基本信息
鲁迎青  博导 植物研究所
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研究领域

表型与环境的关系

影响人们衣食的产品多取自农业,具体而言是农艺植物的生长和繁殖带给人类诸多福祉。目前对植物关键性状的形成和发育规律的研究,特别是影响这些规律的环境因子的研究还缺少系统性和可预测性。随着生物学和相关学科的发展,有可能在发现和掌握农艺性状的规律性上有新的突破。我们尝试从合适的分子系统入手建立适当的研究方法和试验手段,奠定相应的理论基础。


表型与基因型的关系 

大量研究显示个体的基因型是决定表型的关键因子之一。从进化生物学的角度看,个体的多样性正是基因型的多样性决定的。这种多样性在种群水平上可以给物种带来许多好处,包括杂交优势,适应性和新的进化空间。这些笼统的优势在具体的生物系统中存在细节论证和理论阐述问题,对实际的生物学问题如入侵植物的泛滥、抗性的形成、种群爆发式生长等需要系统生物学的研究视野和方法。从理论架构到具体生物系统的原因探索,需要多学科手段,因此相关研究很具挑战性。


花青素代谢途径的进化 

在包括单子叶和双子叶的大分类范畴内,花青素代谢途径的上游的酶基因比下游的酶基因进化得慢些。我们注意到这种趋势也出现在番薯属种内。具体来说,最上游的酶,查尔酮合酶(CHS-D)的进化比起下游的花色素合酶(ANS)和类黄酮3-O-葡糖转移酶(UF3GT)慢得多。这种摸式的产生并非由于突变率的不同,因为CHS-D显示的同义碱基置换率高于另两个基因。基于密码子的测试显示正选择对三个基因的影响极小,而插入和缺失的平均数在下游基因中却是CHS-D的四倍。这些证据说明上下游基因间异义碱基置换率的差异是来自下游基因所受的进化制约减少,而不是上游基因受到更频繁的正选择的缘故。这种模式似乎在其它代谢途径中并无普遍性,可能与该代谢途径的生物学位置相关。
   花青素代谢途径在植物花果等部位的浅层表达客观上产生了过滤紫外线的作用。它的进化历史随着科学的发展可以得到更多的认识。


植物配殖系统的进化 

植物配置系统(mating systems)远较动物系统复杂,反映了其自身久远的进化历史。我们的研究是从居群遗传学的角度说明环境因子对混交系统(mixed-mating)和自交不亲合系统(self-incompatibility)的影响。很多物种具有混交系统;极端的例子是在一个植株上发育出专营自交和异交两种繁殖模式。我用二花凤仙(Impatiens capensis)的有关证据说明闭花受精可能是自然种群内产生和保持自交系的一种方式;这些自交系会继续通过系内的自然选择和系间的开花受精来自我提高以利于种群。
   另外我们注意到茄科自交不亲合系统位点(S)上的等位基因们具有共显性的简单表达和序列上的广幅变异,极适合于识别系统的基因多态性的形成机制的研究。我用长叶酸浆(Physalis longifolia)中的33个S等位基因序列,包括其中27个S基因的内含子序列,将S位点上碱基置换的时空模式在谱系发生的时间跨度内进行了详细阐述。由33个等位基因构成的三个谱系分枝被用来将整个谱系树代表的时间分成两段,既分枝内的时段和分枝间的时段。在分枝内时段上,异义碱基置换率比内含子的碱基置换率高50%,但在分枝间时段上出现相反的趋势。为解释这种现象,我提出了一个简单新方法估算编码区内的选择强度。这些估计值的分布以及近缘等位基因间碱基置换的位置均显示S等位基因们在早期经历了强烈的正选择,并以较弱的负选择贯穿其历史,导致负选择的压力是来自功能和结构上的制约。这两种自然选择模式能显著地改变S谱系树的分枝长短,并可能在识别系统中广泛存在。
   关于配置系统的大量科学问题仍存在,需要更多的探讨和研究。

