啮齿动物低氧适应与鸟类情绪调控

国家级专家、中原科技创新领军人才，教授，博导、硕导

wzl@zzu.edu.cn

教育背景

2002.09-2005.06  中国科学院动物研究所，博士

1995.09-1998.08  中国科学院西北高原生物研究所，硕士

1991.09-1995.05  兰州大学，本科

工作经历

2008.10--至今   郑州大学生命科学学院，副院长、教授

2005.11-2009.10  中国科学院西北高原生物研究所，博士后

1998.09-2008.10  曲阜师范大学生命科学学院，教师、副教授

成果与奖励

一、文章发表

  在国内外核心期刊发表科技论文100多篇，重要的文章有：

  1）转录组、microRNA、DNA和RNA编辑揭示地下鼠进化。发现土壤类型促进了两个盲鼹鼠种群的同域分化，而且表达差异的基因跟生殖隔离相关。成果发表在PNAS(2016)。2）比较基因组分析揭示地下鼠的适应性进化。对包含5种地下鼠的18种哺乳动物全基因组进行分析，结果揭示了地下哺乳动物对地下洞道胁迫的适应性进化，特别是低氧适应、免疫促进和对地下生命的感觉特化反应。成果发表在ECOL EVOL(2020)。3）非洲刺鼠转录组比较研究揭示物种分化与形成。对存在差异的生境内的非洲刺鼠进行比较，发现两个种群因为受到自然选择的作用，逐渐产生了较大的遗传分化。成果发表在PNAS(2016)。4）比较转录组测序分析揭示地下鼠脑组织低氧适应机制。棕色田鼠积极地适应低氧环境，急性低氧处理上调DNA修复、防止损伤以及血管生成和转移抑制等基因（FRONT ZOOL 2020）；慢性低氧处理增加氧气运输能力和调节氧气消耗（BMC genome 2018）。5）比较转录组学测序分析揭示鼠类骨骼肌的低氧应答机制。高原与平原鼠类采用不同的氧运输和能量代谢策略来应对缺氧环境，结果提高了对脊椎动物在高原和平原地区低氧机制的理解。成果发表在SCI TOTAL ENVIRON (2021)。6）原位杂交与qPCR技术揭示地下鼠生物钟调控机制。测定脑、眼、肝脏等器官组织的生物钟基因表达，揭示地下鼠黑暗环境中的活动节律调控机制。成果发表在CHRONOBIOL INT(2020)、INT J BIOL MACROMOL(2017, 2018)。

二、科研项目

  1）国家自然基金面上项目、地区培育与主任基金合计3项，总经费142万元；

  2）主持国家其他项目7项（总经费1005万元），参加项目（第二位）3项（总经费830万元）。

  3）中原科技创新领军人才，100万元。

三、科技奖励

  1）河南省科技进步二等奖，地下鼠低氧适应分子机制及其抗癌特性研究，2018

  2）河南省教育厅科技成果一等奖，太行山退耕还林地区鼠类对林木更新的影响，2012

  3）河南省教育厅教学成果二等奖（研究生教育），生物学研究生创新课程体系建设与实践，2019

  4）教育部学位与研究生教育全国第十四届中国研究生竞赛（地区赛）一等奖，基于机器视觉的心率测量装置，2019

研究方向

  课题组主要以地下鼠及其近缘物种、鸽子和斑胸草雀为对象，生理生态学、分子生物学、比较基因组学、比较转录组学、蛋白质组学和代谢组学等方法，研究地下鼠对地下洞道生活的低氧、黑暗等环境特征的适应与进化机制。鸽子情绪和运动调控的神经机理和分子机制。具体包括：

  1.啮齿动物对于地下洞道系统与高原环境的低氧适应与进化。以毛足田鼠属的3个姊妹种，即布氏田鼠、青海田鼠和棕色田鼠为研究对象，采用比较基因组学、比较转录组学、蛋白质及其翻译后修饰、代谢组学等方法，精细地比较研究啮齿动物对于地下洞道系统和高原环境的低氧适应与进化机制，课题组尤其关注脑组织对于缺氧环境的应答机制。

