贺新强 教授
植物维管发育研究组
北京大学生命科学学院教授，博士生导师
电话：
E-mail：hexq@pku.edu.cn
1. 次生维管组织模式建立及其调控网络；
2. 木质部管状分子分化的早期信号及表观遗传调控；
3. 木质部细胞分化程序性死亡的细胞学过程及其调控。
1.次生维管组织模式建立及其调控网络
利用杨树活体、离体剥皮再生实验体系，研究次生维管组织模式建立过程及其植物激素相互作用、转录调控和表观遗传调控等，研究形成层细胞分化与模式形成的分子机制，建立次生维管组织模式重建及细胞分化的调控网络（Chen et al., New Phytol., 2019; Hou et al., New Phytol., 2020）。目前实验室已经建立了稳定的杨树离体剥皮再生实验体系和杨树遗传转化体系，获得一批植物激素、转录因子和miRNAs等多种维管组织发育调控因子的过表达、基因敲除杨树株系，已经分析了miR319和PtoTCP20在毛白杨维管组织发育过程中的表达变化，证明了miR319a对PtoTCP20的靶向切割作用，PtoTCP20通过与PtoWOX4a互做促进形成层细胞增殖，并通过激活PtoWND6A/B的表达促进形成层向次生木质部细胞分化，进而促进次生维管组织发育。该方向的研究工作将为揭示树木次生维管组织发育调控机制提供实验依据，并为林木速生和木材品质改良提供理论基础。
2.木质部管状分子分化的早期信号及表观遗传调控
利用子叶诱导维管组织细胞分化实验体系，研究木质部管状分子分化的早期信号、转录调控和表观遗传调控（Lin et al. Sci. Adv., 2020）。目前实验室已经检测了拟南芥子叶离体诱导产生的管状分子分化过程的转录组、蛋白组和全基因组水平的DNA甲基化变化，发现着丝粒区存在CHH被动去甲基化，而一些特定区域存在依赖DNA去甲基化酶（ROS1, DML2和DML3）的CG和CHG的主动去甲基化。基于野生型及DNA去甲基化酶三突突变体rdd管状分子分化的甲基化组和转录组联合分析，鉴定出一组受DNA主动去甲基化调控的基因，如XCP2，MYB20等。由此，研究发现了DNA主动去甲基化调控植物发育的一种新功能，揭示了木质部管状分子分化调控的一种表观遗传机制。
3.木质部细胞分化程序性死亡的细胞学过程及其调控
利用拟南芥和杨树根和子叶诱导维管组织细胞分化实验体系，研究木质部细胞分化程序性死亡的细胞学过程及其调控。实验室已经在杨树次生木质部发育过程中鉴定并明确执行类Caspase3活性的蛋白为20S蛋白酶体，并研究了其在木质部细胞分化中作用（Han et al., Plant J., 2012）。同时，鉴定出在次生木质部细胞程序死亡过程中起作用的Ca2+依赖核酸酶(Chen et al., J. Integr. Plant Biol., 2012)，在木质部细胞程序性死亡通路上找到了两个重要组分。进一步课题组将重点研究木质部细胞程序性死亡过程中液泡的动态变化及其调控机制。该方向的研究工作将为全面理解植物维管组织的发育和植物细胞程序性死亡机制提供新的实验基础。
Zhang YF, Wang LY, Wu
YX, Wang DH, He XQ. (2024) Gibberellin promotes cambium reestablishment during
secondary vascular tissue regeneration after girdling in an auxin-dependent
manner in Populus. J. Integr. Plant Biol.,
66: 86-102.
Wang LY, Hou J, Xu HM, Zhang YF, Huang RZ, Wang DH, He XQ. (2023) The PtoTCP20-miR396d-PtoGRF15 module regulates secondary vascular development in Populus. Plant Commun., 4: 100494.
Zhang YF, Wang XY, Zhang J, He XQ. (2023) Plant in situ tissue regeneration: dynamics, mechanisms and implications for forestry research. Forestry Res., 3: 8.
Liu CH, Ma D, Wang ZH, Chen NC, Ma XY, He XQ. (2022) MiR395c regulates secondary xylem development through sulfate metabolism in poplar. Front. Plant Sci., 13: 897376.
Hou J, Xu H, Fan D, Ran L, Li J, Wu S, Luo K and He XQ. (2020）MiR319a-targeted PtoTCP20 regulates secondary growth via interactions with PtoWOX4 and PtoWND6 in Populus tomentosa. New Phytol., 228: 1354-1368.
Zhang Y, Ji S, Jian N, Zhang K, He XQ, Duan H. (2020) Caudicles in vandoid orchids: A carotenoid-based soft material with unique properties. Acta Biomater., 113: 478-487.
Lin W, Sun L, Huang RZ, Liang W, Liu X, He H, Fukuda H, He XQ, Qian W. (2020) Active DNA demethylation regulates tracheary element differentiation in Arabidopsis. Science Advances., 6: eaaz2963.
Chen JJ, Wang LY, Immanen J, Nieminen K, Spicer R, Helariutta Y, Zhang J, He XQ. (2019) Differential regulation of auxin and cytokinin during the secondary vascular tissue regeneration in Populus trees. New Phytol., 224: 188-201.
刘春浩、黄润洲、张羽飞、王梓豪、邬月新、李桉
