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专家信息 科学研究 论文专著 荣誉奖励 学术交流

专家信息:


詹家绥,男,1963年出生,福建福鼎人,博士。现任福建农林大学植物保护学院教授、福建省高层次创新人才,博士生导师,“闽江学者”特聘教授。 先后在菲律宾、美国、瑞士和英国学习工作20年。

教育经历:

1980年至1984年,华南农业大学农学系攻读作物遗传育种学(主修)和农学(副修),获学士学位。

1990年至1993年,菲律宾大学(The University of Philippines at Los Banõs)园艺系攻读作物育种学(主修)和植物生理学(副修),获硕士学位。

1994年至1998年,美国得克萨斯农工大学(Texas A&M University, College Station)植物病理和微生物系攻读遗传学(主修)和植物病理学(副修),获博士学位。

工作经历:

1984年至1989年,中国农科院蔬菜花卉所实习研究员,国际马铃薯中心(International Potato Center)协调科学家。

1989年至1993年,中国农科院蔬菜花卉所助理研究员,国际马铃薯中心(International Potato Center)协调科学家。  

1994年至1996年,美国美国得克萨斯农工大学植物病理和微生物系(Department of Plant Pathology & Microbiology, Texas A&M
University, College Station)研究助理。 

1994年1月至1994年5月,美国美国得克萨斯农工大学园艺系(Department of Horticulture, Texas A&M University, College
Station)研究助理。

1996年至1997年,美国美国得克萨斯农工大学生物物理和生物化学系(Department of Biophysics and Biochemistry, Texas A&M
University, College Station)教学助理。

1997年至1998年,美国得克萨斯农工大学植物病理和微生物系(Department of Plant Pathology & Microbiology, Texas A&M
University, College Station)研究助理。

1998年至2005年,苏黎世瑞士联邦高工(Eidgenössische Technische Hochschule Zürich)助理教授。

2005年至2009年,英国苏格兰作物所(Scottish Crop Research Institute)研究员。

2010年1月至今,福建农林大学植保学院教授。 

社会任职:

1. 《Open Ecology》编委。

2. 福建省植物病理学会理事。

教学情况:

主讲课程:

1. 本科:《普通植物病理学》,《农业植物病理学》,《植保专题》,《生安专题》。

2. 硕士:《高级植物病理学》,《专业英语》。

3. 博士:《植物检疫技术与方法》,《现代植物病理学进展》。

培养研究生情况:

培养6名博士生,19名硕士生。

科学研究:


研究方向:

1984-1994年从事马铃薯育种工作,主持和参与马铃薯品种中薯一号和中薯二号的选育。自1994年始,主要从事植物病原菌的群体遗传学和进化生物学的研究。

詹家绥教授带领的团队以分子生物学、基因组学、生物信息学及植病流行学为理论基础,结合田间试验分析和计算机模拟等途径,研究主要作物病原菌如马铃薯疫霉菌的群体结构、进化动态、演变机制及环境、寄主抗性等对病原菌进化的影响,预测病原菌的演化潜力、入侵几率及抗病品种等防治方法的使用风险,评估病原菌群体遗传学和进化生物学理论在生产中的应用前景,以实现延长抗性品种使用寿命、减少化学农药投入、降低植病防治的环境和生态成本,以达到植物病害可持续控制的目的。

研究领域:群体遗传学、进化生物学、植病流行学、生态农业

背景: 由病原微生物导致的植物病害不但降低作物产量,而且还通过产生毒素直接危害人畜的健康。在人类文明史上,植物病害一直是影响人类粮食供应、身心健康、社会稳定和发展的重要因素。仅管人类社会已进入21世纪,科技文明也达到空前的地步,但植物病害的危害依然存在。

