水生植物生物地理學學科組成立于2018年。本學科組立足于東亞流域與濕地，面向全球不同大陸內水體；以水生植物多樣性在時間和空間上的進化過程和生存機制為核心，以居群的進化為切入點，采用多學科手段，研究水生植物代表類群的系統發育關系及其全球尺度下的生物地理學模式，揭示大陸間地理隔離及擴散廊道對水生植物大尺度地理分布格局形成的影響；研究東亞水生植物的譜系地理學，揭示古地質及古氣候事件，尤其第三紀和第四紀冰期氣候以及青藏高原的隆升所促進的東亞復雜水系的形成等對該區域水生植物現代分布格局的影響；研究水生植物代表類群的適應性進化機制，揭示異質性居群生態環境對水生植物物種形成及分化的影響；研究代表水生植物的基因組學，揭示水生植物基因組進化規律并解析水生植物重要功能性狀的分子遺傳調控機制。
研究組長
 |
姓 名 |
陳進明 |
學 歷 |
博士 |
| 職 稱 |
研究員 |
職 務 |
博士生導師, PI |
| 通訊地址 |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼 |
430074 |
電子郵箱 |
jmchen@wbgcas.cn |
| 姓 名： |
陳進明 |
| 學 歷： |
博士 |
| 職 稱： |
研究員 |
| 職 務： |
博士生導師, PI |
| 通訊地址： |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： |
430074 |
| 電子郵箱： |
jmchen@wbgcas.cn |
簡要履歷
| 2005年在武漢大學獲博士學位并留校工作，歷任講師、副教授。2009年進入武漢植物園工作，歷任副研究員、研究員，2013年-2014年在美國加州大學洛杉磯分校進行訪學研究。主要從事水生植物系統學、進化生物學、基因組學及保護遺傳學研究。以水生植物為主要研究材料，結合多組學數據及分子標記，研究水生植物進化生物學、保護生物學等相關科學問題。目前以第一作者或通訊作者在Genome Biology、Molecular Biology and Evolution、Molecular Ecology、Journal of Biogeography、Molecular Phylogenetics and Evolution、Journal of Systematics and Evolution等期刊發表論文70余篇。曾主持國家自然科學基金青年基金項目、面上項目、中科院武漢植物園科研骨干人才計劃項目等近10項。被《生物多樣性》、《Frontiers in Ecology and Evolution》等期刊聘為編委。發表論文目錄詳見https://www.researchgate.net/profile/Jinming-Chen。 |
研究組科研項目
- 國家自然科學基金面上項目，32070253，microRNA在中國特有海菜花屬植物物種分化中的作用研究，2020/01-2024/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金面上項目，31870208，蓮兩生態型自然居群全基因組DNA甲基化變異模式比較研究，2019/01-2020/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金面上項目，31570220，基于基因組重測序研究蓮屬植物的物種形成與分化機制，2016/01-2019/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金面上項目，30970278，異型花柱植物莕菜兩型花間差異基因的克隆與表達分析，2013/01-2016/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金面上項目，30970195，花柱二型性水生植物莕菜的分子譜系地理學研究，2010/01-2012/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金青年基金項目，30800061，瀕危植物水蕨的隱種多樣性及分子譜系地理學研究，2009/01-2011/12。主持人：陳進明
- 中科院武漢植物園科研骨干人才計劃項目，Y655261W03，水生植物適應性進化遺傳學機制，2016/01-2018/12。主持人：陳進明
- 國家自然科學基金青年科學基金項目，31700197，溫帶蓮與熱帶蓮雜交F1代的等位基因特異性表達研究，2018/01-2020/12。主持人：石濤
- 中國科學院青年創新促進會項目，2019335，水生植物基因組學研究，2019/01-2022/12。主持人：石濤
- 湖北省自然科學基金計劃青年項目，2019CFB275，全球野生蓮屬植物的遺傳與表型多樣性評價，2019/01-2020/12。主持人：石濤
- 國家自然科學基金面上項目，轉座子微進化與基因組結構變異對蓮兩生態型適應性作用機制研究，32170240，2022-2025。主持人：石濤
- 國家自然科學基金青年科學基金項目，32100186，中國海菜花屬植物雜交-漸滲及物種劃分研究, 2022/01-2024/12。主持人：李治中
- 中科院先導專項B（培育）項目子課題，XDPB020107，中國西南地區海菜花屬植物的演化及關鍵功能性狀的適應機制，2017/07-2018/07。參與人：陳進明
- 中科院先導專項B項目子課題，XDB31010303，東亞海菜花屬植物的起源、分化與關鍵功能性狀環境適應性分子機制，2018/07-2023/06。參與人：陳進明、李治中、石濤
- 國家自然科學基金國際(地區)合作與交流項目，32120103002，水鱉科植物無機碳獲取策略的適應性進化機制，2022/01/-2026/12。參與人：李治中
研究組代表成果
成果簡介：
- 水生植物代表類群系統基因組學及生物地理學
