者；

1998年3月－1999年2月，日本千叶大学药学系，博士后；

1999年3月－2000年7月，美国普渡大学农学院园艺学系，博士后；

2000年8月－2002年7月，美国亚利桑那大学农学院植物系，博士后；

2002年7月至今，中国农业大学生物学院，教授。

植物抗非生物逆境的分子生物学及植物基因表达调控的分子机理

巩志忠博士领导的研究小组，研究方向主要包括高等植物抵抗非生物逆境（干旱、高盐、低温）的分子生物学机制，探讨植物感应及传递非生物逆境信号的机制，寻找抗逆有关的主效基因；探讨染色质与DNA甲基化及脱甲基化对基因表达调控的影响，深入解析转录基因沉默的分子机制。

巩志忠致力于植物抗盐的分子机制、植物抗旱的分子机制和植物基因表达调控的分子机制等方面的研究。

解析植物耐盐的分子机理，通过植物基因工程培育耐盐植物新品种是最佳的育种途径之一。利用模式植物拟南芥对盐敏感的特性，在含有不同浓度的NaCl培养基上，筛选对盐敏感的突变体，克隆响应的基因及解析其功能。迄今已筛选得到几类盐敏感突变体，包括10余株不同突变体。通过对这些突变体的解析，他希望在植物抗盐主要途径SOS基础上，进一步增加其对植物抗盐分子机理的理解。

通过挖掘作物本身的生理及基因潜力，提高作物本身的水分利用效率，并尽可能在作物节水方面取得突破性进展。他利用模式拟南芥，筛选得到了多株对干旱敏感或抗干旱的突变体，已克隆出其中的三个基因。通过对这些突变体及相应基因的功能分析，力求深入解析植物抗旱的复杂分子网络，为培育抗旱作物提供分子生物学基础。其最终目的，是将与抗旱有关的基因在适当的启动子驱动下，转入主要作物、草类及树木等，使转基因作物能够忍受更长时间的干旱威胁，提高这些作物、草类及树木等的抗旱能力。

导入细胞中的外源基因可引起内源基因的发生沉默。该现象经常发生在转录水平，由于启动子区域DNA高度甲基化，抑制转录的进行，从而引起转录水平上的基因沉默。如今，对DNA甲基化的研究主要集中在DNA甲基化的起始及怎样维持已有的甲基化状态，但对抑制DNA甲基化而使活跃的基因保持高水平的转录状态的研究极少。曾在《Cell》发表文章，阐明DNA甲基化抑制因子ROSl基因在抑制转录基因沉默中的作用。ROSl基因编码一个含核酸内切酶III功能域的核蛋白，对甲基化DNA具有DNA糖基化酶及连接酶双重功能，但对非甲基化DNA无作用。他已筛选得到了一些rosl突变体的抑制因子，并克隆了其中的两个基因，将继续解析这些抑制因子的作用机理，了解基因转录的分子机制。

巩志忠博士领导的研究小组以模式拟南芥及水稻为材料，通过筛选对干旱敏感或抗干旱，或对ABA有不同响应的突变体，克隆了多个相应的基因。

对这些突变体及相应基因的功能分析，为深入解析植物抗旱的复杂分子网络，培育抗旱作物提供分子生物学基础。该研究小组的最终目的是希望把与抗旱有关的（多个）基因，在适当的启动子驱动下，转入主要作物、草类及树木等，使转基因作物能够忍受更长时间的干旱胁迫，提高这些作物、草类及树木等的抗旱能力。

在转录基因沉默研究方面，深入探讨DNA甲基化抑制因子ROS1基因在抑制转录基因沉默中的作用，克隆了多个ros1突变体的抑制因子，并对其功能进行了深入的解析。

1.He J,Duan Y, Hua D, Fan G, Wang L, Liu Y, Chen Z, Qu L-J, Gong Z*. DEXH-box RNA helicase-mediated mitochondrial ROS production in Arabidopsis mediates cross-talk between Abscisic acid and auxin signalling. Plant Cell, 2012, 24:1815-1833.^[1]

