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博士生导师
研究员

 


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研究方向

小麦抗病遗传及分子机理研究

王亚军

个人简介

2007年9月- 2014年7月，中国科学院植物研究所，博士
2014年7月- 2018年2月，荷兰瓦赫宁根大学，博士后
2018年2月- 2023年11月，沙特阿卜杜拉国王科技大学，博士后
2023年11月至今，中国科学院分子植物科学卓越创新中心，研究员
研究组长期从事麦类作物抗病研究工作，拥有良好的科研积累以及国内国际合作基础；研究成果发表于Nature Genetics、Nature Plants、Nature Communications、Plant Communications等期刊上；主持国家重点研发计划青年科学家项目。

研究工作

小麦生产受到病虫害的严重威胁，其中小麦锈病和白粉病是危害小麦的重要病害。挖掘并应用广谱持久抗病基因可以有效控制病害流行，保障粮食安全。

麦类作物间的非寄主抗性（non-host resistance）可作为小麦广谱持久抗病基因的重要来源。非寄主抗性是一个植物物种对一种潜在病原菌的所有生理小种所表现出来的免疫反应。麦类作物与锈菌及白粉菌的互作是研究非寄主抗性的理想实验体系。例如大麦就是小麦叶锈菌及白粉菌的非寄主，非寄主抗性基因的存在使得几乎所有的大麦品种都对小麦叶锈菌及白粉菌表现为免疫或者高抗。因此，挖掘并克隆非寄主抗性基因，揭示非寄主抗性的分子机制，并将非寄主抗性基因应用到重要禾谷类作物中，是一种有效的抗病育种策略（发表论文8）。

小麦中有超过460个被定位和命名的抗病位点，其中约有40%的抗病位点都来自栽培小麦以外的种质资源。这也说明了非寄主抗性基因在抗病育种中的重要性。然而通过种间杂交导入的外源染色体或染色体片段与小麦部分同源染色体不发生交换或交换频率很低，这极大的限制了各种基于遗传重组的基因定位与克隆技术的应用。为此，我们系统开发多种基因克隆技术及方法体系，能够实现抗病基因的快速克隆，突破了小麦正向遗传学研究的一个重要瓶颈（发表论文1、2和6）。

研究组发掘并克隆了多个编码了激酶融合蛋白（Kinase fusion protein, KFP）的新型抗病基因（发表论文3和6）。近年的研究发现，20%的麦族抗病基因都编码了各类激酶融合蛋白，因而激酶融合蛋白成为一类备受关注的新型免疫调控因子。

研究组的主要研究方向为：

（1）小麦及其近缘物种中抗病基因的挖掘和快速克隆

研究组收集并构建了大量小麦及大麦外源易位系材料、EMS突变群体，重组自交系（RIL）群体、F2分离群体等材料，可用抗病基因的挖掘。基于我们开发的MutIsoSeq、GRMR等技术可以实现抗病基因的快速克隆。

（2）新型抗病蛋白分子机理研究

研究组前期已克隆了多个非典型抗病基因，它们编码了胞质激酶融合蛋白或者多次跨膜蛋白，拟通过遗传学、生物化学、结构生物学等手段亟解析抗病分子机理。

    1. He, H.#*, Wang, J.#, Liang, J.#, Zhang, Q., Xue, M., Chen, Z., Tang, Q., Chen, X., Zhu, S.*, & Wang, Y*. (2024). An integrated pipeline facilitates fast cloning of a new powdery mildew resistance gene from the wheat wild relative Aegilops umbellulata. Plant Communications, 5(11), 101070.

    2. Wang, Y.#, Lu, J., Athiyannan, N., Ouyang, Y., Wulff, B., Krattinger, S. G.* (2024). An optimized disease resistance gene cloning workflow for wheat. Research Square, (Nature Communications, in revision)

    3. He, H.#*, Chen, Z.#, Fan, R., Zhang, J., Zhu, S., Wang, J., Zhang, Q., Gao, A., Gong, S., Zhang, L., Li, Y., Zhao, Y., Krattinger, S. G., Shen, Q. H., Li, H., & Wang, Y*. (2024). A kinase fusion protein from Aegilops longissima confers resistance to wheat powdery mildew. Nature Communications, 15(1), 6512.

