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林文慧

研究员

  • 电话:+86-021
  • 邮箱:whlin@sjtu.edu.cn
  • 地址:上海市闵行区东川路800号mg真人2-409
  • 林文慧博士,mg真人“晨星学者”,“致远荣誉教师”,生命学院研究员,植物激素与种子发育研究组组长,博士生导师。中国植物生理与植物分子生物学会女科学家分会理事,青年工作者委员会委员,中国细胞生物学会植物器官发生分会委员;曾获上海市自然科学二等奖,mg真人烛光奖一等奖。

学术经历

  • 1996年9月-2000年7月: 厦门大学生命科学院生物学专业(国家科研与教学人才培养基地班),理学学士。
  • 2000年9月-2005年7月: 中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所植物分子遗传国家重点实验室,理学博士。导师:许智宏院士。
  • 2002年9-11月:德国马普协会分子植物生理学研究所,植物第二信使系统的作用机理研究。合作者:Prof. Bernd Mueller-Roeber。
  • 2003年9月-2004年1月:英国东安格利亚大学生物系,植物第二信使系统的作用机理研究。合作者:Dr. Charles Brearley。
  • 2005年10月-2007年11月:博士后,美国加州大学伯克利分校植物与微生物系,植物开花调控的分子机制。合作导师:Prof. Renee Sung。
  • 2007年12月-2008年2月:博士后,美国斯坦福卡耐基植物研究所。植物激素作用的机理研究。合作导师:Dr. Zhiyong Wang。
  • 2008年2月-2014年4月:副研究员,植物激素信号转导研究组副组长,中国科学院植物研究所植物分子生理学国家重点实验室,中国科学院植物研究所。
  • 2014年5月至今:研究员、植物激素与生殖发育研究组组长、博士生导师,mg真人生命科学与技术学院。
  • 2015年9月至2016年9月,国家留学基金委公派访问学者(CSC),美国加州大学伯克利分校植物与微生物系。合作导师:Prof. Sheng Luan。

研究方向

植物激素调控胚珠起始和种子数量的分子机制

       胚珠是种子的前体,胚珠的起始决定胚珠数量的最大可能性,也很大程度的影响了种子的数量和产量。胚珠起始过程的调控机制目前依然知之甚少,已知生长素、细胞分裂素等激素调控胚珠起始和数量。本研究组集中研究植物激素调控胚珠原基起始的分子机制,首次发现油菜素甾醇(BR)也参与胚珠起始和胚珠数量的调控,BR通过激活自身信号通路下游的重要转录因子BZR1直接调控胚珠起始和早期发育的相关基因ANT、HLL和AP2影响胚珠起始和胚珠数量;并且证明BR还通过激活生长素和细胞分裂素信号增加胎座长度、促进胚珠起始、提高胚珠和种子数量。本研究组的工作还发现胚珠起始不是一次性的,而是不同步起始,第一批胚珠原基在花发育第九期早期起始,之后胎座伸长、已起始胚珠之间边界增大、第二批胚珠原基在已有胚珠之间的边界起始。观测和统计结果以及计算模型都显示生长素极性运输载体PIN1的极性定位以及生长素极性分布的动态变化引起的生长素浓度高峰的形成和变化是造成胚珠异步起始的原因。胚珠起始的多步性具有重要生物学意义,植物可通过监测内外环境变化,调控后代的数量。本研究组已发现生物和非生物逆境胁迫影响雌蕊和胎座的伸长进而影响胚珠的起始以及胚珠和种子的数量,后续工作正在进行中。

