姓  名: 曲乐庆
职务/职称: 研究员、研究组组长
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课 题 组: 种子发育与基因表达调控研究组
曲乐庆,男,博士,研究员,博士生导师。

1984年和1987年在沈阳农业大学获学士和硕士学位,2000年在日本九州大学获农学博士学位。20004月,在中国科学院遗传与发育生物学研究所任副研究员。20014—20053月,于日本国立农业生物资源研究所从事博士后研究员工作。2005年至今,任中国科学院植物研究所研究员,植物基因表达调控机制创新研究组组长,中国科学院大学教授。

主要从事植物分子生物学及基因工程领域的研究,主持5项国家自然科学基金面上课题、2项转基因重大专项子课题和1项中国科学院战略性先导科技专项新课题。在国际学术期刊上发表文章30余篇,获得国家发明专利授权16项。

主要研究工作:

1、水稻种子储藏蛋白胞内转运与内质网胁迫应答机制

蛋白质分选与胞内运输是生物学的一个基本问题,其不仅在维持细胞的内稳态方面发挥着重要作用,还涉及到信号转导、器官发育等重要生命过程。与此同时,逆境下灌浆期种子会积累大量错误折叠和非折叠蛋白,产生内质网胁迫,进而影响种子产量和品质。利用遗传学、生物化学、分子和细胞生物学等方法,解析水稻种子储藏蛋白分选、胞内转运和储藏的遗传调控机制以及内质网胁迫应答机理,具有重要理论意义。同时对实现种子中外源有用蛋白定向运输、定点储藏、提高外源蛋白表达和累积水平具有重要应用价值。

2、水稻淀粉代谢调控网络解析与种子储藏淀粉品质改良

水稻淀粉代谢是一个基本的生物学过程,受一系列酶的协同催化调控,不仅决定稻米的食味和加工品质,同时影响植株的生长发育和花粉育性。利用基因组学、分子生物学等技术手段,解析水稻瞬时淀粉代谢和储藏淀粉合成的调控因子,分析分子网络,研究遗传变异和表观变异规律,评估其在雄性不育系创制和种子储藏淀粉品质改良中的应用价值,培育用于种子精准设计的遗传材料。

3、植物基因表达调控机制与保健功能性作物创制

通过对控制基因表达起关键调控作用的启动子、转录因子等诸因子的研究,揭示植物种子中内源和外源基因表达的遗传调控机制,建立外源基因高效稳定表达体系。利用该体系在水稻种子中特异性表达生理活性成分,生产重要重组蛋白,同时培育具有保健功效的水稻新品种,使人们在正常饮食中预防和减少疾病的发生,实现医食同源。对于增进人们健康、节省医疗费用等具有重大社会意义和经济效应。

主持和参加的科研项目:

[1]   品质健康型作物设计的分子基础,中国科学院战略性先导科技专项(A类)(批准号:XDA24010400)(2019.11-2024.12),课题负责人

[2]   营养功能性转基因水稻新品种培育,转基因生物新品种培育重大专项:优质转基因水稻新品种培育子课题(批准号:2016ZX08001-006)(2016.1-2020.12),子课题负责人

[3]   稻米外观、营养和健康功能品质形成与改良的分子基础,国家重点研发计划试点专项:主要农作物品质性状形成的分子基础子课题(批准号:2016YFD0100500)(2016.1-2020.12),任务负责人

[4]   北方典型污灌区镉铅超标农田安全利用技术集成与示范,国家科技支撑计划课题(批准号:2015BAD05B03)(2015.4-2019.12),子课题负责人

[5]   营养品质转基因水稻新品种选育,转基因生物新品种培育重大专项:优质转基因水稻新品种培育子课题(批准号:2011ZX08001-006)(2011.7-2015.12),子课题负责人

[6]   水稻种子及花器官特异调控元件克隆和功能验证,转基因生物新品种培育重大专项:重要调控元件克隆和功能验证子课题(批准号:2011ZX08009-004)(2011.7-2015.12),子课题负责人

[7]   “种子生物反应器研究与开发”,国家高技术研究发展计划(863计划,批准号:2011AA100604)(2011.1-2015.12),子课题负责人

[8]   “OsDer1在内质网相关蛋白降解途径中的功能及其作用机理,国家自然科学基金面上项目(批准号:31770271)(2018.1-2021.12),主持人

