园艺作物基因组学与合成生物学实验室
2024-12-05
园艺作物基因组学与合成生物学实验室
实园艺作物基因组学与合成生物学实验室：
实验室、课题组负责人：
郭立（实验室主页：http://www.guo-lab.site/）
实验室、课题组介绍：
1、研究方向：是植物进化基因组与生物信息学、植物天然产物的合成生物学
2、主要研究内容：
(1) 作物基因组学：作物完整基因组破译，作物泛基因组学和多组学分析鉴定作物优良性状基因，指导作物分子设计育种。
(2) 植物基因组进化：植物次生代谢通路的进化机制解析，着丝粒、端粒等暗物质区域的结构、表观遗传和进化机制。
(3) 天然产物合成生物学：植物重要天然产物的生物合成途径解析与异源生物合成。
3、主要研究成果：主导完成多个重要作物的复杂基因组序列的破译，基因组复杂区域着丝粒、端粒的结构解析，揭示关键次生代谢通路的分子基础和进化机制，助力开发天然产物高效生物合成细胞工厂和作物品质改良。
团队成员：
团队介绍（人员数量、学历等）：
主要成员介绍：
姓名：郭立
职务：研究员，课题组长 (Principal Investigator /PI)
邮箱：li.guo@pku-iaas.edu.cn
教育背景：2002年08月-2006年06月，西北农林科技大学，植物保护学，学士（BA）
2006年08月-2012年02月，美国宾夕法尼亚州立大学 (Penn State University) 植物病理学，博士（Ph.D.）
2012年03月-2016年08月，美国马萨诸塞大学 (UMASS) 生物化学与分子生物学系，博士后（Postdoc）
工作经历：2016年09月-2020年06月，西安交通大学，电子与信息学院，副教授 （Associate Professor）
2020年07月-2021年09月，西安交通大学，电子与信息学院，教授，博士生导师 （Professor）
2021年10月-至今，北京大学现代农业研究院，研究员、课题组长（PI）
研究方向：作物基因组学，生物信息学，天然产物合成生物学
荣誉：2023年 山东省自然科学基金“杰出青年”获得者
2022年 山东省“泰山学者”青年专家
2022年 中国科技期刊卓越行动计划优秀审稿人
2021年 潍坊市“鸢都学者”
2019年 西安交通大学第五届“十大学术新人”
文章：
1. Guo L#*, Wang X*, Ayhan DH*, Mohammad SR*, Yan M*, Jiang J, Wang D, Zheng W, Mei J, Ji W, Jiao J, Chen S, Sun J, Yi S, Meng D, Wang J, Mohammad NB, Qin G, Guo LL, Yang Q, Zhang X, Sun H, Liu C, Ye W#. (2024) Super pangenome of Vitis empowers identification of downy mildew resistance genes for grapevine improvement. Nature Genetics. In Press.
2. Chen W, Yan M, Chen S, Sun J, Wang J, Meng D, Li J, Zhang L, Guo L#. (2024) The complete genome assembly of Nicotiana benthamiana reveals genetic and epigenetic landscape of centromeres. Nature Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-024-01849-y
3. Chen W*, Wang X*, Sun J*, Wang X*, Zhu Z*, Ayhan DH, Yi S, Yan M, Zhang L, Meng T, Mu Y, Li J, Meng D, Bian J, Wang K, Wang L, Chen S, Chen R, Jin J, Li B, Zhang X, Deng XW, He H#, Guo L#. (2024) Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis. Nature Communications. 15, 4295
4. Wang K*, Jin J*, Wang J*, Wang X, Sun J, Meng D, Wang X, Guo L#. (2024 ) The complete telomere-to-telomere genome assembly of lettuce. Plant Communications. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101011.