2.Zhang X, Zhang Q, Xin Q, Yu L, Wang Z, Wu W, Jiang L, Wang G, Tian W, Deng Z, Wang Y, Liu Z, Long J, Gong Z, Chen Z*. Complex structures of the abscisic acid receptor PYL3/RCAR13 reveal a unique regulatory mechanism. Structure. 2012, 20:780-90.^[1]

2011

3.Gong Z*, Zhu J-K. Active DNA demethylation by oxidation and repair. Cell Research, 2011, 21:1649-1651.^[1]

4.Wang L, Hua D, He J, Duan Y, Chen Z, Hong X, Gong Z*. Auxin Response Factor2 (ARF2) and its regulated homeodomain gene HB33 mediate abscisic acid response in Arabidopsis. PLOS Genetics, 2011 7:e1002172.^[1]

5.Liu Q, Gong Z*. The coupling of epigenome replication with DNA replication. Current Opinion in Plant Biology. 2011, 14: 187-194^[1]

2010

6.Liu Q, Wang J, Miki D, Xia R, Yu W, He J, Zheng Z, Zhu J-K, Gong Z*. DNA replication factor C1 mediates genomic stability and transcriptional gene silencing in Arabidopsis. Plant Cell, 2010, 22:2336-2352.^[1]

7.Liu Y, He, J, Chen Z, Ren X, Hong X, Gong, Z*. ABA Overly-Sensitive5 (ABO5), encoding a pentatricopeptide repeat protein required for cis-splicing of mitochondrial nad2 intron 3, is involved in abscisic acid response in Arabidopsis. Plant J 2010, 63, 749-765.^[1]

8.Ren X, Chen Z, Liu Y, Zhang H, Zhang M, Liu Q, Hong X, Zhu J-K, Gong Z*. ABO3, a WRKY transcription factor, mediates plant responses to abscisic acid and drought tolerance in Arabidopsis. Plant J 2010, 63, 417-429.^[1]

9.Liu J, Ren X, Yin H, Wang Y, Xia R, Wang Y, Gong Z*. Mutation in the catalytic subunit of DNA polymerase alpha influences transcriptional gene silencing and homologous recombination in Arabidopsis. Plant J 2010, 61, 36-45.^[1]

2009

10.Zhang M, Henquet M , Chen Z, Zhang H, Zhang Y, Ren X, van der Krol S, Gonneau M, Bosch D and Gong Z* . LEW3 encoding a putative alpha-1, 2-mannosyltransferase (ALG11) in N-linked glycoprotein plays vital roles in cell wall biosynthesis and abiotic stress response in Arabidopsis. Plant J 2009 60, 983-999.^[1]

11.Shen J, Ren X, Cao R, Liu J, Gong, Z*. Transcriptional gene silencing mediated by a plastid inner envelope phosphoenolpyruvate/phosphate translocator CUE1 in Arabidopsis. Plant Physiol. 2009 150: 1990-1996.^[1]

12.Zhou X, Hua D, Chen Z, Zhou Z, Gong, Z*. Elongator mediates ABA responses, oxidative stress resistance, and anthocyanin biosynthesis in Arabidopsis. Plant J 2009 60:79-90.^[1]

13.Yin H, Zhang X, Liu J, Wang Y, He J, Yang T, Hong X, Yang Q, Gong Z*. Epigenetic regulation, somatic homologous recombination and abscisic acid signaling are influenced by DNA polymerase ε mutation in Arabidopsis. Plant Cell, 2009 21:386-402.^[1]

14.Yang Q, Chen Z, Zhou X, Yin H, Li X, Xin X, Hong X, Zhu J-K, Gong Z*. Overexpression of SOS (Salt Overly Sensitive) genes increases the salt tolerance in transgenic Arabidopsis. Mol Plant, 2009; 2: 22 – 31^[1]

2008

15.Chinnusamy V, Gong Z, Zhu JK. 2008. Nuclear RNA export and its importance in abiotic stress responses of plants. Curr. Top. Microbiol. Immunol. 326:235-255.^[1]

16.Chinnusamy V, Gong Z*, Zhu JK. 2008. Abscisic Acid-mediated Epigenetic Processes in Plant Development and Stress Responses. JIPB. 50, 1187–1195.^[1]

17.Zhang H, Ohyama K, Boudet J, Chen Z, Yang J, Zhang M,Muranaka T, Maurel C, Zhu J-K, and Gong Z*. Dolichol Biosynthesis and Its Effects on the Unfolded Protein Response and Abiotic Stress Resistance in Arabidopsis. Plant Cell. 2008 20: 1879-1898.^[1]

2007

18.Zhao J, Zhang W, Zhao Y, Gong X, Guo L, Zhu G, Wang X, Gong Z, Schumaker KS, Guo Y. SAD2, an importin -like protein, is required for UV-B response in Arabidopsis by mediating MYB4 nuclear trafficking. Plant Cell. 2007 19: 3805-18.^[1]

19.Wang Y, Liu J, Xia R, Wang J, Shen J, Cao R, Hong X, Zhu J-K, Gong Z*. The protein kinase TOUSLED is required for maintenance of transcriptional gene silencing in Arabidopsis. EMBO R. 8, 1, 77–83 (2007).^[1]

2006

20.Chen Z, Zhang H, Jablonowski D, Zhou X, Ren X, Hong X, Schaffrath R, Zhu J-K, Gong Z*. Mutations in ABO1/ELO2, a subunit of holo-elongator, increase ABA sensitivity and drought tolerance in Arabidopsis. Mol. Cell. Biol. 2006, 26: 6902–6912.^[1]

21.Xia R, Wang J, Liu C, Wang Y, Wang Y, Zhai J, Liu J, Hong X, Cao X, Zhu JK, Gong Z*. ROR1/RPA2A, a putative replication protein A2, functions in epigenetic gene silencing and in regulation of meristem development in Arabidopsis. Plant Cell. 2006 18:85-103.^[1]

2005

22.Kapoor A, Agarwal M, Andreucci A, Zheng X, Gong Z, Hasegawa PM, Bressan RA, Zhu JK. Mutations in a conserved replication protein suppress transcriptional gene silencing in a DNA-methylation-independent manner in Arabidopsis. Curr Biol. 2005 15:1912-8.^[1]

23.Chen Z, Hong X, Zhang H, Wang Y, Li X, Zhu JK, Gong Z*. Disruption of the cellulose synthase gene, AtCesA8/IRX1, enhances drought and osmotic stress tolerance in Arabidopsis. Plant J. 2005 43:273-83.^[1]

24.Gong Z, Dong CH, Lee H, Zhu J, Xiong L, Gong D, Stevenson B, Zhu JK. A DEAD box RNA helicase is essential for mRNA export and important for development and stress responses in Arabidopsis. Plant Cell. 2005 17:256-67.^[1]

2004

25.Wang, Z-L, Li, P-H, Fredricksen, M, Gong Z, Kim, CS, Zhang, C, Bohnert, HJ, Zhu, J-K, Bressan, RA, Hasegawa, PM, Zhao, Y-X, Zhang, H 2004. Expressed seqeunce tags from Thellungiella halophila, a new model to study plant salt-tolerance. Plant Sci. 166:609-616.^[1]

2002

26.Gong Z, Morales-Ruiz T, Ariza R. R. , Roldán-Arjona T, David L, Zhu JK. ROS1, a repressor of transcriptional gene silencing in Arabidopsis, encodes a DNA glycosylase/lyase. Cell 2002 111:803-14.^[1]

27.Zhu J, Gong Z, Zhang C, Song CP, Damsz B, Inan G, Koiwa H, Zhu JK, Hasegawa PM, Bressan RA. OSM1/SYP61: a syntaxin protein in Arabidopsis controls abscisic acid-mediated and non-abscisic acid-mediated responses to abiotic stress. Plant Cell. 2002 14:3009-28.^[1]

28.Gong, D., Zhang, C., Chen, X., Gong, Z., and Zhu, J.-K. 2002. Constitutive activation and transgenic evaluation of the function of an Arabidopsis PKS protein kinase. J. Biol. Chem. 2002 277:42088-96.^[1]

29.Gong, Z., Lee, H., Xiong, L., Jagendorf, A., Stevenson, B., and Zhu, J.-K. 2002. RNA helicase-like protein as an early regulator of transcription factors for plant chilling and freezing tolerance. Proc. Natl. Acad. Sci. 99:11507-11512.^[1]

