一、研究方向
作物高产及抗逆分子育种研究团队现有工作人员4人。本团队主要以油菜、蓖麻、紫苏、黄瓜等重要经济作物为主要研究对象，结合遗传学、分子生物学等手段挖掘高产、高油、抗病、抗逆等优良基因，并探究其表达调控模式；深入研究以下几个科学问题：1）甘蓝型油菜粒重基因发掘及分子机理研究；2）蓖麻油酸合成相关基因发掘及分子机理研究；3）紫苏ALA合成相关基因发掘及分子机理研究。4）油菜、黄瓜等抗病、抗逆基因发掘及分子机理研究。5）铁皮石斛、菊花、白芨等药用植物种苗快繁及栽培。
团队成员先后承担国家自然科学基金、湖北省自然科学基金等多个项目。团队已在New Phytologist，Theoretical and Applied Genetics, BMC Genomics等高水平杂志上发表论文10余篇，申请及授权发明专利4项。
二、团队成员
三、研究内容
本团队主要以油菜、蓖麻、紫苏、黄瓜等重要经济作物为主要研究对象，结合遗传学、分子生物学等手段挖掘高产、高油、抗病、抗逆等优良基因，并探究其表达调控模式；铁皮石斛、菊花、白芨等药用植物开展种苗快繁及栽培体系的创建，重点研究以下几个方面：
以甘蓝型油菜为研究对象，发掘一系列调控种子大小（粒重）相关基因并解析其分子机理
甘蓝型油菜是我国油菜的主要栽培类型，目前油菜的产油量仍难以满足我国日益增长的需求，食用植物油仍然需要进口。因此，提高油菜产量成为了现今油菜育种亟待解决的问题。根据近年的研究资料显示粒重的增加是油菜产量提高的重要的原因之一，甘蓝型油菜的千粒重还有较大的增长空间。聚合不同种质中的大粒等位基因能有效地提高现有品种的粒重，进而提高产量，其分子调控机理也是目前研究的热点。因此，深入剖析油菜粒重调控的作用机制至关重要。团队在以下几个方面进行研究：
1）利用自然变异的甘蓝型油菜大粒小粒材料，通过转录组学、miRNA-seq、降解组学等发掘出一系列种子大小（粒重）基因；
2）利用分子生物学及基因编辑技术在油菜中超表达与敲除粒重基因明确其调控粒重的生物学功能；
3）通过RNA-Seq、ChIP-Seq及CUT&Tag等技术在种子发育时期鉴定粒重基因的调控网络，利用EMSA、双荧光素酶报告系统等实验明确其下游靶基因及结合位点；
4）进而利用CoIP-MS技术筛选粒重基因的互作蛋白，结合酵母双杂、双分子荧光互补及pull-down等实验进行互作验证。
5）利用miRNA与靶基因互补原则筛选下调靶标的候选miRNA，通过qRT-PCR、RIP及双荧光素酶基因报告系统等技术验证候选miRNA与其表达相关性和物理结合。
6）最终解析影响油菜粒重的分子机制，为油菜高产育种提供理论指导与基因资源。
以蓖麻为研究对象，发掘一系列调控蓖麻油酸合成相关基因并解析其分子机理
蓖麻属大戟科，是一种具有较高应用价值的非食用油油料作物。随着石油和天然气等不可再生资源的日益短缺，蓖麻油作为一种可替代的可再生资源引起了全世界的关注。它的种子中富含蓖麻油酸（~80%），这是一种用于生产高级润滑油的材料，用于制造表面活性剂、增塑剂、润滑油添加剂等,广泛应用于各个领域。然而，不同蓖麻品种的含油量差异很大，其分子育种体系尚未建立。团队在以下几个方面进行研究：
1）利用PacBio单分子长读长测序和Illumina RNA-seq联合分析对蓖麻的基因组进行重测序。同时利用两个蓖麻油酸含量差异较大的品种，通过转录组分析筛选一系列蓖麻油酸合成相关的候选基因；
2）在蓖麻中超表达与敲除蓖麻油酸合成基因明确其调控蓖麻油酸生物合成的功能；
3）利用分子生物学解析蓖麻油酸生物合成的分子机制，为蓖麻高油育种提供理论指导与基因资源。
以紫苏为研究对象，发掘一系列调控紫苏籽α-亚麻酸合成的相关基因并解析其分子机理
紫苏是唇形科具有很高利用价值的药食同源一年生草本植物。紫苏成熟的种子中含有一种高度不饱和的天然油脂，主要成分为α-亚麻酸（ALA），含量高达67%以上。ALA为植物源性n-3脂肪酸，是人体必需脂肪酸，具有重要的食用和药用价值。团队在以下几个方面进行研究：
1）利用200余份紫苏种质资源，通过测定种子中ALA含量，并结合种质库多年跟踪的含油量等数据，筛选出两个ALA含量差异较大的品种为材料，明确不同种子发育时期ALA相对含量变化；
2）利用转录组结合代谢组技术，筛选出差异品种间种子发育时期ALA差异积累的关键基因；
3）在紫苏中超表达与敲除ALA合成基因明确其调控蓖麻油酸生物合成的功能；
4）利用分子生物学解析ALA生物合成的分子机制，为紫苏籽高油育种提供理论指导与基因资源。
以黄瓜为研究对象，发掘一系列植物抗病、抗逆等相关基因并解析其表达调控的分子机理
黄瓜是我国重要的保护地栽培园艺作物，属葫芦科黄瓜属一年生攀援草本植物。因其营养丰富，且具有保健功效，深受人们喜爱。由于黄瓜病害种类多且防治困难，严重影响黄瓜的产量和品质，制约了黄瓜产业的发展。团队将在以下几个方面开展研究：
1）利用转录组结合代谢组的高通量测序技术，筛选出不同黄瓜抗性品种间生长发育时期抗病和抗逆的相关基因；
