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Peggy G. Lemaux是一位在植物生物学领域有着显著贡献的研究者，她目前在加州大学伯克利分校工作。Peggy G. Lemaux实验室主要针对高粱、小麦、水稻和大麦等谷类作物进行基础和应用研究，这些研究的目的是为了更好地了解作物，并利用这些知识来提高其性能和质量[1]。
01
成长经历
Lemaux在俄亥俄州西北部的一个农场长大，她知道农场的辛苦，因此她希望能为农业做点什么。“我的哥哥是家里第一个上大学的人，是工程师，我非常羡慕他。但我的高中辅导员说，数学对女性来说太难了，他建议我学习家政学，” Lemaux说道。这种情况持续了将近两年，后来她转行学习微生物学。她获得了微生物学的学士、硕士和博士学位。她的博士后工作是在斯坦福大学研究生物技术的医学应用。偶然间，她关注到植物生物学系，并在那里进行了第二个博士后研究。
Peggy G.Lemaux与高粱
02
近期工作重点
目前，Lemaux实验室专注于单子叶植物的遗传和基因组技术的开发和使用，如高粱（Sorghum bicolor）、小麦（Triticum aestivum）、大麦（Hordeum vulgare）和C4型草类（Setaria viridis）。长期目标是利用这些技术来研究基因功能，以探索基本的生物学问题并改良作物。
Lemaux在植物基因工程方面有着深入的研究，特别是在植物转化和再生技术方面。Lemaux开发了形态基因辅助转化（mat）方法：该方法显著加快了高粱的遗传转化时间，与传统的基于愈伤的转化方法相比，转化时间几乎减半。同时，mat方法还能作用于不同的高粱基因型，包括先前从未转化成功或对转化较为顽拗的基因型[2]。她与团队共同开发了多种方法用于在植物中表达外源基因，并成功地将这些技术应用于商业上重要的作物品种，如玉米和高粱。
有人认为基因工程是潘多拉魔盒，但Lemaux表示这是一种作物改良方法，具有巨大的技术前景。她在创造转基因谷物方面花费了相当大的努力，其中一个例子是在转基因谷物过表达或敲除NADPH硫氧还蛋白（Trx）的相关基因。为了在谷物中实现Trx最大程度的过表达，Lemaux使用种子特异性启动子和液泡靶向基因，将转基因表达定向到胚乳的蛋白质体。另外，她发现大麦纯合子Trx h5转基因种子发芽更快，α-淀粉酶水平上升得更早，淀粉降解酶的水平更高——这是制麦过程中的重要性状[3]。在小麦中，过表达Trx h5的纯合品系降低了醇溶蛋白组分的致敏性，并改善了小麦粉的面团质量（未发表部分）[4]。
过表达Trx h5的纯合品系降低了醇溶蛋白组分的致敏性
耐旱作物研究
Lemaux在基地对高粱进行田间试验。高粱深厚而坚固的根系给她留下了深刻的印象。高粱生长在非洲大部分地区，它的谷物和纤维被用作动物饲料，它是最耐旱的作物之一。了解高粱植物如何做到这一点，可以指导育种者培育更具抗逆性的作物品种提供了重要的科学依据。
Lemaux利用转录组学、代谢组学和蛋白质组学，在田间深入了解高粱的耐旱性。2020年Lemaux在Nature Communications上，描述了高粱与土壤中某些微生物的相互作用。研究表明，干旱会导致真菌在叶子和根部定植发生变化，这可以为研究人员如何引入有益微生物或抑制有害微生物提供见解[5]。2021年，该杂志再次报道了她们的工作。Lemaux团队使用基因组分辨的宏基因组学进一步探索与高粱根际干旱富集表型相关的微生物性状。使用高粱根RNA-Seq数据，证明根内的铁稳态受到干旱胁迫的影响，并且植物甙团铁转运蛋白的丢失会影响微生物群落组成[6]。
高粱菌群落的干旱响应
总之，Lemaux教授的工作不仅对学术界有重要贡献，也对公众理解转基因作物和生物技术的应用有着积极的影响。
03
外展兴趣
作为合作推广教授，Lemaux负责在全州范围内开展与农业和食品相关的外展和教育计划。这些努力旨在提高公众对农业实践、粮食生产以及包括生物技术和基因组编辑在内的新技术对粮食和农业影响的了解。另外，她还为大众媒体撰写文章，组织圆桌会议，参加外展活动等工作[7]。
参考文献
[1]https://plantandmicrobiology.berkeley.edu/users/peggy-g-lemaux
[2]Aregawi K , Shen J , Pierroz G ,et al.Morphogene-assisted transformation of Sorghum bicolor allows more efficient genome editing[J].Plant Biotechnology Journal, 2021.DOI:10.1111/pbi.13754.
[3]Cho MJ,Wong JH, Marx C, et al.Overexpression of thioredoxin h leads to enhanced activity of starch debranching enzyme (pullulanase) in barley grain.[J].Proceedings of the National Academy of Sciences of the United States of America, 1999， 96(25): 14641–14646.
[4] Lia Y, Rena JP, Chob MJ , et al. The level of expression of thioredoxin is linked to fundamental properties and applications of wheat seeds[J].Molecular Plant, 2009(3):430-441.DOI:10.1093/mp/ssp025.
[5] Gao C , Montoya L , Xu L ,et al.Fungal community assembly in drought-stressed sorghum shows stochasticity, selection, and universal ecological dynamics[J].Nature Communications,2020, 11(1).
[6] Xu L , Dong Z , Chiniquy D ,et al.Genome-resolved metagenomics reveals role of iron metabolism in drought-induced rhizosphere microbiome dynamics[J].Nature Communications, 2021, 12(1):3209.DOI:10.1038/s41467-021-23553-7.
[7] https://plantbiodiversity.berkeley.edu/users/peggy-g-lemaux
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