[9]   水稻叶片表皮蜡质合成基因DRP3隆与功能验证,国家自然科学基金面上项目(批准号:31570245)(2016.1—2019.12),主持人

[10]    水稻谷蛋白液泡分选决定因子确定及其作用机制研究,国家自然科学基金面上项目(批准号:31171368)(2012.1-2015.12)主持人

[11]    水稻谷蛋白由内质网向高尔基体运输调控因子研究,国家自然科学基金面上项目(批准号:30971562)(2010.1-2012.12),主持人

[12]    “3'-UTR对水稻种子中外源基因表达的调控作用,国家自然科学基金面上项目(批准号:30871375)(2009.1—2011.12),主持人

[13]    水稻种子中内源基因表达调控机制,国家自然科学基金面上项目(批准号:30571035 2006.1—2008.12,主持人

[14]    水稻种子中外源基因表达调控机制,国家自然科学基金面上项目(批准号:30470971 2005.1—2007.12,主持人

[15]    保健功能性转基因水稻创制,中国科学院知识创新方向性项目(批准号:KSCX2-YW-N-009)(2006.9—2009.12),主持人

[16]    沈阳地区镉污染土壤植物修复研究,中日合作项目(2006.6—2009.3)主持人

研究论文(注*为通讯作者):

2023

Chen L, Dong X, Yang H, Chai Y, Xia Y, Tian L, Qu LQ*. 2023. Cytosolic disproportionating enzyme2 is essential for pollen germination and pollen tube elongation in rice. Plant Physiology, 191: 96-109

Dong X, Chen L, Yang H, Tian L, Dong F, Chai Y, Qu LQ*. 2023. Pho1 cooperates with DPE1 to control short maltooligosaccharide mobilization during starch synthesis initiation in rice endosperm. Theoretical and Applied Genetics, doi:10.1007/s00122-023-04250-z

2021

Qian D, Xiong S, Li M, Tian L, Qu LQ*. 2021. OsFes1C, a potential nucleotide exchange factor for OsBiP, is involved in the ER and salt-stress responses. Plant Physiology, 187: 396-408

2020

Zhang D, Yang H, Wang X, Qiu Y, Tian L, Qi X, Qu LQ*. 2020. Cytochrome P450 family member CYP96B5 hydroxylates alkanes to primary alcohols and is involved in rice leaf cuticular wax synthesis. New Phytologist, 225: 2094–2107

Qian D, Qiu B, Zhou N, Takaiwa F, Yong WD, Qu LQ*. 2020. Hypotensive activity of transgenic rice seed accumulating multiple antihypertensive peptides. Journal of Agricultural and Food Chemistry, 68: 7162-7168

2018

Qian D, Chen G, Tian L, Qu LQ*. 2018. OsDER1 is an ER-associated protein degradation factor that responds to ER stress. Plant Physiology, 178: 402-412.

Tian L, Xing Y, Fukuda M, Li R, Kumamaru T, Qian D, Dong X, Qu LQ*. 2018. A conserved motif is essential for the correct assembly of proglutelins and for their export from the endoplasmic reticulum in rice endosperm. Journal of Experimental Botany, 69: 5029-5043

2017

Wang XC, Guan YY, Zhang D, Dong X, Tian L, Qu LQ*. 2017. A β-ketoacyl-CoA synthase is involved in rice leaf cuticular wax synthesis and requires a CER2-LIKE protein as a cofactor. Plant Physiology, 173: 944-955.

2016

Li S, Wang X, He S, Li J, Huang Q, Imaizumi T, Qu LQ, Qin G, Qu LJ, Gu HY. 2016. CFLAP1 and CFLAP2 are two bHLH transcription factors participating in synergistic regulation of AtCFL1-mediated cuticle development in Arabidopsis. PLoS Genetics, 12: e1005744.

2015及以前

Dong XB, Zhang D, Liu J, Liu QQ, Liu HL, Tian L, Jiang L, Qu LQ*. 2015. Plastidial disproportionating enzyme participates in starch synthesis in rice endosperm by transferring maltooligosyl groups from amylose and amylopectin to amylopectin. Plant Physiology, 169: 2496-2512. 