招生信息

预计每年招收1-2名研究生

欢迎推免生报考直博生。

招生专业
071001-植物学
071022-基因组学
071012-生态学
招生方向
生态与进化基因组学


教育背景

   
学历
南京大学生物系 
中国科学院植物研究所 
美国威斯康辛-麦迪逊大学植物系 
美国杜克大学生物系
学位
1983 南京大学 学士
1988 中国科学院植物研究所 硕士
1995 美国威斯康辛-麦迪逊大学 博士

出国学习工作
1989-1990 美国威斯康辛-麦迪逊大学植物标本馆,Project assistant
1991-1995 美国威斯康辛-麦迪逊大学植物系, Teaching assistant
1995-1996 美国威斯康辛-麦迪逊大学植物系,Research fellow
1996-1998 美国杜克大学生物系,博士后
1998-2000 美国杜克大学生物系,NSF/Sloan fellow
2001-2003 美国杜克大学生物系,Research associate

工作经历

   
工作简历
1983 - 1985 中国药科大学助教
1988 - 1989 中国科学院植物研究所实习研究员
2003 - 今         中国科学院植物研究所研究员,博士生导师
社会兼职
2004-今 植物分类学报(Journal of Systematics and Evolution)编委

2003-今 中国植物学会 植物分类与进化专业委员会委员

出版信息

   
发表论文
Lu, Yingqqing, Du, Jin, Tang, Jingyu, Wang, Fang, Zhang, Jie, Huang, Jinxia, Liang, Weifeng, Wang, Liangsheng (2009) Environmental regulation of floral anthocyanin synthesis in Ipomoea purpurea. Molecular Ecology 18: 3857-3871

Lu, Yingqing (2009) Functional significance of genetic polymorphisms. Frontiers of Biology in China 4: 266-270

Rausher, Mark D., Lu, Yingqing, Meyer, Kyle (2008) Variation in constraint versus positive selection as an explanation for evolutionary rate variation among anthocyanin genes. Journal of Moleclular Evolution 67: 137-144

Lu, Yingqing (2006) Historical events and allelic polymorphism at the gametophytic self-incompatibility locus in Solanaceae. Heredity 96: 22-28

Lu, Yingqing, Waller, Donald M., and David, Peter (2005) Genetic variability is correlated with population size and reproduction in American wild-rice (Zizania palustris var. palustris) populations. American Journal of Botany 92: 990-997

Lu, Yingqing and Rausher, Mark D. (2003) Evolutionary rate variation in anthocyanin pathway genes. Molecular Biology and Evolution 20: 1844-1853

Lu, Yingqing (2002) Molecular evolution at the self-incompatibility locus of Physalis longifolia (Solanaceae). Journal of Molecular Evolution 54: 784-793.

Lu, Yingqing (2002) Why is cleistogamy a selected reproductive strategy in Impatiens capensis (Balsaminaceae)? Biological Journal of the Linnean Society 75: 543-553.

Lu, Yingqing (2001) The roles of lineage sorting and phylogenetic relationship in genetic diversity at the gametophytic self-incompatibility locus of Physalis longifolia. Heredity 86: 195-205.

Lu, Yingqing (2000)Effects of density on mixed-mating systems and reproduction in natural populations of Impatiens capensis. International Journal of Plant Science 161: 671-681.

指导学生

已指导学生

杜锦      硕士研究生 071001-植物学

王芳      硕士研究生 071001-植物学

唐静宇  硕士研究生  071001-植物学  

张晶晶  博士研究生  071001-植物学  (合作导师)

现指导学生

陈嘉妮  硕士研究生  071001-植物学  

王海龙  博士研究生  071001-植物学  

张瑞娟  博士研究生  071001-植物学  

谢露露  博士研究生  071001-植物学  

祝志欣  博士研究生  071001-植物学  

王义亭  硕士研究生  071001-植物学  

周红玲 硕士研究生  071001-植物学