微生物遗传，微生物生理代谢，微生物生物工程，分子微生物学。

        极端微生物遗传与生理代谢机制及生物工程利用：

        本研究组目前致力于极端嗜盐古菌及特殊环境微生物独特的遗传与生理代谢机制研究，包括以极端嗜盐古菌作为细胞工厂合成生物可降解塑料聚羟基脂肪酸酯（PHA）的分子基础及代谢调控机制的研究，以及对CRISPR-Cas等抗病毒核酸免疫系统的分子机制研究，创新新型基因组编辑技术等，并开展盐湖及深海特殊环境微生物组研究，发挖新型微生物资源。
       相关研究工作先后获得国家973项目、 863项目，国家自然科学基金重点项目、重大研究 计划项目、创新群体项目、国家杰出青年科学基金项目，中国科学院知识创新工程重要方向项目、“科学号”高端用户重点项目等的支持。目前正在开展的研究工作包括： 1）极端环境微生物组及重要微生物类群适应机制研究；2）嗜盐古菌染色体多位点复制及染色体重构；3）极端微生物合成生物学及高附加值生物材料合成；4) CRISPR-Cas等核酸免疫系统分子机制研究；5）基因组编辑技术创新研究等
       
        欢迎对极端生命基本机制及其利用具有兴趣的青年学子来本研究组从事相关科学研究。

本研究组近期主要研究进展包括：解析了嗜盐古菌基因组复制起始关键元件，揭示了嗜盐古菌中重要转录因子的调控机制，阐释了嗜盐古菌蛋白类抗生素合成机制和抗性免疫机制，首次确定了嗜盐古菌生物可降解塑料PHA合成的关键基因和途径，以及解析了以嗜盐古菌为代表的I-B型CRISPR对病毒独特高效的适应机制和异己区分机制，发现CRISPR前所未见的RNA型护卫系统。形成了对嗜盐古菌从遗传到代谢和适应的系统认识，为嗜盐古菌的深层利用奠定了基础。目前正开展塑料微生物降解和基因组编辑工具创新等前沿研究。系列代表性论文发现在Science,Cell，Nature Com，Nucleic Acid Res，Mol Microbiol，Biomaterials,ISME J， Environ Microbiol, Appl Environ Microbiol等国际知名专业刊物上。

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071007-遗传学
071005-微生物学

嗜盐古菌遗传与生理代谢机制，极端微生物功能基因组学及生物工程

1994-09--1997-06 中国协和医科大学基础医学系/中国医学科学院基础所 研究生/博士
1991-09--1994-06 北京师范大学生物系 研究生/硕士
1987-09--1991-06 北京师范大学生物系 本科/学士

   

2018-04~现在, 中国科学院微生物研究所, 副所长
2017-09~现在, 中国科学院微生物研究所, 国家重点实验室主任
2003-12~2017-09,中国科学院微生物研究所, 研究员/博导/中心副主任/重点实验室副主任
2001-06~2003-11,中国科学院微生物研究所, 副研究员/硕导/中心副主任
1999-06~2001-06,University of Medicine & Dentistry of New Jersey, 博士后
1997-07~1999-06,中国科学院微生物研究所, 博士后

《Journal of Genetics and Genomics》副主编

《Applied and Environmental Microbiology》编委

 《Frontiers in Microbiology》编委

《Aquatic Biosystems》领域编辑（副主编）

中国遗传学会常务理事

中国遗传学会微生物遗传学专业委员会主任

中国微生物学会普通微生物专业委员会副主任

中国微生物学会海洋微生物专业委员会委员

中国微生物学会分子微生物学与生物工程专业委员会委员

中国微生物学会国际交流工作委员会委员 

中国科学院青年联合会常务委员

   

[1] 韩静, 向华, 刘晓彬, 薛琼. 一种PhaP-Tac的微生物合成及其对疏水材料PHBV的修饰方法. CN: CN108373510B, 2021-02-19.

[2] 赵大贺, 向华, 周坚, 苏米特·库玛. 一株在高盐条件下降解烷烃的盐东方菌菌株及其培养方法. CN: CN107034154B, 2020-01-07.

[3] 赵大贺, 周坚, 向华. 一株耐高盐耐高COD盐水球菌菌株和来源该菌株的内源质粒. CN: CN106479928B, 2019-10-11.

[4] 向华, 刘桂明, 韩静, 赵大贺. 一种聚羟基烷酸颗粒降解酶其用途及(R)-3HB生产方法. CN: CN105985939B, 2019-06-04.

[5] 韩静, 向华, 侯靖. PHBV共聚物的制备方法及由此制备的PHBV共聚物. 中国: CN105695521A, 2016-06-22.

[6] 韩静, 向华, 侯靖. 一种PHBV聚合物、制备方法及利用PHBV聚合物制作的止血材料. 中国: CN104448258A, 2015-03-25.

