周奕華

我們實驗室主要研究方向為植物分子遺傳學與細胞壁生物學研究:

1、植物生長發育與細胞壁形成

植物生長發育包含細胞分裂和細胞形態建成等基本生命過程，而其中細胞板形成和細胞壁生長是其中必要的過程，因此細胞壁形成與植物發育過程密切相關。大量的研究表明，參與細胞壁形成的關鍵基因對植物的生長發育通常具有影響。作為基礎代謝過程，細胞壁的合成與調控處於植物信號傳導的最下游，植物對激素的反應、對環境的適應和對脅迫的應答最終會在細胞壁的形成和變化上體現出來，同時細胞壁成分與結構上的缺陷或不響應會影響上游的分子調控，但相關的信號通路和應答機制還極其不清楚。我們通過研究兩份矮稈水稻突變體和一份擬南芥花粉管發育異常的突變體及其野生型基因的功能，發現這些細胞壁相關基因OsCSLD4 (Liet al., 2009) 、BC12（Zhanget al., 2010）和MGP4（Liuet al., 2011）影響到細胞的有絲分裂或伸長過程，為揭示細胞壁形成及其在生長發育中的作用機制積累了有效數據。

2、細胞壁生物合成與水稻莖稈機械強度

莖稈強度是作物栽培育種中重要的農藝性狀，與植株的抗倒伏性直接相關。主要由細胞壁、尤其是次生細胞壁提供，是其化學組成及物理結構的反映。目前對單子葉作物（如水稻）的莖稈強度分子機理研究還很不深入。本課題組獨立或與李家洋院士實驗室合作完成了BC14 （Zhanget al., 2011）、BC3 （Xionget al., 2003）、BC12（Zhanget al., 2010）、BC11 （Zhanget al., 2009）、BC10 （Zhouet al., 2009）、BC1 （Liet al., 2003）關鍵基因的圖位克隆和功能研究工作。所開展的工作已涵蓋從底物核苷糖基運輸到纖維素、非纖維素多糖合成與沉積，從膜泡轉運到細胞骨架轉換等細胞壁形成的重要過程。同時發現影響機械強度的重要“出口”是纖維素的含量和纖維素微纖絲的排列。對於闡明作物莖稈強度這一重要農藝性狀形成的分子機理及解決農業生產上存在的一些實際問題具有重要意義。