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1992级生物教育专业校友朱新广

1999.6 中国科学院植物研究所光合作用研究室,获硕士学位

2004.8 美国伊利诺伊大学植物系,获博士学位

2004.8-2006.3美国伊利诺伊大学植物系,博士后

2006.3-2008.8美国伊利诺伊大学植物系,研究助理教授

2008.8-2017.7 中国科学院上海生命科学研究院 研究员,中科院-马普青年科学家小组组长

2017.7-现在 中科院植物生理生态研究所及中科院分子植物卓越中心研究员朱新广

已经在国内外发表文章百余篇(包括Cell, Nature Genetics, Annual Review of Plant Biology, Plant Physiology, Plant Cell and Environment, Journal of Experimental Botany 等国际重要刊物),申请或授权专利8项目。目前兼任杂交水稻国家重点实验室客座研究员及湖南农业大学客座博士生导师。承担国家973、863、基金委等项目,承担比尔-梅琳达盖茨基金会项目C4水稻及RIPE项目;2010年获得上海浦江人才奖;2011年获上海赛诺菲青年科学家奖;由于在模拟光合作用及发现新的提高光合效率新途径,2013年被国际光合作用协会授予“Melvin Calvin - Andrew Benson Award” 。任Plant Cell and Environment, Frontiers in Plant Physiology 和 Frontiers in Plant Systems Biology编委,是F1000Prime的faculty;目前(至2017年7月)文章被引用6100次以上,H index 34 (Google scholar 数据)。

研究工作

主要开展光合作用系统生物学相关研究,主要包括利用系统生物学方法,建立多尺度光合作用系统模型,挖掘并实现提高光能利用效率的新途径;利用合成生物学手段提高作物光能利用效率,为高光效育种、高光效栽培提供全新技术途径;建立作物系统生物学研究平台,支持国际植物系统生物学研究;C4光合作用进化、发育及改造研究。

主要成果

粮食事关国计民生,粮食安全举世关注。解决粮食安全的重要途径是提高作物单产。近十多年来,我国主要作物单产徘徊不前,粮食增产受到了瓶颈制约。大量理论及大田试验表明,提高作物的光能转化效率是提高作物单产的一条有效的途径。朱新广研究员一直以水稻等作物为主要研究对象,利用系统生物学研究方法,在光能利用效率领域取得一下主要成果:

 

1)系统研究控制作物光能利用效率的关键靶点:首次定量分析了控制作物光能利用效率的关键因素,系统探明了制约C3及C4光合效率的关键限速酶;在细胞、叶片及冠层三个尺度上,发现了控制光合原材料CO2及光能供应的关键结构及生化因子,为改良光能利用效率提供了新靶点;建立作物冠层光合作用研究的理论及测量手段—建立冠层光合作用系统模型,并研发了测量冠层光合作用、呼吸作用及蒸腾作用的设施,为大规模开展群体光合作用研究奠定基础;

 

2)建成ePlant系统模型,促成Crop in silico 国际协作:为了促进系统生物学在作物科学中发挥更大作用,率先提出ePlant 概念,建立了ePlant的关键模块模型,并推动了Plant in silico平台的发展。朱新广研究员的研究极大地促进了对光合作用的定量研究;由此获邀作为主编和美国密植根州立大学Tom Sharkey教授一起,为光合作用研究经典系列丛书《Advances in Photosynthesis and Respiration》编撰《Models of Plant Photosynthesis and Growth – A Multiscale Approach》一书,标志着光合作用系统生物学研究已成为国际光合研究重要领域之一。

 

3)系统阐明C4进化涉及的关键分子事件:在C4光合作用研究领域,研究组集中于C4进化中涉及的关键分子事件及C4工程改造所需的重要结构及生化特征。研究组通过构建C4光合系统模型,发现控制C4光能利用效率的关键酶活及细胞结构特征。进一步研究发现,PEPCK酶催化的四碳酸脱羧途径不能在自然界单独存在,而只能与NAD-ME 或者 NADP-ME催化的四碳酸脱羧途径共同存在;这样可以有利于维持C4植物在外界环境光线剧烈变化时仍有较高的光能利用效率。在C4进化方面,利用具有C4不同进化阶段的黄顶菊属的不同物种为材料,在生理、叶片结构、 转录组等不同层次系统开展比较研究,发现环式电子传递在C4途径进化的不同阶段中都起到重要作用;发现转座子介导的C3基因中的原有顺式调控原件的招募在C4进化中起到重要作用;同时,研究组利用人工进化的方法,发现低CO2 长期培养C3植物,可以有效诱导C4相关基因的表达,这为鉴定C4进化的分子机制及开展C4改造提供了新途径。

 


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