生长素,助力农作物抗逆生长
——徐通达事迹介绍
徐通达,男,1981年9月出生于江苏苏州。1999年9月被北京大学生物科学专业录取,从此执着于生命科学探索之路。2005年,入学美国加州大学河滨分校攻读博士学位。博士期间,他经过自己的探索,为实验室开拓了一个新的研究方向——植物激素生长素。从此,植物生长素研究领域多了一位科学新星,而生长素的研究也为徐通达的科研生涯奠定了坚实的基础。在博士期间,徐通达取得的优秀研究成果和表现出来的独立科研能力,使他在2011年从一个博士毕业生直接跳级成为新加坡淡马锡生命科学研究院的一个青年研究员和博士生导师,开始了自己的独立科研生涯。2014年,徐通达全职回国加入中国科学院上海植物逆境生物学研究中心,担任研究员。2017年,正式加盟福建农林大学,成为海峡联合研究院园艺植物生物学及代谢组学研究中心副主任、教授、博士生导师。
徐通达博士一直从事植物激素生长素信号转导机制研究,致力于解析植物激素精准调控植物发育和环境响应的分子机制,从而鉴定精准控制激素信号途径的有效靶点,并最终应用到农作物改良中。迄今为止,徐通达博士已有包括《生长素 ABP1/TMK受体复合体调节植物生长发育的分子机制》(国家自然科学基金-优秀青年科学基金项目,2014)、《植物非编码RNA介导基因沉默过程中重要蛋白质机器的结构功能研究 》(国家重点研发计划-蛋白质机器与生命过程调控子课题,2016)、《拟南芥主根生长素合成的自我调控机制》(国家自然科学基金面上项目,2018)等8个科研项目获得各级单位的资助支持。徐通达博士在植物生长素领域取得了一系列突出的原创性成果,其成果发表在包括Nature,Science,Cell,Nature Communications, PNAS,Plos Biology等国际顶尖杂志上,他引次数达到1600余次。主要研究成果包括:1)2014年,首次发现了由植物细胞膜受体偶联激酶家族蛋白TMK介导的生长素非转录水平的调控信号通路;该发现揭示了全新的生长素对植物发育的调控模式。该成果以唯一第一作者身份发表在国际最顶尖杂志Science杂志上,徐通达博士参与了该项目的实验设计、数据分析以及论文撰写过程。该文发表后Nature Review专门发表小综述评价该发现填补了生长素在细胞膜信号传递机制的空白。并且被F1000连续4次推荐,被ESI收录为高引论文。2)2017年,通过与熊延教授课题组合作,解析了生长素调控植物发育的组织特异性机制。该发现首次揭示了植物地上和地下部分顶端分生组织激活需要不同的上下游信号通路的协调互作的分子机制。该成果以共同通讯作者的身份发表在PNAS杂志,并被ESI收录为高引文章。3)2019年,首次发现了膜受体激酶通过蛋白剪切的方式从细胞膜向细胞核传递信号的全新生长素信号转导机制,揭示了不同浓度下生长素产生不同效应的分子机制,对于回答“生长素浓度效应及功能复杂性背后的分子机制”——这一植物学中最基础最古老的生物学问题具有突破性的重要意义。该成果以独立通讯作者身份发表在国际最顶尖杂志Nature上。该研究引起了领域内广泛关注,目前已经被F1000推荐2次,认为该工作是非常激动人心的全新的分子机制来解释生长素功能的复杂性。同时美国科学院专刊PNAS杂志对该文章进行专访,认为该研究不仅是激动人心的发现,同时也具有很大的应用前景。植物学报对该文也进行了热点评,认为该发现是生长素领域的突破性进展。4)2019年,首次揭示了生长素决定植物器官发育过程中极其重要的细胞分裂模式的分子机制。同时首次填补了生长素信号通路和MPK信号通路两个植物细胞内最重要的信号转导途径之间的空白分子机制。该成果以共同通讯作者身份发表在PNAS杂志上。5)2020年,首次报道了生长素合成在转录后水平的调控机制,为探究植物生长素浓度调控提供了新的思路和方向,帮助人们更好地理解植物如何通过调节体内生长素水平的变化去应对复杂的发育信号和环境信号。该成果以通讯作者身份发表在Nature Communications杂志上。徐通达博士目前仍有许多工作正在投稿或评审过程中,其一系列成果原创性地开辟了植物生长素非转录信号传递途径模式的全新领域,该信号途径与原有生长素转录调控机制相互协调控制植物生长发育的复杂过程。
徐通达和他的课题组也致力于将生长素的研究应用到农业生产中。研究生长素如何调控植物包括农作物的每一个发育阶段,以及生长素作为一个生长因子如何调控植物对环境的适应性,这是徐通达现在在做的事情。“我们可以发现植物在逆境条件下,生长会受到抑制,生长素要平衡生长和抗逆这两个过程。在生长发育的时候,生长素要把植物的抗逆反应给抑制住,但是在逆境条件下又要把生长发育的信号途径给抑制住,所以两条途径就靠生长素来调控。”生长素作为植物中最重要的激素之一,能够调节植物几乎所有的生长过程,包括胚胎发育,营养生长,生殖生长等。在细胞水平上,生长素可以同时调节细胞扩张,细胞分裂,以及细胞分化。研究生长素调控的分子机制,对于研究如何调控植物生长发育有着非常重要的意义。通过研究生长素就可以精确调控植物的性状,比如可以让植物早开花,早结果,提高作物的产量、品质等等,这对于农业方面来说非常重要。这也是徐通达作为一个青年植物科学家,心底最深切的科技兴农梦。来到福建后,徐通达教授积极结合福建的优势农业产业,以自己的基础研究背景深度融合,努力实现基础科研在农业科技创新上发挥的重要作用。针对五中全会提出的科技创新大国战略,以及农业粮食安全和种质资源保护等重大问题,徐通达教授希望通过自己努力,争取作出更多原创性研究,为中国的植物科研作出重要贡献。
徐通达教授在科研上取得的一系列成果也获得社会各界的认可和肯定。2014年,徐通达博士入选国家级人才称号,同年获基金委“国家优秀青年科学基金”资助;2017年入选福建省闽江学者特聘教授及福建省青年拔尖人才。2020年荣获中国植物生理与植物分子生物学学会颁发的2020年杰出青年科学家奖,荣获共青团福建省委颁发的福建五四青年奖章。徐通达博士在植物生长素研究的国际领域内已经具有很大影响力,受邀在国际会议上作报告交流,其中包括生长素领域最权威的每四年一届的“国际生长素会议”的连续邀请, 也包括2015年和2017年Cold Spring Harbor Asia会议, 2018美国Gordon Conference,2018欧洲Auxin and Cytokinin in Plant Development symposium, 2019国际拟南芥大会,2019年膜受体偶联激酶国际论坛等会议邀请;也多次获邀请到国外知名大学做学术报告等。也被邀请担任PNAS,EMBO Journal,Advanced Science等国际知名杂志的审稿人。
自开展工作以来,徐通达博士在科学创新的领域,不断开拓进取,勇于突破传统思维,取得了许多原创性的具有国际影响力的成果。也积极推动学科的发展,2014年任中国植物生理和植物分子生物学学会理事,2019年任该协会常务理事,同时担任该学会细胞与发育生物学委员会、青年工作委员会委员,积极推动学会工作,并组织了2018年中国植物青年科学家论坛,为了植物领域的创新发展及科普传播做出积极的贡献。