生物交叉前沿论坛第八期在我校成功举办

11月8日,应中国农业大学动物科学技术学院李孟华教授和生物学院巩志忠教授邀请,中国科学院院士、发展中国家科学院院士、美国国家科学院等七个国家和国际组织的外籍院士、中科院北京生命科学院院长、中科院生物互作卓越创新中心主任、河北大学校长、我国著名生态基因组学专家康乐院士来我校参加了“生物交叉前沿论坛”第八期,暨“生命科学研究进展报告”第六期的学术交流活动。本次论坛在生命科学研究中心报告厅举行,动科学院、生物学院、动医学院、农学院、植保学院、园艺学院等院系的老师和全校数百位本科生、研究生参加了本期论坛。

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康乐院士作报告

在开场介绍中,巩志忠教授对校友康乐院士在百忙之中抽空前来中国农大作报告表示了热烈欢迎和衷心感谢,介绍了康乐院士在蝗虫研究上取得的世界领先的突出学术成果及其研究成果对于全球粮食安全的重大意义。

康乐院士带来了题为“Phenotypic plasticity: regulation and release of pheromones in Locusts”的学术报告。康乐院士首先介绍了表型可塑性的定义、特点及其与人类健康的关系,然后以飞蝗的两型型变研究为例阐述了其团队在形态、行为和生理层面对表型可塑性获得的一系列创新性研究成果。飞蝗从散居型向群居型的转变不仅是表型可塑性的典型代表,还是蝗灾暴发的生物学基础。康乐院士团队对飞蝗两型的表型差异开展了系统和深入的研究,从飞蝗的群聚行为、信息素、体色、飞行、繁殖、免疫等六个方面进行了全面、细致的解析。在群聚行为方面,他们发现多巴胺合成的关键基因、多巴胺硫酸化修饰、多巴胺合成关键酶的调控miRNA和LncRNA、多巴胺受体通路及其下游信号通路能够调控飞蝗行为和型变。在此基础上,他们首次建立利用miRNA转基因植物来干扰昆虫行为的新型生态调控方法。关于群聚行为信息素,康乐院士团队发现飞蝗对不同浓度苯乙腈没有表现出趋化性,否定了苯乙腈是飞蝗聚集信息素的传统观点,进而证实苯乙腈通过在特定条件下转化为剧毒物氢氰酸而成为飞蝗的一种防范天敌鸟类采食和同类相食的嗅觉警戒化合物。他们随后还从多个层面对飞蝗群居信息素进行了全面而充分的鉴定和验证,发现和确定了4VA是飞蝗群聚信息素,揭示了蝗虫群聚成灾的奥秘,使诱集带的建立、种群监测、基因编辑突变体的释放以及拮抗剂的设计成为可能,对世界蝗灾的控制和预测具有重要意义。对于蝗虫体色差异,康乐院士团队揭示了一种新的“调色板效应”机制,即β-胡萝卜素结合蛋白调控了群居型背部黑色和散居型背部绿色的体色转变,而β-胡萝卜素和βCBP红色复合物的不同分布决定了群居型飞蝗黑色背板和棕色腹板的颜色差异。此外,康乐院士团队发现群居型和散居型蝗虫飞行能力和飞行特征的不同,是由于使用的能量物质不同,和Hif-1α2调控造成的。他们进一步利用飞蝗飞行肌这样一个持续运动,和极端耗能的组织研究了衰老可塑,证明群居型和散居型飞蝗的肌肉和飞行能力表现出不同的衰老状态,发现PLIN2的转录上调是诱导群居型飞蝗加速衰老的关键原因。该研究结果对认识各个物种中衰老和长寿异质性的机制具有很好的借鉴和启发意义。接下来,康乐院士介绍了其团队关于两型飞蝗生殖策略的研究,揭示群居型和散居型飞蝗产卵量差异受到卵死亡比率的影响及其调控的miRNA和关键基因,发现piRNA以及RNA结合蛋白响应种群密度调控生殖策略。康乐院士还简要介绍了群居型飞蝗比散居型飞蝗对绿僵菌感染的抵抗力更强的分子机制。在报告的最后,康院士总结了飞蝗表型可塑性的特点及飞蝗作为模式动物的优势,认为其形态结构、基因组特征和复杂的动物行为可以在未来为人类医学、病虫害防治和环境变化指示等应用领域做出更大贡献。

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现场提问交流

康乐院士的精彩报告深入浅出、引人入胜,赢得了在场师生的阵阵热烈掌声。报告结束后,现场的老师和学生就4VA是否起了最关键作用、表型可塑性的各种调控之间是否有互作、蝗虫聚集行为研究发现的调控通路是否在哺乳动物和人的群体行为中起作用等问题展开讨论,康乐院士认真回答了大家提出的每个问题,现场气氛热烈。

在总结发言中,李孟华教授感谢了康乐院士带来的精彩报告,并向康乐院士赠送纪念品。

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李孟华教授向康乐院士赠送礼物        巩志忠教授              

康乐院士为我校师生带来了一场水平极高又极其有趣的学术盛宴,老师和同学们收获良多。本期论坛的成功举办,推进了表型可塑性、表型-基因型-环境互作、生态安全和生物医学等方向的学术交流。

供稿:动科学院 李孟华

供图:动科学院 李孟华

编辑:马文哲

责编:李杨

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