5. Yang B, Meng T, Wang X, Li J, Zhao S, Wang Y, Yi S, Zhou Y, Zhang Y, Li L#, Guo L#. (2024) CAT Bridge: an efficient toolkit for compound-transcript association mining from multi-omics data. GigaScience. https://doi.org/10.1093/gigascience/giae083
6. Wang X*, Li H*, Shen T, Wang X, Yi S, Meng T, Sun J, Wang X, Qu X, Chen S#, Guo L#. (2023) A near-complete genome sequence of einkorn wheat provides insight into the evolution of wheat A subgenomes. Plant Communications. https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100768
7. Liu H, Wang H, Liao XL, Gao B, Lu X, Sun D, Gong W, Zhong J, Zhu H, Pan X, Guo L#, Deng XW#and Zhou Q#. (2022) Mycoviral gene integration converts a plant pathogenic fungus into abiocontrol agent. Proc Natl Acad Sci USA. 119(50): e2214096119
8. Guo L*#, Yao Hui*, Chen W*, Wang X, Ye P, Xu Z, Zhang S,Wu H#. (2022) Natural products of medicinal Plants: biosynthesis and bioengineering in post-genomic era, Horticulture Research. Vol.9: uhac223.
9. Guo L*, Winzer T*, Yang X*, Li Y*, Ning Z*, He Z, Teodor R, Lu Y, Bowser TA, Graham IA#, Ye K#. (2018) The opium poppy genome and morphinan production. Science. 362(6412): p. 343-347.
10. Wang J*, Li J*#, Li Z, Liu B, Zhang L, Guo D, Huang S, Qian W#, Guo L#. (2022) Genomic insights into longan evolution from a chromosome-level genome assembly and population genomics of longan accessions. Horticulture Research. Vol. 9: uhac021.
11. Yang X*, Gao S*, Guo L*, Wang B, Jia Y, Zhou J, Che Y, Jia P, Lin J, Xu T, Sun J, Ye K#. (2021) Three chromosome-scale Papaver genomes reveal punctuated patchwork evolution of the morphinan and noscapine biosynthesis pathway. Nature Communications.12:6030.
12. Wang XR*, Zhang L*, Yao G, Wang XF, Yi S, Meng T, Meng D, Chen W#, Guo L#. (2024) De novo chromosome-level genome assembly of Chinese motherwort (Leonurus japonicus). Scientific Data. https://doi.org/10.1038/s41597-023-02901-w.
13. Guo L, Zhao G, Gao L, Xu JR, Kistler HC, Ma LJ#. (2016) Compartmentalized gene regulatory network of a pathogenic fungus Fusarium graminearum. New Phytologist. 211(2): 527-541.
14. Guo L*, Yu H*, Wang B*, Vescio K, Delulio G, Yang H, Berg A, Zhang L, Edel-Hermann V, Steinberg C, Kistler HC, Ma LJ#. (2021) Metatranscriptomic comparison of endophytic and pathogenic Fusarium-Arabidopsis interactions reveals plant transcriptional plasticity. Molecular Plant-Microbe Interactions. 34(9):1071-1083
15. Wang B, Yu H, Jia Y, Dong Q, Steinberg C, Alabouvette CL, Edel-Hermann V, Kistler HC, Ye K#, Ma LJ#, and Guo L#. (2020) Chromosome-scale genome assembly of strain Fo47, a fungal endophyte and biocontrol agent. Molecular Plant-Microbe Interactions. 33(9):1108-1111
16. Wang B*, Guo L*, Ye K#, Wang L#. (2020) Chromosome-scale genome assembly of Talaromyces rugulosus strain W13939, a mycoparasitic fungus and promising biocontrol agent. Molecular Plant-Microbe Interactions. 33(12):1446-1450.
17. Guo L, Breakspear A, Zhao G, Gao L, Kistler HC, Xu JR, Ma LJ#. (2016) Conservation and divergence of the cyclic adenosine monophosphate–protein kinase A (cAMP–PKA) pathway in two plant-pathogenic fungi: Fusarium graminearum and F. verticillioides. Molecular Plant Pathology 17(2): 196-209.
