專家信息：

白書農，男，北京大學生命科學學院教授，博士生導師。 

教育及工作經歷：

1978 - 1982年，安徽農學院，農學，理學學士。

1983 - 1986年，武漢大學，植物生理，理學碩士。

1987 - 1990年，中國科學院植物研究所，植物生理，理學博士。

1991 - 1994年，美國加州大學伯克利分校，植物發育，博士后。

1990 - 1994年，中科院植物所，助理研究員。

1994 - 1996年，中科院植物所，副研究員 。

1996 - 1998年，中科院植物所，研究員 。

1997 - 1998年，美國伯克利加州大學，合作研究。

1998 - 至今，北京大學生命科學院教授 。 

主講課程：

本科生

《植物特有生命現象導論》秋季學期

研究生

《植物發育生物學》春季學期

培養研究生情況：

資料更新中……

研究方向：

1 以雄蕊為對象的植物器官形成調控機制

2 植物發育事件相關基因表達在染色質水平調控 

承擔科研項目情況：

1.利用雄蕊為對象，從分析導致黃瓜雌花雄蕊發育停滯的分子機制、和發育早期不同階段的水稻雄蕊基于表達譜兩個角度入手，嘗試解析雄蕊早期發育這一復雜的多細胞結構形態建成過程中關鍵的發育事件及其在分子水平的調控機制。這將不僅幫助我們了解雄蕊形成的機制，還可以幫助我們了解多細胞結構形態建成過程中的一些基本規律。

2.利用擬南芥根表皮細胞分化過程中模式形成這一發育事件，探討發育相關基因表達在染色質水平的調控機制。 

科研成果：

1.通過對光敏核不育水稻的研究，提出了雄蕊對環境脅迫反應能力減弱導致水稻光敏不育的觀點。

2.對黃瓜單性花發育機制的研究中，提出單性花不是性別分化機制，而是促進異交機制。

3.發現了‘有性生殖周期’這樣一個非常重要的演化創新，提出了探索植物性別分化機制的新思路。

4.通過對水稻雄蕊早期發育過程的分子描述，在1993年基于在美國做博士后期間的工作而提出‘植物發育單位’概念20多年之后，終于找到植物發育程序性的本質。

Research Description:

We are focusing on understanding the regulatory mechanisms of PLANT ORGAN-FORMATION, a process that a group of undifferentiated cells in organ primordia elaborate into an organ with particular shape, structure and function, at molecular level. Using stamen as a particular organ type, we are currently taking two approaches to the goal. In one approach, we use cucumber female flower development as a model system to ask how an inappropriate stamen is arrested, which is expected to reveal what is required for a normal stamen organ-formation.

The other approach is that we use rice stamen as a target organ for primordial specific gene expression profiling, aiming at identifying genes differentially expressed during early developmental stages as much as possible, for further dissecting the regulatory network.

Our previous work revealed that histone acetylation is involved in pattern formation of Arabidopsis root epidermis. We continue the exploration in this direction as well.

實驗室網頁: http://www.plantdev.pku.edu.cn/ 

論文專著：

代表性英文論文： 

1. Bai SN, Xu ZH , Bird–nest puzzle: can the study of unisexual flowers such as cucumber solve the problem of plant sex determination? , Protoplasma , 2012 , doi:10.1007/s00709-012-0396-4

2. Gu HT, Wang DH, Li X, He CX, Xu ZH, Bai SN , Characterization of an ethylene inducible, calcium dependent nuclease that is differentially expressed in cucumber flower development , New Phytologist , 2011 , 192:590-600

3. Sun JJ, Li F, Li X, Liu XC, Rao GY, Luo JC, Wang DH, Xu ZH, Bai SN , Why is ethylene involved in selective promotion of female flower development in cucumber? , Plant Signal. Behavior , 2010 , 5 (8): 1052-1056

4. Bai, SN and Xu, ZH , From ethylene promotion of female flowers to ethylene inhibition of stamen development: a review on the study of developmental fate of inappropriate organs in unisexual cucumber flowers, Sci. Sin Vitae , 2010 , 40(6): 469-475

5. Wang DH, Li F, Duan QH, Han T, Xu ZH, Bai SN , Ethylene perception is involved in female cucumber flower development , Plant J , 2010 , 61：862-872

6. Duan QH, Wang HD, Xu ZH, Bai SN , Stamen development in Arabidopsis is arrested by organ-specific overexpression of a cucumber ethylene synthesis gene CsACO2 , Planta , 2008 , 228 (4): 537-543

7. Lu XC, He Y, Chen M, Tian SL, Bai SN , Photoperiodic responses of various morphogenetic events after panicle initiation in late japonica rice (Oryza sativa L. vs. japonica). , Plant Biology , 2008 , 10: 388-397

8. Peng YB, Zou C, Wang HD, Gong HQ, Xu ZH, Bai SN , Preferential localization of abscisic acid in primordial and nursing cells of reproductive organs of Arabidopsis and cucumber , New Phytologist , 2006 , 170: 459-466

9. Lu XC, Gong HQ, Huang ML, Bai SL, He YB, Mao XZ, Geng Z, Li SG, Wei LP, Yuwen JS, Xu ZH, Bai SN , Molecular analysis of early rice stamen development using organ-specific gene expression profiling , Plant Mol. Biol. , 2006 , 61: 845-861

10. Xu CR, Liu C, Wang YL, Li LC, Chen WQ, Xu ZH, Bai SN , Histone acetylation affects expression of cellular patterning genes in the Arabidopsis root epidermis , PNAS , 2005 , 102: 14469-14474

11. Bai SL, Peng YB, Cui JX, Gu HT, Xu LY, Li YQ, Xu ZH, Bai SN , Developmental analyses reveal early arrests of the spore-bearing parts of reproductive organs in unisexual flowers of cucumber (Cucumis sativus L.) , Planta , 2004 , 220 (2): 230-240

12. Hao YJ, Wang Dh, Peng YB, Bai SL, Xu LY, Li YQ, Xu ZH, Bai SN , DNA damage in early primordial anther is closely correlated with the stamen arrest in female flower of cucumber (Cucumis sativus L.) , Planta , 2003 , 217(6): 888-95

13. Liang YK, Wang Y, Zhang Y, Li SG, Lu XC, Li H, Zou C, Xu ZH, Bai SN ,OsSET1, a novel SET-domain containing gene from rice , J. Exp. Bot. , 2003 , 54: 1995-1996

14. Bai SN. and Tan KH , Does the leaf-derived signal generated in photoperiod has specific effects on particular morphologenetic events occurred in shoot apex? ---- Reconsideration of the research on the photoperiodic sensitive genic male sterile rice. , Chinese Science Bulletin , 2001 , 46: 788-792

15. Lu WL. Bai SN. Zhang XS , The exogenous hormonal control of the development of regenerated flower buds in Hyacinthus orientalis , Act. Bot. Sin. , 2000 , 42: 996-1002

16. Bai, SN , Phenomena, interpretation of the phenomena and the developmental unit in plants , in Advances of Botany Vol II, ed. Li, Chengshen , 1999 , 52-69

17. Yang LL., