学习及工作经历
2013-2015 奥地利Institute of Science and Technology,博士后
2004-2010 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所,博士
成果
1)Inositol polyphosphate 5-phosphatases (5PTases)是磷脂酰肌醇信号途径的关键基因。我们阐明了5PTase13通过调控细胞内Ins(1,4,5)P3-Ca2+的振荡参与蓝光信号传递途径。
2)生长素结合蛋白Auxin Binding Protein1 (ABP1)能够高亲和力的结合生长素,并作为关键基因参与生长素信号途径。但是ABP1介导的下游信号网络还有待探索。我们的前期工作证明了ABP1通过下游的信号网络在蛋白内吞和微管重拍过程中的功能。
研究方向
植物根系是植株地下部分的重要结构。一方面,根系结构及其在土壤中的分布决定了植物吸收养分能力的强弱,另一方面植物为了适应不同的环境胁迫进化出其他特殊的根系结构来应对,如形成排根、根瘤或菌根。从细胞生物学角度来说,根系的发育都是通过细胞分裂和细胞伸长这两个事件协调进行的。生长素在根形态建成过程中发挥关键的作用,它是控制制细胞伸长和细胞分裂的主要内源信号之一。我们希望通过对模式植物拟南芥、园艺作物草莓和经济作物大豆根系发育的研究,进一步了解生长素如何调控细胞伸长和细胞分裂的分子机理。这些研究结论有利于进一步完善根形态建成的机制研究;同时,我们希望将本项目中获得的调控根系发育的重要功能蛋白运用于农业生产中,为获得营养高效的农作物提供理论基础。
1)根细胞伸长和细胞分裂的机制研究
在根系发育的过程中,生长素和细胞分裂素协调控制细胞伸长和细胞分裂事件。生长素主要起到控制细胞伸长的功能,细胞分裂素则控制着细胞分裂。有意思的事,在组培过程中,调整生长素和细胞分裂素的合理配比能够促进地下部分根的分化或者是地上部分芽的分化。因此,除了对细胞伸长事件的调控之外,生长素很有可能也参与细胞分裂的调控,然而相关机理并不清楚。
拟南芥是进行遗传学和细胞生物学研究的良好模式植物。我们希望通过对拟南芥根系发育的研究,进一步阐明生长素调控细胞伸长和细胞分裂的分子机制。
2)根瘤形成的机制研究
在根系发育过程中,除了形成主根和侧根以外,豆科植物还能够形成一些额外的根系结构,例如菌根、排根和根瘤等,以适应外界环境的变化并尽可能的吸收土壤中的养分和水分。根瘤的形成是研究豆科作物根系发育的关键问题,这个问题已经被研究了很长时间,然而植物激素在根瘤形成中的作用和机制还尚未解决。我们希望通过探讨生长素信号或运输在根瘤发育中的作用,来解释豆科作物如何通过控制内源的激素信号和外源的环境信号协调根瘤的发育。我们将建立观测根瘤发育的细胞生物学体系,同时筛选更多的参与根瘤发育的关键基因。我们希望将本项目中获得的重要功能蛋白运用于营养高效及高产的大豆株系的开发。
发表论文
1)Grones P, Chen X, Simon S, Kaufmann WA, De Rycke R, Nodzyński T, Zažímalová E, Friml J. (2015). Auxin-binding pocket of ABP1 is crucial for its gain-of-function cellular and developmental roles. J. Exp. Bot. 66, 5055-5065.
2)Chen X, Grandont L, Li H, Hauschild R, Paque S, Abuzeineh A, Rakusová H, Benkova E, Perrot-Rechenmann C, Friml J. (2014). Inhibition of cell expansion by rapid ABP1-mediated auxin effect on microtubules. Nature 516, 90-93.
3)Sassi M, Ali O, Boudon F, Cloarec G, Abad U, Cellier C, Chen X, Gilles B, Milani P, Friml J, Vernoux T, Godin C, Hamant O, Traas J. (2014). An Auxin-Mediated Shift toward Growth Isotropy Promotes Organ Formation at the Shoot Meristem in Arabidopsis. Curr. Biol. 24, 2335-2342.
4)Xu T, Dai N, Chen J, Nagawa S, Cao M, Li H, Zhou Z, Chen X, De Rycke R, Rakusová H, Wang W, Jones AM, Friml J, Patterson SE, Bleecker AB, Yang Z. (2014). Cell surface ABP1-TMK auxin-sensing complex activates ROP GTPase signaling. Science 343,1025-1028.
5)Chen X, Friml J. (2014). Rho-GTPase-regulated vesicle trafficking in plant cell polarity. Biochem. Soc. Trans. 42, 212-218.
6)Lin D, Nagawa S, Chen J, Cao L, Chen X, Xu T, Li H, Dhonukshe P, Yamamuro C, Friml J, Scheres B, Fu Y, Yang Z. (2012). A ROP GTPase-dependent auxin signaling pathway regulates the subcellular distribution of PIN2 in Arabidopsis roots. Curr. Biol. 22, 1319-1325.
7)Chen X, Naramoto S, Robert S, Tejos R, Löfke C, Lin D, Yang Z, Friml J. (2012). ABP1 and ROP6 GTPase signaling regulate clathrin-mediated endocytosis in Arabidopsis roots. Curr. Biol. 22,1326-1232.
8)Ding Z, Wang B, Moreno I, Dupláková N, Simon S, Carraro N, Reemmer J, Pěnčík A, Chen X, Tejos R, Skůpa P, Pollmann S, Mravec J, Petrášek J, Zažímalová E, Honys D, Rolčík J, Murphy A, Orellana A, Geisler M, Friml J. (2012). ER-localized auxin transporter PIN8 regulates auxin homeostasis and male gametophyte development in Arabidopsis. Nat. Commun. 3, 941.
9)Chen X, Irani NG, Friml J. (2011). Clathrin-mediated endocytosis: the gateway into plant cells. Curr. Opin. Plant Biol. 14, 674-682.
10)Zhang J, Vanneste S, Brewer PB, Michniewicz M, Grones P, Kleine-Vehn J, Löfke C, Teichmann T, Bielach A, Cannoot B, Hoyerová K, Chen X, Xue HW, Benková E, Zažímalová E, Friml J. (2011). Inositol trisphosphate-induced Ca2+ signaling modulates auxin transport and PIN polarity. Dev. Cell 20, 855-866.
11)Xue H, Chen X, and Mei Y. (2009). Function and Regulation of Phospholipid Signaling in Plants. Biochem. J. 421, 145-156.
12)Wang Y, Lin WH, Chen X, and Xue HW. (2009). The role of Arabidopsis 5PTase13 in root gravitropism through modulation of vesicle trafficking. Cell Res. 19, 1191-1204.
13)Chen X*, Lin WH*, Wang Y, Luan S, and Xue HW. (2008). An inositol polyphosphate 5-phosphatase functions in PHOTOTROPIN1 signaling in Arabidopis by altering cytosolic Ca2+. Plant Cell 20, 353-366.
14)Xue H, Chen X, and Li G. (2007). Involvement of phospholipid signaling in plant growth and hormone effects. Curr. Opin. Plant Biol. 10, 483-489.[1]
参考资料 1
- 陈栩教授 — 福建农林大学海峡联合研究院