朱玉賢（武漢大學(xué)高等研究院院長(zhǎng)）

個(gè)人年表

北大110年校慶 胡主席來(lái)訪(fǎng)生科院

1973年，畢業(yè)于浙江省富陽(yáng)中學(xué)，正值文革，參軍入伍。

1977年參加高考，考入浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)，1982年7月，畢業(yè)于浙江農(nóng)業(yè)大學(xué)。

1989年12月在美國(guó)康奈爾大學(xué)植物科學(xué)系獲得博士學(xué)位。并去華盛頓大學(xué)生物系攻讀博士后。

1991年6月，回國(guó)后一直在北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院工作，主要從事植物基因克隆和表達(dá)研究。

1994年，任北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院教授。

2001年當(dāng)選長(zhǎng)江學(xué)者。

2011年12月，當(dāng)選中國(guó)科學(xué)院院士。

2013年當(dāng)選發(fā)展中國(guó)家科學(xué)院院士。

2014年4月4日，正式加盟武漢大學(xué)，受聘為武漢大學(xué)高等研究院院長(zhǎng)。

陜西師范大學(xué)雙聘院士。

常務(wù)副主編 , 《中國(guó)科學(xué)：生命科學(xué)》（中文版）。

研究領(lǐng)域

主要通過(guò)研究陸地棉花纖維發(fā)育早期的功能基因組、轉(zhuǎn)錄組學(xué)及雷蒙德氏棉、亞洲棉功能基因組，探索纖維突起、伸長(zhǎng)的分子機(jī)制及調(diào)控規(guī)律。通過(guò)大規(guī)模轉(zhuǎn)錄組學(xué)分析法，獲得大量纖維突起或伸長(zhǎng)階段特異性表達(dá)基因（重點(diǎn)是棉花轉(zhuǎn)錄因子基因家族成員以及激素受體基因）,探索棉花基因功能鑒定的新方法。用RT-PCR等基因表達(dá)分析方法研究已克隆的基因在棉花發(fā)育過(guò)程中的器官、組織及發(fā)育時(shí)期等時(shí)空表達(dá)特性，推測(cè)這些基因在棉纖維發(fā)育過(guò)程中的作用。分離鑒定植物激素信號(hào)途徑對(duì)棉纖維發(fā)育起重要調(diào)控作用編碼關(guān)鍵轉(zhuǎn)錄因子的基因，闡明植物激素對(duì)纖維發(fā)育的關(guān)鍵作用。

以雷蒙德氏棉（Gossypium raimondii）的基因組為參考序列，將目前NCBI數(shù)據(jù)庫(kù)中存在的297239條陸地棉（Gossypium hirsutum）表達(dá)序列標(biāo)簽（EST）進(jìn)行了重新組裝和分析，得到了49125條單基因簇（UniGenes）。這些單基因簇的平均長(zhǎng)度達(dá)到了1019堿基對(duì)，顯著超過(guò)之前組裝的804和791堿基對(duì)。其中，長(zhǎng)度超過(guò)3千堿基對(duì)的單基因簇的數(shù)目從30條左右增加到1223條。結(jié)果說(shuō)明，雷蒙德氏棉基因組的參考序列對(duì)四倍體棉花轉(zhuǎn)錄組的組裝起到非常大的推動(dòng)作用。轉(zhuǎn)錄組分析分析顯示，四倍體棉花里來(lái)自A和D亞基因組的基因在轉(zhuǎn)錄模式上有顯著差異。在四倍體轉(zhuǎn)錄組中，29547個(gè)單基因簇可能來(lái)自于D亞基因組的貢獻(xiàn)，而另外19578個(gè)單基因簇可能是A亞基因組轉(zhuǎn)錄出來(lái)的。最后，大規(guī)模數(shù)據(jù)分析得到的一些棉纖維發(fā)育關(guān)鍵基因在轉(zhuǎn)錄水平的差異可被RT-PCR實(shí)驗(yàn)證實(shí)。