利用質體基因組對水生植物代表類群澤瀉科（Molecular Phylogenetics and Evolution 2022,166: 107334）、海菜花屬（Molecular Phylogenetics and Evolution 2020,152: 106939）、雨久花屬（Journal of Systematics and Evolution 2021, 59(5), 1027-1039）、水鱉屬(BMC Plant Biology 2022, 22(1): 1-11）等進行了分子系統學研究，結合形態學、地理分布等證據，澄清了各類群內部系統發育關系。同時，結合古生物學、古地理及古氣候等數據，闡明了各分類群起源、演化、生物地理歷史及現今分布格局成因。
- 水生植物適應性進化
從DNA甲基化表觀組和轉錄組層面探究了蓮兩生態型的適應性表觀遺傳分化模式（Molecular Ecology2021, 30(12): 2831-2845）。研究結果發現，溫帶型蓮和熱帶型蓮在CG甲基化下存在明顯分歧，而地下莖和葉在CHH甲基化下存在明顯分歧。進一步對地下莖中的基因表達分析發現兩個DNA甲基化酶和一個DNA去甲基化酶的表達分化可能與兩生態型蓮DNA甲基化水平的整體差異有關。同時，本研究揭示了參與許多淀粉合成和植物激素信號相關基因的啟動子甲基化和表達豐度顯著相關，作用于蓮兩生態型地下莖的表型分化。
- 水生植物基因組學
利用三代測序及HIC輔助組裝技術顯著提升了蓮基因組，并進一步從基因表達及表觀遺傳修飾層面對蓮基因組進行研究(Molecular Biology and Evolution 2020, 37(8): 2394-2413)。發現其各類基因在古多倍化后存在不同命運，如恢復單拷貝、全基因組復制遺留等，這可能是由于功能層面的差異所致，而這些差異化的功能約束對各類基因的微觀進化（如群體核苷酸多樣性、插入缺失頻率）及宏觀進化（物種間直系同源基因拷貝數變化）有重要影響。基于所組裝的新版蓮基因組及其它已發表的被子植物基因組，重新評估了核心真雙子葉全基因組加倍的系統發生位置并提出了新的真雙子葉植物基因組進化模式。
代表性論文：
- Shi T, Huneau C, Zhang Y, Li Y, Chen JM*, Salse J*, Wang QF*. 2022. The slow-evolving Acorus tatarinowii genome sheds light on ancestral monocot evolution. Nature Plants, 8(7): 764-777.
- Zhang Y, Yang XY, Van de Peer Y, Chen JM*, Marchal K*, Shi T*. 2022. Evolution of isoform-level gene expression patterns across tissues during lotus species divergence. The Plant Journal, 112(3): 830-846.
- Zhang Y#, Li H#, Yang XY, Chen, JM*, Shi T*. 2022. Expression rewiring and methylation of non-coding RNAs involved in rhizome phenotypic variations of lotus ecotypes. Computational and Structural Biotechnology Journal, 20: 2848-2860.
- Li ZZ#, Lehtonen S#, Martins K, Wang QF, Chen JM*. 2022. Complete genus-level plastid phylogenomics of Alismataceae with revisited historical biogeography. Molecular Phylogenetics and Evolution, 166:107334.
- Li ZZ, Gichira AW, Muchuku JK, Li W, Wang GX*, Chen JM*. 2021. Plastid phylogenomics and biogeography of the genus Monochoria (Pontederiaceae). Journal of Systematics and Evolution, 59(5):1027-1039.
- Li H#, Yang XY#, Wang QF, Chen JM*, Shi T*. 2021. Distinct methylome patterns contribute to ecotypic differentiation in the growth of the storage organ of a flowering plant (sacred lotus). Molecular Ecology, 30(12): 2831-2845.
- Li H, Yang XY, Zhang, Y, Gao ZY, Liang YT, Chen JM*, Shi T*. 2021. Nelumbo genome database, an integrative resource for gene expression and variants of Nelumbo nucifera. Scientific Data, 8(1): 38.
- Shi T, Rahmani RS, Gugger PF, Wang MH, Li H, Zhang Y, Li ZZ, Wang QF*, Van de Peer Y*, Kathleen M*, Chen JM*. 2020. Distinct expression and methylation patterns for genes with different fates following a single whole-genome duplication in flowering plants. Molecular Biology and Evolution, 37(8): 2394-2413.
