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植物生理生化教研室
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戴成
发布时间:2020-06-17

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基本信息



姓名: 戴成 出生年月: 1981.11

性别: 硕/博导: 硕导

民族: 汉族 开设课程: 植物生理生化

职称: 副教授 研究方向:

(1)油菜自交不亲和的分子机制

(2)油菜激素信号通路分子机制


学位: 农学博士


联系方式

电子邮件:cdai@mail.hzau.edu.cn

联系电话:13871209417


个人简介

2015.03-至今       bet体育在线官网  365bet体育

2013.09-2014.10    美国宾州州立大学 博士后

2010.11-2013.08    美国马里兰大学 博士后

2004.09-2010.06    中科院植物生理生态研究所 研究生/博士  专业:遗传学              

2000.09-2004.06    安徽师范大学 本科/学士 专业:生物科学


研究成果

1)建立高效的油菜CRISPR/Cas9基因编辑系统,对其在油菜中基因编辑的效率、编辑的特点以及后代遗传规律进行系统研究。

油菜是我国重要的油料作物,油菜基因组序列公布以来,调控油菜重要农艺性状相关基因的功能研究凸显重要。与经典的定位基因的方法相比,CRISPR/Cas9基因编辑技术可以高效稳定的创制突变体,用于功能基因组学的研究。我们首次将CRISPR/Cas9基因编辑系统引入油菜基因功能研究,系统的评价了基因编辑效率、编辑特点以及后代遗传规律。同时创制大量的油菜突变体,为油菜基因功能研究和遗传改良提供材料 (Yang et al., 2017)。同时,我们在原有的CRISPR/Cas9基因组编辑载体上导入荧光蛋白GFP。在拟南芥、油菜、大豆和草莓中的转化结果表明,利用GFP荧光筛选,提高了转基因植株的鉴定效率;同时,后代中不含有转基因标签的植株也可以利用GFP信号进行筛选。该系统编辑效率高,适用范围广,可以广泛应用于其他作物突变体的创制工作中 (Tang et al., 2018)。

2)SCR-SRK介导油菜自交不亲和分子机制研究。

自交不亲和(Self-incompatibility)是显花植物促进异交,防止自交衰退的一种重要机制。利用同源克隆的方法,我们获得了油菜MLPK的同源基因,对其功能验证表明,MLPK是油菜自交不亲和的正调控因子(Chen et al., 2019);利用蛋白磷酸化组学,我们分析在在油菜亲和/不亲和授粉前后蛋白磷酸化水平的变化,从中我们筛选出一些可能的调控因子,为后续解析SCR-SRK介导的油菜自交不亲和信号途径奠定了坚实的基础 (Duan et al., 2020a)。

ZML1亚家族是GATA转录因子家族的重要成员。通过对转录组数据及qRT-PCR数据分析发现,亲和授粉诱导BnaA5.ZML1表达。在自交不亲和材料“W-3”过表达BnaA5.ZML1可以部分的打破自交不亲和;利用CRISPR/Cas9敲除BnaA5.ZML1则会影响亲和反应。说明BnaA5.ZML1是一个亲和因子。进一步的结果表明,自交不亲和的正调控因子SRK和ARC1的表达量在BnaA5.ZML1过表达材料中下调表达,而在突变体材料中上调表达;双荧光素酶实验验证了BnaA5.ZML1抑制了SRK及ARC1的表达。蛋白水平的研究结果发现,BnaA5.ZML1与SRK的激酶区域互作,促使BnaA5.ZML1在细胞质中富集(Duan et al., 2020b) 。

前期的研究表明盐水可以打破油菜的自交不亲和性。利用蛋白组学的方法,我们分析了自交不亲和油菜W-3在盐水处理前后蛋白水平的变化,从中我们筛选出一些调控因子为后续解析盐水打破自交不亲和的分子机制奠定了坚实的基础 (Yang et al., 2017)。

3)解析拟南芥钙调素蛋白CaM1和CaM4在植物叶片衰老中所扮演的调控角色 。

叶片衰老提前或延后影响作物的产量。模式植物拟南芥中的研究表明RPK1基因影响叶片的衰老。我们的研究表明,在植物体内钙调素蛋白CaM1和CaM4与RPK1互作,并被RPK1磷酸化。磷酸化修饰的CaM蛋白与RbohF互作,诱导细胞内活性氧爆发,诱导细胞死亡、叶片衰老。该研究首次揭示了钙调素蛋白在植物衰老调控中的作用,建议了植物衰老调控的新机制 (Ko et al., 2017; Dai et al., 2018) 。

