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1、我校单卫星教授参与通过院士推荐申报国家自然科学奖项目我校单卫星教授参与通过院士推荐申报2016年度国家自然科学奖项目公示内容项目名称：作物疫病菌的致病机理研究推荐单位（人）：方荣祥院士；朱有勇院士；陈剑平院士一、项目简介：疫霉菌隶属于茸鞭生物界卵菌门，有120余种，多数是重要的植物病原菌，其引起的植物疫病给我国马铃薯、大豆、棉花、蔬菜和果树等造成重大危害，年均经济损失高达数百亿元。疫霉菌不同于真菌，多数杀菌剂对植物疫病无效，病害防治非常困难。由于疫霉菌独特的进化地位，它们拥有一套与真菌不同的发育与致病机制，病菌的分离培养与遗传转化较为困难，对其成灾机制的研究比较滞后，限制了病害控制技术的研发。

2、我们以作物疫病为对象，建立了疫霉菌与植物相互作用的研究体系，系统开展了疫霉菌致病机理的研究，获得了以下重要科学发现：1. 疫霉菌通过致病因子破坏植物抗病性的机制：建立了高通量研究病原菌致病因子功能的技术体系，发现疫霉菌对效应因子的转录进行精确编程，效应因子之间相互协作并以“团队作战”方式破坏植物的抗病性，为病原菌侵染的一种新机制；鉴定了PsAvr3b、PsCRN63、PsCRN115、PsAvh241等致病因子，揭示了其在植物-病原互作中的变异与作用机制，其中PsAvr3b通过模拟植物抗病反应抑制子NUDIX水解酶的活性来干扰植物的抗病性，是真核病原菌抑制植物抗病性的一种新机制。2. 疫霉菌致

3、病因子靶向寄主的转运与调控机制：提出并系统证明了疫霉菌致病因子外泌并向寄主细胞转运的新机理，即致病因子通过与寄主细胞膜外的三磷酰肌醇结合进入寄主细胞；发现病原菌在侵染过程中自身会合成该化合物来促进致病因子转运；解析了疫霉菌基因组在发育与侵染过程中的转录变化规律，鉴定并揭示了调控致病因子表达及致病过程的关键信号因子与作用网络；提出了一个基于抑制疫病菌致病因子活性的抗病分子设计策略。3. 植物对疫霉菌的抗病性与作物疫病防控策略：鉴定并揭示了非寄主植物对疫霉菌激发子识别并启动抗性信号过程的关键因子与作用机制；鉴定了被寄主抗病基因识别的10个疫霉菌新无毒基因；建立了高效系统的作物疫病菌快速检测和病害诊

4、断技术，调查了我国重要作物疫病菌的分布和危害，明确了我国大豆主产区大豆疫霉的毒性组成，提供了基于抗病基因的作物抗疫病品种布局策略。该研究成果的8篇代表性论文发表在Cell、Cell Host & Microbe、Plant Cell、PLoS Pathogens、Plant Physiology、New Phytologist、Journal of Experimental Botany、Molecular Plant-Microbe Interactions等杂志，累计影响因子94.144，被SCI他引300余次（包括来自Nature Reviews Genetics、Cell、Scienc

5、e、Current Opinion in Plant Biology、Current Opinion in Microbiology、Plant Cell等国际顶级学术杂志的论文或综述），确立了在疫霉菌分子生物学、植物-疫霉菌互作等领域的国际领先地位，为认识植物疫病菌独特的发育与致病过程提供了重要的新知识，为病害控制提供了重要的分子靶标与思路，也为基于识别致病因子的抗病基因分子设计育种提供了重要的理论支撑。该成果获得了2014年教育部自然科学一等奖。二、客观评价：代表性论文以封面文章发表在植物学顶级期刊Plant Cell上，并入选ESI高引论文。该研究中建立的高通量分析致病因子功能的技术体系

