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孔照胜研究组

植物发育与免疫应答的细胞信号网络 研究组

课题组长:孔照胜 研究员 博士生导师

研究方向、内容及意义

    课题组主要致力于植物发育与免疫应答的细胞信号网络研究。植物细胞骨架,包括微管(Microtubules, MTs)与微丝(Actin Filaments, F-actin),与细胞质膜以及细胞壁组成一个植物细胞特有的、高度动态的细胞骨架-质膜-细胞壁连续体(Cytoskeleton- Plasmamembrane-Cell Wall Continuum)。基于细胞骨架-质膜-细胞壁连续体,植物细胞形成了复杂而有序的细胞信号网络,时刻响应发育与环境信号,进行活跃的细胞骨架重排与细胞壁重构、细胞区室化(Cellular compartmentation)与细胞内稳态(Cellular homeostasis)重建,从而保障植物完成发育进程或者适应环境变化。特别是在植物与微生物相互作用过程中,细胞骨架-质膜-细胞壁连续体作为生物互作的第一道屏障(或免疫防线),在宿主与菌相互作用界面(Plant-Microbe Interface)形成过程中发挥至关重要作用,同时也是微生物(病原菌或共生菌)分泌的效应蛋白或毒力因子的重要靶标。

课题组主要有两个研究方向:

1. 细胞骨架-质膜-细胞壁连续体时空调控植物细胞形态建成
    以模式植物拟南芥和重要经济作物棉花为研究对象,研究植物细胞形态建成中细胞骨架-质膜-细胞壁连续体的时空调控机制。重点研究细胞骨架在棉花纤维细胞伸长及次生细胞壁加厚过程中的调控作用,为改良棉花纤维品质提供重要的理论指导。

2. 植物-微生物互作的细胞信号网络
    一方面,研究植物—黄萎病菌相互作用的细胞信号网络。以植物(包括棉花与拟南芥)—大丽轮枝菌互作体系为模型,研究揭示植物黄萎病致病的细胞分子机制。主要研究菌所分泌的效应蛋白如何通过菌与宿主间的相互作用界面转运至宿主细胞,进而操纵宿主细胞骨架系统,干扰囊泡运输,影响细胞壁结构与组成,抑制免疫反应。该研究对于阐明植物抗黄萎病机制具有重要意义。
    另一方面,研究豆科植物—根瘤菌共生固氮的细胞信号网络。以大豆和苜蓿为研究对象,研究共生和植物先天免疫之间对话(cross-talk)的细胞分子机制。主要研究根瘤菌分泌的效应蛋白对共生固氮的调控机制,共生固氮信号的时空调控及长距离传导机制等。本研究对于通过选育高效固氮新种质或创制高效固氮新菌株而提高共生固氮效率具有重要意义。


研究组长介绍

孔照胜 博士 研究员
电话:010-64806099
电子邮件:zskong#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
邮政编码:100101

20116月受聘于中国科学院微生物研究所植物基因组学国家重点实验室;2012年获得中国科学院“百人计划”择优支持。
2007-2012
,美国加州大学戴维斯分校,博士后;
2002-2006
,中国科学院遗传与发育生物学研究所,博士;
2000-2002
,天津师范大学生命科学学院,助教、讲师;
1997-2000
,山西农业大学农学院,硕士;
1993-1997
,山西农业大学农学院,学士;
中国细胞生物学会“细胞结构与细胞行为”分会,理事;
中国植物学会“植物结构与生殖生物学”专业委员会,委员;
中国植物生理与分子生物学会“青年工作委员会”,委员。

研究队伍(请将#换成@

工作人员
董 丽 女 副研究员 ldongldong#aliyun.com
田 娟 女 副研究员 tianjuan0425#163.com
于艳军 女 工程师 yyj74#163.com

博士后
王 琪 男 博士 wangqidhn#126.com

在读研究生
类别 姓名 性别 邮箱
博士生 刘魏魏 女 sklww19890516#163.com
博士生 王光达 男 wgd12321#live.com
博士生 张霞霞 女 Xiaxia08041989#163.com
硕士生 张 臣 男 494970717#163.com
硕士生 王 欢 男 wanghuan2918#163.com
硕士生 刘巧媛 女 2016年 liuqiaoyuan#webmail.hzau.edu.cn
硕士生 黄弋戈 男 2017年 309959160#qq.com