2）在黄瓜中超量表达与敲除抗病、抗逆等相关基因，通过分析转基因植物的表型变化明确其生物学功能；
3）利用分子生物学手段解析抗病、抗逆等相关基因表达调控的分子机制，为黄瓜抗性育种提供理论指导与基因资源。
5. 以铁皮石斛、菊花、白芨等药用植物为研究对象，开展种苗快繁及高效栽培技术体系创制
1）优质种苗无性繁殖关键技术体系的创建，包括外植体筛选、无菌快繁、高效生根及炼苗技术优化，以期获得成本低，繁殖系数高的无性繁殖体系。
2）高效栽培技术体系的创建，基于环境因子调控（光、温、水、气、肥）及优良栽培基质的高效栽培技术研发，探索其生长代谢与有效成分积累规律。
四、承担科研项目
1. 湖北省自然科学基金面上项目：BnaA03.DAR2调控油菜粒重及角果长度的分子机制研究，2025-2027；
2. 国家自然科学基金青年项目：转录因子CsGT-3a调控黄瓜抗病的分子机制研究，2025-2027；
3. 国家自然科学基金面上项目：甘蓝型油菜BnARF14基因调控粒重的分子机理研究，2024-2027；
4. 湖北师范大学人才引进科研启动基金：转录因子AITF2调控植物免疫反应的分子机制研究，2024-2027；
5. 湖北师范大学人才引进科研启动基金：甘蓝型油菜BnARF14基因调控粒重的分子机理研究，2022-2024；
6. 食用野生植物保育与利用湖北省重点实验室开放基金：紫苏种子中α-亚麻酸积累的调控机理研究，2021-2022；
7．国家自然科学基金青年项目：甘蓝型油菜BnFER3基因调控粒重的功能解析，2019-2021；
8. 湖北省科技厅自然科学基金青年项目：BnaA09g35550D基因在甘蓝型油菜粒重调控过程中的作用机理研究，2018-2020；
9. 湖北省教育厅科学技术指导性项目：甘蓝型油菜主花序有效角果数精细定位，2017-2018。
五、 学术论文
1. Ying Wang, Meng Tang, Ying Zhang, Mengling Huang, Lan Wei, Yang Lin, Jiatao Xie, Jiasen Cheng, Yanping Fu, Daohong Jiang, Bo Li; Xiao Yu. Coordinated regulation of plant defense and autoimmunity by paired trihelix transcription factors ASR3 / AITF1 in Arabidopsis, New Phytologist, 2023, 237(3): 914-929.
2. Peipei Qi, Mengling Huang, Xuehan Hu, Ying Zhang, Ying Wang, Pengyue Li, Shiyun Chen, Dan Zhang, Sen Cao, Wanting Zhu, Jiatao Xie, Jiasen Cheng, Yanping Fu, Daohong Jiang, Xiao Yu, Bo Li. A Ralstonia solanacearum effector targets TGA transcription factors to subvert salicylic acid signaling, The Plant Cell, 2022, 34(5): 1666-1683.
3. Mengling Huang, Ying Zhang, Ying Wang, Jiatao Xie, Jiasen Cheng, Yanping Fu, Daohong Jiang, Xiao Yu, Bo Li. Active DNA demethylation regulates MAMP-triggered immune priming in Arabidopsis, Journal of Genetics and Genomics, 2022, 49(8): 796-809.
4.Ziting Wu, Fei Xu, Lulu Yu, Yi Ouyang, Xinxin Geng*. Transcriptome analysis of developing castor bean seeds and identification of ricinoleic acid biosynthesis genes. Biologia Plantarum, 2021, 65:273-282.
5. Yanxiang Wang, Guoping Wang, Jianyu Bai, Yongle Zhang, Ying Wang, Shaohua Wen, Liu Li, Zuokun Yang, Ni Hong. A novel Actinidia cytorhabdovirus characterized using genomic and viral protein interaction features, Molecular Plant Pathology, 2021, 22(10): 1271-1287.