[7] 向华, 赵大贺. 高效利用碳源生产生物塑料PHBV的极端嗜盐古菌工程菌. 中国: CN103451201A, 2013-12-18.

[8] 向华, 刘海龙. 一种基于西班牙盐盒菌和pyrF基因的遗传操作系统及其应用. 中国: CN102676414A, 2012-09-19.

[9] 向华, 刘海龙. 一种基于地中海富盐菌和pyrF基因的遗传操作系统及其应用. 中国: CN102676415A, 2012-09-19.

[10] 向华, 冯博, 韩静. 一种与PHBV的3-HV单体合成相关的β-酮硫解酶及其编码基因与应用. 中国: CN102268424A, 2011-12-07.

[11] 向华, 任媛媛, 刘景芳, 周坚, 谭华荣. 一种热稳定海藻糖合成酶及其编码基因与应用. 中国: CN100347294, 2007-11-07.

[12] 向华, 周利刚, 周梅先, 孙超岷, 周坚. 表达极端嗜盐古菌紫膜蛋白突变体的载体及工程菌. 中国: CN1308449, 2007-04-04.

[13] 向华, 张健, 周坚, 田宇清, 谭华荣. 热稳定脂肪酶及其编码基因与应用和专用工程菌. 中国: CN1552866, 2004.12.08.

[14] 向华, 周梅先, 谭华荣. 一株嗜盐碱杆菌及其专有质粒与应用. 中国: CN1432644, 2003-07-30.

2009：“国家杰出青年基金”获得者
2006：获“中国科学院优秀博士后”称号

   

（* 通讯作者）

Liu H, Han J, Liu X, Zhou J, Xiang H*. 2011. Development of pyrF-based gene knockout systems for genome-wide manipulation of the archaea Haloferax mediterranei and Haloarcula hispanica. Journal of Genetics and Genomics, 20;38(6):261-269. 

Li J, Liu J, Zhou J, Xiang H*. 2011. Functional evaluation of four putative DNA-binding regions in Thermoanaerobacter tengcongensis reverse gyrase. Extremophiles, 15(2):281-291. 

Han J, Hou J, Liu H, Cai S, Feng B, Zhou J, Xiang H*. 2010. Wide distribution among halophilic archaea of a novel polyhydroxyalkanoate synthase subtype with homology to bacterial type III synthases. Applied and Environmental Microbiology, 76(23): 7811-7819 

Li J, Liu J, Zhou L, Pei H, Zhou J, Xiang H*. 2010. Two Distantly Homologous DnaG Primases from Thermoanaerobacter tengcongensis Exhibit Distinct Initiation Specificities and Priming Activities. Journal of Bacteriology, 192(11):2670-2681 

Han J, Lu Q, Zhou L, Liu H, Xiang H*. 2009. Identification of the Polyhydroxyalkanoate (PHA)-Specific Acetoacetyl Coenzyme A Reductase among Multiple FabG Paralogs in Haloarcula hispanica and Reconstruction of the PHA Biosynthetic Pathway in Haloferax volcanii. Applied and Environmental Microbiology, 75(19): 6168–6175 

Lu Q, Han J, Zhou L, Coker JA, DasSarma P, DasSarma S, Xiang H*. 2008. Dissection of the regulatory mechanism of a heat-shock responsive promoter in haloarchaea: a new paradigm for general transcription factor directed archaeal gene regulation. Nucleic Acids Research, 36(9):3031–3042 

Mei S, Sun C, Liu X, Lu Q, Cai L, Li Y, Xiang H*. 2008. The helix-loop-helix motif at the N-terminal of HalI is responsible for its immunity function against halocin C8. Journal of Bacteriology, 190(19):6501-6508 

Zhou L, Zhou M, Sun C, Han J, Lu Q, Zhou J, Xiang H*. 2008. Precise determination, cross-recognition and functional analysis of the double-strand origins of the rolling circle replication plasmids in haloarchaea. Journal of Bacteriology, 190(16): 5710-5719. 

Lu Q, Han J, Zhou L, Zhou J, Xiang H*. 2008. Genetic and biochemical characterization of the poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) synthase in Haloferax mediterranei. Journal of Bacteriology, 190 (12): 4173–4180 

Liu J, Pei H, Mei S, Li J, Zhou L, Xiang H*. 2008. Replication initiator DnaA interacts with an anti-terminator NusG in T. tengcongensis. Biochemical and Biophysical Research Communications, 371(3): 573–577 

Pei H, Liu J, Li J, Guo A, Zhou J, Xiang H*. 2007. Mechanism for the TtDnaA-Tt-oriC cooperative interaction at high temperature and duplex opening at an unusual AT-rich region in Thermoanaerobacter tengcongensis. Nucleic Acids Research, 35(9): 3087-3099 

Han J, Lu Q, Zhou L, Zhou J, Xiang H*. 2007. Molecular characterization of the phaECHm genes required for biosynthesis of poly(3-hydroxybutyrate) in the extremely halophilic archaeon Haloarcula marismortui. Applied and Environmental Microbiology, 73(19): 6058-6065 

Zhou L, Zhou M, Sun C, Xiang H*, Tan H. 2007. Genetic analysis of a novel plasmid pZMX101 from Halorubrum saccharovorum: determination of the minimal replicon and comparison with the related haloarchaeal plasmid pSCM201. FEMS Microbiology Letters, 270(1):104-108. 