- Shi T*, Chen JM*. 2020. A reappraisal of the phylogenetic placement of the Aquilegia whole-genome duplication. Genome Biology, 21: 295.
- Li ZZ, Lehtonen S, Martins K, Gichira AW, Wu S, Li W, Hu GW, Liu Y, Zou CY, Wang QF, Chen JM*. 2020. Phylogenomics of the aquatic plant genus Ottelia (Hydrocharitaceae): implications for historical biogeography. Molecular Phylogenetics and Evolution, 152: 106939.
- Zhang Y, Nyong’A TM, Shi T*, Yang PF. 2019. The complexity of alternative splicing and landscape of tissue-specific expression in lotus (Nelumbo nucifera) unveiled by Illumina-and single-molecule real-time-based RNA-sequencing. DNA Research, 26(4): 301-311.
- Shi T, Wang K, Yang PF*. 2017. The evolution of plant microRNAs: insights from a basal eudicot sacred lotus. The Plant Journal, 89(3): 442-457.
 |
姓 名 |
石濤 |
學 歷 |
博士 |
| 職 稱 |
研究員 |
職 務 |
博士生導師 |
| 通訊地址 |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼 |
430074 |
電子郵箱 |
shitao323@wbgcas.cn |
| 姓 名： |
石濤 |
| 學 歷： |
博士 |
| 職 稱： |
研究員 |
| 職 務： |
博士生導師 |
| 通訊地址： |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： |
430074 |
| 電子郵箱： |
shitao323@wbgcas.cn |
簡要履歷
2012年6月博士畢業于中國科學院武漢植物園，2013年9月-2015年10月在蘭州大學開展博士后研究。2015年11月進入武漢植物園工作。目前主要從事水生植物基因組學與進化生物學研究。以蓮及其它早期分化的水生被子植物為材料，研究染色體核型演化、古多倍化、基因組表觀遺傳修飾、基因調控網絡及群體基因組。近年來，主持國家自然科學基金面上與青年項目、中科院青促會項目、湖北省自然科學基金等項目。在Genome Biology、Molecular Biology and Evolution、The Plant Journal、Molecular Ecology等主流雜志上發表SCI論文26篇，協助指導博士生4名，協助指導比利時根特大學博士生1名。發表論文目錄詳見https://www.researchgate.net/profile/Tao-Shi。
 |
姓 名 |
李治中 |
學 歷 |
博士 |
| 職 稱 |
助理研究員 |
職 務 |
|
| 通訊地址 |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼 |
430074 |
電子郵箱 |
lizhizhong@wbgcas.cn |
| 姓 名： |
李治中 |
| 學 歷： |
博士 |
| 職 稱： |
助理研究員 |
| 職 務： |
|
| 通訊地址： |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： |
430074 |
| 電子郵箱： |
lizhizhong@wbgcas.cn |
簡要履歷
2020年12月畢業于中國科學院武漢植物園。2021年3月進入武漢植物園工作。目前主要從事水生植物系統基因組學與生物地理學研究。利用基因、基因組、形態學及生物地理學等證據探討水生植物系統發育、起源、分化及現今地理格局成因。目前主持國家自然科學基金青年項目1項。以第一作者或通訊作者在Molecular Phylogenetics and Evolution、Journal of Systematics and Evolution、BMC Plant Biology、Aqautic Botany、Journal of Plant Research等發表SCI論文10余篇，發表水生植物新類群3個。發表論文目錄詳見https://www.researchgate.net/profile/Zhi-Zhong-Li。
 |
姓 名 |
張越 |
學 歷 |
博士 |
| 職 稱 |
助理研究員 |
職 務 |
|
| 通訊地址 |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼 |
430074 |
電子郵箱 |
zhangyue@wbgcas.cn |
| 姓 名： |
張越 |
| 學 歷： |
博士 |
| 職 稱： |
助理研究員 |
| 職 務： |
|
| 通訊地址： |
武漢市東湖新技術開發區九峰一路201號 |
| 郵政編碼： |
430074 |
| 電子郵箱： |
zhangyue@wbgcas.cn |
簡要履歷
2021年12月畢業于中國科學院武漢植物園。2022年1月進入武漢植物園工作。目前主要從事水生植物基因組學及進化生物學。以蓮及多種水生植物為材料，通過多組學手段研究水生植物性狀演化、生態型分化及適應性進化等。在DNA Research, BMC Genomics等發表SCI論文近10篇。