姓名：陈瑞东
邮箱：ruidong.chen@pku-iaas.edu.cn
教育背景：2014年博士毕业于中国科学院大学南海海洋研究所，获得海洋生物学博士学位，博士期间在德国马尔堡大学研修学习。
工作经历：自2015-2022年，先后在江南大学，中国科学院深圳先进技术研究院，天津工业生物技术研究所工作，2022年12月就职于北京大学现代农业研究院，任园艺基因组学与合成生物学课题组副研究员。
研究方向：合成生物学
荣誉：获2011-2012年度中国科学院大学“三好学生”奖。
文章：
1. Li F, Chen Q, Deng H, Ye S, Chen R, Keasling JD, Luo X.One-pot selective biosynthesis of Tyrian purple inEscherichia coli. Metab Eng.2024 Jan;81:100-109.
2.Chen W, Wang X, Sun J, Wang X, Zhu Z, Ayhan DH, Yi S, Yan M, Zhang L, Meng T, Mu Y, Li J, Meng D, Bian J, Wang K, Wang L, Chen S, Chen R, Jin J, Li B, Zhang X, Deng XW, He H, Guo L.Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis.
Nat Commun. 2024 May 20;15(1):4295.
3.Song S, Jiang Y, Chen R, Su W, Liang W, Yang D, Li J, Zhang W, Gao S, Yuan B*, Qu G*, Sun Z*.Whole Cell Biotransformation of Penicillin G by a Three-Enzyme Coexpression System with Engineered Deacetoxycephalosporin C Synthase. Chembiochem. （2022）Jun 3;23(11):e202200179
4. ChenR,ZhangQ,TanB,ZhengL,LiH,ZhuY,ZhangC*.GenomeMiningandActivationofaSilentPKS/NRPSGeneClusterDirecttheProductionofTotopotensamides.Org.Lett.,(2017),19(20),5697–5700
5.ChenR,ZhangH,ZhangG,LiS,ZhangG,ZhuY,LiuJ,ZhangC*.Characterizing
AmosamineBiosynthesisinAmicetinRevealsAmiGasaReversibleRetainingGlycosyl-transferase.J.Am.Chem.Soc.,(2013),135(33):12152-12155.2
6.ChenR,ZhouZ*,CaoY,BaiY,YaoB*.HighyieldexpressionofanAHL-lactonase
fromBacillussp.B546inPichiapastorisanditsapplicationtoreduceAeromonashydrophilamortalityinaquaculture.MicrobCellFact.(2010),9:39
7.FanX,ChenR,ChenL,LiuL*,Enhancementofalpha-ketoglutaricacidproduction
froml-glutamicacidbyhigh-cell-densitycultivation.JmolCatalB-Enzym.126(2016)10-17.
8.WangH,LiZ,YuX,ChenR,ChenX,LiuL*.Greensynthesisof(R)-3-TBDMSO
glutaricacidmethylmonoesterusingNovozym435innonaqueousmedia.RSCAdv.
(2015),5,75160.
9.CaoY,Liu,Y,MaoW,ChenR,HeS,GaoX,ZhouZ*,YaoB*.EffectofDietary
N-acylHomoserinLactonaseontheImmuneResponseandtheGutMicrobiotaof Zebrafish,Daniorerio,InfectedwithAeromonashydrophila.JworldAquacultSOC.
(2014),2,149-162.
10. 樊祥臣，陈瑞东，徐继嗣，刘立明*.L-谷氨酸氧化酶高密度发酵及催化合成alpha-酮戊二酸.过程工程学报.(2016),16(2)292-297.
11.靳丛丛，陈修来，陈瑞东，刘立明*.光滑球拟酵母中AMP代谢对其生理功能的影响.微生物学报.(2016),56(7)1113-1122.
12.林钦恒，肖吉，陈瑞东，张长生*. 微生物糖苷类抗生素糖基转移酶的体外研究. 中国抗生素杂志.(2012),37(12)881-895.