品种单一化、生产密集型和一年多茬是现代农业的特点,受这种生产体制的影响,病原菌呈现出进化速度加快、致病力增强及流行风险增大三大特征:1)适应度代价理论阐明,在寄主不存在或寄主存在但没有携带抗病基因的情况下,带有致病性基因的病原菌比不带有致病基因的病原菌竞争性低。季节交替引起的寄主群体的消长,缓冲了病原菌的进化速度,那些带有致病基因的菌株,因竞争优势在寄主生育期频率增高,但在寄主缺位的腐生期,由于竞争弱势而在群体中所占的频率下降。现代农业中一年多茬破坏了这种平衡力,加大病原菌的进化速度。2)红桃皇后学说认为,在长期的自然军备竞赛中,寄主(植物)和病原菌存在着步步适应的共进化状态,自然选择不利于超高致病力病原菌的生存与繁衍,这主要表现在病原菌的生殖力和它传承能力成逆向相关。高致病力的病原菌仅管能产生大量的后代,但也由于它摧毁了大部分寄主而减少了种群生存的空间,所以自然选择有利于温和型病原菌的生存与繁殖。在现代农业体系里,生存空间已不再是病原菌上下代传承的制约因素,致病力强的病原菌具有很好的竞争优势,导致病原菌向高致病力发展。3)在现代农业中,同一作物往往种植成片,面积达成千上万亩。 由于品种单一,所有的植株都具有相同的基因型,只要其中的一株感病,其它所有植株都有发病可能,加上世界贸易加快高致病力病原菌全球传播,所以病害大面积甚至全球性流行的风险加大。

传统植物病理学侧重于从个体上研究病害发生的机理及控制方法,它往往把病害发生的相关因素如病原菌的致病性或寄主的抗病性当成是孤立的、静止的事件来处理。事实上,病害的发生和流行是寄主、病原菌和环境三者之间的互作产物,而寄主尤其是病原菌本身又是由复杂的、动态结构的个体组成的,所以我们通常所说的病原菌致病性或寄主的抗病性是指在特定时间、地理条件下某一特定的病原菌群体同某一特定的寄主之间的关系。 随着病原菌群体结构的时空变化,这种特定的寄主-病原菌关系也必将随之变化。当某一特定的植病控制方法如新的抗病品种或药剂引入生产中时,病原菌群体发生变化,其中的某一个甚至多个个体从无毒菌株突变成为有毒菌株,或从药物敏感菌株突变成为抗药菌株,有毒菌株或抗药菌株在群体中的比例因自然选择而逐步提高,并通过遗传迁移从一个地区扩散到另一个地区,从而导致原有抗性品种或杀菌剂的失效。

方法和目标:我们的研究是以分子生物学、基因组学、生物信息学及植病流行学为手段,结合田间试验、实验室分析和计算机模拟等途径,分析主要作物病原菌如马铃薯疫霉菌的群体结构、进化动态、演变机制及环境、寄主抗性等对病原菌进化的影响,预测病原菌的演化潜力、入侵几率及抗病品种等防治方法的使用风险,评估病原菌群体遗传学和进化生物学理论在生产中的应用前景,以实现延长抗性品种使用寿命、减少化学农药投入、降低植病防治的环境和生态成本及可持续性植病防治的目的。

承担科研项目情况:

1. 中国马铃薯晚疫病群体结构的时空动态及有性繁殖在疫霉菌进化中的作用。

2. 国家现代马铃薯产业体系南方晚疫病防控。

3. 晚疫病菌对温度适应性的遗传机理和进化机制。

4. 植物寄主与病原互作:从基因到群体。

5. Population genetics of the mating type locus in a plant pathogenic fungus: spatial and temporal variation, selection, and mating type switching.

6. Population Genetics of Phaeosphaeria nodorum: primary inoculum, sexual reproduction, migration and selection.

科研成果:

1. 选育马铃薯品种中薯一号和中薯二号。

论文专著:


在国际权威杂志上发表30余篇SCI文章。

发表英文论文:

1. Zhan, J., C. C. Mundt and B. A. McDonald 1998. Measuring immigration and sexual reproduction in field populations of Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 88:1330-1337.

2. McDonald, B. A,. B. K. Bellamy, J. Zhan and D. N. Apple 1998. The effect of an oak wilt epidemic on the genetic
structure of a Texas live oak population. Canadian J. Bot. 76:1900-1907.

3. McDonald, B. A., J. Zhan, and J. J. Burdon. 1999. Genetic structure of Rhynchosporium secalis in Australia.
Phytopathology 89:639-645.

4. McDonald, B. A., J. Zhan, O. Yarden, K. Hogan, J. Garton and R. E. Pettway 1999. The population genetics of
Mycosphaerella graminicola and Phaeosphaeria nodorum. In Septoria in Cereals: A Study of Pathosystems. Pp. 44-69. J. A.
Lucas, P. Bowyer and H. M. Anderson. Eds. CAB International, Wallingford, UK.

