周永鋒課題組

Yongfeng Zhou Lab

 　　

課題組長

周永鋒,，研究員，博士生導(dǎo)師,。

2014年博士畢業(yè)于芬蘭奧盧大學(xué)(University of Oulu),，2014-2020年期間先后在奧盧大學(xué)與美國加州大學(xué)(University of California)從事博士后研究。主要從事作物群體基因組學(xué)與遺傳育種工作,，開展了葡萄,、水稻等作物的馴化群體基因組學(xué)研究，發(fā)掘了重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的候選基因,，揭示了作物的馴化成本,，以及重要農(nóng)藝性狀相關(guān)的適應(yīng)性變異、有害變異與結(jié)構(gòu)變異,，為作物全基因組設(shè)計育種奠定了基礎(chǔ),。到目前為止，共發(fā)表SCI論文30多篇,，其中以第一作者或通訊作者在Nature Plants,、PNAS、Molecular Biology and Evolution等雜志發(fā)表SCI論文19篇,，并在PAG,、SMBE、GBG等國際學(xué)術(shù)大會與國內(nèi)外同行分享相關(guān)成果,。SMBE,、GSA、ISHS,、ESEB等學(xué)會會員,；Nature Plants，Nature Communications,、MBE,、Plos Genetics、Genome Biology,、Genetics等期刊常年審稿人,；歐盟科學(xué)研究基金（ERC）評委；Horticulture Research副主編,，Journal of Integrative Agriculture,、Agriculture Communications、Horticulturae,、Frontiers of Plant Sciences,、《果樹學(xué)報》等期刊編委成員,。

　

　　工作經(jīng)歷

　　2020.06-至今          中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所                   研究員

　　2015.12-2020.06    加州大學(xué)爾灣（University of California, Irvine）博士后

　　2014.12-2015.12,， 奧盧大學(xué) (University of Oulu)                           博士后

　　

　　教育經(jīng)歷

　　2012.06–2014.12,，奧盧大學(xué),，群體遺傳學(xué)，理學(xué)博士

　　2010.11–2012.06,，奧盧大學(xué),，群體遺傳學(xué)，理學(xué)碩士

　　2007.09–2010.11,，蘭州大學(xué),，生態(tài)學(xué)，理學(xué)博士

　　2003.09–2007.07,，蘭州大學(xué)，生物科學(xué),，理學(xué)學(xué)士

 　

團隊研究方向

作物群體遺傳學(xué),，主要針對作物與其野生近緣種，研究（1）中性種群動態(tài)歷史；（2）人工選擇和自然選擇,；（3）適應(yīng)性與有害性基因交流,；（4）有害變異與結(jié)構(gòu)變異；（5）氣候變化響應(yīng),；（6）轉(zhuǎn)座子群體遺傳學(xué),；（7）繁育體系對群體遺傳的動態(tài)影響。

葡萄全基因組設(shè)計育種,，聚焦葡萄及其近緣種,，挖掘自然群體中的有益變異，有害變異和結(jié)構(gòu)變異,，整合應(yīng)用于葡萄基因組設(shè)計育種,。（1）葡萄及其野生近緣種的種質(zhì)資源收集,、評價、保護及育種應(yīng)用,；（2）利用機器學(xué)習(xí)與人工智能算法,，對多組學(xué)大數(shù)據(jù)進行深入分析，挖掘和釋義葡萄屬植物基因組變異的意義及其表型與適應(yīng)性影響,；（3）鑒定注釋葡萄育種基因組圖譜,；（4）葡萄人工智能全基因組設(shè)計育種平臺與數(shù)據(jù)庫建設(shè)；（5）設(shè)計選育多性狀聚合的優(yōu)異葡萄品種,。

　　

　　研究進展

圍繞作物群體基因組學(xué)與育種這一核心,，揭示了葡萄、水稻等作物的“馴化成本”（Zhou et al. 2017 PNAS; Liu et al. 2017 MBE）,，在馴化瓶頸和搭載效應(yīng)等因素作用下,，作物基因組中保留了大量的有害變異，這些有害變異降低了（或者潛在降低）作物的適應(yīng)性,，因此成為作物分子育種的一個新方向（Gaut et al. 2018, Nature Plants）,。這種有害變異包括點突變（SNP）、小的插入缺失（Indel）與結(jié)構(gòu)變異（Structural variation, SV）,。由于技術(shù)瓶頸等因素,，早期的研究主要集中在SNP和Indel。我們首次在葡萄馴化中研究了結(jié)構(gòu)變異的群體遺傳學(xué),，首次揭示了大部分結(jié)構(gòu)變異受到強烈的凈化選擇作用,，以倒位受到的凈化選擇作用最強（Zhou et al. 2019 Nature Plants）。轉(zhuǎn)座子（TE）作為植物基因組結(jié)構(gòu)變異最主要的組成部分,，我們在水稻和葡萄中,，首次揭示了不同TE家族受到不同的凈化選擇作用，其中以SINE受到的凈化選擇作用最強（Kou et al. 2020 MBE）,。結(jié)構(gòu)變異影響了眾多作物農(nóng)藝性狀相關(guān)的表型,，包括葡萄的性別決定、種皮顏色和皮爾斯病抗性（Zhou et al. 2019 Nature Plants; Morales-Cruz et al. 2023 Communications Biology）,，以及水稻抗洪澇與脫粒等性狀（Kou et al. 2020 MBE）,。為進一步促進葡萄生物學(xué)和育種研究，我們發(fā)布了葡萄首個端粒到端粒（T2T）的完整參考基因組（Shi et al. 2023 Horticulture Research）,。我們首次利用機器學(xué)習(xí)手段,，結(jié)合溯祖模擬、正向模擬等群體遺傳學(xué)方法揭示了葡萄風(fēng)味的形成機制,，并解析了馴化對葡萄基因組的影響（Xiao et al. 2023 PNAS）,。

　　

　　代表論文

（*corresponding author）　

1. Xiao H, Liu ZJ, Wang N, Long QM, Cao S, Huang GZ, Liu WW, Peng YL, Riaz S, Walker AW, Gaut BS, Zhou YF* (2023) Adaptive and maladaptive introgression in grapevine domestication. PNAS 120(24): e2222041120.