客座研究生
类别 姓名 性别 学校 邮箱
硕士生 胡毅 男 山西农业大学 huyi1773#163.com
硕士生 陈斌 男 山西农业大学 757356887#qq.com

已培养学生/博士后
类别 姓名 毕业年份
博士后 韩利波 2017
硕士 柳 婷 2014
硕士 耿 媛 2017
博士 马银平 2018
博士 王朝凤 2018

发表论文(#Co-First Author; *Corresponding Author)

 

2012年回国后发表的论文

Guangda Wang, Changfeng Wang, Weiwei Liu, Li Dong, Juan Tian, Yanjun Yu, and Zhaosheng Kong*. (2018). Augmin antagonizes katanin at microtubule crossovers to control the dynamic organization of plant cortical arrays. Current Biology, 28: 1311-1317 

Zhidi Feng, Juan Tian, Libo Han, Yuan Geng, Jie Sun*, and Zhaosheng Kong*. (2018). The Myosin5-mediated actomyosin motility system is required for Verticillium pathogenesis of cotton. Environmental Microbiology, 20:1607-1621Cover story 

Shenghao Zou, Huan Wang, Yiwen Li, Zhaosheng Kong, and Dingzhong Tang*. (2018). The NB-LRR gene Pm60 confers powdery mildew resistance in wheat. New Phytologist, 218: 298-309 

Changfeng Wang#, Weiwei Liu#, Guangda Wang#, Jun Li, Li Dong, Libo Han, Qi Wang, Juan Tian, Yanjun Yu, Caixia Gao, and Zhaosheng Kong*.(2017). KTN80 confers precision to microtubule severing by specific targeting of katanin complexes in plant cells. EMBO Journal, 36: 3435-3447 

Yujia Leng#, Yaolong Yang#, Deyong Ren#, Lichao Huang, Liping Dai, Yuqiong Wang, Long Chen, Zhengjun Tu, Yihong Gao, Xueyong Li, Li Zhu, Jiang Hu, Guangheng Zhang, Zhenyu Gao, Longbiao Guo, Zhaosheng Kong, Yongjun Lin, Qian Qian*, and Dali Zeng*.(2017). A rice PECTATE LYASE-LIKE Gene is required for plant growth and leaf senescence. Plant Physiology, 174:1151-1166 

Jiliang Hu#, Huanjie Yang#, Jinye Mu, Tiancong Lu,  Juli Peng, Xian Deng, Zhaosheng Kong,  Shilai Bao, Xiaofeng Cao, and Jianru Zuo*. (2017). Nitric oxide regulates protein methylation during stress responses in plants. Molecular Cell, 67:702-710 

Shundai Li, Logan Bashline, Yunzhen Zheng, Xiaoran Xin, Shixin Huang, Zhaosheng Kong, Seong H. Kim, Daniel J. Cosgroveb, and Ying Gu*. (2016). Cellulose synthase complexes act in a concerted fashion to synthesize highly aggregated cellulose in secondary cell walls of plants. Proc Natl Acad Sci U S A. 113: 11348-11353 

Libo Han#, Yuanbao Li#, Yongduo Sun, Haiyun Wang, Zhaosheng Kong, and Guixian Xia*. (2016) The two domains of cotton WLIM1a protein are functionally divergent. Science China Life Sciences, 59206-212 

Liangliang Chen#, Yuancheng Peng#, Juan Tian, Xiaohong Wang, Zhaosheng Kong, Tonglin Mao, Ming Yuan, and Yunhai Li. (2016). TCS1, a microtubule-binding protein, interacts with KCBP/ZWICHEL to regulate trichome cell shape in Arabidopsis thaliana. PLOS Genetics, 12:e1006266 

Juan Tian, Libo Han, Zhidi Feng, Guangda Wang, Weiwei Liu, Yinping Ma, Yanjun Yu, and Zhaosheng Kong*. (2015). Orchestration of microtubules and the actin cytoskeleton in trichome cell shape determination by a plant-unique kinesin. eLIFE, 4: eLife09351 

