研究室介绍
基因编辑与转基因技术研究室，现有职工17人，其中高级职称11人，中级职称6人，博士后2人，研究生25人。主要研究方向：玉米、杨树、大麦、谷子等植物高效、广适基因编辑和转基因技术、重要育种价值基因和调控元件挖掘和功能验证。近年来在玉米新型外源基因导入技术、杨树规模化遗传转化、大麦和谷子遗传转化、成果转化、科企合作、科技助农等方面取得重要进展。主持国家重点研发计划课题、国家生物育种专项、科技创新2023重点项目、国家自然科学基金、北京市自然科学基金等项目40余项，在国际知名期刊Nature Plant、Proc Natl Acad Sci U S A、Plant Cell、Plant Physiology、Plant Journal、Journal of Integrative Plant Biology、Journal of Experimental Botany、Science Advances等发表论文60余篇。
人员构成
研究室主任：张中保（兼）；
研究室成员：李瑞芬、吴忠义、王宏芝、姚磊、张杰伟、张海纹、丁莉萍、张春、郑林、江颖、冯浩、陈亚娟、郑登俞、柴一萍、杜青伟、王海龙。
成果展示
（一）近五年主持项目
| [1] | 国家自然科学基金专项项目“盐生饲草野大麦维持离子平衡提高盐碱胁迫下生物产量的研究”(32441025，2025.01-2027.12)； |
| [2] | 国家自然科学基金面上项目：“杨树纤维素合成酶CESA8的P-CR区域功能研究”（2025.01-2028.12）； |
| [3] | 国家自然科学基金面上项目：“玉米转录因子ZmbHLH17调控ZmCGT1基因合成异荭草素的分子机理解析”（2024.01-2027.12）； |
| [4] | 国家自然科学基金 “杨树细胞壁合成基因调控根蘖苗发生的分子机制研究” 面上项目（32171736），2022-2025； |
| [5] | 国家自然科学基金 “杨树保卫细胞壁力学特性的分子调控机制解析” 面上项目（32271901），2023-2026； |
| [6] | 北京基金青年项目“HvWOX13 介导大麦茎顶端分生组织（SAM）调控耐盐和生长平衡的分子机制”(6254031，2025-2026)； |
| [7] | 北京市自然科学基金面上项目“新型钙离子通道调控植物根系钾吸收激发机型生长的分子机制”（5242004，2024.1-2026.12）； |
| [8] | 科技创新2030—重大项目“优质高产杨树新品种设计与培育”子课题，2023-2025； |
| [9] | 北京市自然科学基金面上项目“新型钙信号蛋白HbCSP1调控盐生植物野大麦耐盐碱性的分子机制研究”（6232007，2023.01-2025.12）； |
| [10] | 国家基金青年项目“盐生野大麦蛋白激酶HbCIPK2磷酸化脱水素HbDHN3响应高盐胁迫的分子机制（32101710，2022-2024）”； |
| [11] | 北京市自然科学基金面上项目：“玉米ZmJAZ12互作蛋白的鉴定及其在抗旱调控通路中的作用”（2022.1-2024.12）； |
| [12] | 十四五国家重点研发计划课题“林木单倍体高效诱导和加倍技术”（2021YFD2200203）子课题，2021-2026； |
| [13] | 北京市农业农村局“现代农业产业技术体系北京市创新团队”岗位专家，2022-2026； |
| [14] | 国家重点研发计划“谷子品质育种的分子标记开发”（2019YFD1000703）子课题，2019-2022； |
| [15] | 转基因生物新品种培育国家科技重大专项“转基因杨树新品种培育及产业化研究”（2018ZX08020002）子课题，2018-2020； |
| [16] | 国家自然科学基金“杨树保卫细胞壁合成调控的分子机制”面上项目（31770708），2018-2021； |
| [17] | 国家自然科学基金“基于转录组分析的杨树胚性愈伤组织形成的关键基因发掘及功能分析”青年基金（31800567），2019-2021； |
| [18] | 国家重点研发计划课题“林木木质部分化调控因子鉴定及功能解析”（2016YFD0600104）子课题，2016-2020； |
| [19] | 国家基金青年项目“野大麦转录因子HbERF6调控蛋白激酶基因HbCIPK2响应高盐干旱胁迫的分子机制研究（31801433，2019.01-2021.12）”； |
| [20] | 国家基金面上项目“液泡膜定位的DTX家族新型阴离子通道介导极性细胞生长的分子机制研究（31970269，2020-2022）” |
| [21] | 国家基金面上项目“野大麦耐盐性调控的HbCIPK2-HbWRKY38-HbHAK2分子网络研究（31771769，2018-2021）” |
| [22] | 国家基金面上项目“野大麦HbCIPK2与其互作蛋白构成调控通路的功能解析（31271785，2013-2016）” |
| [23] | 国家基金面上项目“野大麦HbCIPK2介导的盐离子和渗透平衡调控机理研究（30971850，2010-2012）” |
| [24] | 国家基金面上项目“野大麦盐胁迫早期特异表达基因的筛选和克隆（30370856，2004-2006）” |
| [25] | 国家基金青年项目“拟南芥新型液泡阴离子通道（VSAC1和VSAC2）介导细胞水势调控的分子机制研究（31600212，2017-2019）” |
