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刘俊研究组

植物与微生物分子互作 研究组

组长:刘俊 博士 研究员 博士生导师

研究方向
1. 植物和微生物分子互作;2. 病菌入侵和植物蛋白质组学

研究内容和意义

植物病原菌的特征决定了植物对其响应(先天免疫)主要发生在两个层面上。一个是对病菌表面保守的分子特征物质(PAMPs)的识别,如细菌的鞭毛蛋白Flagella和伸长因子EF-Tu。另一个层面上是对病菌分泌的效应蛋白(effector)的识别。此外,病菌入侵造成植物释放到胞外的物质(DAMPs)也可以激活植物的免疫反应。对PAMPs的识别及免疫信号的产生主要是由细胞质膜上分布的PRRs受体介导的,效应蛋白往往可以干扰PRRs介导的免疫激活。研究植物如何识别PAMPsDAMPs以及effectors是如何干扰这一过程具有非常重要的理论意义。本课题组的研究兴趣:

1. 分泌组及蛋白组的研究:由于病菌和植物互作主要发生在细胞质膜上,对病菌入侵信号识别的受体大部分也分布在细胞质膜上,因此对膜蛋白及其结合蛋白的研究具有重要的意义。我们利用目前最先进的纳喷-线性离子肼-轨道肼的技术解析真菌入侵后的分泌组,以期揭示分泌蛋白是如何影响寄主抗性的。

2. 拟南芥与丁香假单胞菌(Pseudomonas syringae)的分子互作:通过蛋白芯片的筛选结合遗传学的分析,我们寻找拟南芥中抵抗丁香假单胞菌侵染的抗病基因,并研究这些基因发挥抗病作用的机制,建立新的免疫模型。此外,我们也关注环境因素对丁香假单胞菌侵染的影响,利用高通量测序等手段寻找关键的节点基因。

3. 免疫蛋白RIN4参与病菌入侵下的气孔调节:细菌可以通过叶片上的气孔进入植物体内,而RIN4可以和质膜H+-ATPase相互作用并协同其调节病菌入侵下气孔开度,从而可以限制病菌的入侵(Liu et al., 2009, PLoS Biology)。

AvrB-RIN4-RIPK 作用模型
通过Pst DC3000的三型分泌系统将效应蛋白AvrB分泌到植物细胞内。AvrB可以通过激活RIPK去磷酸化RIN4RIN4 的磷酸化可以导致R基因RPM1的激活从而启动免疫防卫反应 (Liu et al., 2011, Cell Host & Microbe)


研究组长

刘俊 博士 研究员
电话:010-64806131
电子邮件:junliu#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

学习和工作简历
1999
9-20046月:南京农业大学生命科学学院博士
2004
8-200612月:中科院遗传发育所博士后
2007
1-20076月:加州大学旧金山分校博士后
2007
6-20102月:加州大学戴维斯分校博士后
2010
2-2013年5月:加州大学戴维斯分校项目科学家
2012
2-至今:中科院微生物所研究员,“百人”计划
国际植物和微生物分子互作学会会员

研究队伍(请将#换成@

工作人员
徐 宁 女 助理研究员 xun#im.ac.cn
杨 超 男 助理研究员 chaoyang#im.ac.cn
庞金环 女 实验师
pangjh#im.ac.cn
余永旗 男 项目聘用
563775149#qq.com
曹继东 男 项目聘用 cjdmcjd#163.com

在读研究生
类别 姓名 性别 入学年份 邮箱
博士生 孟凡伟 男 fweimeng#163.com
博士生 罗旭明 男
luoxuming#mails.ucas.ac.cn
博士生 邢莹莹 女
xingyingying13# mails.ucas.ac.cn
博士生 刘 芮 女
liuxiaorui2049#126.com
博士生 Azizul Islam
azizbge.iu#gmail.com
硕士生 李凌娟 女
lilj#im.ac.cn
硕士生 黄军凯 男
huangjk8023#yeah.net
硕士生 李雅雯 女 liyw1303#163.com

已培养学生/博士后
类别 姓名 毕业年份
硕士 李文 2015
硕士 姜岚 2017

近期发表的论文:(#Co-First Author; *Corresponding Author)

  1. Xuming Luo#, Jidong Cao#, Junkai Huang#, Zongyi Wang, Zhengyan Guo, Yihua Chen, Shumei Ma*, and Jun Liu*. Genome sequencing and comparative genomics reveal the potential pathogenic mechanism of Cercospora sojina Hara on soybean. DNA Research, 2017, (accepted).