6、及材料也陆续被国内外同行用于稻瘟病菌、小麦条锈病菌、植物病原线虫等重要植物病原生物致病机理的研究中。代表性论文发表在PLoS Pathogens杂志，英国The Sainsbury Laboratory实验室主任Sophien Kamoun教授将该工作评价为卵菌研究领域年度重要进展，并在Current Opinion in Plant Biology（2012）杂志的综述文章中整段评述，将之列为6篇重点推荐论文之一；国际知名植物病理学家Stephan Wawra等在Current Opinion in Microbiology（2012）杂志发表的综述文章中也将之列为重点关注文章，认为“这篇文

7、章很好地将功能分析与体内生化分析相结合，是利用组学数据帮助图谱克隆技术加快克隆真菌和卵菌无毒基因最好的实例”。代表性论文发表在Cell杂志。文章发表后对人体和动植物病原菌的研究产生了广泛影响，国际疟疾研究权威专家美国Kasturi Haldar和法国Maryse Lebrun课题组先后证明疟原虫也利用类似的机制将其致病因子转运到人体血红细胞Cell, 2012, 148(1-2): 201-212; PLoS Pathogens, 2011: 1001286，法国Francis Martin研究组也发现一种植物内生真菌（Laccaria bicolor）也利用该机制将其蛋白转运到共生植物调控后

8、者的生长与发育Curr Biology, 2011, 21(14): 1197-1203，同时多位科学家在Cell Host & Microbe 2012, 11(2): 99-100、PNAS 2011, 108(35): 14381-14382、Cell Microbiol 2011, 13(12): 1839-1848和MPMI 2013, 26(6): 611-666等杂志上发表了专文对此理论进行了评价。其中，英国剑桥大学MRC分子生物学实验室的Roger Williams教授是磷脂信号转导研究的权威学者，其所在实验室曾诞生13位诺贝尔奖获得者、43位皇家学会会士，他点评说：“这是开拓

9、性的研究工作，首次报道了一些植物和动物细胞膜外存在3-磷酸磷脂酰肌醇并且行使功能”。主要论文发表在New Phytologist杂志，并于2014年6月被该杂志的特刊Phytopathogen effector proteins收录，且作为近年关于植物病原菌致病因子作用机制研究的亮点（highlight）进行了介绍。本项目主要研究人员王源超多次受邀在国际、国内重要学术会议上做研究进展报告，近期部分报告信息如下：2013年在陕西杨凌举办的“第三届植物-生物互作国际会议”上，王源超教授受邀在“Plant-Pathogen Interactions”分会做报告“Identification and

10、functional analysis of Phytophthora sojae Avr effectors”；2013年在美国加州举办的国际真菌分子遗传学年会上，王源超教授受邀在致病因子研究分会做报告“Identification and functional analysis of oomycete Avr effectors”；2014年在沈阳举办的中国植物病理学会第十届全国会员代表大会暨2014年学术年会及第四届中美植物病理学学术研讨会上，王源超教授受邀做大会报告“疫霉菌致病机理研究进展”；2014年在贵阳举办的中国植物生理与植物分子生物学学会第十一届会员代表大会暨全国学术年会上，王

11、源超教授受邀在植物生物互作与植物抗性分会做报告“疫霉菌致病因子干扰植物免疫的分子机制”；同时，王源超也多次被邀请在国内外著名研究机构做学术报告，如：康奈尔大学（2015）、荷兰瓦赫宁根大学（2014）、美国加州大学河滨分校、美国俄勒冈州立大学、清华大学、中国农业大学、贵州大学（2013）、中国农科院植保所（2012）、加拿大农业部南方作物研究所（2010）等。2012年5月26-28日，本团队承办了“第12届国际卵菌分子遗传学年会”，这是该会议首次在亚洲举办，来自美国、英国、加拿大、澳大利亚、荷兰、法国、德国、瑞典、泰国和孟加拉等11个国家的60多位知名专家学者，以及国内与会代表共200余人参

12、加了本届年会。会议的成功举办得到了国内外专家学者的高度肯定，显著提高了我国作物疫病工作者在国际上的知名度和影响力。2015年8月1-3日，本团队承办的第四届“植物-生物互作国际会议”在南京国际会议大酒店举行。来自我国以及美国、英国、德国、澳大利亚、荷兰、法国、日本、韩国等十几个国家的928名专家学者参加了会议。其中国外学者200余名，据不完全统计，参会的学者中美国、欧洲和中国科学院院士10余人，Plant Cell等国际顶级期刊主编和编辑40余人。会议人数不仅是历次最多，更是一次高水平的国际学术会议，产生了广泛的学术影响。三、代表性论文专著目录：序号1论文专著名称/刊名/作者Transcrip