| [26] | 国家基金青年项目“多枝赖草抗黄矮病基因的标记和定位（30000108，2001-2003）” |
| [27] | 北京基金面上项目“新型钙传感器HbCaBP1结构变异对野大麦耐盐碱性的调控作用（5222006，2022-2024）” |
（二）近五年发表论文、授权专利、获奖情况
| [1] | Hao Feng#, Qingwei Du#, Ying Jiang#, Yong Jia#, Tianhua He, Yibin Wang, Brett Chapman, Jiaxin Yu, Haiwen Zhang, Mengxue Gu, Mengwei Jiang, Shanshan Gao, Xinjie Zhang, Yameng Song, Rajeev Varshney, Jianhua Wei*, Chengdao*, Xingtan Zhang*, Ruifen Li*. Hordeum I genome unlocks adaptive evolution and genetic potential for crop improvement. Nature plants, 2025, 11: 438–452. |
| [2] | Hao Feng & Ruifen Li. A Hordeum I-genome sequence provides insight into how plants adapt to salt-alkali stress. Nature plants, 2025, 11: 392–393. |
| [3] | Lin Zheng, Yajuan Chen, Liping Ding, Ying Zhou, Shanshan Xue, Biying Li, Jianhua Wei, Hongzhi Wang. The transcription factor MYB156 controls the polar stiffening of guard cell walls in poplar. The Plant Cell, 35(10): 3757–3781. |
| [4] | Liping Ding, Zitong Yang, Lin Zheng, Yajuan Chen, Jianhua Wei*, Hongzhi Wang*, Exploring Transcriptional Regulatory Network During Direct De Novo Shoot Regeneration in Poplar. Plant, Cell & Environment, 2025. |
| [5] | Zuoping Wang#, Zhongbao Zhang#, Dengyu Zheng, Tongtong Zhang, Xianglong Li, Chun Zhang, Rong Yu, Jianhua Wei, Zhongyi Wu. Efficient and genotype independent maize transformation using pollen transfected by DNA-coated magnetic nanoparticles. Journal of Integrative Plant Biology, 2022, 64: 1145–1156. |
| [6] | Xiaorong Sun, Xiaofeng Xue, Xiaqing Wang, Chun Zhang, Dengyu Zheng, Wei Song, Jiuran Zhao, Jianhua Wei, Zhongyi Wu, Zhongbao Zhang*. Natural variation of ZmCGT1 is responsible for the isoorientin accumulation in maize silk. Plant Journal, 2022, 109: 64–76. |
| [7] | Qiao H, Wang Y, Shi L, Wang R, Yang Y, Wei D, Li Y, Chao K, Jia L, Liu G, Yu F*, Zhang J*, Yang H*. Insights of molecular mechanism of secondary xylem rapid growth in Salix psammophila. Plants, 2025, 14(3), 459 |
| [8] | Xiaorong Sun#, Zhao Ke#, Dengyu Zheng, Meng She, Zhongyi Wu, Qing X. Li*, Zhongbao Zhang*. Cloning, Expression, and Functional Characterization of Two Highly Efficient Flavonoid-di‑O‑glycosyltransferases ZmUGT84A1 and ZmUGT84A2 from Maize (Zea mays L.). Journal of Agricultural and Food Chemistry, 2024, 72, 7354−7363. |