30.Koiwa, H., Barb, A.W., Xiong, L., Li, F., McCully, M.G., Lee, B.-H., Sokolchik, I., Zhu, J., Gong, Z., Reddy, M., Sharkhuu, A., Manabe, Y., Yokoi, S., Zhu, J.-K., Bressan, R.A., and Hasegawa, P.M. 2002. C-terminal domain phosphatase-like family members (AtCPLs) differentially regulate Arabidopsis thaliana abiotic stress signaling, growth, and development. Proc. Natl. Acad. Sci. USA. 99:10893-10898.^[1]

31.Yamazaki M, Yamagishi E, Gong Z, Fukuchi-Mizutani M, Fukui Y, Tanaka Y, Kusumi T, Yamaguchi M, Saito K. Two flavonoid glucosyltransferases from Petunia hybrida: molecular cloning, biochemical properties and developmentally regulated expression. Plant Mol Biol. 2002, 48:401-11.^[1]

32.Gong, D., Gong, Z., Guo, Y., Chen, X., Zhu, J.-K. 2002. Biochemical and functional characterization of PKS11, a novel Arabidopsis protein kinase. J. Biol. Chem. 277:28340-28350.^[1]

33.Gong, D., Gong, Z. and Zhu, J.-K. 2002. Expression, activation and biochemical properties of a novel Arabidopsis protein kinase. Plant Physiol. 129:225-234.^[1]

2001

34.Li X, Gong Z, Koiwa H, Niu X, Espartero J, Zhu X, Veronese P, Ruggiero B, Bressan R,. Weller SC,.Hasegawa PM. Bar Expressing Peppermint (Mentha X Piperita L. var. Black Mitcham) Plants Are Highly Resistant to the Glufosinate Herbicide Liberty. Molecular Breeding. 2001, 8: 109-118.^[1]

35.Xiong L, Gong Z, Rock CD, Subramanian S, Guo Y, Xu W, Galbraith D, Zhu JK. Modulation of abscisic acid signal transduction and biosynthesis by an Sm-like protein in Arabidopsis.Dev Cell. 2001 (6):771-81.^[1]

36.Gong Z, Koiwa H, Cushman MA, Ray A,Bufford D, Kore-eda S, Matsumoto T, Zhu J, Cushman J, Bressan R, Hasegawa M Genes that are uniquely stress-regulated in salt overly sensitive(sos) mutants. Plant Physiol. 2001, 126: 363-375.^[1]

37.Kitada C, Gong Z, Tanaka Y, Yamazaki M, Saito K.Differential expression of two cytochrome P450s involved in the biosynthesis of flavones and anthocyanins in chemo-varietal forms of Perilla frutescens. Plant Cell Physiol. 2001 42:1338-44.^[1]

38.Lee H, Xiong L, Gong Z, Ishitani M, Stevenson B, Zhu JK. The Arabidopsis HOS1 gene negatively regulates cold signal transduction and encodes a RING finger protein that displays cold-regulated nucleo-cytoplasmic partitioning . Genes & Deve 15 : 912-924(2001).^[1]

2000

39.Gong Z, Yamazaki M, Saito K(2000) Critical role of alanine-161 in Delila protein involved in regulation of anthocyanin pigmentation for transcriptional activation in yeast. Plant Biotech, 17, 309-314.^[1]

1999

40.Yamazaki M1, Gong Z1, Fukuchi-Mizutani M, Fukui Y, Tanaka Y, Kusumi T, Saito K. Molecular cloning and biochemical characterization of a novel anthocyanin 5-O-glucosyltransferase by mRNA differential display for plant forms regarding anthocyanin. J Biol Chem 1999, 274:7405-11. (1: Equal contribution)^[1]

41.Gong Z, Yamagishi E, Yamazaki M, Saito K A constitutively expressed Myc-like gene involved in anthocyanin biosynthesis from Perilla frutescens: molecular characterization, heterologous expression in transgenic plants and transactivation in yeast cells. Plant Mol Biol 1999, 41:33-44.^[1]

42.Gong Z, Yamazaki M, Saito K. A light-inducible Myb-like gene that is specifically expressed in red Perilla frutescens and presumably acts as a determining factor of the anthocyanin forma. Mol Gen Genet 1999, 262: 65-72.^[1]