13、tional programming and functional interactions within the Phytophthora sojae RXLR effector repertoire / Plant Cell / Wang, Q., Han, C., Ferreira, A.O., Yu, X., Ye, W., Tripathy, S., Kale, S.D., Gu, B., Sheng, Y., Sui, Y., Wang, X., Zhang, Z., Cheng, B., Dong, S., Shan, W., Zheng, X., Dou, D., Tyler,

14、 B.M., and Wang, Y.*影响因子10.529年卷页码2011, 23: 2064-2086发表时间2011/6/7通讯作者王源超第一作者王群青国内作者王群青、韩长志、于晓丽、叶文武、顾标、隋阳阳、王晓莉、张正光、董莎萌、单卫星、郑小波、窦道龙、王源超SCI他引次数39他引总次数39是否国内完成是序号2论文专著名称/刊名/作者Phytophthora sojae avirulence effector Avr3b is a secreted NADH and ADP-ribose pyrophosphorylase that modulates plant immunity /

15、PLoS Pathogens / Dong, S., Yin, W., Kong, G., Yang, X., Qutob, D., Chen, Q., Kale, S.D., Sui, Y., Zhang, Z., Dou, D., Zheng, X., Gijzen, M., Tyler, B.M., and Wang, Y.*影响因子8.364年卷页码2011, 7: e1002353发表时间2011/11/10通讯作者王源超第一作者董莎萌国内作者董莎萌、阴伟晓、孔广辉、杨新宇、陈庆河、隋阳阳、张正光、郑小波、王源超SCI他引次数23他引总次数23是否国内完成是序号3论文专著名称/刊名/

16、作者External lipid PI3P mediates entry of eukaryotic pathogen effectors into plant and animal host cells / Cell / Kale, S.D., Gu, B., Capelluto, D.G., Dou, D., Feldman, E., Rumore, A., Arredondo, F.D., Hanlon, R., Fudal, I., Rouxel, T., Lawrence, C.B., Shan, W.*, and Tyler, B.M.*影响因子35.532年卷页码2010, 14

17、2: 284-295发表时间2010/7/23通讯作者单卫星第一作者Kale, S.D.国内作者顾标、窦道龙、单卫星SCI他引次数128他引总次数128是否国内完成是序号4论文专著名称/刊名/作者Two host cytoplasmic effectors are required for pathogenesis of Phytophthora sojae by suppression of host defenses / Plant Physiology / Liu, T., Ye, W. , Ru, Y., Yang, X. , Gu, B., Tao, K., Lu, S., Dong

18、, S., Zheng, X., Shan, W., Wang, Y., and Dou, D.*影响因子8.03年卷页码2011, 155:490-501发表时间2010/11/11通讯作者窦道龙第一作者刘廷利国内作者刘廷利、叶文武、茹艳艳、杨新宇、顾标、陶恺、卢珊、董莎萌、郑小波、单卫星、王源超、窦道龙SCI他引次数15他引总次数15是否国内完成是序号5论文专著名称/刊名/作者The role of vacuolar processing enzyme (VPE) from Nicotiana benthamiana in the elicitor-triggered hypersensi

19、tive response and stomatal closure / Journal of Experimental Botany / Zhang, H., Dong, S., Wang, M., Wang, W., Song, W., Dou, X., Zheng, X., and Zhang, Z.*影响因子6.312年卷页码2010, 61:3799-3812发表时间2010/8/6通讯作者张正光第一作者张华建国内作者张华建、董莎萌、王美芳、王卫、宋雯雯、窦献英、郑小波、张正光SCI他引次数27他引总次数27是否国内完成是序号6论文专著名称/刊名/作者The LCB2 subunit

20、 of the sphingolip biosynthesis enzyme serine palmitoyltransferase can function as an attenuator of the hypersensitive response and Bax-induced cell death / New phytologist / Gan, Y., Zhang, L., Zhang, Z.*, Dong, S., Li, J., Wang, Y. *, and Zheng, X.影响因子7.837年卷页码2009, 181(1):127-146发表时间2008/10/13通讯作