| [9] | Qingwei Du, Ruifen Li*. Super pan-genome-wide analysis of Hordeum WOX genes and identification of key members conferring salt stress tolerance. Plant Physiology and Biochemistry, 2025, 223:109874. |
| [10] | Zhang H, Tian X, Yu W, Wang Y, Du Q, Li R. The specific HbHAK2 promoter from halophytic Hordeum brevisubulatum regulates root development under salt stress. Agriculture Communications 2024;2(3):100050. |
| [11] | Tingting Cao#, Qingwei Du#, Rongchao Ge*, Ruifen Li*. Genome-wide identification and characterization of FAD family genes in barley. PeerJ, 2024, 12:e16812. |
| [12] | Zhongbao Zhang#, Xiaoqin Tan#, Xiaorong Sun, Jianhua Wei*, Qing X. Li*, Zhongyi Wu*. Isoorientin affects markers of Alzheimer's disease via effects on the oral and gut microbiota in APP/PS1 mice. Journal of Nutrition, 2022, 152: 140–152. |
| [13] | Jiang Y, Zhang H, Li Y, Chang C, Wang Y, Feng H, Li R*. A novel transcriptional Regulator HbERF6 regulates the HbCIPK2-coordinated pathway conferring Salt tolerance in halophytic Hordeum brevisubulatum, Frontiers in plant science, 2022, 13:1-14 |
| [14] | Mengxue Xu#; Qingwei Du#; Caihuan Tian; Ying Wang; Yuling Jiao*; Stochastic gene expression drives mesophyll protoplast regeneration, Science Advances, 2021, 7(33). |
| [15] | Zhang H#, Feng H#, Zhang J, Ge R, Zhang L, Wang Y, Li L, Wei J, Li R*. Emerging crosstalk between two signaling pathways coordinates K+ and Na+ homeostasis in the halophyte Hordeum brevisubulatum. Journal of Experimental Botany, 2020, 71(14): 4345-4358 |
| [16] | Zhang H, Xiao W, Yu W, Jiang Y, Li RF*. Halophytic Hordeum brevisubulatum HbHAK1 facilitates potassium retention and contributes to salt tolerance. International Journal of Molecular Sciences, 2020, 21(15): 5292 |
| [17] | Zhang L，Wang Y，Zhang Q，Jiang Y，Zhang H，Li R*. Overexpression of HbMBF1a, encoding multiprotein bridging factor 1 from the halophyte Hordeum brevisubulatum, confers salinity tolerance and ABA insensitivity in transgenic Arabidopsis thaliana. Plant Molecular Biology, 2020, 102(1-2):1-17 |
| [18] | Deng, Y., Zhang, H., Wang, H., Xing, G., Lei, B., Kuang, Z., Zhao, Y., Li, C., Dai, S., Yang, X., et al. The Construction and Exploration of a Comprehensive MicroRNA Centered Regulatory Network in Foxtail Millet (Setaria italica L.). Front Plant Sci, 2022, 13, 848474. |