Guangheng Wu, Simu Liu, Yaofei Zhao, Wei Wang, Zhaosheng Kong, and Dingzhong Tang*. (2015). ENHANCED DISEASE RESISTANCE4 Associates with CLATHRIN HEAVY CHAIN2 and Modulates Plant Immunity by Regulating Relocation of EDR1 in Arabidopsis. Plant Cell, 27: 857-873   

Zhaosheng Kong, Motohide Ioki, Siobhan Braybrook, Shundai Li, Zheng-Hua Ye, Yuh-Ru Julie Lee, Takashi Hotta, Anny Chang, Juan Tian, Guangda Wang and Bo Liu*. (2015). Kinesin-4 Functions in Vesicular Transport on Cortical Microtubules and Regulates Cell Wall Mechanics during Cell Elongation in Plants. Molecular Plant, 7: 1011-1023  

Fenni Lv, Haihai Wang, Xinyu Wang, Libo Han, Yinping Ma, Sen Wang, Zhidi Feng, Xiaowei Niu, Caiping Cai, Zhaosheng Kong, Tianzhen Zhang and Wangzhen Guo*. (2015). GhCFE1A, a dynamic linker between the ER network and actin cytoskeleton, plays an important role in cotton fire cell initiation and elongation. Journal of Experimental Biology, 7: 1877-1989 

Ting Liu#, Juan Tian#, Guangda Wang#, Yanjun Yu, Chaofeng Wang, Yinping Ma, Xiaxia Zhang, Guixian Xia, Bo Liu, and Zhaosheng Kong*. (2014) Augmin Triggers Microtubule-dependent Microtubule Nucleation in Interphase Plant Cells. Current Biology, 24: 2708-2713 

Libo Han, Yuanbao Li, Haiyun Wang, Xiaomin Wu, Chunli Li, Ming Luo, Shenjie Wu, Zhaosheng Kong, Yan Pei, Gaili Jiao, and Gui-xian Xia. (2013) The Dual Functions of WLIM1a in Cell Elongation and Secondary Wall Formation in Developing Cotton Fibers. Plant Cell, 11: 4421-4438. 

 

回国以前发表的论文:

Takashi Hotta,  Zhaosheng Kong, Chin-Min Ho, Cui-jing Tracy Zeng, Tetsuya Horio, Sophia Fong, Trang Vuong, Yu-Rue Julie Lee, and Bo Liu. (2012). Characterization of the Arabidopsis Augmin Complex Uncovers Its Critical Function in the Assembly of the Acentrosomal Spindle and Phragmoplast Microtubule Arrays. Plant Cell, 24: 1494-1509.

Chin-Min Ho#, Takashi Hotta#, Zhaosheng Kong#, Cuijing Tracy Zeng#, Jie Sun, Yu-Rue Lee, and Bo Liu. (2011). Augmin plays a critical role in organizing the spindle and phragmoplast microtubule arrays in Arabidopsis. Plant Cell, 23: 2606-2618.

Zhaosheng Kong, Takashi Hotta, Y.-R. Julie Lee, Tetsuya Horio and Bo Liu. (2010). The γ-tubulin complex protein GCP4 is required for organizing functional microtubule arrays in Arabidopsis thaliana. Plant Cell, 22: 191–204. (Cover story)

Longbiao Guo#, Chin-Min Ho#, Zhaosheng Kong#, Yu-Rue Lee, Qian Qian and Bo Liu. (2009). Evaluating the microtubule cytoskeleton and its interacting proteins in monocots by mining the rice genome. Annals of Botany, 103: 387-402.

Wenqiang Yang, Zhaosheng Kong, Edith Omo-Ikerodah, Wenying Xu, Qun Li and Yongbiao Xue. (2008). Calcineurin B-like interacting protein kinase OsCIPK23 functions in pollination and drought stress responses in rice (Oryza sativa L.). Journal of Genetics and Genomics, 35: 531-543.

Meina Li, Wenying Xu, Wenqiang Yang, Zhaosheng Kong and Yongbiao Xue. (2007). Genome-wide gene expression profiling reveals conserved and novel molecular functions of the stigma in rice. Plant Physiology, 144: 1797-812.