4)BnaRGA调控油菜干旱响应分子机制研究。

在检测甘蓝型油菜不同种质资源的抗旱性时,我们发现赤霉素信号负调控因子BnaRGA同源拷贝基因BnaC07.RGA和BnaA06.RGA功能获得型突变体ds-3和bnaa06.rga-D在苗期的抗旱能力显著提高;同时利用CRISPR/Cas9创制的RGA功能缺失型四突变体bnarga表现对干旱处理更加敏感。利用BnaA06.RGA为诱饵蛋白筛选酵母双杂交文库,获得了一个与BnaA06.RGA互作的蛋白,序列比对结果显示该蛋白是拟南芥ABF2在油菜中的同源基因BnaA10.ABF2。进一步实验证明,RGA四个同源拷贝基因与油菜BnaA10.ABF2编码的蛋白两两互作,调控ABF2下游干旱响应基因的表达水平 (Wu et al., 2020)。


获奖情况

2019年获bet体育在线官网“优秀研究生论文指导奖”

2010学年获“中科院院长奖学金”


发表的文章与专著

1. Dai, C and Ma, C An Effective CRISPR/Cas9 Technology for Efficiently Isolating Transgene-Free Mutants in Arabidopsis, Brassica napus, Strawberry, and Soybean. Springer Protocols Handbooks (Chapter 7).

2. Wu, J. #, Yan, G. #, Duan, Z., Wang, Z., Kang, C., Guo, L., Liu, K., Tu, J., Shen, J., Yi, B., Fu, T., Li, X., Ma, C*. and Dai, C*. (2020) Roles of the Brassica napus DELLA Protein BnaA6.RGA, in Modulating Drought Tolerance by Interacting With the ABA Signaling Component BnaA10.ABF2. Front Plant Sci 11, 577.

3. Sriboon, S., Li, H., Guo, C., Senkhamwong, T., Dai, C. and Liu, K. (2020) Knock-out of TERMINAL FLOWER 1 genes altered flowering time and plant architecture in Brassica napus. BMC Genet 21, 52.

4. Duan Z, Dou S, Liu Z, Li B, Yi B, Shen J, Tu J, Fu T, Dai C*, Ma C* (2020) Comparative phosphoproteomic analysis of compatible and incompatible pollination in Brassica napus L. Acta Biochim Biophys Sin (Shanghai)

5. Duan Z, Zhang Y, Tu J, Shen J, Yi B, Fu T, Dai C*, Ma C* (2020) The Brassica napus GATA transcription factor BnA5.ZML1 is a stigma compatibility factor. J Integr Plant Biol

6. Zhang, T., Zhou, G., Goring, D.R., Liang, X., Macgregor, S., Dai, C., Wen, J., Yi, B., Shen, J., Tu, J., Fu, T. and Ma, C. (2019) Generation of Transgenic Self-Incompatible Arabidopsis thaliana Shows a Genus-Specific Preference for Self-Incompatibility Genes. Plants (Basel) 8.

7. Li Y, Feng J, Cheng L, Dai C, Gao Q, Liu Z, Kang C (2019) Gene Expression Profiling of the Shoot Meristematic Tissues in Woodland Strawberry Fragaria vesca. Front Plant Sci 10: 1624

8. Chen F, Yang Y, Li B, Liu Z, Khan F, Zhang T, Zhou G, Tu J, Shen J, Yi B, Fu T, Dai C*, Ma C*. Functional Analysis of M-Locus Protein Kinase Revealed a Novel Regulatory Mechanism of Self-Incompatibility in Brassica napus L. Int J Mol Sci. 2019 Jul 5;20(13). pii: E3303. doi: 10.3390/ijms20133303.

9. Tang T, Yu X, Yang H, Gao Q, Ji H, Wang Y, Yan G, Peng Y, Luo H, Liu K, Li X, Ma C, Kang C, Dai C. Development and Validation of an Effective CRISPR/Cas9 Vector for Efficiently Isolating Positive Transformants and Transgene-Free Mutants in a Wide Range of Plant Species. Front Plant Sci. 2018 Oct 23;9:1533. doi: 10.3389/fpls.2018.01533. eCollection 2018.

10. Feng J, Dai C, Luo H, Han Y, Liu Z, Kang C. Reporter gene expression reveals precise auxin synthesis sites during fruit and root development in the wild strawberry. J Exp Bot. 2018 Oct 27. doi: 10.1093/jxb/ery384.