21、者张正光、王源超第一作者甘芸哲国内作者甘芸哲、张丽莎、张正光、董莎萌、李俊、王源超、郑小波SCI他引次数8他引总次数8是否国内完成是序号7论文专著名称/刊名/作者Phytopathogen effectors subverting host immunity: different foes, similar battleground / Cell Host Microbe / Dou, D., and Zhou, J.M.*影响因子13.126年卷页码2012, 12:484-495发表时间2012/10/18通讯作者周俭民第一作者窦道龙国内作者窦道龙、周俭民SCI他引次数49他引总次数49是

22、否国内完成是序号8论文专著名称/刊名/作者Digital gene expression profiling of the Phytophthora sojae transcriptome / Molecular Plant-Microbe Interactions / Ye, W. , Wang, X. , Tao, K., Lu, Y., Dai, T., Dong, S., Dou, D., Gijzen, M., and Wang, Y.*影响因子4.414年卷页码2011, 24:1530-1539发表时间2011/12/12通讯作者王源超第一作者叶文武国内作者叶文武、王晓莉、陶恺、

23、陆雨平、戴婷婷、董莎萌、窦道龙、王源超SCI他引次数12他引总次数12是否国内完成是四、主要完成人情况：排名姓名技术职称完成单位对本项目主要学术贡献曾获国家科技奖励情况1王源超教授南京农业大学项目负责人。代表性论文 1、2、6 （并列）、8的通讯作者，代表性论文4的作者。研究工作对应重要科学发现点 1、2、3。主要贡献是揭示了疫霉菌对致病因子的转录进行精确编程，致病因子之间相互协作，以“团队作战”方式干扰植物的抗病性；克隆了PsAvr3b等大豆疫霉无毒基因，揭示了 PsAvr3b、PsAvh241 等参与的植物-病原菌互作机制；发现信号传递因子PsSAK1参与调控大豆疫霉游动孢子发育及对寄主的

24、致病性；发现白菜 BcLCB2 在非寄主抗性中发挥着细胞死亡衰减器的作用。本人投入该项研究中的工作量占本人工作量的80以上。教育部自然科学一等奖，2014，2014-21，植物疫病菌生长发育与致病机理的研究，第1完成人；教育部科技进步奖一等奖，2007，2007-174，重要植物病原生物快速分子检测技术研究及其应用，第2完成人2窦道龙教授南京农业大学代表性论文 4 的通讯作者，代表性论文 1、3、7、8的作者。研究工作对应重要科学发现点 1、2。主要贡献为鉴定并揭示了致病因子 PsCRN63、PsCRN115 等参与的植物-病原菌互作机制；提出了致病因子转运的理论模型和基于抑制致病因子转运的分

25、子育种新途径。本人投入该项研究中的工作量占本人工作量的70以上。教育部自然科学一等奖，2014，2014-21，植物疫病菌生长发育与致病机理的研究，第2完成人3单卫星教授西北农林科技大学代表性论文 3 的通讯作者，代表性论文 1、4的作者。研究工作对应重要科学发现点1、2。主要贡献是系统证明了疫霉菌致病因子外泌并向寄主细胞转运的新机理；克隆了PsAvr1b等大豆疫霉无毒基因；参与了致病因子功能的研究。本人投入该项研究中的工作量占本人工作量的80以上。4郑小波教授南京农业大学代表性论文 1、2、4、5、6 的作者。研究工作对应重要科学发现点 1、2、3。主要贡献为建立了植物-疫霉互作的研究体系特

26、别是致病因子功能的高通量分析技术体系；发现信号传递因子PsSAK1参与调控大豆疫霉游动孢子发育及对寄主的致病性；调查了我国重要作物疫病菌的分布和危害，明确了我国大豆主产区大豆疫霉的毒性组成，提供了基于抗病基因的作物抗疫病品种布局策略。本人投入该项研究中的工作量占本人工作量的60以上。教育部自然科学一等奖，2014，2014-21,植物疫病菌生长发育与致病机理的研究，第3完成人；教育部科技进步奖一等奖，2007，2007-174，重要植物病原生物快速分子检测技术研究及其应用，第1完成人5张正光教授南京农业大学代表性论文 5和 6（并列）的通讯作者，代表性论文 1、2的作者。研究工作对应重要科学发

