代表植物学界首次获得科学突破奖的乔安妮·乔里有哪些成就?

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Joanne Chory是美国科学院院士、美国科学与艺术学院院士、英国皇家科学院外籍院士、法兰西科学院外籍院士、德国科学院院士,现任HHMI研究员、Salk生物研究所主任与UCSD教授,在植物学领域堪称大师级的学者,从她的实验室走出了无数的PI,其中有大批如今活跃在植物激素信号转导领域华人学者也出自她的实验室(李建明、赵云德、王志勇、王学路等)。她实验室在植物光信号转导与油菜素内酯信号通路有巨大的贡献,总论文被引次数超过5万。

乔里教授的主要科学发现包括但不限于:1)发现了一个完全不同于动物的油菜素内酯信号转导途径;2)他们发现拟南芥的约30000个基因大约有90%会在一天中的某个时间段全都高量表达,而且这个时间点随着季节变化而变化。如果抓住这个时间点,将会对农业生产大有裨益;3)他们发现了一个植物如何响应阴影的信号途径,这对于农业生产也具有重要意义。下面分别叙述。

一、油菜素内酯信号途径

油菜素内酯是植物的第六大类激素(生长素类、细胞分裂素类、赤霉素类、脱落酸类和乙烯),这在40年前就已经被人发现。Mitchell et al. (1970)发现油菜花粉提取物可以促进茎的伸长和细胞分裂,并在Nature杂志报道了这一发现,其后Grove et al. (1979)分离出了一种类固醇类分子,是第一个被分离出的油菜素内酯类激素。一直到1997年,乔里教授和其同事(李建明教授,李建明----国科学院上海生命科学研究院)首次发现了该激素的受体(Li and Chory, 1997),随后的一系列工作阐明了植物感受这一类激素的整个通路。值得一提的是,陕西师范大学的吴光教授(陕西师范大学生命科学学院 School Of Life Sciences,SNNU)曾与乔里教授合作,为阐明这一信号通路做出重要贡献。

二、植物如何根据光照周期调整生长节律

人们很早就发现,植物在白天和夜晚生长的速度是不同的。一般来说,植物会在白天疯长,夜晚蛰伏。如果仔细思考这一过程,会涉及到植物对光的感受,植物的生物钟以及在激素调控下植物的生长这三个过程。这些过程具体是怎么运作的,科学家们还不能完整得回答。乔里教授的一系列工作为阐明这一过程做出了重要贡献(Micheal et al., 2008)。他们发现大部分植物激素相关基因上游都存在CACATG这样的顺式作用元件,这就使得他们可以在某一时间点被同时调动。而行使协调功能的正是光照条件!

三、植物如何对?阴影?做出响应

第三个发现和第二个类似。植物的生活环境往往是严酷的,而竞争是这种严酷的最佳体现。现代农业大量密植,导致每个植物个体的生存空间越来越小。可以想象,在一片密集生长的玉米地里,每一株玉米希望自己长得比同伴快一些,这样就能截取到更多的阳光。那么植物是如何感知到自己已经活在同伴的?阴影?里,从而加快生长速度呢?乔里教授及其同事2008年发表于Cell的论文(Tao et al., 2008)回答了这一问题:植物在阴影下,编码TAA1蛋白的基因就会高表达。TAA1是个氨基转移酶,可以催化由左旋色氨酸到3-吲哚丙酮酸的反应,而这一反应是合成生长素的第一步。植物从而在生长素的作用下迅速长高。

作者:罗迪奥拉

来源:知乎

中国树木志的作者简介

中国历史上有这么一部书,它是近代以来的作品,却受到日本和欧洲的重视,这种文化“逆行”在那个时代是不多见的。

要知道这部书并非文学历史作品,而是一部植物学著作,这部书就是《植物名实图考》,它的作者是吴其浚。

吴其浚出身豪门望族,官宦世家,他自幼聪慧,考取功名,中了状元,是一位家学渊源同时天赋过人的学者。

他出任封疆大吏,官至总督巡抚,但是他对于自然科学却有浓厚的兴趣,他先后研究和编写了几部经典的植物和矿产著作,分别是《植物名实图考》和《滇南矿场图略》,其中尤其以《植物名实图考》最为著名。