激素影响雌配子体和胚胎发育的细胞学机制

       植物液泡是成熟植物细胞中的大型细胞器,主要功能主要是调节细胞渗透压,平衡细胞内水分和酸度,贮存养料及多种代谢产物,降解吞噬进液泡的衰老细胞器,并参与植物对微生物入侵的响应和抵抗。液泡膜上的质子泵调控离子跨液泡膜运输,并影响液泡形态以及液泡内液的pH值。本研究组发现液泡形态和分布也影响植物生殖细胞分化以及相关生殖发育的过程,液泡如何调控植物生长发育研究极少,此课题具有很高的创新性。在液泡膜质子泵缺失突变体中,液泡的大小和分布、液泡内液和细胞质的pH值都异常,雌配子体中的核迁移和定位受到影响,胚胎第一次不对称分裂和极性建成也随之受到极大影响。进一步研究发现突变体之后的胚胎发育过程中生长素含量显著下降、分布异常,胚胎形态建成特别是子叶的形成受阻,幼苗的生长素响应被抑制。说明液泡的生成和分布对植物的正常形态建成至关重要。另外,本研究组还发现其它激素可通过影响雌配子体形成过程中细胞大液泡的形成时空调控配子体育性和种子数量,深入的机制研究正在进行中。

油菜素甾醇(BR)信号转导及其调控植物发育和种子产量的...

        油菜素甾醇(BR)是多功能的植物激素,影响植物细胞伸长和分裂、组织分化和器官形成、生殖发育和衰老、以及对环境信号(特别是光信号)的响应。本研究组关注BR信号转导通路的自身调控的细胞学机制,发现某些细胞器在BR信号转导中起到重要作用,机制研究正在进行中。另外,BR信号调控重要主粮作物水稻的生长发育,BR水平或信号降低导致株型矮小紧凑,适宜密植,但不利于生殖发育和种子产量;增强BR信号使单株种子产量增加,但同时也导致易倒伏和种植密度下降的副作用。因为BR信号组分在转录水平几乎不受调控,BR水平过量又可引发对BR信号本身的反馈抑制,因此BR不便直接应用于农业生产。为解决BR信号在农业生产中的应用问题,本研究组找到两种解决策略,一是寻找参与BR信号调控植物生长发育的部分过程的新调控因子,既能利用BR信号促进植物生长发育,又能降低副作用;二是找到组织特异高表达的启动子,驱动直接调控BR信号的改造序列,在特定组织器官中直接增加或降低BR信号。此课题的成果具有潜在的运用价值。

代表论著

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    Two Tonoplast Proton Pumps Function in Arabidopsis Embryo Development. Jiang YT, Tang RJ, Zhang YJ, Xue HW, Ferjani A, Luan S* and Lin WH*. (2019). New Phytologist. doi: 10.1111/nph.16231.

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    Effective Modulating Brassinosteroids Signal to Study Their Specific Regulation of Reproductive Development and Enhance Yield. Zu SH, Jiang YT, Hu LQ, Zhang YJ, Chang JH, Xue HW, and Lin WH*. (2019). Frontiers in Plant Science. 19 (10): 980.

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    OsGATA7 modulates brassinosteroids-mediated growth regulation and influences architecture and grain shape. Zhang YJ, Zhang Y, Zhang LL, Huang HY, Yang BJ, Luan S, Xue HW, and Lin WH*. (2018). Plant Biotechnology Journal. doi: 10.1111/pbi.12887.

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    Yang BJ, Lin WH (co-first author), Fu FF, Xu ZH, and Xue HW. (2017). Receptor-like protein ELT1 Regulates Rice Growth by Promoting Brassinosteroid Signaling through Interacting with BRI1. Cell Research. doi: 10.1038/cr.2017.692.

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    Zhang Y, Zhang YJ, Yang BJ, Yu XX, Wang D, Zu SH, Xue HW & Lin WH*. 2016. Functional characterization of GmBZL2 (AtBZR1 like gene) reveals the conserved BR signaling regulation in Glycine max. Scientific Reports. doi: 10.1038/srep3113.

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    Wu P, Gao HB, Zhang LL, Xue HW and Lin WH*. Phosphatidic acid regulates AtBZR1 activity and brassinosteroid signal. Molecular Plant. 7(2): 445-447.

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    Jiang WB, Huang HY, Hu YW, Zhu SW, Wang ZY, and Lin WH*. 2013. Brassinosteroid regulates seed size and shape in Arabidopsis. Plant Physiology. 162(4): 1965–77.

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    Huang HY, Jiang WB, Hu YW, Wu P, Zhu JY, Liang WQ, Wang ZY and Lin WH*. 2013. BR signal influences Arabidopsis ovule and seed number through regulating related genes expression by transcription factor BZR1. Molecular Plant. 6(2):456-69. 