27、现点 1、4。主要贡献是揭示了丝氨酸棕榈酰转移酶 LCB2 亚基及 G 蛋白与亚基等在非寄主植物抗性中的作用机制；参与了致病因子功能的研究。本人投入该项研究中的工作量占本人工作量的60以上。教育部自然科学一等奖，2014，2014-21,植物疫病菌生长发育与致病机理的研究，第4完成人；教育部科技进步奖一等奖，2007，2007-174，重要植物病原生物快速分子检测技术研究及其应用，第5完成人五、完成人合作关系说明：（1）王源超、窦道龙、郑小波、张正光均是南京农业大学作物疫病研究团队的主要成员，共同参与本项目的研究任务。（2）单卫星就职于西北农林科技大学作物疫病研究方向，作为执行专家组成员与南京

28、农业大学的四位完成人共同承担公益性行业（农业）科研专项“重要农作物疫病菌主要致病型及其分布”的研究任务。（3）五位完成人具有长期合作关系，合作成果在本项目申报书中以论文合著的形式体现（详见下表）。序号合作方式合作者/项目排名合作时间合作成果证明材料备注1论文合著王源超/12007.1.1-2012.10.18代表性论文1.2.4.6.8附件1-代表性论文2论文合著窦道龙/22007.1.1-2012.10.18代表性论文1.3.4.7.8附件1-代表性论文3论文合著单卫星/32007.1.1-2012.10.18代表性论文1.3.4附件1-代表性论文4论文合著郑小波/42007.1.1-201

29、2.10.18代表性论文1.2.4.5.6附件1-代表性论文5论文合著张正光/52007.1.1-2012.10.18代表性论文1.2.5.6附件1-代表性论文六、推荐专家信息：推荐专家姓名工作单位院士/ 专业1责任推荐专家方荣祥中国科学院微生物研究所中国科学院院士植物病毒学和植物生物技术推荐意见：作物疫病是农业生产上的一种毁灭性病害，每年给我国的马铃薯、大豆和棉花等农作物带来的产量损失超过百亿元。由于作物对疫病的抗性容易丧失、而病原菌又容易产生抗药性，控制作物疫病非常困难，疫霉菌独特的生物学和遗传学特点导致对其致病机理的研究一直比较滞后，严重限制了作物疫病控制技术的研发。本项目对我国重要农作

30、物疫病的致病机理进行了深入的研究：1）系统解析了疫霉菌利用致病因子干扰寄主抗病性的机制，揭示了生产上疫病菌容易变异导致作物丧失抗性从而爆发成灾的原因；2）揭示了疫霉菌致病因子靶向植物细胞的过程与机制，提出了干扰病原菌效应因子转运的植物抗病分子育种新思路；3）克隆了十个被植物抗病基因识别的疫霉菌无毒基因，解析了植物抗病性产生的信号识别与传导途径，还在生产上明确了我国大豆主产区大豆疫霉的毒性组成并指导抗病育种和品种布局。相关成果已发表高水平研究论文100余篇，8篇代表作被SCI他引300余次。第一完成人王源超担任国际疫霉菌遗传学会执委，PLoS Pathogens、MPMI、MPP等高水平杂志的高级编辑，并多次在国际重要学术会议上进行特邀报告。三个完成人近期获得了国家杰出青年基金资助。该研究成果曾获2014年教育部自然科学一等奖。综上所述，该研究团队面向国家重大需求，取得了有较大国际影响的理论成果，因此推荐该成果申报国家自然科学奖。2朱有勇云南农业大学中国工程院院士生物多样性控制植物病害推荐意见：了解作物疫病的发生危害规律是控制病害的基础，尽管我国作物疫病的危害非常严重，但由于我国植物病理学的研究过去主要以粮食作物病害为主，长期以来对作物疫病研究关注度不够，使得植物疫病研究基础相对薄弱，解决国家重大需求问题能力不足。南京农业大学自老一辈