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骨干:李爱丽 - 中国农业科学院作物科学研究所


 



姓  名:李爱丽      性 别:   女
职  称:研究员
联系电话:010-82105860
电子邮箱:liaili@caas.cn
个人网页:
课 题 组:小麦复杂基因组解析
 

本人简介:

李爱丽,女,博士,研究员,博士生导师。1992年获河北师范大学生物学专业学士学位;1999年获河北农业大学植物生理学专业硕士学位;2002年获河北农业大学植物病理学专业博士学位。2002年7月至2005年3月在中国农业科学院作物科学研究所从事博士后研究,2004年1月晋升为副研究员,期间曾应美国哈佛医学院Jen Sheen教授邀请,进行短期访问。2005年4月至今在中国农业科学院作物科学研究所工作,2014年1月晋升为研究员。

研究方向:

长期从事小麦复杂基因组解析工作,包括解析六倍体小麦优势形成的分子机理、小麦穗及籽粒早期发育调控网络与产量的关系、小麦多样性与产量的关系以及小麦白粉病抗性机制等。

主要贡献:

异源六倍体小麦生长优势的基因表达调控机制:研究发现合成六倍体小麦三个发育阶段的非加性表达蛋白质编码基因数目非常有限,并表现为抽穗期非加性表达基因与细胞生长相关基因显著富集。亲本表达显性基因在子代差异基因中占有相当比例,并表现出四倍体亲本表达显性基因主要贡献于六倍体小麦发育;二倍体亲本表达显性基因主要贡献于六倍体小麦的适应性。此外,靶向抗逆、抗病、开花等重要生物学过程的miRNA均表现为非加性表达,并很可能参与了亲本表达显性基因的表达调控。而siRNA则主要贡献于保持基因组稳定性,并参与了D基因组部分同源基因在多倍化过程中的表达调控。这项发现为植物多倍化杂种优势的形成提供了重要理论启示和借鉴作用,并为进一步在新合成异源六倍体小麦中快速筛选亲本优异基因提供了新的策略。(The Plant Cell, 2014; Molecular Plant, 2015)
小麦幼穗早期发育基因调控网络及与产量的关系:通过对小麦幼穗发育早期的转录组分析发现了大量与幼穗发育相关的重要转录因子。进而通过对其中一个在药隔形成期高表达的分拣小RNA基因AGO1d进行了突变体分析。该基因在花药的绒毡层特异表达;突变后使小麦的可育花粉数目大大下降,严重影响后期的每穗籽粒数,表明该研究发现的候选基因可为今后分子育种中开发分子标记和进行遗传操作提供重要的信息。(Plant Physiology, 2017)
钙依赖性蛋白激酶TaCPK2在小麦白粉病抗性中的分子机理:利用同源克隆方法获得了六倍体小麦中TaCPK2基因,发现TaCPK2-A应答白粉菌,TaCPK2-D应答冷胁迫。BSMV:TaCPK2-A基因VIGS植株表现出抗病性减弱,同时表现出WRKY45-1及水杨酸(salicilic acid, SA)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)路相关基因LOX、AOS2、PR1a和PR1b下调表达。TaCPK2-A的水稻过表达植株表现出抗病性增强,并伴随着OsWRKY45-1及10个水杨酸(salicilic acid, SA)和茉莉酸(Jasmonic acid,JA)路径相关基因LOX、AOS2、PR1a、PR1b、WRKY13、PAL、ICS1、PAD4、NH1和PR10的上调表达。(Journal of Experimental Botany, 2013; 获得授权专利1项)

目前在研工作包括:

利用小麦新合成六倍体材料挖掘在小麦生产中有应用价值的产量调控基因:现存的四倍体小麦和节节麦存在大量的遗传变异位点,为普通小麦育种提供了一个巨大的基因库,人工合成六倍体小麦作为转移供体物种遗传多样性的“桥梁”,已广泛应用于普通小麦的遗传改良,增加普通小麦的遗传多样性。我们实验室建立了一整套基于亲本与子代特异发育时期转录组数据的重要候选基因挖掘体系,能够快速、有效筛选到目标性状相关的重要候选基因。目前我们利用D基因组渗入系的穗及籽粒发育特异时期的转录组分析,筛选获得调控籽粒大小的一系列基因。
利用小麦重要驯化基因Q突变体材料挖掘在小麦生产中有应用价值的穗型调控基因:小麦Q基因由异源多倍体小麦自发突变产生,是栽培小麦最重要的驯化基因,它不仅赋予了栽培小麦易脱粒性,并影响了包括穗型在内的许多其他驯化相关的性状。截至目前关于Q基因如何控制小麦穗型发育的分子机制研究尚未见任何报道。我们通过解析小麦重要驯化基因Q调控网络,探索小麦重要驯化基因Q调控易脱粒性、穗轴脆性和颖壳硬度、穗型、育性等多种驯化性状的分子机制。目前已成功筛选到调控小麦可育小花数的MEL1基因;调控小麦每穗小穗数的MADS1和MADS6基因。
近五年,先后主持国家自然基金面上项目2项;作为骨干承担重点研发计划任务2项;承担973任务1项;863任务1项。作为主要执行人参加国家自然基金重大项目培育计划、国家自然基金国际合作项目等。留所经费总计498.3万元。以第一作者(共同第一作者)和通讯作者(共同通讯作者)在国际知名杂志The Plant Cell (2014)、Molecular Plant (2015)、Plant Physiology (2017)、The Plant Journal (2014)、Journal of Experimental Botany (2013)、BMC Genomics(2017) 等上发表文章10篇。以第二发明人获得授权专利4项;以第三发明人获得授权专利1项。

在研科研项目:

1. 国家自然基金面上项目(主持人)
2. 重点研发计划(骨干;任务承担人;2项)
3. 国家自然科学基金重大研究计划集成项目(主要执行人)
4. 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目(主要执行人)

主要论文和著作:

1. Li A (第一作者), Liu D, Wu J, Zhao X, Hao M, Geng S, Yan J, Jiang X, Zhang L, Wu JY, Yin L, Zhang R, Wu L, Zheng Y, Mao L. mRNA and small RNA transcriptomes reveal insights into dynamic homoeolog regulation of allopolyploid heterosis in nascent hexaploid wheat. The Plant Cell, 2014, 26(5):1878-1900.
2. Li A (第一作者), Geng S, Zhang L, Liu D, Mao L. Making the bread insights from newly synthesized allohexaploid wheat. Molecular Plant, 2015, 8(6):847-859.
3. Hao M, Li A (共同第一), Shi T, Luo J, Zhang L, Zhang X, Ning S, Yuan Z, Zeng D, Kong X, Li X, Zheng H, Lan X, Zhang H, Zheng Y, Mao L (共同通讯), Li D. The abundance of homoeologue transcripts is disrupted by hybridization and is partially restored by genome doubling in synthetic hexaploid wheat. BMC Genomics, 2017, 18(1): 149.
4. Geng S*, Li A* (共同第一), Tang L*, Yin L, Wu L, Lei C, Guo X, Zhang X, Jiang G, Zhai W, Wei Y, Zheng Y, Lan X, Mao L. TaCPK2-A, a calcium-dependent protein kinase that is required for wheat powdery mildew resistance enhances bacterial blight resistance in transgenic rice. Journal of Experimental Botany, 2013, 64(11):3125-36.
5. Wang X*, Liu D*, Li A* (共同第一), Sun X, Zhang R, Wu L, Liang Y, Mao L. Transcriptome analysis of tomato flower pedicel tissues reveals abscission zone-specific modulation of key meristem activity genes. PLOS ONE, 2013, 8(2): e55238.
6. Jia M, Guan J, Zhai Z, Geng S, Zhang X, Mao L, Li A (通讯作者). Wheat functional genomics in the era of next generation sequencing: An update[J]. The Crop Journal, 2017.
7. Zhang D, Wang B, Zhao J, Zhao X, Zhang L, LiuD, Dong L, Wang D, Mao L*, Li A* (通讯作者). Divergence in homoeolog expression of the grain length associated gene GASR7 during wheat allohexaploidization. The Crop Journal, 2015, 3(1):1-9.
8. Feng N, Song G, Guan J, Chen K, Jia M, Huang D, Wu J, Zhang L, Kong X, Geng S, Liu J, Li A (共同通讯作者), Mao L. Transcriptome of wheat inflorescence development from spikelet initiation to floral patterning. Plant Physiology, 2017, 174(3):1779-1794.
9. Wang B, Geng S, Wang D, Feng N, Zhang D, Wu L, Hao C, Zhang X, Li A* (共同通讯作者) and Mao L*. Characterization of SQUAMOSA PROMOTER BINDING PROTEIN-LIKE Genes in Wheat. Journal of Plant Biology, 2015, 58(4): 220-229.
10. Liu D, Wang D, Qin Z, Zhang D, Yin L, Wu L, Colasanti J, Li A* (共同通讯作者), Mao L*. The SEPALLATA MADS-box Protein SLMBP21 Forms Protein Complexes with JOINTLESS and MACROCALYX as a Transcription Activator for Tomato Flower Abscission Zone Development. The Plant Journal, 2014, 77:284-296.
11. Qin Z, Wu J, Geng S, Feng N, Chen F, Kong X, Song G, Chen K, Li A, Mao L, Wu, L. Regulation of FT splicing by an endogenous cue in temperate grasses. Nature Communications, 2017, 8: 14320.
12. Wang D, Chen X, Zhang Z, Liu D, Song G, Geng S, Yang J, Wang B, Wu L, Li A, Mao L*. A MADS-box gene NtSVP regulates pedicel elongation by directly suppressing a KNAT1-like KNOX gene NtBPL in tobacco (Nicotiana tobacum L.) Journal of Experimental Botany, 2015, 66(20): 6233-6244.
13. Wei B, Zhang R, Guo J, Liu D, Li A, Fan R, Mao L, Zhang X. Genome-wide analysis of the MADS-box gene family in Brachypodium distachyon. PLOS ONE, 2014, 9: e84781.
14. Wu L, Liu D, Wu J, Zhang R, Qin Z, Liu D, Li A, Fu D, Zhai W, Mao L. Regulation of FLOWERING LOCUS T by a microRNA in Brachypodium distachyon. The Plant Cell, 2013, 25(11):4363-77.
15. Dong L, Wang F, Liu T, Dong Z, Li A, Jing R, Mao L, Li Y, Liu X, Zhang K, Wang D, Natural variation of TaGASR7-A1 affects grain length in common wheat under multiple cultivation conditions. Molecular Breeding, 2014, 34:937-947.
16. Song G, Jia M, Chen K, Kong X, Khattak B, Xie C, Li A, Mao L. CRISPR/Cas9: A powerful tool for crop genome editing. The Crop Journal, 2016, 4(2): 75-82.

授权发明专利:

1. 小麦TaAGO4a-D抗体、蛋白及其编码基因和应用,专利号:ZL 2013 1 0399749.3;授权公告日期:2017年7月28日,排名第2;
2. 小麦人工小分子RNA表达载体、其构建方法及应用,专利号:ZL 2013 1 0399749.3X;授权公告日期:2015年4月1日,排名第2;
3. 小麦TaCPK2蛋白在植物抗病育种中的应用,专利号:ZL 2012 1 0062346.5;授权公告日期:2014年11月12日,排名第2;
4. 小麦TaCPK7启动子及其应用,专利号:ZL 2010 1 0557331.7;授权公告日期:2013年8月7日,排名第2;
5. 番茄SLMBP21基因及其应用,专利号:ZL 2010 1 0287618.2;授权公告日期:2014年3月26日,排名第3。


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