专 利：
1.罗小舟，黎志波，谢尚波，杰·基斯林，陈瑞东。基因簇表达载体构建的引物设计方法、装置、电子设备CN118136106A
2.张长生，陈瑞东，张庆波，谭彬，郑六眷，李慧贤，朱义广。一种环脂肽类化合物生物合成基因簇及其激活方法与应用CN107794286A
3.刘立明，王元彩，陈修来，陈瑞东，董晓翔，高聪，胡贵鹏，郭亮。一株产 L-苹果酸的酿酒酵母工程菌的构建及应用 CN105400711B
4. 周志刚，姚斌，陈瑞东，曹雅男，何夙旭，黄火清，石鹏君，柏映国。N-酰基高 丝氨酸内酯酶及其生产方法与专用重组菌，ZL200910238630. 1
5. 张长生，张海波，李苏梅，张改云，张光涛，朱义广，陈瑞东，肖吉，鞠建华.友菌素的生物合成基因簇及其应用，ZL201210030835.2
姓名:陈为凯
职务:副研究员
邮箱:weikai.chen@pku-iaas.edu.cn
教育背景:博士研究生
工作经历:2022年3月-至今，北京大学现代农业研究院
研究方向:园艺作物基因组学研究
文章:
[1]. Chen, W. K., Yan, M., Chen, S. Y., et al. The complete genome assembly of Nicotiana benthamiana reveals genetic and epigenetic landscape of centromeres. Nature Plants, 2024.
[2]. Chen, W. K#., Wang, X. F#., Sun, J#., et al. Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis. Nature Communications, 2024, 15, 4295.
[3]. Guo, L#., Yao, H#., Chen, W. K#., et al. Natural products of medicinal plants: biosynthesis and bioengineering in post-genomic era. Horticulture Research, 2022, 9, uhac223.
姓名：王欢
职务：助理研究员
邮箱：huan.wang@pku-iaas.edu.cn
教育背景：
2017年-2021年 西北农林科技大学，植物保护学院，植物病理学专业，博士研究生
2014年-2017年 西北农林科技大学，植物保护学院，植物保护专业，硕士研究生
2009年-2013年 西北农林科技大学，植物保护学院，植物保护专业，本科
工作经历：2021年–至今 北京大学现代农业研究院，助理研究员
研究方向：植物微生物互作；合成生物学
文章：
1.Stage-specific functional relationships between Tub1 and Tub2 beta-tubulins in the wheat scab fungus Fusarium graminearum. Fungal genetics and biology: FG &B 132: 103251.
2.a gap-free genome assembly of Fusarium oxysporum f. sp.conglutinans, a vascular wilt pathogen: Scientific Data. (2024) 11:925 |
https://doi.org/10.1038/s41597-024-03763-6
姓名：金京运
职务：助理研究员
邮箱：jingyun.jin@pku-iaas.edu.cn
教育背景：
学士-天津科技大学 微生物工程专业 2009.9-2013.6
硕士-东京大学 应用生命工学专业（导师：Hiroyuki Horiuchi） 2014.4-2017.3
博士-东京大学 应用生命工学专业（导师：Hiroyuki Horiuchi） 2017.4-2020.3
工作经历：
特任研究员-东京大学 细胞遗传学研究室 （合作导师：Hiroyuki Horiuchi）2020.4-2022.5
助理研究员-北京大学现代农业研究院 2023.2-至今
研究方向：
1. 环境微生物组
利用二代测序（NGS）研究自然环境（如植物、土壤等）中的微生物组组成，同时
结合三代测序（PacBio）组装Metagenome Assembled Genome (MAG）及 RNA-seq 数据，通过功能基因组学方法鉴定其中的次级代谢、抗生素耐药和致病相关基因，深入解析环境微生物组对植物抗病性及环境特征的影响及其参与的关键通路。此外，基于 MAG 中鉴定的基因信息，在大肠杆菌、酿酒酵母和米曲霉中进行异源表达，挖掘环境微生物组中新型天然产物，并推动其在医药、农业等领域的产业化转化，以应对我国医药和农业领域的关键问题。
2. 真菌天然产物挖掘
通过真菌的两两共培养，诱导实验室条件下未能生成的次级代谢产物，并对其生成
物进行化学成分及对应的次级代谢基因簇鉴定。同时，开展抗癌、抗菌、抗氧化等生物活
性鉴定，阐明新型次级代谢产物的特殊生物活性。最终，结合基因簇的高表达及共培养
策略，在实验室条件下实现新型次级代谢产物的大量合成，并推动其在医药、农业等领
域的应用，解决全球抗生素短缺及农业可持续发展等关键问题。
论文发表：
1. Ke Wang#, Jingyun Jin#, Jingxuan Wang#, Xinrui Wang, Jie Sun, Dian Meng, Xiangfeng Wang, Li Guo*，The complete telomere-to-telomere genome assembly of lettuce, Plant Communications， https://doi.org/10.1016/j.xplc.2024.101011, 2024