11. Dai C*, Lee Y, Lee IC, Nam HG, Kwak JM*. Calmodulin 1 Regulates Senescence and ABA Response in Arabidopsis. Front Plant Sci. 2018 Jul 2;9:803. doi: 10.3389/fpls.2018.00803. eCollection 2018.

12. Yang Y, Liu Z, Zhang T, Zhou G, Duan Z, Li B, Dou S, Liang X, Tu J, Shen J, Yi B, Fu T, Dai C*, Ma C*. Mechanism of Salt-Induced Self-Compatibility Dissected by Comparative Proteomic Analysis in Brassica napus L. Int J Mol Sci. 2018 Jun 3; 19(6). pii: E1652. doi: 10.3390/ijms19061652.

13. Luo H, Dai C, Li Y, Feng J, Liu Z, Kang C. Reduced Anthocyanins in Petioles codes for a GST anthocyanin transporter that is essential for the foliage and fruit coloration in strawberry. J Exp Bot. 2018 Apr 27;69(10):2595-2608. doi: 10.1093/jxb/ery096.

14. Koo JC#, Lee IC#, Dai C#, Lee Y#, Cho HK, Kim Y, Phee BK, Kim H, Lee IH, Choi SH, Park SJ, Jeon IS, Nam HG, Kwak JM. The Protein Trio RPK1-CaM4-RbohF Mediates Transient Superoxide Production to Trigger Age-Dependent Cell Death in Arabidopsis. Cell Reports. 2017 Dec 19;21(12):3373-3380. doi: 10.1016/j.celrep.2017.11.077.

15. Yang H, Wu JJ, Tang T, Liu KD*, Dai C*. CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus. Sci Rep. 2017 Aug 8;7(1):7489. doi: 10.1038/s41598-017-07871-9.

16. Zhao B, Li H, Li J, Wang B, Dai C, Wang J, Liu K. Brassica napus DS-3, encoding a DELLA protein, negatively regulates stem elongation through gibberellin signaling pathway. Theor Appl Genet. 2017 Apr;130(4):727-741. doi: 10.1007/s00122-016-2846-4. Epub 2017 Jan 16.

17. Li Y, Dai C, Hu C, Liu Z, Kang C. Global identification of alternative splicing via comparative analysis of SMRT- and Illumina-based RNA-seq in strawberry. Plant J. 2017 Apr;90(1):164-176. doi: 10.1111/tpj.13462. Epub 2017 Feb 11.

18. Shih HW, Miller ND, Dai C, Spalding EP, Monshausen GB. The Receptor-like Kinase FERONIA Is Required for Mechanical Signal Transduction in Arabidopsis Seedlings. Current Biology. 2014 Aug 18;24(16):1887-92. doi: 10.1016/j.cub.2014.06.064.

19. Tan ST, Dai C, Liu HT, Xue HW. Arabidopsis casein kinase1 proteins CK1.3 and CK1.4 phosphorylate cryptochrome2 to regulate blue light signaling. Plant Cell. 2013 Jul;25(7):2618-32. doi: 10.1105/tpc.113.114322. 

20. Wen BQ, Xing MQ, Zhang H, Dai C, Xue HW. Rice homeobox transcription factor HOX1a positively regulates gibberellin responses by directly suppressing EL1. Journal of Integrative Plant Biology. 09/2011; 53(11):869-78.

21. Dai C, Xue HW. Rice EARLY FLOWERING1, a CKI, Phosphorylates DELLA Protein SLR1 to Negatively Regulate Gibberellin Signaling. The EMBO Journal. 06/2010; 29(11):1916-27.


会议报告

1. 2019.12 第一届油菜生物学研讨会,武汉,口头报告

" DELLA蛋白调控油菜抗旱机制研究"

2. 2019年6月15TH INTERNATIONAL RAPESEED CONGRESS, 柏林,口头报告

"CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations in Brassica napus."

3. 2017年12月 中国科协第338次青年科学家论坛,武汉, 口头报告

"CRISPR/Cas9-mediated genome editing efficiently creates specific mutations at multiple loci using one sgRNA in Brassica napus."

4. 2014年6月Midwest Plant Cell Dynamics Annual Meeting,威斯康辛,口头报告

"Identification of proteins interacting with the receptor-like kinase FERONIA."

5. 2013年7月ASPB Plant Biology Annual Meeting,罗德岛,Poster

"Production and Endocytosis of Superoxide Endosomes Trigger Age-Dependent Cell Death in Arabidopsis".

6. 2011年4月Mid-Atlantic Section ASPB Annual Spring Meeting,马里兰,口头报告

"Effects and functional mechanism of rice EL1, a casein kinase I, in gibberellin acid signaling."


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