PI组长：
      方玉达

研究方向：
     细胞核与染色质结构和功能

主要研究领域：

真核基因组都包裹在微小的细胞核中，所有的外部环境信号和内部发育信号最终都要传递到核内对基因组功能进行协调调控。本研究组研究植物细胞核内染色质和无膜亚结构及其与信号响应和基因组功能调控的关系。

PI研究组代表性成果：

1、主要研究项目：

（1）组蛋白变体的动态调控及其生物学功能：除常规组蛋白外，植物也编码包括核心组蛋白和连接组蛋白的变体，如H3.3、H2AZ、H2AW等。这些变体加载入核小体和染色质后，对染色质结构和功能调节起重要的作用。我们在揭示H3.3的31、41、87和90位四个氨基酸在其加载和卸载及调控染色质功能基础上，进一步深入研究组蛋白变体的动态和功能调控及其对环境和内源信号的响应。

（2）D-Body中非编码RNA在光信号传导中的功能：光作为重要的环境因子之一不仅调节了光合作用，亦作为信号调节了植物的生长发育。我们在鉴定出与小RNA加工相关D-body基础上，进一步在D-body中发现了收到光下特异调控的非编码RNA，包括miRNA和lncRNA。拟在此基础上，系统解释其这些非编码RNA在光信号传导过程中发挥功能的分子细胞生物学机制

（3）植物核纤层类似蛋白在DNA损伤修复中的功能及其分子机制：为维持基因组的完整性与稳定性，生物体启动DNA损伤反应进行损伤修复。核纤层作为细胞核骨架，锚定染色质与蛋白复合体，参与调控细胞核中包括基因复制、转录、修复等的众多生物学过程。植物中存在核纤层类似蛋白( CRWN)，对其功能和作用机制却知之甚少。我们前期在发现CRWN蛋白参与植物抗病基础上，进一步发现crwn1 crwn2双突变体具有DNA 损伤相关的表型。我们在此工作基础上，期望 探明CRWN如何调控DNA损伤修复，同时揭示CRWN在抗病与DNA损伤修复交叉通路中的功。

（4）植物基因组倍性变化对基因组染色质构像及基因表达调控的影响: 植物多倍化是自然界中普遍存在的现象，多倍化是植物适应和进化的潜在动力，在植物新表型出现、生态多元化及物种形成等方面起重要作用。在植物界多倍体广泛存在，研究发现植物中超过70% 的物种经历过至少一次的多倍化现象，其广泛性说明拥有多套遗传物质的多倍体植物具有更好的可塑性及环境适应性，具备二倍体植物所不具有的优势。同源多倍化增大了植物基因组，大大提高了优良基因的容量及优良基因组合的概率，同时具有孤雌生殖增加、组织器官增大、生物学产量提高、抗逆性增强等多倍体优势。研究同源四倍体水稻在籽粒大小、蛋白含量及生物量方面比二倍体有优势。与野生型相比，拟南芥同源四倍体具有明显的晚花表型和更强的对干旱、冷害和营养胁迫等非生物胁迫响应。我们在比较了拟南芥二倍体与四倍体基因表达调控异同基础上进一步解释水稻等作物基因组倍性变化背后涉及的基因表达调控及其分子机制。

2、成果专利与奖励：

方玉达，夏溪：一种具有高效驱动活性的启动子，专利授权囯：中国，专利号：ZL201410066961.2，授权公告日：2017.11.21

3、代表论著：

(1) Hui Zhang, Ruiqin Zheng, Yunlong Wang, Yu Zhang, Ping Hong, Yaping Fang, Guoliang Li*, Yuda Fang* (2019) The effects of Arabidopsis genome duplication on the chromatin organization and transcriptional regulation. Nucleic Acids Research doi:10.1093/nar/gkz511

(2) Zhenfei Sun, Min Li, Ying Zhou, Tongtong Guo, Yin Liu, Hui Zhang, Yuda Fang*. (2018) Coordinated regulation of Arabidopsis microRNA biogenesis and red light signaling through Dicer-like 1 and phytochrome-interacting factor 4. PLoS Genetics. 14(3):e1007247. doi: 10.1371/journal.pgen.1007247.