Qian DD, Tian L, Qu LQ. 2015*. Proteomic analysis of endoplasmic reticulum stress responses in rice seeds. Scientific Reports, 5: 14255. 

Xu XP, Liu H, Tian L, Dong XB, Shen SH, Qu LQ*. 2015. Integrated and comparative proteomics of high-oil and high-protein soybean seeds. Food Chemistry, 172: 105-116.

Yin ZJ, Liu HL, Dong XB, Tian L, Xiao L, Xu YN, Qu LQ*. 2014. Increasing α-linolenic acid content in rice bran by embryo-specific expression of ω-3/Δ15-desaturase gene. Molecular Breeding, 33: 987-996.

Liu WX, Liu HL, Qu LQ*. 2013. Embryo-specific expression of soybean oleosin altered oil body morphogenesis and increased lipid content in transgenic rice seeds. Theoretical and Applied Genetics, 126: 2289-2297  

Tian LH, Dai LL, Yin ZJ, Fukuda M, Kumamaru K, Dong XB, Xu XP, Qu LQ*. 2013. Small GTPase Sar1 is crucial for proglutelin and α-globulin export from the endoplasmic reticulum in rice endosperm. Journal of Experimental Botany, 64: 2831-2845  

Liu HL, Yin ZJ, Xiao L, Xu YN, Qu LQ*. 2012. Identification and evaluation of ω-3 fatty acid desaturase genes for hyperfortifying α-linolenic acid in transgenic rice seed. Journal of Experimental Botany, 63: 3279-3287  

Li WJ, Dai LL, Chai ZJ, Yin ZJ, Qu LQ*. 2012. Evaluation of seed storage protein gene 3-untranslated regions in enhancing gene expression in transgenic rice seed. Transgenic Research, 21(3):545-53.  

Zhou QY, Wang L, Cai X, Wang D, Hua XJ, Qu LQ, Lin JX, Chen T. 2011. Net sodium fluxes change significantly at anatomically distinct root zones of rice (Oryza sativa L.) seedlings. Journal of Plant Physiology, 168: 1249–1255 

Liu WX, Liu HL, Chai ZJ, Xu XP, Song YR, Qu LQ*. 2010. Evaluation of seed storage protein gene 5'-UTR in enhancing gene expression in transgenic rice seed. Theoretical and Applied Genetics, 121: 1267-1274 

Li XJ, Yang MF, Chen H, Qu LQ, Chen F, Shen SH. 2010. Abscisic acid pretreatment enhances salt tolerance of rice seedlings: Proteomic evidence. BBA Protein Proteomics, 1804: 929-940 

Qu LQ*, Xing YP, Liu WX, Xu XP, Song YR. 2008. Expression pattern and activity of six glutelin gene promoters in transgenic rice. Journal of Experimental Botany, 59: 2417-2424 

Wei JH, Wang YZ, Wang HZ, Li RF, Lin N, Ma RC, Qu LQ, Song YR. 2008. Pulping performance of transgenic poplar with depressed Caffeoyl-CoA O-methyltransferase. Chin Sci Bull 53: 3553-3558 

Qu LQ, Yoshihara T, Ooyama A, Goto Y, Takaiwa F. 2005. Iron accumulation does not parallel the high expression level of ferritin in transgenic rice seeds. Planta, 222: 225-233 

Qu LQ, Takaiwa F. 2004. Evaluation of tissue specificity and expression strength of rice seed component gene promoters in transgenic rice. Plant Biotechnology Journal, 2: 113-125. 

Qu LQ*, Wei XL, Satoh H, Kumamaru T, Ogawa M, Takaiwa F. 2003. Biochemical and molecular characterization of a rice glutelin allele for the GluA-1 gene. Theoretical and Applied Genetics, 107: 20-25. 

Qu LQ, Tada Y, Takaiwa F. 2003. in situ Western hybridization: a new highly sensitive technique to detect protein distribution in seeds. Plant Cell Reports, 22: 282-285. 

Qu LQ*, Wei XL, Satoh H, Kumamaru T, Ogawa M, Takaiwa F. 2002. Inheritance of alleles for glutelin α-2 subunit genes in rice and identification of their corresponding cDNA clone. Theoretical and Applied Genetics, 105: 1099-1108. 