6. Ying Wang, Ruhao Chen, Xianzhou Nie, Ziyang Zhong, Chunyan Li, Kun Li, Wei Huang, Xingyu Fu, Jun Liu, Bihua Nie. Rapid and sensitive detection of potato virus Y by isothermal reverse transcription-recombinase polymerase amplification assay in potato, MOLECULAR AND CELLULAR PROBES, 2020, 50: 101505.
7. Lijun Wang; Xiaoling Jiang; Lei Wang; Wei Wang; Chunling Fu; Xingchu Yan*; Xinxin Geng*; A survey of transcriptome complexity using PacBio single-molecule real-time analysis combined with Illumina RNA sequencing for a better understanding of ricinoleic acid biosynthesis in Ricinus communis, BMC Genomics, 2019, 20.
8. Xinxin Geng*, Yihen Wu, Shuting Peng, Qin Yang, Zhanglong Tuo, Yi Ouyang. Cytological Characterization of Nucleus Development in Microspore Embryogenesis and Improvement in Healthy Embryo Production using Polyethylene Glycol in Brassica napus. INTERNATIONAL JOURNAL OF AGRICULTURE & BIOLOGY, 2019, 22:107-114.
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10. Wenhui Wei; Gan Li; Xiaoling Jiang; Yuquan Wang; Zhihui Ma; Zhipeng Niu; Zhiwei Wang; Xinxin Geng*; Small RNA and degradome profiling involved in seed development and oil synthesis of Brassica napus, PLOS ONE, 2018, 13(10).
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12. Xinxin Geng, Chenghong Jiang, Jie Yang, Lijun Wang, Xiaoming Wu*, Wenhui Wei*. Rapid Identification of Candidate Genes for Seed Weight Using the SLAF-Seq Method in Brassica napus. PLOS ONE, 2016, 11(1).
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20. Dongxin Huai, Jie Wu, Xiaomeng Xue, Hao Liu, Nian Liu, Li Huang, Liying Yan, Yuning Chen, Xin Wang, Qianqian Wang, Yanping Kang, Zhihui Wang, Yanbin Hong, Huifang Jiang, Boshou Liao, Yong Lei. Creation of purple leaf peanut germplasm through metabolic engineering of betalain biosynthesis pathway. Journal of Integrative Agriculture. 2024, 2095-3119.
21. Li Huang, Xia Liu, Manish K. Pandey, Xiaoping Ren, Haiwen Chen, Xiaomeng Xue, Nian Liu, Dongxin Huai, Yuning Chen, Xiaojing Zhou, Huaiyong Luo, Weigang Chen, Yong Lei, Kede Liu, Yingjie Xiao, Rajeev K. Varshney, Boshou Liao, Huifang Jiang. Genome-wide expression quantitative trait locus analysis in a recombinant inbred line population for trait dissection in peanut. Plant Biotechnology Journal. 2020, 18:779-790.
22. 耿鑫鑫*; 曾焕; 黄伊雪; 吴义恒; 徐飞; 甘蓝型油菜主花序有效角果数QTL定位和候选基因筛选, 江苏农业科学，2019,47(7): 38-41.
23. 耿鑫鑫，周讯，杨凤琳，王力军，王颖，郭平安，陈亮. 紫苏种子中α-亚麻酸积累关键基因的筛选及克隆, 湖北师范大学学报(自然科学版), 20250325.1047.002.
24.薛晓梦, 李建国, 白冬梅, 晏立英, 万丽云, 康彦平, 淮东欣, 雷永, 廖伯寿. 花生 FAD2基因家族表达分析及其对低温胁迫的响应. 作物学报, 2019, 45(10): 1586-1594.
25. 薛晓梦, 吴洁, 王欣, 白冬梅, 胡美玲, 晏立英, 陈玉宁, 康彦平, 王志慧, 淮东欣, 雷永, 廖伯寿. 低温胁迫对普通和高油酸花生种子萌发的影响研究. 作物学报, 2021, 47(9): 1768-1778
六、授权发明专利
1. 耿鑫鑫; 周伟军; 许玲; 王兵, 一种利用PEG作为渗透调节剂的甘蓝型油菜小孢子培养方法, 2011.12.31, 中国, ZL201110460151.1
2. 耿鑫鑫;周伟军; 许玲; 王兵, 一种人工杂交六倍体油菜小孢子再生植株的培养方法, 2011.11.10, 中国, ZL201110355698.5
3.耿鑫鑫；杨凤琳；陈亮；王友如；周讯，BnARF14基因及其蛋白在提高植物粒重性状中的应用，2024.08.23，中国，ZL202410073617.X
4. 耿鑫鑫；陈亮；周讯；杨凤琳；汤文华；徐超颖，一种提高植物粒重的BnDAR2基因、生物材料与应用，2025.2.7,中国，ZL202410592035.2