- 所属院系: 生命科学学院
- 学科:
发育生物学
高永强,博士,武汉大学生命科学学院/杂交水稻全国重点实验室PI,教授,博士生导师,长期从事植物电信号与胁迫响应研究,于2023年11月组建[植物电信号实验室]。
自然界的植物生活在与各类生物和非生物因子互作的高度动态环境中;环境条件剧烈变化会对植物产生胁迫,影响其生长发育,甚至威胁其生存繁衍。植物电信号,作为一类重要的响应性信号,参与植物感知和适应环境过程。
植物响应害虫取食(2018-2023期间的研究工作)
咀嚼式口器害虫取食植物叶片,总会不可避免地损伤植物组织。组织损伤会诱发一种可长距离传播的植物电信号,被称为损伤电信号(即SWP,slow wave potential)或变异电位 (VP,variation potential)。它可以快速激活远端未受损组织的茉莉酸防御途径,减少害虫对远端植物组织的取食。我们发现,长距离损伤电信号是由经木质部传播的化学信号诱导产生的。其中最主要的一类化学物质被称为“糖苷配基 (aglucone或aglycone)”。这类物质极不稳定(半衰期8-150秒),由经木质部长距离运输到达远端组织的黑芥子酶TGGs水解脂肪族硫苷而产生。糖苷配基可通过非选择性阳离子通道GLRs (glutamate receptor-like channels),诱导产生损伤电信号和钙信号,激活茉莉酸防御途径(Gao et al., 2023, Cell)。此外,谷氨酸、谷胱甘肽和氯离子,也作为化学信号,参与损伤电信号诱导和防御激活过程(Gao et al., 2024, Plant Physiology)。根据维管和非维管组织中快速的水分和信号物质运输现象,我们提出了蒸腾拉力和渗透电虹吸模型来尝试回答维管中信号物质长距离运输机制的科学问题(Gao and Farmer, 2022, Journal of Experimental Botany)。
植物响应干旱 (2011-2017期间的研究工作)
干旱是世界范围内限制作物生长发育及产量的主要灾害。保卫细胞质膜离子通道介导的气孔开放和关闭直接影响植物的水分利用效率和产出。我们以玉米气孔为对象的研究第一次较为系统地探究了其保卫细胞质膜钾离子通道的电生理学特性(Gao et al., 2019, Plant and Cell Physiology),鉴定了主要内向钾离子通道KZM1、KZM2、KZM3(Gao et al., 2017,,The Plant Journal)和阴离子通道ZmSLAC1(Li and Gao et al., 2022, Plant Biotechnology Journal);发现钾通道亚基异聚化可作为内向钾通道活性调节的重要方式(Gao et al., 2017, The Plant Journal);也鉴定到在干旱条件下介导阴离子通道激活和气孔关闭的关键调节蛋白ZmCPK35和ZmCPK37,并找到一种通过增强气孔的干旱响应来提高玉米水分利用效率,增强耐旱性,减少产量损失的可行途径(Li and Gao et al., 2022, Plant Biotechnology Journal)。
2023-11····至今
生命科学学院 | 武汉大学 | 教授
2018-9····2023-7
生物和医学学院 | 洛桑大学 | 博士后/副研究员
中国农业大学 | 植物学 | 理学博士学位 | 博士研究生毕业
四川农业大学 | 动物科学 | 农学学士学位 | 大学本科毕业
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