2. Weikai Chen, Xiangfeng Wang, Jie Sun, Xinrui Wang, Zhangsheng Zhu, Dilay Hazal Ayhan, Shu Yi, Ming Yan, Lili Zhang, Tan Meng, Yu Mu, Jun Li, Dian Meng, Jianxin Bian, Ke Wang, Lu Wang, Shaoying Chen, Ruidong Chen, Jingyun Jin, Bosheng Li, Xingping Zhang, Xing Wang Deng, Hang He & Li Guo*, Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis, Nature Communications, 15:2495, 2024
3. Jingyun Jin#, Ryo Iwama# & Hiroyuki Horiuchi*, The N-terminal disordered region of ChsB regulates its efficient transport to the hyphal apical surface in Aspergillus nidulans, Current Genetics, 69: 175–188, 2023
4. Jingyun Jin, Ryo Iwama, Keiko Takagi, Hiroyuki Horiuchi*, AP-2 complex contributes to hyphal-tip-localization of a chitin synthase in the filamentous fungus Aspergillus nidulans, Fungal Biology, 125:10, 2021
荣誉：
1. 东京大学生物生产工学中心国际学术会议 优秀奖 2017
姓名：牟钰
职务：科研助理
邮箱：yu.mu@pku-iaas.edu.cn
教育背景：本科：2011-2014年沈阳农业大学科学技术学院，园艺专业
硕士：2015-2018 沈阳农业大学 设施园艺学
工作经历：2018.07-2021.11 中蔬生物有限公司
2021.11-至今 北京大学现代农业研究院
研究方向：作物基因组学
姓名：李君
职务：科研助理
邮箱：jun.li@pku-iaas.edu.cn
教育背景：硕士研究生
工作经历：2021年11月-至今 北京大学现代农业研究院
研究方向：天然产物的检测与鉴定
姓名：王祥锋
职务：科研助理
邮箱：xiangfeng.wang@pku-iaas.edu.cn
教育背景：硕士研究生
工作经历：2022年6月-至今 北京大学现代农业研究院
研究方向：植物基因组学、植物系统进化
文章：
*: Co-first author
1.Weikai Chen*, Xiangfeng Wang*, Jie Sun*, Xinrui Wang*, Zhangsheng Zhu*, et al. Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis, Nature Communications 15, 4295 (2024). https://doi.org/10.1038/s41467-024-48643-0
2.Qiao Wang*, Xiangfeng Wang*, et al. An integrated system of Pleurotus pulmonarius and Protaetia brevitarsis larvae promotes the efficient and high-value utilization of lignocellulosic biomass. Waste and Biomass Valorization 14, 277-286 (2023). https://doi.org/10.1007/s12649-022 01872-0.
3.Xiangfeng Wang*, Hongna Li*, et al. A near-complete genome sequence of einkorn wheat provides insight into the evolution of wheat A subgenomes. Plant Communications(2023). https://doi.org/10.1016/j.xplc.2023.100768.
姓名：孙杰
职务：Research Assistant
教育背景：M.A. of Yunnan University
工作经历：2022-Present, PKU-IAAS
研究方向：3D genomics and epigenomics
文章：Chen W, Wang X, Sun J (Co-fisrt author), Wang X, Zhu Z, Ayhan DH, Yi S, Yan M, Zhang L, Meng T, Mu Y, Li J, Meng D, Bian J, Wang K, Wang L, Chen S, Chen R, Jin J, Li B, Zhang X, Deng XW, He H, Guo L. Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis. Nat Commun. 2024 May 20;15(1):4295.