通過(guò)高通量測(cè)序方法獲得了8.5G堿基對(duì)高質(zhì)量、無(wú)污染的轉(zhuǎn)錄組測(cè)序數(shù)據(jù)，將約85%的測(cè)序數(shù)據(jù)貼回參考基因組序列上，共鑒定了超過(guò)15萬(wàn)個(gè)剪切結(jié)點(diǎn)，在10197個(gè)基因中發(fā)現(xiàn)了16437個(gè)可變剪切事件。結(jié)果顯示，平均每四個(gè)棉花基因，就有一個(gè)存在可變剪切現(xiàn)象，說(shuō)明可變剪切在棉花基因組中是一種廣泛存在的現(xiàn)象。在這些可變剪切事件當(dāng)中，“內(nèi)含子保留”類(lèi)型占最多的比例（40%），而“跳過(guò)外顯子”類(lèi)型是最少的。選取11個(gè)不同的真合生物進(jìn)行橫向比較，證實(shí)“內(nèi)含子保留”類(lèi)型在高等植物中所占的比例是最高的，但是在脊椎動(dòng)物當(dāng)中“跳過(guò)外顯子”的比例最高，“內(nèi)含子保留”反而最少。為了解釋這巨大差異的來(lái)源，進(jìn)一步對(duì)棉花發(fā)生“內(nèi)含子保留”的基因進(jìn)行分析，結(jié)果發(fā)現(xiàn)盡管轉(zhuǎn)座因子的插入在棉花所有內(nèi)含子中所占比例只有2.9%，但是在保留的內(nèi)含子中比例竟高達(dá)43%，這暗示了轉(zhuǎn)座因子的插入可能與內(nèi)含子的選擇性保留有關(guān)。大量的數(shù)據(jù)分析顯示，插入到保留內(nèi)含子中的轉(zhuǎn)座因子并不是隨機(jī)分布的，而是富集在3’剪切位點(diǎn)上游0-40個(gè)堿基的區(qū)段上，從而影響了該段序列的RNA二級(jí)結(jié)構(gòu)的柔性并導(dǎo)致分支位點(diǎn)偏離最佳位置，在內(nèi)含子剪切的過(guò)程中不能發(fā)揮正常的作用，最終導(dǎo)致內(nèi)含子的保留。結(jié)果暗示，轉(zhuǎn)座因子插入所介導(dǎo)的分支位點(diǎn)的分布改變對(duì)于內(nèi)含子保留類(lèi)型的可變剪切有重要作用，該發(fā)現(xiàn)有助于解釋植物和動(dòng)物之間存在的內(nèi)含子保留差異。

實(shí)驗(yàn)室前期從Salk種子庫(kù)中得到一個(gè)與乳腺癌同源基因的突變體row1-3，該突變體根部表型劇烈。其根部極其短小不能正常發(fā)育，成熟區(qū)細(xì)胞不能正常分化與伸長(zhǎng)，QC及向地性完全丟失，同時(shí)其根尖不含淀粉粒，結(jié)構(gòu)模糊不具有典型的根端分生組織結(jié)構(gòu)，表明其也不能進(jìn)行正常的分化。通過(guò)對(duì)其表型分析結(jié)合PCR與GFP定位技術(shù)，找到了ROW1基因缺失后可能造成以上劇烈表型的原因，即WOX5過(guò)量表達(dá)造成的。通過(guò)遺傳學(xué)實(shí)驗(yàn)方法，對(duì)該突變體中的WOX5完全敲除或者部分敲除可以回復(fù)或者部分回復(fù)該突變的表型，在row-3/wox5-1雙突變體中，其跟的伸長(zhǎng)和向地性恢復(fù)，同時(shí)其根端分生組織可以正常風(fēng)化產(chǎn)生含淀粉粒的小柱細(xì)胞。進(jìn)而證明了ROW1是WOX5的負(fù)調(diào)控因子，通過(guò)抑制WOX5的表達(dá)來(lái)限定該基因只在QC細(xì)胞中表達(dá)。

研究成果

1. 克隆得到與豌豆短日不衰老性狀相連鎖并赤霉素誘導(dǎo)表達(dá)的PPF-1基因。

將PPF1基因與報(bào)告基因GFP連接后用基因槍轟擊法導(dǎo)入洋蔥根尖表皮細(xì)胞后發(fā)現(xiàn)，綠色熒光標(biāo)記大量集中在細(xì)胞膜上。永久性轉(zhuǎn)化擬南芥后發(fā)現(xiàn)，綠色熒光標(biāo)記集中于葉綠體膜上。把該基因連接到35S啟動(dòng)子后面并分別按正向或反向模式導(dǎo)入擬南芥基因組中發(fā)現(xiàn)，正向表達(dá)PPF1基因，能明顯延緩轉(zhuǎn)基因擬南芥的開(kāi)花和生長(zhǎng)發(fā)育進(jìn)程，推遲其衰老。反向表達(dá)該基因，使擬南芥中原有的同源基因失活，則明顯提早轉(zhuǎn)基因植物的開(kāi)花期，加速植株衰老。將PPF1基因連接到動(dòng)物基因啟動(dòng)子下游并導(dǎo)入到本身無(wú)內(nèi)鈣電流的癌細(xì)胞系中，證實(shí)轉(zhuǎn)化的細(xì)胞系擁有強(qiáng)大的內(nèi)向鈣電流，表明PPF1基因可能編碼了是植物體內(nèi)的鈣離子通道蛋白。正在對(duì)不衰老細(xì)胞特異性表達(dá)的cDNA進(jìn)行體內(nèi)定位雜交和體外表達(dá)研究，揭示其光周期特性、表達(dá)調(diào)控規(guī)律以及與細(xì)胞衰老的關(guān)系。