5. Zhan, J., C.C. Mundt and B. A. McDonald. 2000. Estimating rates of recombination and migration in populations of
plant pathogens--a reply. Phytopathology 90:324-326.

6. Salamati, S., J. Zhan, J.J. Burdon and B.A. McDonald. 2000. The genetic structure of field populations of
Rhynchosporium secalis from three continents suggests moderate gene flow and regular sexual reproduction Phytopathology 90:
901-908.

7. Zhan, J., C. C. Mundt and B. A. McDonald 2001. Using RFLPs to assess temporal variation and estimate the number of
ascospores that initiate epidemics in field populations of Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 91:1011-1017.

8. Zhan, J., G. H. J. Kema, C. Waalwijk and B. A. McDonald. 2002. Distribution of mating type alleles in the wheat
pathogen Mycosphaerella graminicola over spatial scales from lesions to continents. Fungal Genet. Biol. 36:128-136.

9. Zhan, J., C. C. Mundt, M. H. Hoffer and B. A. McDonald. 2002. Local adaptation and effect of host genotype on the
evolution of pathogen: an experimental test in a plant pathosystem. J. Evol. Biol. 15: 634-647.

10. Linde, C., J. Zhan and B. A. McDonald. 2002. Population structure of Mycosphaerella graminicola: From lesions to
continents. Phytopathology 92: 946-955.

11. Zhan, J., C. C. Mundt and B. A. McDonald 2002. Host genotype affects the genetic structure of populations of the
pathogenic fungus Mycosphaerella graminicola. Petria 12: 181-186.

12. Zhan J., R. E. Pettway and B. A. McDonald. 2003. The global genetic structure of the wheat pathogen Mycosphaerella graminicola is characterized by high nuclear diversity, low mitochondrial diversity, regular recombination, and gene flow.
Fungal Genet. Biol. 38: 286-297.

13. Zhan, J. G. H. J. Kema and B. A. McDonald. 2004. Evidence for natural selection in the mitochondrial genome of
Mycosphaerella graminicola. Phytopathology 94: 261-267.

14. Zhan, J. and B. A. McDonald. 2004. The interaction among evolutionary forces in the pathogenic fungus
Mycosphaerella graminicola. Fungal Genet. Biol. 41:590-599.

15. Zhan, J., C.C. Linde, T. Juergens, U. Merz, F. Steinebrunner, and B. A. McDonald 2005. Variation for neutral
markers is correlated with variation for quantitative traits in the plant pathogenic fungus Mycosphaerella graminicola.
Molecular Ecology 14:2683-2693.

16. Zhan, J. and B. A. McDonald. 2005. Analytical and experimental methods for estimating population genetic structure of fungi. Pp. 241-263. In the fungal community: its organization and role in the ecosystem. J. Dighton, P. Oudemans and J.
White (Eds), CRC, Press

17. Sommerhalder, R. J., B. A. McDonald and J. Zhan. 2006. The frequencies and spatial distribution of mating types in Phaeosphaeria nodorum are consistent with recurring sexual reproduction. Phytopathology 96:234-239.

18. Zhan, J., F. Stefanato and B. A. McDonald, 2006. Selection for increased cyproconazole tolerance in Mycosphaerella graminicola through local adaptation and in response to host resistance. Molecular Plant Pathology 7:259-268.

19. Abang, M., M. Baum, S. Grando, S. Ceccarelli, C. C. Linde, A. Yahyaoui,J. Zhan, and B. A. McDonald. 2006.
Differential selection on Rhynchosporium secalis during parasitic and saprophytic phases in the barley scald disease cycle. Phytopathology 96:1214-1222.

20. Zhan, J., S. F.F. Torriani and B. A. McDonald, 2007. Significant difference in virulence between MAT1-1 and MAT1-2 isolates in the wheat pathogen Mycosphaerella graminicola. Fungal Genetic and Biology 44:339-346.

21. Sommerhalder, R. J., B. A. McDonald and J. Zhan. 2007. Concordant evolution of mitochondrial and nuclear genomes in the wheat pathogen Phaeosphaeria nodorum. Fungal Genetics and Biology 44:764-772.

22. Zhan, J., C. C. Mundt and B. A. McDonald 2007. Sexual reproduction facilitates the adaptation of parasites to
antagonistic host environment: evidence from field experiment with wheat-Mycosphaerella graminicola system. International
Journal for Parasitology 37:861-870.