43.Saito K, Kobayashi M, Gong Z, Tanaka Y, Yamazaki M Direct evidence for anthocyanidin synthase as a 2-oxoglutarate-dependent oxygenase: molecular cloning and functional expression of cDNA from a red forma of Perilla frutescens. Plant J 1999, 17:181-9.^[1]

1998

44.Yamagishi E, Gong Z, Yamazaki M, Saito K. Molecular cloning of a cDNA encoding a novel UDP-glucose glucosyltransferase homologue from Arabidopsis thaliana (Accession No. AB016819). Plant Physiol., 1998, 118, 1102.^[1]

1997

45.Gong Z, Yamazaki M, Sugiyama M, Tanaka Y, Saito K. Cloning and molecular analysis of structural genes involved in anthocyanin biosynthesis and expressed in a forma-specific manner in Perilla frutescens. Plant Mol Biol 1997, 35: 915-27.^[1]

1．植物抗旱的分子机制

我国人均水资源严重不足，约为世界人均水资源的1/4。我国旱地农业占全国总耕地面积的52%，其中没有灌溉条件的旱地约占65%。全国每年有7亿多亩农田受旱灾威胁，受旱面积3.26亿亩，成灾面积1.34亿亩。干旱所造成的损失几乎是其它自然灾害所造成损失的总和。通过提高作物的抗旱性，减少农业用水，可以极大地节约有限的水资源用于发展经济作物及工业生产。提高农业用水利用效率可通过非生物性节水及生物性节水来实现。非生物性节水是以改善引水、输水、灌水、覆盖保墒shāng等工程性措施，提高水资源的利用效率。生物性节水是指利用和开发生物体自身的生理和基因潜力，在同等供水条件下获得更多的农业产出。

巩志忠教授利用模式拟南芥及水稻，筛选得到了多株对干旱敏感或抗干旱，或对ABA有不同响应的突变体，并以拟南芥克隆了多个基因。通过对这些突变体及相应基因的功能分析，巩教授力求深入解析植物抗旱的复杂分子网络，为培育抗旱作物提供分子生物学基础——本项目由973计划项目资助。

2．植物抗盐的分子机制

耕地土壤盐渍化是制约世界农业生产的最主要的环境因子之一。全世界，大约有20%可耕土地及一半以上的水浇田受盐渍化影响。在中国，大约有8000万公顷盐渍化土地。但是，几乎所有的农作物均为盐敏感植物，在渍化土壤上生长极差。解析植物耐盐的分子机理，通过植物基因工程培育耐盐植物新品种，可能是最佳的育种途径之一。

巩教授筛选得到了几类盐敏感突变体。通过对这些突变体的解析，希望在植物抗盐主要途径SOS基础上，进一步增加对植物抗盐分子机理的理解。在水稻等作物以及拟南芥中同步高表达拟南芥抗盐基因SOS1, SOS2, SOS3, NHX1，在相同的实验条件下，研究这些基因单独表达或共同表达对植物抗盐性的影响。同时，还对耐盐的盐生植物小盐芥进行了初步的研究，期望通过解析小盐芥的抗盐分子机理，为改良作物的抗盐性提供保障。本项目获得科技部863项目、国际合作项目及自然科学基金项目的资助。

3．植物基因表达调控的分子机理

导入细胞中的外源基因可引起内源的同源基因的发生沉默。

在Cell上发表文章（Cell 111: 803-814， 2002.），阐明DNA甲基化抑制因子ROS1基因在抑制转录基因沉默中的作用；ROS1是一个可能的DNA修复蛋白，通过对靶标基因启动子的脱甲基化来抑制转录基因沉默。巩教授筛选得到了一些ros1突变体的抑制因子，并克隆了其中的多个基因。将继续解析这些抑制因子的作用机理，了解基因转录的分子机制。本项目获得国家杰出青年基金及基金委重点项目资助。

植物分子生物学（研究生）

2002年，巩志忠获“国家杰出青年基金”资助（2003-2006）；

2003年，巩志忠被科技部聘为国家重点基础研究项目（973项目）“作物高效抗旱的分子生物学和遗传学基础”首席科学家；

2004年，巩志忠入选新世纪百千万人才工程国家级人选；

2006年，巩志忠获中国青年科技奖。

参考资料：^[1]