    4. Cavalet-Giorsa, E.#, González-Muñoz, A.#, Athiyannan, N.#, Holden, S., Salhi, A., Gardener, C., Quiroz-Chávez, J., Rustamova, S.M., Elkot, A.F., Patpour, M., Rasheed, A., Mao, L., Lagudah, E.S., Periyannan, S.K., Sharon, A., Himmelbach, A., Reif, J.C., Knauft, M., Mascher, M., Stein, N., Chayut, N., Ghosh, S., Perovic, D., Putra, A., Perera, A.B., Hu, C.Y., Yu, G., Ahmed, H.I., Laquai, K.D., Rivera, L.F., Chen, R., Wang, Y., Gao, X., Liu, S., Raupp, W.J., Olson, E.L., Lee, J.Y., Chhuneja, P., Kaur, S., Zhang, P., Park, R.F., Ding, Y., Liu, D.C., Li, W., Nasyrova, F.Y., Dvorak, J., Abbasi, M., Li, M., Kumar, N., Meyer, W.B., Boshoff, W.H.P., Steffenson, B.J., Matny, O., Sharma, P.K., Tiwari, V.K., Grewal, S., Pozniak, C.J., Chawla, H.S., Ens, J., Dunning, L.T., Kolmer, J.A., Lazo, G.R., Xu, S.S., Gu, Y.Q., Xu, X., Uauy, C., Abrouk, M., Bougouffa, S., Brar, G.S., Wulff. B.B.H.*, Krattinger, S.G.*. Origin and evolution of the bread wheat D genome. Nature. 2024 Sep;633(8031):848-855.

    5. Abrouk, M., Wang, Y., Cavalet-Giorsa, E., Troukhan, M., Kravchuk, M., & Krattinger, S. G.* (2023). Chromosome-scale assembly of the wild wheat relative Aegilops umbellulata. Scientific Data, 10(1), 739.

    6. Wang, Y., Abrouk, M., Gourdoupis, S., Koo, D.-H., Karafiatova, M., Molnar, I., Holusovs, K., Dolezel, J., Athiyannan, N., Cavalet-Giorsa, E., Jaremko, L., Poland, J., & Krattinger, S. G.* (2023). An unusual tandem kinase fusion protein confers leaf rust resistance in wheat. Nature Genetics, 55(6), 914-920.

    7. Athiyannan, N., Aouini, L., Wang, Y., & Krattinger, S. G.* (2022). Unconventional R proteins in the botanical tribe Triticeae. Essays in Biochemistry, 66(5), 561-569.

    8. Wang, Y., Subedi, S., de Vries, H., Doornenbal, P., Vels, A., Hensel, G., Kumlehn, J., Johnston, P. A., Qi, X., Blilou, I., Niks, R. E.*, & Krattinger, S. G.* (2019). Orthologous receptor kinases quantitatively affect the host status of barley to leaf rust fungi. Nature Plants, 5(11), 1129-1135.

    9. Yeo, F. K., Wang, Y., Vozabova, T., Huneau, C., Leroy, P., Chalhoub, B., Qi, X. Q., Niks, R. E.*, & Marcel, T. C.* (2016). Haplotype divergence and multiple candidate genes at Rphq2, a partial resistance QTL of barley to Puccinia hordei. Theoretical and Applied Genetics, 129(2), 289-304.

    10. Wang, L., Wang, Y., Wang, Z., Marcel, T. C., Niks, R. E., & Qi, X.* (2010). The phenotypic expression of QTLs for partial resistance to barley leaf rust during plant development. Theoretical and Applied Genetics, 121(5), 857-864.