  2. Xuming Luo#, Ning Xu#, Junkai Huang, Feng Gao, Huasong Zou, Marie Boudsocq, Gitta Laurel Coaker, and Jun Liu*. A Lectin Receptor-like Kinase mediates pattern-triggered salicylic acid signaling. Plant Physiology, 2017, DOI: 10.1104/pp.17.00404

  3. Jidong Cao#, Yongqi Yu#, Yan chen, Suiyan Li*, and Jun Liu*. Genome re-sequencing analysis uncovers pathogenecity-related genes undergoing positive selection in Magnaporthe oryzae. SCIENCE CHINA Life Sciences. 2017, doi: 10.1007/s11427-017-9076-4

  4. Ning Xu, Xuming Luo, Wen Li, Zongyi Wang, and Jun Liu*. The bacterial effector AvrB-induced RIN4 hyperphosphorylation is mediated by receptor-like cytoplasmic kinase complex in Arabidopsis. Molecular Plant Microbe Interaction, 2017, 30(6):502-512

  5. Yang C, Li W, Cao J, Meng F, Yu Y, Huang J, Jiang L, Liu M, Zhang Z, Chen X, Miyamoto K, Yamane H, Zhang J, Chen S, Liu J*. Activation of ethylene signaling pathways enhances disease resistance by regulating ROS and phytoalexin production in rice. The Plant Journal. 2017, 89(2):338-353

  6. Jidong Cao, Chao Yang, Lingjuan Li, Lan Jiang, Chuanwan Wu, Qingyun bu, Guixian Xia, Xiaoyun Liu, Yuanming Luo* and Jun Liu*. Rice plasma membrane proteomics reveals Magnaporthe oryzae promotes susceptibility by sequential activation of host hormone signaling pathways. Molecular Plant Microbe Interaction. 2016, 29(11):902-913

  7. Henry E, Fung N, Liu J, Drakakaki G, Coaker G. Beyond glycolysis: GAPDHs are multi-functional enzymes involved in regulation of ROS, autophagy, and plant immune responses. PLoS Genet, 2015 Apr 28;11(4):e1005199

  8. James Elmore, Jun Liu, Barrett Smith, Brett Phinney and Gitta Coaker. Quantitative proteomics reveals dynamic changes in the plasma membrane proteome during Arabidopsis immune signaling. Molecular & Cellular Proteomics. 2012, M111.014555

  9. Jun Liu, James Elmore, Daniel Lin and Gitta Coaker. A receptor like cytoplasmic protein kinase phosphorylates RIN4, triggerring plant innate immunity. Cell Host &Microbe, 2011,9, 137–146

  10. Jun Liu#, James Elmore# and Gitta Coaker. Investigating the functions of the RIN4 protein complex during plant innate immune responses. Plant Signaling & Behavior 4:12, 1-4.

  11. Tao Chen#, Jun Liu#, Gang Lei, Yun-Feng Liu, Zhi-Gang Li, Jian-Jun Tao, Yu-Jun Hao, Yang-Rong Cao, Qing Lin, Wan-Ke Zhang, Biao Ma, Shou-Yi Chen and Jin-Song Zhang. Effects of Tobacco Ethylene Receptor Mutations on Receptor Kinase Activity, Plant Growth and Stress Responses. Plant and CellPhysiology.2009 50(9):1636-1650 (*: equal contribution)

  12. Jun Liu, James Elmore, Anja Fuglsang, Michael Palmgren. Brian Staskawicz and Gitta Coaker. RIN4 Functions with Plasma Membrane H+-ATPases to Regulate Stomatal Apertures during Pathogen Attack. PLoS Biology. 2009, 7(6): e1000139.

近期代表性的工作


1蛋白组技术解析稻瘟菌侵染水稻的机制:稻瘟菌侵染水稻时对水稻中的主要激素脱落酸ABA和细胞分裂素CK存在时空调节。在侵染早期(24小时前)主要激活ABA途径,抑制寄主免疫;在侵染后期(48小时),激活寄主CK途径,挟持营养运输蛋白获取营养,实现快速增殖,造成危害。


2乙烯信号通路激活增强水稻抗病性的机制:稻瘟菌侵染导致水稻体内大量合成乙烯,进而激活乙烯信号通路;乙烯信号通路的激活进一步促进了活性氧ROS的爆发以及植保素的大量合成,两个途径都可以有效地抑制稻瘟菌的侵染,显示了乙烯是水稻抗稻瘟病的一个正向调控因子。

实验室合影


全家福(2015冬)


游黑龙潭合影(2016夏)


 
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