| [19] | Li, C., Ma, J., Wang, G., Li, H., Wang, H., Wang, G., Jiang, Y., Liu, Y., Liu, G., Liu, G., et al. Exploring the SiCCT Gene Family and Its Role in Heading Date in Foxtail Millet. Front Plant Sci, 2022, 13, 863298. |
| [20] | Li, C., Wang, G., Li, H., Wang, G., Ma, J., Zhao, X., Huo, L., Zhang, L., Jiang, Y., Zhang, J., et al. High-depth resequencing of 312 accessions reveals the local adaptation of foxtail millet. Theor Appl Genet, 2021, 134, 1303-1317. |
| [21] | Zheng L, Yang J, Chen Y, Ding L, Wei J*, Wang H*: An improved and efficient method of Agrobacterium syringe infiltration for transient transformation and its application in the elucidation of gene function in poplar. BMC Plant Biology, 2021, 21:54. |
| [22] | Chun Zhang#, Ruijia Yang#, Tongtong Zhang, Dengyu Zheng, Xianglong Li, Zhongbao Zhang*, Legong Li*, Zhongyi Wu*. ZmTIFY16, a novel maize TIFY transcription factor gene, promotes root growth and development and enhances drought and salt tolerance in Arabidopsis and Zea mays. Plant Growth Regulation, 2023, 100:149–160. |
| [23] | Tongtong Zhang, Dengyu Zheng, Chun Zhang, Zhongyi W, Rong Yu*, Zhongbao Zhang*. Heterologous expression of ZmNF‑YA12 confers tolerance to drought and salt stress in Arabidopsis. Plant Biotechnology Reports, 2022, 16:437–448. |
| [24] | Chun Zhang, Xianglong Li, Zuoping Wang, Zhongbao Zhang*, Zhongyi Wu*. Identifying key regulatory genes of maize root growth and development by RNA sequencing. Genomics, 2020, 112: 5157–5169. |
授权专利：
| [1] | 发明专利+PCT，授权2022，ZL202210532986.1，一种制备转基因玉米花粉的方法及其使用的试剂盒（PCT专利 CN2022/125244，已转化）。 |
| [2] | 发明专利+PCT，授权2022，ZL202111418727.8，一种改良的玉米花粉磁转染方法（PCT专利 CN2022/125244，已转化）。 |
| [3] | 发明专利，授权2025，ZL 2021 1 1441211.5，SiDTH2蛋白质及其编码基因在提高作物生物量中的应用。 |
| [4] | 发明专利，授权2025，ZL 2021 1 1441245.4，用于提高作物生物量并延长其生育期的SiDTH2蛋白质与其编码基因。 |
| [5] | 发明专利，授权2024，ZL 2022 1 0118136.7，调控植物抗旱性的基因及其编码蛋白与应用。 |
| [6] | 发明专利，授权2024，202311364065X，玉米糖基转移酶ZmUGT84A1和ZmUGT84A2在合成黄酮糖苷衍生物中的应用。 |
| [7] | 发明专利，授权2023，ZL202111192614.0，玉米异荭草素含量相关的KASP标记及其应用。 |
| [8] | 发明专利，授权2023，ZL202111067501.8，维持光合稳态调控植物抗逆性的基因及其编码蛋白与应用。 |
| [9] | 发明专利，授权2023，ZL202110993003.X，钾离子转运体蛋白HbRSAR1及其在调控植物对钾转运中的作用。 |
| [10] | 江颖，李瑞芬，冯浩，张海纹，杜青伟， 一个调控植物耐盐性的转录因子及蛋白与应用（ZL202210001867.3）。 |
| [11] | 发明专利，授权2023，ZL202210854816.5，一种组培杨树品种‘森海2号’的方法。 |
| [12] | 发明专利，授权2021，ZL201910623296.5，一种不依赖于玉米基因型的DNA导入方法。 |
（三）其它成果
“纳米磁珠介导的不依赖于基因型的玉米高效转化平台”入选第三十界中国北京种业大会代表性成果。
