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【科创之星】唐贤丰:为解决木材短缺“卡脖子”问题做贡献

时间:2024-11-20 来源:园林与林学院

唐贤丰,男,青岛农业大学园林与林学院教授,2015年获得中国科学院大学博士学位,国家级青年人才。自2012年攻读研究生以来,围绕“植物细胞壁与木材形成机制”展开研究,近五年相继发表15篇有影响力的SCI论文成果,包括以(共同)第一作者发表在The Plant Cell(2篇)和New Phytologist等权威杂志上,目前已被SCI 期刊引用314 次。

解决我国林木种业发展所面临的“卡脖子”难题,是唐贤丰教授团队矢志不渝的学术追求。唐贤丰教授的研究领域是林木遗传育种,主要以杨树、楸树为研究对象,开展林木功能基因组学与重要性状形成分子基础的研究,以及优异种质资源的创制与利用。他带领林木遗传改良与定向培育研究组,通过构建杨树、楸树等林木突变体库,筛选与解析林木的生理和代谢关键途径,阐明其木材形成、品质和抗逆等性状的分子机制,优化其代谢网络途径,同时利用基因编辑等新兴基因工程技术,培育高产、优质、抗逆等新的林木种质资源。

近年来,唐贤丰教授团队开展了一系列工作,取得丰硕研究成果。通过深入研究,团队揭示出林木维管形成层发育的翻译后调控新机制。利用组学、生化及遗传分析等技术手段,首次从翻译后水平上鉴定到一个影响杨树形成层活性的蛋白复合体DA1-WOX4,证实泛素受体蛋白DA1通过依赖泛素化修饰影响形成层调控关键转录因子WOX4蛋白稳定性,进而参与维管形成层活性调控及木质部分化。该工作首次在木本植物中揭示了蛋白酶体途径调控形成层活性的分子机制,为翻译后水平调控木材形成提供了新思路,同时也拓展了人们对木材形成过程中维管形成层发育分子调控机制的科学认知,因而具有重要的科学理论意义。

值得一提的是,通过基因编辑技术将DA1沉默后,其生物量增加了约30%,表明DA1是一个可以显著提高木材产量的重要靶标基因。因而,本研究同时也为利用分子育种技术培育速生林木新品种提供了具有重要应用价值的基因资源,相关成果以第一作者发表在The Plant Cell(2022)杂志上。

唐贤丰教授团队发现了生长素介导转录因子功能模块双重调控木材形成的新机制。团队通过对杨树CCCH锌指蛋白家族的系统研究,发现C3H17作为木材形成的第三层转录调控因子,不仅可以在转录水平上直接抑制下游靶基因MYB199的表达,而且在蛋白水平上二者相互作用,形成一个C3H17-MYB199功能模块对木材形成发挥双重精细调控作用。

更重要的是,这个功能模块被证实在生长素调控维管形成层分裂及木质部分化过程中是不可或缺的。本研究揭示出一种新颖的转录因子参与木材形成的分子机制,即受生长素介导的C3H17-MYB199功能模块在转录和蛋白水平上双重精细调控形成层细胞分裂和木质部分化,完善了对内源生长素信号参与木材形成调控网络的认识,为林木分子育种提供重要的理论指导。相关成果以第一作者发表在New Phytologist(2020)杂志上。

唐贤丰教授团队所开展的一系列科研工作,对推进我国现代林业自主科技创新的发展,解决我国林木种业发展所面临“卡脖子”的难题,增加森林碳汇,实现碳达峰、碳中和的国家战略目标,具有重要意义。近年来,他先后主持国家重点研发计划子课题,国家自然科学基金项目(优秀青年基金、面上基金项目和青年基金项目各1项)、山东省自然科学优秀青年基金、中国林科院青年协同创新人才项目、中国博士后基金、山东省自然科学基金等项目;参与编写木材形成领域专著《植物细胞壁与木材形成》(主编:林金星,贺新强);获得青岛市自然科学技术奖1项;应邀在国际林木学术会议上作特邀报告。此外,唐贤丰教授担任中国林学会林木遗传育种分会委员、《林业科学》杂志青年编委,New Phytologist, Journal of Genetics and Genomics等期刊审稿人,以及Journal of Plant Physiology、Frontiers in Plant Science等多个SCI学术期刊的评审编辑。

【科研心声·一键直达】

能够用分子育种的手段缓解我国木材需求压力,是我们课题组一直以来的梦想。然而,分子生物学的研究过程是相对枯燥乏味的,也是微观不可见的,因此需要研究人员具有耐心、责任心、恒心与信心,需要日复一日、年复一年积累,并反复验证才能看到成效。

探索无止境,最怕有心人。既然选择了科学研究这份职业,就要当作自己的事业,耐得住寂寞,坐得了“冷板凳”。科研工作者要始终秉持终身学习、育人为本的教育理念,不松不空、从严以终的科研精神。用我们的知识去启迪下一代,用我们的技术手段去解决关系国计民生的重大问题。

“独木不成林”。科研攻关仅有自己一个人的努力远远不够,要积极寻求内部或外部的合作,在合作中共赢,在合作中提高。

人无信不立,树无根不长。学术研究重在“诚信”。科研诚信是我们青年教师的一道红线,科研诚信缺失,必须“一票否决”。科研道阻且长,需要付出大量时间和精力。正因如此,更要秉持正确的研究道德和学术规范,尊重他人的知识和成果。这条路没有捷径,如果有,那也是我们的钻研和毅力。只要发挥主观能动性刻苦钻研,学术上的成就,只是时间问题。

虽然目前团队取得了一定的研究成果,但成功属于过去,未来任重道远。我们团队所研究的木材的形成与生长机制,还有很多的谜团等着去解开、很多的空白等着去填补。

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