朱玉贤

朱玉贤,中国科学院院士,北京大学生命科学学院教授,博士生导师,教育部长江特聘教授,蛋白质与植物基因研究国家重点实验室主任。长期从事植物生理学及植物分子生物学研究,在纤维伸长分子机制研究以及拟南芥转录调控因子参与的顶端分生组织细胞分化两个领域做出了有系统性和创新性的突出贡献,2009年获得教育部自然科学奖一等奖,2011年获得国家自然科学奖二等奖。所编著的《现代分子生物学》教科书曾多次获奖,至今已经出版发行30多万册,所培养的不少学生已经成为各自领域的研究骨干。他多次应邀在国内外重要学术会议,如世界棉花大会、棉花基因组学大会、世界植物分子生物学大会、中国植物生理学全国代表大会、中国遗传学会全国代表大会等做报告。自2009年1月至今担任“世界棉花基因组学”指导委员会委员和“功能基因组学”专业委员会主任。2009年被芬兰OULU大学授予荣誉博士(Honorary Doctor)学位。

个人传略

朱玉贤,男,1955年出生于浙江省富阳市的农村;1974年12月至1978年4月在中国人民解放军舟山要塞区服兵役;1978-1982年在于浙江农业大学农学系获得学士学位;1990年1月获得美国康奈尔大学植物科学系博士学位;1991年6月回国工作;1994年成为北京大学生命科学学院教授、博士生导师;1997年获得国家自然科学基金委“杰出青年”科学基金资助;2001年成为教育部长江特聘教授;2004-2009年担任国家自然科学基金委“创新群体”项目主持人。2011年当选为中国科学院院士。曾长期担任北京大学生命科学学院学术委员会委员,北京大学理学部学术委员会委员,教育部科学技术委员会生命科学学部委员,科技部863高技术计划“生物与现代农业领域“专家委员会委员 “现代农业技术领域”专家组副组长;现任农业部国家转基因生物安全委员会委员、中国植物学会副理事长、北京大学生命科学学院学术委员会副主任。还担任《遗传学报》副主编、《科学通报》特邀编委、《Molecular Plant》Editorial Board Member《生物化学与生物物理学报》编委;植物生理学与生物化学国家重点实验室、农业基因组学国家重点实验室、作物遗传改良国家重点实验室、医学分子生物学国家重点实验室和棉花生物学国家重点实验室学术委员会委员。

主要科研成果

(一)棉纤维伸长分子机制研究。开展了棉纤维伸长发育相关功能基因的克隆、表达及基因表达产物的生物学功能研究,首次发现植物激素乙烯参与调控棉纤维细胞伸长,揭示了棉纤维发育的分子机制,为大幅度提高棉纤维品质提供了理论依据。

成功构建了高质量陆地棉胚珠cDNA文库,有93,730条棉花EST序列被NCBI收录,占世界现有棉花EST总量约25%。获得28,141条UniEST,占全世界陆地棉UniEST数的70%左右。首次利用抑制性减法杂交技术在国际上开展了大规模棉纤维中差异表达基因的分离工作,建成了具有国际领先水平的大型高通量陆地棉cDNA芯片,获得了纤维伸长时期的基因表达谱。鉴定获得778个棉花纤维特异表达基因,发现乙烯生物合成途径是最显著的纤维特异上调生化途径,可能在棉花纤维细胞伸长过程中具有主导作用。首次证明超长链脂肪酸参与植物激素信号转导,发现超长链脂肪酸通过调控植物激素乙烯的生物合成,促进棉纤维伸长。研究发现受乙烯信号调控的果胶多糖生物合成是棉纤维伸长的限速步骤,为全面阐明纤维细胞伸长的分子机制提供了重要线索,为我国优质棉基因工程育种提供了大量拥有自主知识产权的新基因,为提高我国棉花的产量和品质奠定了良好的物质基础,具有重大的经济价值和应用前景。

由于在棉花纤维细胞伸长机制领域的研究领先性,世界知名的三大植物科学综述刊物之一“Curr. Opin. Plant Biol”邀请他撰写了题为“How cotton fibers elongate: a tale of linear cell-growth mode”的综述,讨论了决定纤维细胞伸长的分子机理,提出棉纤维及根毛、表皮毛、花粉管等均可能通过“线性生长(linear cell-growth)”机制,而不是“扩散生长”(diffuse growth)或顶端生长(tipgrowth)机制进行单向伸长生长。

(二)转录调控因子与拟南芥顶端分生组织发育研究。与国内外11家实验室合作克隆了1282个拟南芥转录调控因子基因,深入研究了所克隆的146个受植物激素乙烯及多种环境胁迫诱导表达的AP2/EREBP家族成员的表达规律及生物学功能,找到了一批可能参与调控各种生理过程的受不同环境条件或处理诱导表达的转录调控因子基因,做出了有独到见解的工作,应邀在“Curr. Opin. Plant Biol”发表了有关拟南芥转录调控因子基因克隆与研究进展的综述。

他研究发现,bard1-3完全敲除突变体拟南芥茎端分生组织出现强烈的异常,大量细胞快速增生,但缺少正常的组织分化,只能形成很多管状突起。突变体中WUS的表达区域从组织中心转移到外表皮和皮层细胞,其表达位置和转录本数量都发生了十分显著的变化,表明BARD1可能通过限制WUS表达区域来调节茎尖分生组织的功能。

他还发现,PIF3蛋白主要以同源二体的形式结合在光诱导表达基因相关启动子区,与受红光激活进入细胞核内的光敏素B(植物体内主要的光受体)同源二体结合形成异源四聚体,从而激活下游靶基因表达。研究G2豌豆突变体在长、短日照条件下的生理反应,发现该豌豆在长日照条件下正常进入生长发育衰老过程,花芽中的生长素含量2倍于短日照豌豆。反之,其顶芽在短日照条件下永不衰老,此时赤霉素的含量比长日照条件下高一个数量级,暗示生长素和赤霉素可能协同控制了豌豆顶端分生组织进入衰老的时间节点。

以主要作者身份获得授权国家发明专利5项,其中多项具备良好的生产应用前景。分析中国农科院棉花研究所2010年收获190个R1代转基因品质改良棉花株系,有10个株系的棉纤维平均长度比对照组增加2.0毫米以上,其中8个转基因棉花株系,包括转化乙烯途径的ACO基因和超长链脂肪酸途径的KCS基因,均来自朱玉贤实验室。

他所主编的《现代分子生物学》一书在1997年2月出版,1999年先后获得中国国家图书提名奖、中国国家科技图书二等奖和教育部科技进步二等奖,至今已三次修订出版,共发行超过30万册,成为我国大学生物学专业本科生分子生物学首选教材,也是研究生入学考试中有关分子生物学课程最广泛认可的参考书之一。在2002年-2012年间,他已培养本科生25人,硕士生7人,博士生20人,博士后4人。有多名博士生已经成为北京大学生命科学学院以及中国科学院相关研究所的课题组长。

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