葛洁瑜、姬佳翼、瞿成杙 | The Plant Cell 第一作者

文摘   2024-09-11 12:02   浙江  

葛洁瑜

发表论文Integration of biological and information technologies to enhance plant autoluminescence

目前职位浙江大学,在读博士

教育经历2016-2020年,华南农业大学,学士;2020-至今,浙江大学,博士

兴趣爱好摄影,羽毛球


个人简介

2020年本科毕业后,有幸加入浙江大学农业与生物技术学院都浩研究员课题组,在此期间围绕生物自发光植物展开研究。其中咖啡酸(Caffeic acid)和牛奶树碱(Hispidin)等发光底物含量是植物发光增强的限制性因素,通过代谢工程手段促进发光底物在植物内源积累有利于增强植物发光。前期我们筛选并鉴定了甘蓝型油菜的BnC3’H1基因和来自构巢曲霉的AnNPGA基因,结合真菌生物发光系统成功创制了发光显著增强的植物。本研究中通过信息技术(IT)与生物技术(BT)的结合对植物内源代谢路径重新优化,并且引入细菌来源的酪氨酸合成咖啡酸途径中的关键基因RgTAL、PaHPaB和SeHPaC,创制出了发光强度达到1.2×1012 photons/(min*cm2)的第二代增强型发光植物,已可以在黑暗中照亮附近较小的字体,“阿凡达”梦终将成为现实。在未来可以用于新型检测技术的开发,加速动植物基础研究的进展和大健康产业的发展。同样地,该发光系统可应用于作物检测的生物传感器,推动健康农业和智慧农业的发展。


姬佳翼

发表论文Integration of biological and information technologies to enhance plant autoluminescence

目前职位浙江大学,硕士

教育经历2017-2021年,南京农业大学,本科;2021-2024年,浙江大学,硕士

兴趣爱好健身和户外运动


个人简介

攻读硕士学位期间,我有幸在浙江大学都浩课题组进行了一项创新性的研究,即专注于提升烟草植物的发光强度。真菌生物发光系统(FBP)在植物科学和合成生物学中正逐渐成为一个研究的热点。通过减少咖啡酸向木质素等其他合成途径的分流,同时利用基因工程技术直接将咖啡酸的合成与转化过程联系起来,使得更多的咖啡酸能够流向发光反应途径,可以有效增加植物内源性咖啡酸的代谢流量,从而提高FBP系统在植物体内的表达效率。鉴于开花烟草的高发光特性,未来可持续探索组织特异性的发光改造,以进一步拓宽其应用范围。这将为植物生物技术领域带来新的突破,并为相关产业的发展提供新的动力。


瞿成杙

发表论文Integration of biological and information technologies to enhance plant autoluminescence

目前职位浙江大学,本科生

教育经历2021至今,浙江大学,本科。

兴趣爱好游泳,历史


个人简介

大一期间,我在动物科学学院参与了基于深度学习的靶向抗菌肽设计与工程化益生菌的构建;大二开始我加入到都浩研究员的课题组,第一次接触到真菌发光系统,随后参与到相关的研究中,期间学习了大量的分子实验,也开始培养自己的科研思维,尝试设计一些简单的实验。本次研究中主要负责了转化相关的实验。

我们的研究通过计算机技术与生物技术的结合,调控了与咖啡酸相关的代谢网络,大大增强了植物的自发光强度。由于发光系统的底物是内源的、无毒的,因此有被进一步改造和开发的潜力:比如作为现有荧光蛋白的替代品从而用于基础研究,比如用于夜间弱照明,缓解能源问题等等。未来,我将继续参与到新一代发光植物的创制及相关工具的研发中,并将尝试从代谢网络之外的新视角大幅提高发光强度,同时拓展发光植物的品种范围,使其能够真正代替夜灯或景观照明。此外,针对全球极端气候造成的粮食问题,我目前也在参与作物应对非生物胁迫相关基因的研究,希望能为揭开生物学的神秘面纱做出贡献。


参考文献:

Jieyu Ge, Xuye Lang, Jiayi Ji, Chengyi Qu, He Qiao, Jingling Zhong, Daren Luo, Jin Hu, Hongyu Chen, Shun Wang, Tiange Wang, Shiquan Li, Wei Li, Peng Zheng, Jiming Xu, Hao Du, Integration of biological and information technologies to enhance plant autoluminescence, The Plant Cell, 2024;, koae236, https://doi.org/10.1093/plcell/koae236





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ThePlantCell
The Plant Cell, published by ASPB, reports novel research of special significance in plant biology.
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