2. 棉花纖維發(fā)育早期特異性表達(dá)基因的大規(guī)模分離與克隆。

以陸地棉徐州142和無(wú)長(zhǎng)絨無(wú)短絨突變體（fuzless-lintless,fl）為實(shí)驗(yàn)材料，通過(guò)大規(guī)模分離、鑒定和研究棉花纖維伸長(zhǎng)期相關(guān)基因，尋找用于遺傳工程改良棉纖維的靶基因。選用開(kāi)花后10天（10DPA,10 days post anthesis）、棉花纖維伸長(zhǎng)速度最快的陸地棉纖維與fl突變體胚珠作為起始材料，用PCR-Select cDNA Subtraction方法獲得了纖維特異的cDNA減法庫(kù)，分離到172個(gè)纖維特異或高表達(dá)的基因，為闡明棉花纖維發(fā)育的分子機(jī)制奠定了良好的基礎(chǔ)。

3.牛結(jié)核桿菌多價(jià)核酸疫苗的研制與應(yīng)用。

克隆了MPT-64、Ag85B、ESAT-6、MPT-63和MPT-83等分泌蛋白的結(jié)構(gòu)基因全序列，制備了大量無(wú)內(nèi)毒素的重組表達(dá)載體pJW4303DNA，篩選出了兩組結(jié)核桿菌DNA三價(jià)苗組合，對(duì)模型動(dòng)物鼠的保護(hù)效率達(dá)到100%，最好的組合減菌量達(dá)到BCG陽(yáng)性對(duì)照組的80-100倍，是陰性對(duì)照組的3萬(wàn)倍左右。首次用選出的兩組三價(jià)聯(lián)苗進(jìn)行了本動(dòng)物牛的免疫和攻毒實(shí)驗(yàn)，剖解的結(jié)果表明牛結(jié)核桿菌多價(jià)DNA疫苗對(duì)本動(dòng)物牛的保護(hù)率達(dá)到75-80%，而陰性對(duì)照組保護(hù)效率為0，BCG陽(yáng)性對(duì)照組的保護(hù)率為20%。

論文著作

主編《現(xiàn)代分子生物學(xué)》，出版發(fā)行超過(guò)30萬(wàn)冊(cè)，已成為我國(guó)高等學(xué)校生物學(xué)專(zhuān)業(yè)本科生分子生物學(xué)主要教材。由于在乙烯信號(hào)通路上下游長(zhǎng)期而系統(tǒng)性的研究，世界植物科學(xué)著名的綜述期刊“當(dāng)代植物學(xué)觀(guān)點(diǎn)”邀請(qǐng)他撰寫(xiě)論文，闡述他們對(duì)棉纖維這個(gè)特殊細(xì)胞的認(rèn)知。該研究于2011年獲國(guó)家自然科學(xué)二等獎(jiǎng)。

已發(fā)表經(jīng)同行評(píng)審的科研論文98篇，其中被SCI收錄85篇（通訊作者或第一作者的SCI論文66篇），包括3篇植物科學(xué)國(guó)際最前沿刊物“植物細(xì)胞”，1篇美國(guó)科學(xué)院院報(bào)，1篇“分子與細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)”，2篇“當(dāng)代植物學(xué)觀(guān)點(diǎn)”應(yīng)邀綜述論文，總影響因子超過(guò)300，篇均影響因子相當(dāng)于世界植物科學(xué)排名10%的刊物。主要文獻(xiàn)

1. Gong W, Sun YP, Ma LG, Pan Y, Du YL, Wang DH, Yang JY, Hu LD, Liu XF, Dong CX, Ma L, Chen YH, Yang XY, Gao Y, Zhu DM, Tan XL, Mu JY, Zhang DB, Liu YL, Dinesh-Kumar SP, LI Y, Wang XP, Gu HY, Qu LJ, Bai SN, Lu YT, Li JY, Zhao JD, Zuo JR, Huang H, Deng XW, and Zhu YX. (2004) Genome-wide ORFeome cloning and analysis of Arabidopsis transcription factor genes. Plant Physiol. 135:773-782.

2. Cai H, Tian X, Zhuang YH and Zhu YX. (2004) Combined DNA vaccines formulated in DDA enhance protective immunity against tuberculosis. DNA and Cell Biology. 23: 450-456.

3. Feng JX, Ji SJ and Zhu YX. (2004) Analysis of five differentially expressed gene families in fast elongating cotton fiber. Acta Biochimica et Biophysica Sinica. 36: 51-56.

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人物評(píng)價(jià)

浙江理工大學(xué)評(píng)：

獲得榮譽(yù)