课程介绍

     《植物发育及分子生物学》课程是由邓兴旺教授等人创办于1998年，2022年迎来了课程开课的第25期。今年暑期课在7月4日至7月9日举行，延续去年的线上授课模式，邀请了10位国际植物发育与分子生物学相关领域顶尖的科学家共同授课，并开展“学术大咖与你面对面”研讨会活动。此次暑期课吸引了来自国内外众多高校与科研院所超过970名师生报名，最多时有460人在线听课。累计在线人数超过4000人。

 课程内容

DAY1 授课教师：董娟（美国罗格斯大学瓦克斯曼研究所教授 ）

     第一天的暑期课程由林辰涛老师主持，董娟老师主讲。林老师向大家简要介绍了课程的历史以及本期课程邀请的诸位老师及授课主题，之后董老师带领大家走进植物发育过程中的细胞生物学领域。上午的课程中，老师讲解了植物气孔发育的相关内容，重点讲解了气孔细胞发育进程中3个核心转录因子SPCH、MUTE和FAMA的发现过程以及作用机制， 介绍了在感知环境变化及细胞间的交流中配体与受体结合向下游传递气孔发育信号的多样性，如即使是同一个receptor，TMM，在植物不同的发育部位对气孔发育的调控也是不同。

 

 

     晚上的课程董老师讲解了细胞的极性和不对称的细胞分裂的相关内容，包括根部细胞的SHR-SCR蛋白调控模块、细胞极性对不对称分裂的调控等，接下来董老师介绍了现今细胞生物学前沿的研究技术、方法，便于同学们在科学研究时结合课题灵活运用。

 

 

DAY2 授课教师：赵云德 （加州大学圣地亚哥分校终身教授）

     赵云德老师以基因编辑和生长素相关研究为例，带领大家深入思考科研中的重要问题、实践挑战以及解决方法，引导大家发现和发展有趣的创新性工作。在上午的课程中，赵老师首先向大家介绍了基因编辑的发现、发展、原理等相关内容，在基因编辑过程中以解决问题为导向，提出合适的科学问题，优化基因编辑在植物中的应用。RUBY报告系统的开发及应用，简化了在转基因筛选过程中的工作步骤，使得转基因材料获得过程变得简单，化繁为简，轻松愉快地获得转基因材料。赵老师无私地与感兴趣的学员们分享RUBY相关的材料。

 

 

     晚上的课程中，赵老师讲解了生长素相关的内容，通过提出假设问题，在从多个方面思考验证假说是否为真。赵老师以YUCCA基因的研究为例，为大家介绍了不断思考和求证的过程。同时赵老师也介绍了YUCCA基因家族中不同yucca缺失突变体组合对植物生长发育的不同影响。

 

 

DAY3 授课教师：乔红 （德克萨斯大学奥斯汀分校终身教授）

     乔红老师为大家介绍了植物激素以及乙烯信号通路的相关知识和前沿进展。乔老师在课程中介绍了生长素、赤霉素、茉莉酸、独脚金内酯、脱落酸、乙烯等激素的发现历程和信号转导通路，并比较了不同激素之间的信号转导异同之处以及形成的调控网络，植物激素在农作物、果蔬、花卉中的应用。

 

 

     课程中，乔老师介绍了自己实验室在乙烯信号转导通路中取得的新进展。在课程中，乔老师通过线上连麦的方式与同学们互动，鼓励同学们勇敢展现自己，课堂氛围活跃，乔老师为同学们答疑解惑、同时还分享了自己科研生涯的宝贵经验。

 

 

DAY4 授课教师：林辰涛 （福建农林大学教授  加州大学洛杉矶分校终身教授）

     林辰涛老师从介绍植物光受体出发，回顾了蓝光受体的发现过程及其在动植物中的不同功能，系统地讲解了隐花色素的光还原反应、聚合反应、磷酸化反应和相变反应。

 

 

     林老师结合解答科学问题三步曲以及科学实验三原则，介绍了其课题组在蓝光受体的信号调控机制中的重要发现。林老师结合生活实际、动物研究和科学哲学等介绍其科研发现的历程，从科学问题出发，大胆假设、小心求证，一步步地探索未知，同学们受到了极大启发。

 

DAY5授课教师：邓兴旺 （北京大学现代农业研究院院长 北京大学现代农学院教授 美国科学院院士）

     最后一天的暑期课程由邓兴旺老师讲授。邓老师首先介绍了中国农业发展的历史及现状，农业农村农民正处于发展新时代，北京大学现代农业研究院应运而生，关注农业发展、关心农村建设、关注农民福祉。2022年7月10日是北京大学现代农业研究院于山东省潍坊市正式启用一周年之际，邓老师为我们介绍了一年来现代农业研究院的建设与发展，在不断发展与进步中通过科学技术的创新实现“金饭碗”、“菜篮子”、“油桶子”的国家战略。随后，邓老师带我们走进了神奇的植物世界，展示了自然界丰富多样的植物以及其响应外界环境变化的奇妙现象，有些植物单单存在就美丽，有魅力；群聚而栖时，有智慧，懂谦让；植物作为地球上唯一的生产者，提供能量，无私奉献。邓老师对不同植物的神奇现象的介绍，激发了同学们对植物的好奇和学习兴趣，开拓了眼界。