  2.基于三代测序分析的地下鼠进化研究。以几种鼢鼠和竹鼠为研究对象，采用比较基因组学的系统发育、基因家族扩张与收缩、基因进化速率分析、遗传图谱构建和趋同进化分析等，研究其对地下洞道系统的进化机制。

  3.鸽子情绪和运动神经机制研究。以鸽子为研究对象，采用神经示踪技术、神经组织染色方法、光遗传学方法等，利用神经生理学和生物电子手段研究鸽子的愉悦、恐惧等情绪的神经通路及其调控机理。

  此外，还关注几种河南道地药材有效成分的表达调控机制。

其他

近5年文章发表

1. Li X,Qiao C, Chen B, Li M,Chen P, Huang M,Chen C,Liu Y,Cheng H,Jiang M,Shi1 L*,Wang Z*.Fuel source shift or cost reduction: Context-dependent adaptation strategies in closely related Neodon fuscus and Lasiopodomys brandtii against hypoxia [J].Zool. Res. 2022, 43(4): 497−513

2. Li M., Tian X., Li X., Huang M., Huang S., Wu Y., Jiang M., Shi Y., Shi L.,* Wang Z.* Diverse energy metabolism patterns in females in Neodon fuscus, Lasiopodomys brandtii, and Mus musculus revealed by comparative transcriptomics under hypoxic conditions[J]. Science of the Total Environment, 783 (2021) 147130.

3. Zhou Z., LiuD., SunH., XuW., TianX., Li X., Cheng H.,* Wang Z.* Pigeon Robot for Navigation Guided by Remote Control: System Construction and Functional Verification.J Bionic Eng, 18 (2021) 184-196.

4. Dong Q., Wang Z., Jiang M., Sun H., Wang X., Li Y., Zhang Y., Cheng H., Chai Y., Shao T., Shi L.*,Wang Z.* Transcriptome analysis of the response provided by Lasiopodomys mandarinus to severe hypoxia includes enhancing DNA repair and damage prevention [J].Frontiers in Zoology, 2020, 17:1-14.

5. Jiang M.,Shi L.,Li X.,Dong Q.,Sun H.,Du Y.,Zhang Y.,Shao T.,Cheng H.,Chen W. *,Wang Z*. Genome-wide adaptive evolution to underground stresses in subterranean mammals: Hypoxia adaption, immunity promotion, and sensory specialization[J].Ecology and Evolution, 2020, 10(14):7377-7388.

6. Sun H, Dong Q, Wang C,Jiang M, Wang B,Wang Z*. Evolution of circadian genes, PER, and, CRY, in subterranean rodents [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2018:S0141813018317963-.

7. Dong Q, Shi L, Li Y, Jiang M, Sun H, Wang B, Cheng H, Zhang Y, Shao T, Shi Y,Wang Z*. Differential responses of Lasiopodomys mandarinus and Lasiopodomys brandtii to chronic hypoxia: A cross-species brain transcriptome analysis[J]. BMC Genomics, 2018, 19(1).

8. Cui Z,Wang Z, Shao Q,David R, Lu J. Macronutrient signature of dietary generalism in an ecologically diverse primate in the wild [J]. Behavioral Ecology, 2018.

9. Sun H, Zhang Y, Shi Y, Li Y. Li W.Wang Z*. Evolution of the CLOCK and BMAL1 genes in a subterranean rodent species (Lasiopodomys mandarinus) [J]. International Journal of Biological Macromolecules, 2017, 109：932~940.

10. Li K.*, Wang L., Knisbacher B. A., Xu Q., Levanon E. Y., Wang H., Frenkel-Morgenstern M., Tagore S., Fang X., Bazak L., Buchumenski I., Zhao Y., Lövy M., Li X., Han L., Frenkel Z., Beiles A., Cao Y.*,Wang Z*, Nevo E*. Transcriptome, genetic editing, and microRNA divergence substantiate sympatric speciation of blind mole rat, Spalax. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 2016, 113(27):7584-7589.

11. Li K.*, Wang H., Cai Z., Wang L., Xu Q., Lövy M.,Wang Z.*, Nevo E.* Sympatric speciation of spiny mice, Acomys, unfolded transcriptomically at Evolution Canyon, Israel. Proceedings of the National Academy of Sciences (PNAS). 2016, 113(29):8254-8259.