中国古代尤其是明清时候,读书人对于自然不科学兴趣越来越低,大家都埋首故纸堆,学习四书五经,希望有朝一日金榜题名好做官。

即便有一部分关于自然科学的著作,也大多出于医学甚至是政治目的,比如著名的《本草纲目》等。

但是吴其浚是一个异类,他对于植物学的爱好和研究多出自兴趣。

吴其浚的研究力求事实,他总结了前代植物学著作,经过自己实地考察亲身观看,对其内容进行筛选,最终形成自己的理论。

这个过程就是比较严谨的科学研究,与当时大多数此类著作牵强附会,道听途说,甚至是依附于神话迷信要可靠的多。

《植物名实图考》是一篇大部头著作,全书记载了1700多种植物,配了1800多幅图,分为十二大类,其数量比前代同类著作要多不少,精确度更是遥遥领先。

与著名的《本草纲目》相比,吴其浚的著作不但所记载植物种类远多于前者,对于很多的植物的考证和描述也都比《本草纲目》准确。以配图而言,李时珍一生所经历远不及吴其浚广泛,因此在不少植物的配图上也逊色《植物名实图考》很多。

吴其浚和所有伟大的学者一样,他以严谨客观的态度,参考了二百多种文献,一一筛选,相互对比,对于一些直接引用的内容他都注明出处。

《植物名实图考》成书于1840年后,那时候鸦片战争已经爆发,中国步入了近代历史。

中国的近代史最大的特点就是自然科学远远落后于西方,但事实上也有例外,《植物名实图考》就是一个特例。

《植物名实图考》问世以后,不但被本土学者重视,而且被日本和欧洲人视为经典著作,将其翻译后在本国进行研究,学界对于这部书的价值给予了很高的评价。

直到今天,这部书仍然是植物学的经典著作和必读书目,吴其浚作为满清无数官僚中的一员早已被人遗忘,而他作为植物学家却名留青史。

郑万钧(1904-1983),中国科学院院士、著名的林学家、树木分类学家、林业教育学家、中国近代林业开拓者之一。郑万钧同志以毕生的精力在树木学、森林地理学、植物学等学科建设与发展及人才培养等方面做出卓越贡献。

半个多世纪,他足迹遍布祖国的山川森林。在树木分类方面先后命名了100余个树木新种和三个新属,他擅长于裸子植物研究,创建了新的分类系统。他主编的中国植物志第七卷(裸子植物),成为世界裸子植物研究的权威文献。1948年他与胡先啸教授联名发表了《水杉新科及水杉新种》,成为20世纪植物学最有科学价值的成就。在树木研究院中,他深入考察各地区天然林的分类、分布、特性及其演替规律,运用森林生态指标、林木生理指标、林木生长指标与林业经济指标指导林业科学实验,提倡研究树种的生存环境、生活习性、适应性能与植物内部结构变化相结合的研究方法。

郑万钧同志是我国林业科学研究事业的奠基人之一,1956年他全力以赴,组织制定出1957~1969年林业科学技术发展规划(纲要),1962年调任中国林业科学研究院院长后,坚决贯彻林业科学研究与生产实际相结合、为生产服务的方针。鉴于中国森林资源贫乏,木材短缺,他特别重视速生丰产林技术措施的研究。1973年后,郑万钧同志组织编写的《中国主要树种造林技术》、《中国树木志》等重要科学著作,在我国林业科技事业发展史上具有重要学术价值。郑万钧同志是新中国林业教育的开拓者之一,1952年他创建南京林学院,他治学严谨。他的学生不少已成为我国乃至国际知名的林业专家、学者。

郑万钧同志给中国留下了丰富的林学遗产,也留下了宝贵的治学思想和治学方法,他一生呕心沥血,将自己的科学知识完全奉献给人民,造福于人民,无愧于中国近代林业开拓者的称号。他1932年毕业于江苏第一农校。1939年赴法国都鲁斯大学进修,获科学博士学位。翌年回国。历任中国科学社生物研究所研究员,云南大学农学院教授兼云南植物研究所研究员、副所长,中国农学院教授,南京大学农学院森林系主任,南京林学院院长,中国林业科学研究院院长。他于1956年加入中国***,曾是第三届全国人民代表大会代表,第五、六届全国政协委员。他于1952年加入九三学社,是九三学社第五、六届中央委员。

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