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    Luo XM, Lin WH (co-first author), Zhu SW, Zhu JY, Sun Y, Fan XY, Cheng ML, Hao YQ, Oh E, Tian MM, Liu LJ, Zhang M, Xie Q, Chong K, Wang ZY. 2010. Integration of light and brassinosteroid signaling pathways by a GATA transcription factor in Arabidopsis. Developmental Cell. 19, 872–883.

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    Asynchrony of Ovule Primordia Initiation in Arabidopsis. Yu SX, Zhou LW, Hu LQ, Jiang YT, Zhang YJ, Feng SL, Jiao Y, Xu L, and Lin WH*. (2020). Development. 147, dev196618.

获奖情况

  • 2007:上海市自然科学奖二等奖(获奖项目:激素调节植物生长发育的机理);
  • 2020:mg真人烛光奖一等奖;
  • 2020:mg真人致远荣誉教师;
  • 2019, 2020:mg真人致远学院优秀班主任;
  • 2020:mg真人生命学院教学竞赛一等奖;
  • 2020:负责课程《生物学导论(微观生物学)》获评mg真人致远荣誉课程和上海市高校重点建设课程。

教学情况

  • 负责课程:
  • mg真人致远学院本科必修课:生物学导论-微观部分
  • mg真人致远学院本科必修课:生物学导论-微观部分(讨论课)
  • mg真人致远学院本科必修课:生物学导论-B
  • 参加课程:
  • mg真人生命学院研究生专业选修课:Signal Transduction
  • mg真人农生学院研究生专业选修课:植物激素生理
  • 科研项目
  • 国家自然科学基金面上项目:油菜素甾醇和细胞分裂素互作调控拟南芥胚珠原基发生的机制研究(2018-2021),主持,直接经费58万元,在研中。
  • 国家自然科学基金国际(地区)合作与交流项目:油菜素甾醇通过GATA和MYB转录因子调节植物光形态建成的机理(2018-2021),主持,直接经费85万,在研中。
  • mg真人现代农业学科交叉研究基金:紫外光和油菜素甾醇协同调控植物生长发育的机理研究,参加,总经费20万元,在研中。
  • 中国科学院植物分子遗传国家重点实验室开放课题(2019-2020):细胞分裂素调控拟南芥雌配子体发育和种子数量的机制研究,主持,总经费5万元,在研中。
  • 中国科学院植物分子遗传国家重点实验室开放课题(2016-2018):激素调控拟南芥胚珠发生过程的分子机制研究,主持,总经费10万元,已结题。
  • 国家自然科学基金面上项目:油菜素内酯调控植物生殖分生组织活性以及种子数量(2014-2017),主持,总经费80万元,已结题。
  • 国家重大科学研究计划项目“植物胚胎及种子发育的机理研究”子课题:种子发育的信号调控网络(2014-2018年),项目骨干,总经费50万元,在研中。
  • 国家基金委激素重大研究计划培育项目:植物生长调节因子GATA家族在油菜素内酯信号转导中的功能研究(2009-2011年),主持,总经费60万元,已结题。
  • 农业部转基因生物新品种培育重大专项:利用染色体免疫沉淀结合超高通量测序技术大规模分离调节水稻株型的新基因和调控元件(2009-2010年),主持,总经费316万元,已结题。
  • 国家重大科学研究计划项目“植物器官发生与发育的遗传与表观遗传机制”子课题:重要植物器官大小控制的分子基础 (2009-2013年),项目骨干,总经费90万元,已结题。
  • 农业部转基因生物新品种培育重大专项“重要性状基因克隆及功能验证”的子课题:养分与光能高效利用关键基因克隆及功能验证 (2008-2009年),项目骨干,总经费66.98万元,已结题。
  • 人才项目
  • mg真人SMC晨星青年学者奖励计划(A类),15万元,已结题。
  • mg真人生命科学与技术学院国内人才启动基金,105万,已结题。
  • 教育部留学归国人员启动基金,3万,已结题。

承担项目

学生培养

  • 在读学生
  • 毕业学生