姓名：王靖萱
职务：科研助理
邮箱：jingxuan.wang@pku-iaas.edu.cn
教育背景：2019.9-2022.6 北京农学院 硕士
工作经历：2023.5-至今 北京大学现代农业研究院 科研助理
研究方向：植物基因组学、植物群体遗传学
文章：
1. Chen W, Yan M, Chen S, Sun J, Wang J, Meng D, Li J, Zhang L, Guo L. The complete genome assembly of Nicotiana benthamiana reveals the genetic and epigenetic landscape of centromeres. Nat Plants, 2024.
2. Chen H, Wang J, Wang X, Peng C, Chang X, Chen Z, Yang B, Wang X, Qiu J, Guo L, Lu Y. Identification of Key Genes Controlling Sugar and Organic Acid Accumulation in Wampee Fruit (Clausena lansium) via Genome Assembly and Genome-wide Association Analysis. J Agric Food Chem, 2024, 72(41): 22962–22975.
3. Wang K, Jin J, Wang J, Wang X, Sun J, Meng D, Wang X, Wang Y, Guo L. The complete telomere-to-telomere genome assembly of lettuce. Plant Commun, 2024, 5(10):101011.
4. Cui Y, Wang J, Bai Y, Ban L, Ren J, Shang Q, Li W. Identification of CNGCs in Glycine max and Screening of Related Resistance Genes after Fusarium solani Infection. Biology, 2023, 12(3):439.
5. Wang JX, Wang B, Cui LB, Xie H, Li RZ, Wang C, Nan ZJ, Liu YS, Ma JY, Sun YJ, Li WY. Identification of differentially expressed genes associated with aluminum resistance in the soybean plant. Physiol Mol Biol Plants, 2021, 27(6):1311-1321.
姓名：陈绍英
职务：科研助理
邮箱：shaoying.chen@pku-iaas.edu.cn
教育背景：2020年-2022年潍坊理工学院 计算机科学与技术专业
工作经历：2023年至今 北京大学现代农业研究院科研助理
荣誉：2022届山东省优秀毕业生
文章：
1.Chen W, Yan M, Chen S, Sun J, Wang J, Meng D, Li J, Zhang L, Guo L#. (2024) The complete genome assembly of Nicotiana benthamiana reveals genetic and epigenetic landscape of centromeres. Nature Plants. https://doi.org/10.1038/s41477-024-01849-y
2.Huan Wang, Gang Yao, Weikai Chen, Dilay Hazal Ayhan, Xiangfeng Wang, Jie Sun, Shu Yi, Tan Meng,Shaoying Chen,Xin Geng,Dian Meng,Lili Zhang# &Li Guo# A gap-free genome assembly of Fusarium oxysporum f. sp. conglutinans, a vascular wilt pathogen.Sci Data 11, 925 (2024). https://doi.org/10.1038/s41597-024-03763-6
3.Chen W*, Wang X*, Sun J*, Wang X*, Zhu Z*, Ayhan DH, Yi S, Yan M, Zhang L, Meng T, Mu Y, Li J, Meng D, Bian J, Wang K, Wang L, Chen S, Chen R, Jin J, Li B, Zhang X, Deng XW, He H#, Guo L#. (2024) Two telomere-to-telomere gapless genomes reveal insights into Capsicum evolution and capsaicinoid biosynthesis. Nature Communications. 15, 4295. https://doi.org/10.1038/s41467-024-48643-0
4.Meng T, Jiao H, Zhang Y, Zhou Y, Chen S, Wang X, Yang B, Sun J, Geng X, Ayhan, DH and Guo L#. (2024) FoPGDB: a pangenome database of Fusarium oxysporum, a cross-kingdom fungal pathogens. Database. https://doi.org/10.1093/database/baae017
5.Jia Y*, Chen S, Chen W, Zhang P, Su Z, Zhang L, Xu M and Guo L# (2022) A chromosome-level reference genome of Chinese balloon flower (Platycodon grandiflorus).Frontiers in Genetics.13:869784. doi: 10.3389/fgene.2022.869784.
王可
职务：联培硕士
邮箱：wkyzdys@163.com
教育背景：硕士在读
研究方向：基因组学
文章：The complete telomere-to-telomere genome assembly of lettuce