Chen S, Liu J, Pei H, Li J, Zhou J, Xiang H*. 2007. Molecular investigation of a novel thermostable glucan phosphorylase from Thermoanaerobacter tengcongensis. Enzyme and Microbial Technology,  41(3): 390-396. 

Sun C, Zhou M, Li Y, Xiang H*. 2006. Molecular Characterization of the Minimal Replicon and the Unidirectional Theta Replication of pSCM201 in Extremely Halophilic Archaea. Journal of Bacteriology, 188(23): 8136–8144 

Sun C, Li Y, Mei S, Lu Q, Zhou L, Xiang H*. 2005. A single gene directs both production and immunity of halocin C8 in a haloarchaeal strain AS7092. Molecular Microbiology, 57 (2):537–549 

Pei H, Liu J, Cheng Y, Sun C, Wang C, Lu Y, Ding J, Zhou J, Xiang H*. 2005. Expression of SARS-coronavirus nucleocapsid protein in Escherichia coli and Lactococcus lactis for serodiagnosis and mucosal vaccination. Applied Microbiology and Biotechnology, 68(2): 220–227.

   

（1） 极端嗜盐古菌固碳贮碳及其代谢新途径研究，主持，国家级，2014-01--2018-12
（2） 嗜盐古菌CRISPR/Cas系统与基因组稳定性机制 ，主持，国家级，2013-01--2016-12
（3） 极端嗜盐古菌遗传与生理代谢研究，主持，国家级，2010-01--2013-12
（4） 嗜盐古菌聚羟基脂肪酸酯生理代谢及调控机制，主持，国家级，2009-01--2012-12

（1） Discrimination of ‘self’ from ‘non-self’ at adaptation stage in haloarchaeal CRISPR system，2014年 第四届古菌分子生物学国际会议，2014-05，Hua Xiang, Ming Li, Rui Wang
（2） Life in Hypersaline Environments，2013中英前沿科学研讨会，2013-05，向华
（3） PHA Production by Extremophiles ，2012国际生物聚合物大会，2012-10，向华
（4） Bioplastic production in the domain Archaea，2010年国际生物聚合物大会，2010-10，Hua Xiang, et al
（5） Genomic Analysis of PHA Biosynthesis in Haloferax mediterranei，2010年国际嗜盐微生物大会，2010-06，Hua Xiang, et al
（6） Genetic and biochemical characterization of the poly(3-hydroxybutyrate-co-3-hydroxyvalerate) synthase in Haloferax mediterranei，2008年国际极端微生物大会，2008-09，Hua Xiang, et al

已指导学生

裴华东  博士研究生  071007-遗传学  

孙超岷  博士研究生  071007-遗传学  

刘景芳  博士研究生  071007-遗传学  

梅双双  博士研究生  071007-遗传学  

张健  硕士研究生  071007-遗传学  

韩静  博士研究生  071007-遗传学  

周利刚  博士研究生  071007-遗传学  

苗荻  硕士研究生  071007-遗传学  

陆秋鹤  博士研究生  071007-遗传学  

冯博  硕士研究生  071007-遗传学  

李洁  博士研究生  071007-遗传学  

刘晓青  博士研究生  071007-遗传学  

刘海龙  博士研究生  071007-遗传学  

蔡磊  博士研究生  071007-遗传学  

赵大贺  硕士研究生  071007-遗传学  

吴振芳  博士研究生  071007-遗传学  

蔡双凤  博士研究生  071007-遗传学  

伍锦花  硕士研究生  071007-遗传学  

李明  博士研究生  071007-遗传学  

侯靖  博士研究生  071007-遗传学  

现指导学生

刘桂明  博士研究生  071007-遗传学  

王锐  博士研究生  071007-遗传学  

刘晓彬  硕士研究生  071007-遗传学  

姜雄健  硕士研究生  071007-遗传学  

杨海波  博士研究生  071007-遗传学  

龚路遥  硕士研究生  071007-遗传学  

赵大贺  博士研究生  071007-遗传学  

陈军玉  博士研究生  071007-遗传学  

中国科学院百篇优秀博士论文

李明

中国科学院院长奖（优秀奖）获得者：
裴华东 李明 杨海波

国家奖学金获得者

吴振芳 蔡双凤  李明  侯靖  杨海波 程飞跃

中国科学院微生物研究所所长奖学金一等奖获得者：
孙超岷  裴华东  陆秋鹤 李明 杨海波