Chen Y, Li H, Li HJ, Li YW, Zhu YF, Qu LQ*, Jia X. 2004. Expression of rice glutelin gene GluA-2 in wheat endosperm. Acta Botanica Sinica, 46: 1220-1225. 

Chen Y, Qu LQ*, Jia X. 2004. Expression pattern of UidA gene under the control of rice glutelin GluA-2 gene upstream sequence in transgenic rice endosperm. Acta Genetica Sinica. 31:281-286. 

Qu LQ*, Wei XL, Satoh H, Kumamaru T, Ogawa M, Jia X. 2001. Micro-heterogeneity of rice seed storage glutelin. Acta Botanica Sinica, 43: 815-820. 

Qu LQ*, Wei XL, Satoh H, Kumamaru T, Ogawa M, Jia X. 2001. New rice mutants lacking glutelin α-1 subunit. Acta Genetica Sinica, 28: 229-235. 

著作专著:

[1] 陈昆松,葛毅强,孙传范,张富,张波,刘凤权,魏建华,曲乐庆,何勇,李忠,张琦,王静,翟峻峰,赵耕毛,白卫滨,朱华平,车东升,王晓波,2011。总体篇(第一章至第五章)。贾敬敦,孙晓明,陈昆松主编:农业前沿技术与战略新兴产业。北京:中国农业出版社。P.3-36 (中文)

[2] 曲乐庆,杨代常,唐克轩,2011。第十三章:植物生物反应器。贾敬敦,孙晓明,陈昆松主编:农业前沿技术与战略新兴产业。北京:中国农业出版社。P.248-254 (中文)

[3] 中国科学院农业领域战略研究组,2010。中国至2050年农业科技发展路线图(中文,英文)。北京科学出版社。

专利:

[1] 曲乐庆,宋艳茹. 植物胚乳特异性启动子及其应用:中国,ZL200710098626.0. 2009-11-25.

[2] Fumio Takaiwa, Leqing Qu. Seed-specific promoter from the rice glutelin GluB-4 gene and uses thereof. US7619135B2, 2009-11-17

[3] Fumio Takaiwa, Leqing Qu. Seed-specific promoter from the rice 10kDa prolamin gene and uses thereof. US7595384B2, 2009-09-29

[4] Fumio Takaiwa, Leqing Qu. AGPase promoter from rice and uses thereof. US7700835B2, 2009-04-20

[5] Fumio Takaiwa, Leqing Qu. Seed-specific promoter from the rice glutelin GluB-1 gene and uses thereof. US7192774B2, 2007-03-20

[6] 曲乐庆,徐秀苹,董祥柏. 一种植物胚乳特异性表达启动子及其应用: 中国,ZL201010183723.1. 2012-11-21

[7] 曲乐庆,徐秀苹,董祥柏. 植物胚乳特异性表达启动子及其应用: 中国,ZL201010183783.3. 2013-01-16

[8] 曲乐庆,代玲玲. 一种植物胚特异性表达启动子及其应用: 中国,ZL201010184251.1. 2012-12-19

[9] 曲乐庆,徐秀苹,董祥柏. 植物胚特异性表达启动子及其应用: 中国,ZL201010184284.6. 2013-01-16.

[10] 曲乐庆,刘华梁. 一种提高转基因植物种子中α-亚麻酸含量的方法: 中国,ZL201010199786.6. 2013-03-20

[11] 曲乐庆,李文静. 水稻种子16kD醇溶蛋白基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197633.2. 2013-04-03

[12] 曲乐庆,李文静. 水稻种子26kD球蛋白Glb-1基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197966.5. 2012-12-26

[13] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluA-1基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197897.8. 2012-10-03

[14] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluA-3基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197891.0. 2012-11-21

[15] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluB-4基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197625.8.2012-10-03

[16] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluB-5基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197664.8. 2013-04-03

[17] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluC基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197906.3. 2012-10-03

[18] 曲乐庆,李文静. 水稻种子谷蛋白GluD-1基因终止子及其应用: 中国,ZL201110197678.X. 2013-04-03

[19] 曲乐庆,刘华梁,殷志洁. 培育种子中α-亚麻酸含量提高的安全转基因植物的方法:中国,ZL201510115631.2. 2019-07-26

[20] 曲乐庆,钱丹丹. 降血压水稻材料的制备方法及所用基因与蛋白质: 中国,ZL201810270131.X. 2021-03-05