Zhaosheng Kong, Wenying Xu, Qun Li and Yongbiao Xue. (2007). Identification, expression and functional analysis of a receptor-like cytoplasmic kinase, OsRLCK1, in rice (Oryza sativa L.). Journal of Integrative Plant Biology, 49: 898-907.

Zhaosheng Kong, Meina Li, Wenqiang Yang, Wenying Xu and Yongbiao Xue. (2006). A Novel Nuclear-Localized CCCH-type Zinc Finger Protein, OsDOS, Is Involved in Delaying Leaf Senescence in Rice (Oryza sativa L.). Plant Physiology, 141: 1376–1388.

Lefu Lan#, Meina Li#, Ying Lai#, Wenying Xu, Zhaosheng Kong, Kai Ying, Bin Han and Yongbiao Xue. (2005). Microarray analysis reveals similarities and variations in genetic programs involved in pollination/fertilization and stress responses in rice (Oryza sativa L.). Plant Molecular Biology, 59: 151–164.

Lefu Lan#, Wei Chen#, Ying Lai, Jinfeng Suo, Zhaosheng Kong, Can Li, Ying Lu, Yujun Zhang, Xiangyu Zhao, Xiansheng Zhang, Yansheng Zhang, Bin Han, Jing Cheng and Yongbiao Xue. (2004). Monitoring of gene expression profiles and isolation of candidate genes involved in pollination and fertilization in rice (Oryza sativa L.) with a 10K cDNA microarray. Plant Molecular Biology, 54: 471–487.

近期代表性工作

 

代表性工作1. KTN80介导植物细胞中微管的精准切割

左图显示KTN80四突变体ktn80.1234KTN1不能被招募至微管上、不发生切割,而在KTN1的突变体lue1中KTN80仍然能够特异定位,但不能切割微管;右模式图描绘Katanin KTN1/KTN80复合体的组装及作用机制。(Wang et al, 2017; EMBO Journal

 

代表性工作3:揭示KCBP协同调控微管与微丝动态,决定表皮毛形态建成

左图:右上部为不同视角三维重构的拟南芥表皮毛中微管阵列:快速伸长的表皮毛分支会形成横向排列、密度趋向顶端的微管环,但其顶端存在一个微管缺失区域。左下部图为三维重构的分支起始阶段表皮毛中KCBP定位以及微管与微丝:KCBP马达蛋白在表皮毛中也呈梯度,且定位于微管上,但在顶端特异地富集在微管缺失区域;顶端富集的KCBP与微丝帽子部位相吻合,推测参与微丝帽子的组装与维持。右动图:三维重构方式展示拟南芥表皮毛中的微管架构。(Tian et al., 2015; eLIFE

代表性工作2. 发现了 augmin复合体在周质微管上的作用机制

上图显示在拟南芥叶表皮细胞中augmin复合体招募γ-Tubulin复合体到原已存在的周质微管上并引发新生微管成核,包括叉状成核(Branching nucleation)和平行成核(Parallel nucleation)两种形式(Liu et al, 2014; Current Biology);下图显示我们进一步发现augmin 复合体除了介导微管成核之外,还有一个之前从未报道过的功能:负向调控由微管切割蛋白katanin介导的微管切割。活细胞显微成像发现augmin更倾向于定位在微管交叉点上,并且通过抑制katanin的切割、稳定微管交叉构象,来调控微管动态重组与细胞形态建成(Wang et al, 2018; Current Biology)。

 

代表性工作4. 揭示了V型肌球蛋白Myosin5介导的分泌装置在大丽轮枝菌与棉花互作中的重要作用

左图显示大丽轮枝菌V型肌球蛋白Myosin5编码基因的敲除突变体对宿主棉花的致病力显著下降(A);显微观察发现Myosin5在大丽轮枝菌菌丝生长过程中定位在菌丝顶端,与囊泡贮存中心“顶体”共定位(C);分泌蛋白组数据也表明敲除突变体菌株分泌能力有缺陷(B),由此证明Myosin5作为分泌装置的重要组分,调节大丽轮枝菌致病相关因子的分泌,在大丽轮枝菌与宿主植物互作的过程中发挥重要作用。右图为文章发表当期Environmental Microbiology杂志的封面,显示棉花植物感染黄萎病后维管束发生褐变。

研究团队集体合影

   

 

 

   

 

 
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