23. Kasprowicz, L., Malloch, G., Foster, S., Pickup, J., Zhan, J., and Fenton, B. 2008. Clonal turnover of MACE-
carrying peach-potato aphids (Myzus persicae (Sulzer), Homoptera: Aphididae) colonizing Scotland, Bulletin of Entomological Research 98, 115–124.

24. Zhan, J., B. D. L. Fitt, H. O. Pinnschmidt, S. Oxley and A. C. Newton. 2008. Disease epidemiology, cultivar
resistance and sustainable management of Rhynchosporium secalis populations on barley. Plant Pathology 57:1-14.

25. Marshall, B., A. C. Newton and J. Zhan 2009. Evolution of pathogen aggressiveness under cultivar mixtures. Plant
Pathology 58:378-388.

26. Zhan, J. 2009. Population genetics of plant pathogens. Encyclopaedia of Life Sciences, Wiley & Sons, Ltd:
Chichester, http://www.els.net/ DOI: 10.1002/9780470015902.a0021269,

27. Sommerhalder, R. J., B. A. McDonald, F. Mascher and J. Zhan. 2010. Sexual recombinants make a significant
contribution to epidemics of the wheat pathogen Phaeosphaeria nodorum. Phytopathology 100: 855 – 862.

28. Zhan, J. and B. A. McDonald. 2011. Thermal adaptation in the fungal pathogen Mycosphaerella graminicola. Molecular Ecology 20: 1689–1701.

29. Sommerhalder. R. J., B. A. McDonald, F. Mascher and J. Zhan. 2011. Effect of hosts on competition among clones and evidence of differential selection between pathogenic and saprophytic phases in experimental populations of the wheat
pathogen Phaeosphaeria nodorum. BMC Evolutionary Biology doi:10.1186/1471-2148-11-188.

30. Zhan, J., L.Yang, W. Zhu, L. Shang and A. C. Newton. 2012. Pathogen Populations evolve to greater race complexity
in agricultural systems – evidence from analysis of Rhynchosporium secalis virulence data. PLoS ONE 7: e38611. doi:10.1371/journal.pone.0038611.

31. Zhan, J. and B. A. McDonald. 2013. Experimental measures of pathogen competition and relative fitness. Annual
Review of Phytopathology (in press).

发表中文论文:

1 英国大麦叶枯病(Rhynchosporium secalis)小种结构逐渐向复杂性发展 杨丽娜; Adrian C Newton; 詹家绥 福建农林大学植物病毒所; Scottish Crop Research Institute; Invergowrie; Dundee; DD2 5NN 【中国会议】中国植物病理学会2011年学术年会论文集 2011-08-18

2 寄主遗传多样性对植病流行和病原菌进化的影响 詹家绥 福建农林大学植保学院 【中国会议】中国植物病理学会2010年学术年会论文集 2010-07-03

3 植物病原物的群体遗传学 祝雯; 詹家绥 福建农林大学植物病毒研究所福建省植物病毒学重点实验室; 福建农林大学生物农药与化学生物学教育部重点实验室 【期刊】遗传 2012-01-05 10:17

4 马铃薯育种早代选择的初步研究 屈冬钰; 詹家绥; 宋伯符; 程天庆 中国农业科学院蔬菜花卉研究所 【期刊】中国马铃薯 1989-07-02

荣誉奖励:


1、获农业部科技进步二等奖一项。

2、获克萨斯农工大学杰出成就和贡献奖一项。

学术交流:


国际合作与交流:

1、并多次受邀到美国、英国、瑞典、丹麦、瑞士、瑞士、荷兰、澳大利亚和意大利的大学、科研机构或国际会议讲学、做专题报告。

国内合作与交流:

2、应江苏省农科院植保所邀请,2012年2月10日福建农林大学闽江学者詹家绥教授从自然选择和协同进化的角度,用多个生动的案例说明了植物病原菌在寄主抗性、环境胁迫、人类干预等不同情况下的演化规律,揭示了现代农业体系中混作、重茬、农药使用、抗性品种对植物病害流行的影响,依此提出了实行多学科合作并充分利用遗传漂变以降低病原物的遗传变异率、促进多样化选择和使病原物迁移最小化来达到持久、经济、有效控制植物病害的方法。 

国内外合作单位:

瑞士联邦高工(ETH Zurich)

英国洛桑研究中心(Rothamsted Research)

福建农科院植保所

云南农科院经作所

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