 

 

     此外，邓老师介绍了植物光受体的研究历史，告诉我们植物怎样看世界。同时，邓老师也详细讲解了水稻、玉米、小麦等作物的驯化历史以及作物分子设计育种技术进展。

 

 

“学术大咖与你面对面”研讨会

     上午的研讨会由林辰涛老师主持。首先由王志勇老师为大家讲述糖和植物激素对植物生长发育的调控，主要介绍了负责蛋白糖基化修饰的SPY和SEC所介导的GA和BR信号转导机制及其对植物生长发育的影响。此外王老师也列举了研究中鉴定到的大量SPY和SEC的互作蛋白，涉及了根的发育、昼夜节律、开花、植物免疫等多个方面，也包括植物激素、环境信号等多种内外界信号途径的因子，暗示了糖信号以及糖基转移酶SPY和SEC对植物生长发育的重要调控作用，也为其他学者提供了丰富的研究线索。接着栾升老师介绍了第二信使Ca2+对植物营养吸收的调控，重点介绍了Ca2+受体CBLs和CIPKs的差异性互作对于植物钾吸收的特异性调控。乔红老师讲述了乙烯信号转导的表观调控机制，介绍了以EIN2、EIN3为核心的ENAP1及SRT1和SRT2参与的组蛋白乙酰化和去乙酰化过程，也发现了一个新的转录抑制因子Tree1，阐明了乙烯响应中转录激活和转录抑制的机制。董娟老师接着前期课程中的强烈安利，介绍了她们课题组的最新进展，除蛋白磷酸酶BSL1时空特异的极性聚集于细胞膜上从而调节气孔细胞命运转变外，也发现不同亚细胞定位的蛋白磷酸酶BSL家族通过去磷酸化不同的MAPK信号级联途经组分，最终差异性地调控SPEH蛋白稳定性从而影响气孔形成的机制。最后钟上威老师介绍了phyB区分光照和温度这两个重要环境因子的机制，发现光照和温度可以影响phyB相分离的形成和解离，phyB感知光照时依赖于构象的变化解除N端对C端的抑制从而通过C端寡聚化驱动相分离，而温度的感知不依赖于构象变化，通过NTE结构域直接感知温度变化并动态调控phyB的相分离从而实现温度感知。

 

栾升老师

乔红老师

董娟老师

钟上威老师

 

     晚间研讨会由邓兴旺老师主持。首先由陈晓亚老师介绍植物次生代谢，尤其是萜类的合成调控。陈老师主要介绍了其课题组在棉酚合成、丹参酮合成以及辅酶Q合成中的工作，鉴定到了多个合成相关的酶，为天然产物的研发奠定了重要基础。此外陈老师也介绍了一些延伸性的非常有趣的工作，如利用棉花表达抑制害虫的RNA，为抗虫棉的培育提供了新思路。之后刘耀光老师向大家介绍了水稻杂种不育的分子遗传机制，主要讲述了水稻籼粳亚种间杂种不育基因Sa和Sc的作用机理以及克服水稻杂种不育的方法。接下来赵云德老师介绍了生长素代谢的调控，讲述了GH3、DAO和ILR1在生长素储存、激活和失活中的作用。最后邓兴旺老师介绍了其团队自主创新的前沿性生物农业的核心技术，包括水稻/小麦/玉米第三代杂交育种技术的研发与应用以及洁田技术和洁田模式在大豆玉米间作的应用等。

 

陈晓亚老师

刘耀光老师

赵云德老师

邓兴旺老师

 

     课程的最后，老师和同学们进行线上合影留念，课程圆满结束。

 

 

 

     课程时间虽然短暂，但诸位老师的精心组织和筹备使得本期课程几乎涵盖了植物生命活动的所有方面。除了理论知识的讲授，老师们更多地通过自己的研究经历来跟大家分享如何找到并回答好正确的科学问题，勉励大家勤思考、多钻研，抓住研究重点，多花时间做更多原创性的工作。在课堂互动交流中，老师们也跟大家分享了国外高校的生活工作状态以及招生要求等，帮同学们消除了一定量的信息差，为大家提供了多一种选择。

     本课程已连续开设25年，老师们兼顾课程的科普性、趣味性和学术性，使得本课程依然是常听常新，极大地激发了同学们对于现代农业研究的兴趣，更有同学表示想转专业加入植物学研究，这是对本期课程最大的肯定和赞赏，我们期待与大家明年再会！