PI组长：
       武国章

研究方向：
       细胞器功能与逆境响应

主要研究领域：

本实验室利用生物化学、细胞生物学、转录组与蛋白组学及生物信息学等多种研究手段开展叶绿体与细胞核之间的信号交流、叶绿体蛋白运输、蛋白自稳态维持等方向的研究，及这些信号途径在植物细胞发育分化和逆境响应中的作用。

PI研究组代表性成果：

1、主要研究项目：

(1) 叶绿体反向信号和蛋白自稳态研究。叶绿体是植物进行光合作用和多种初级、次级代谢物的合成场所，同时还参与植物的抗逆响应。叶绿体与细胞核之间的信号交流在植物细胞的发育分化、逆境适应 (acclimation) 中起到了重要作用。GENOMES UNCOUPLED 1 (GUN1) 在叶绿体到细胞核的信号传递 (反向信号; retrograde signaling) 中起到了中心调节子的作用，参与了多种反向信号的传递。我们之前的研究阐明了GUN1传递叶绿体反向信号的分子机理，鉴定了叶绿体到细胞核反向信号传递过程中定位于细胞质中的关键传递子热激蛋白分子伴侣HSP90。本项目研究HSP90在调节光合作用基因表达，维持胞质蛋白自稳态及叶绿体蛋白内运中的作用。同时，将利用正向遗传学手段筛选新的参与反向信号途径的因子。

(2) 细胞器与细胞质及细胞器之间蛋白翻译的协同调控。细胞中不同亚细胞空间的蛋白自稳态维持对于细胞的正常功能和生物体的生长发育极其重要。我们之前通过对转录组和蛋白组数据的整合分析，发现叶绿体中的蛋白翻译和细胞质中的蛋白翻译存在偶联性。本项目利用翻译组学等手段研究不同细胞空间蛋白翻译协同调控的分子机理。 

(3) 叶绿体在植物冷胁迫中的功能。叶绿体不仅是光合作用和很多代谢途经发生的场所，同时其在植物应对生物和非生物胁迫方面也起到了非常重要的中心作用。我们感兴趣的是叶绿体在冷胁迫下的功能。我们利用低温环境对大量叶绿体相关突变体进行了筛选，鉴定了多个突变体在冷环境下表现出了很强的特异表型。它们分别参与叶绿体信号和蛋白自稳态维持等生物学过程。本项目通过分析这些突变体，以研究叶绿体及相关途径在冷胁迫下的功能。同时，冷害在作物生长中是一种常见的自然灾害，对作物产量有很大影响。本项目将研究温度胁迫在马铃薯 (Solanum tuberosum) 块茎发育中的作用机理，提高马铃薯抗冷害能力。

(4) 番茄果实成熟工程中的蛋白翻译调控。番茄（Solanum lycopersicum）是世界范围内广泛种植的果蔬之一，对其研究具有很强的实用价值。同时番茄也是研究呼吸剧变型果实的成熟过程和叶绿体到有色体转变的模式植物。本项目研究蛋白翻译水平调控在番茄果实成熟中的作用，以及反向信号在叶绿体到有色体转变中的可能作用。

2、成果专利与奖励：

奖励资与资助：

2019年，德国马普所 (Max Planck Institute) ，Jeff Schell Award。

2011-2013，德国洪堡基金会 (Alexander von Humboldt Foundation) ，洪堡学者。

专利：

油菜超长链脂肪酸合成酶及其应用 (中国，ZL200810036084.9)。

3、代表论著：

(1) Wu, G.Z., Meyer, E.H., Richter, A., Schuster, M., Ling, Q., Schöttler, M.A., Walther, D., Zoschke, R., Grimm, B., Jarvis, P. and Bock, R. (2019) Control of retrograde signalling by protein import and cytosolic folding stress. Nature Plants, 5: 525-538. (IF: 13.297)

(2) Wu, G.Z.*, Meyer, E.H., Wu, S. and Bock, R.* (2019) Extensive post-transcriptional regulation of nuclear gene expression by plastid retrograde signals. Plant Physiol. DOI:10.1104/pp.19.00421. (Co-Senior author; IF: 6.305)

(3) Wu, G.Z., Chalvin, C., Hoelscher, M., Meyer, E.H., Wu, X.N. and Bock, R. (2018) Control of retrograde signaling by rapid turnover of GENOMES UNCOUPLED1. Plant Physiol. 176, 2472-2495. (IF: 6.305)

(4) Hoelscher, M., Tiller, N., Teh, A., Wu, G.Z., Ma, J.KC. and Bock, R. (2018) High-level expression of the HIV entry inhibitor griffithsin from the plastid genome and retention of biological activity in dried tobacco leaves. Plant Mol. Biol. 97, 357-370. (IF: 3.54)

(5) Wu, G.Z., and Xue, H.W. (2010) Arabidopsis β-ketoacyl-[acyl carrier protein] synthase 1 is crucial for fatty acid synthesis and plays a role in chloroplast division and embryo development. Plant Cell 22, 3726-3744. (IF: 8.631)

(6) Niu, Y.*, Wu, G.Z.*, Ye, R., Lin, W.H., Shi, Q.M., Xue, L.J., Xu, X.D., Li, Y., Du, Y.G. and Xue, H.W. (2009) Global analysis of gene expression profiles in Brassica napus developing seeds reveals a conserved lipid metabolism regulation with Arabidopsis thaliana. Mol. Plant 2, 1107-1122. (Co-first author; IF: 10.812)

(7) Wu, G.Z., Shi, Q.M., Niu, Y., Xing, M.Q., and Xue, H.W. (2008). Shanghai RAPESEED Database: a resource for functional genomics studies of seed development and fatty acid metabolism of Brassica. Nucleic Acids Res. 36, D1044-D1047. (IF: 11.147)