2. Huang HR, Liu X, Arshad R, Wang X, Li WM, Zhou YF*, Ge XJ* (2023) Telomere-to-telomere haplotype-resolved reference genome reveals subgenome divergence and disease resistance in triploid Cavendish banana. Horticulture Research uhad153.

3. Shi XY, Cao S, Wang X, Huang SY, Wang Y, Liu ZJ, Liu WW, Leng XP, Peng YL, Wang N, Wang YW, Ma ZY, Xu XD, Zhang F, Xue H, Zhong HX, Wang Y, Zhang KK, Velt A, Avia K, Holtgr?we D, Grimplet J, Matus JT, Ware D, Wu XY, Wang HB, Liu CH, Fang YL, Rustenholz C, Cheng ZM, Xiao H, Zhou YF* (2023) The complete reference genome for grapevine (Vitis vinifera L.) genetics and breeding. Horticulture Research 10(05): uhad061.

4. Morales-Cruz A, Aguirre-Liguori J, Massonnet M, Minio A, Zaccheo M, Cochetel N, Walker A, Riaz S, Zhou YF*, Cantu D*, Gaut BS* (2023) Multigenic resistance to Xylella fastidiosa in wild grapes (Vitis sps.) and its implications within a changing climate. Communications Biology 6(1): 580.

5. Wang N, Cao ST, Liu ZJ, Xiao H, Hu JB, Xu XD, Chen P, Ma ZY, Ye JL, Chai LJ, Guo WW, Larkin RM, Xu Q, Morrell PL, Zhou YF*, Deng XX* (2023) Genomic conservation of crop wild relatives: A case study of citrus. PLoS genetics 19(6): e1010811.

6. Zhong HX, Liu ZJ, Zhang FC, Zhou XM, Sun XX, Li YY, Liu WW, Xiao H, Wang N, Lu H, Pan MQ, Wu XY, Zhou YF* (2022) Metabolomic and transcriptomic analyses reveal the effects of self-and hetero-grafting on anthocyanin biosynthesis in grapevine. Horticulture Research 9: uhac103.

7. Kou Y, Liao Y, Toivainen T, Lv Y, Tian X, Emerson JJ, Gaut BS*, Zhou YF* (2020) Evolutionary genomics of structural variation in Asian rice (Oryza sativa) domestication. Molecular Biology and Evolution 37:3507–3524.

8. Zhou YF*, Gaut BS* (2020) Large chromosomal variants drive adaptation in sunflowers. Nature Plants 6:734–735.

9. Zhou YF, Minio A, Solares E, Lyu Y, Cantu D*, Gaut BS* (2019) Population genetics of structural variation in grapevine domestication. Nature Plants, 5, 965–979.

10. Zhou YF, Muyle A, Gaut BS* (2019) Evolutionary Genomics and the Domestication of Grapes. The Grape Genome, Dario Cantu and M. Andrew Walker (Eds).

11.Gaut BS, Seymour D, Liu QP, Zhou YF* (2018) Demography and its effects on genomic variation in crop domestication. Nature Plants 4: 512–520.

12. Tian XM, Wang QY, Zhou YF* (2018) Euphorbia section Hainanensis (Euphorbiaceae), a new section endemic to the Hainan Island of China from biogeographical, karyological, and phenotypical evidence. Frontiers in Plant Science 9: 660.

13. Zhou YF, Massonnet M, Sanjak J, Cantu D, Gaut BS* (2017) Evolutionary genomics of grape (Vitis vinifera ssp. vinifera) domestication. PNAS 114: 11715-11720.

14. Liu QP, Zhou YF, Morrell P, Gaut BS* (2017) Deleterious variants in Asian rice and the potential cost of domestication. Molecular Biology and Evolution 34: 908-924.

15. Zhou YF, Duvaux L, Ren G, Zhang LR, Savolainen O, Liu J* (2017) Importance of incomplete lineage sorting and introgression in the origin of shared genetic variation between two closely related pines with overlapping distributions. Heredity 118: 211-220.

16. Zhou YF, Zhang LR, Liu JQ, Wu GL, Savolainen O* (2014) Climatic adaptation and ecological divergence between two closely related pines species in Southeast China. Molecular Ecology 23: 3504–3522.

17. Zhou YF (2014) Demographic history and climatic adaptation in ecological divergence between two closely related parapatric pine species. Acta Universitatis Ouluensis. A, Scientiae rerum naturalium, ISSN: 0355-3191.

18. Zhou YF, Abbott RJ, Jiang ZY, Du, FK, Milne RI, Liu JQ (2010) Gene flow and species delimitation: a case study of two pine species with overlapping distributions in southeast China. Evolution 64: 2342- 2352.

周永鋒課題組更新于2023年9月