(3) Guang Lin, Ying Zhou, Min Li & Yuda Fang* (2018) Histone 3 lysine 36 to methionine mutations stably interact with and sequester SDG8 in Arabidopsis thaliana. SCIENCE CHINA Life Sciences 2: 225-234 doi: 10.1007/s11427-017-9162-1

(4) Tongtong Guo, Xuegao Mao, Hui Zhang, Yu Zhang, Mengdi Fu, Zhenfei Sun, Peng Kuai, Yonggen Lou and Yuda Fang* (2017) Lamin-like Proteins Negatively Regulate Plant Immunity through NAC WITH TRANSMEMBRANE MOTIF1-LIKE9 and NONEXPRESSOR OF PR GENES1 in Arabidopsis thaliana. Molecular Plant. 10(10):1334-1348.

(5) Qingqing Yan Q, Xi Xia ,Zhenfei  Sun , Yuda Fang*  (2017) Depletion of Arabidopsis SC35 and SC35-like serine/arginine-rich proteins affects the transcription and splicing of a subset of genes. PLoS Genetics. 13(3): e1006663. doi:10.1371/journal.pgen.1006663

(6) Kang Chang, Tongtong Guo, Pengfei Li, Yin Liu, Yufang Xu*, Yuda Fang*and Xuhong Qian* (2016) Novel Fluorescence Arginine Analogue as a Sensor for Direct Identification and Imaging of Nitric Oxide Synthase-like Enzymes in Plants. Scientific Reports. 6:32630. doi: 10.1038/srep32630.

(7) Zhenfei Sun, Tongtong Guo, Yin Liu, Qi Liu and Yuda Fang* (2015) The Roles of Arabidopsis CDF2 in Transcriptional and Posttranscriptional Regulation of Primary MicroRNAs. PLoS Genetics  11(10): e1005598

(8) Min Li and Yuda Fang*  (2015) Histone variants: the artists of eukaryotic chromatin. SCIENCE CHINA Life Sciences, 58: 232–239, doi: 10.1007/s11427-015-4817-4

(9) Tongtong Guo, and Yuda Fang* (2014) Functional organization and dynamics of the cell nucleus. Frontiers in Plant Science doi: 10.3389/fpls.2014.00378

(10) Yin Liu, Qi Liu, Qingqing Yan, Leilei Shi and Yuda Fang*. (2014) Nucleolus-tethering System (NoTS) reveals the assembly of photobodies follows a self-organization model. Molecular Biology of the Cell. 25(8):1366-73.

(11) Qi Liu, Qingqing Yan, Yin Liu, Leilei Shi, Zhenfei Sun, Ying Huang, Yuda Fang*. (2013) Complementation of Hyponastic Leaves1 by Double-strand RNA Binding Domains of Dicer-like 1 in Nuclear Dicing Bodies. Plant Physiology. 163(1):108-117.

(12) Qi Liu, Leilei Shi, Yuda Fang*. (2012) Dicing Bodies. Plant Physiology. 158(1):61-6 .

(13) Leilei Shi, Jing Wang, Fang Hong, David L.Spector, Yuda Fang*. (2011) Four amino acids guide the assembly or disassembly of Arabidopsis histone H3.3-containing nucleosomes. Proc Natl Acad Sci U S A. 108(26):10574-8

(14) Fang, Y. and Spector, D.L. (2007). Identification of nuclear dicing bodies containing proteins for microRNA biogenesis in living Arabidopsis plants. Current Biology 17(9):818-823.

(15) Fang, Y. and Spector, D.L. (2005). Centromere positioning and dynamics in living Arabidopsis plants. Molecular Biology of the Cell 16(12):5710-5718.

(16) Fang, Y., Hearn, S., and Spector, D.L. (2004). Tissue-specific expression and dynamic organization of SR splicing factors in Arabidopsis. Molecular Biology of the Cell 15(6):2664-2673.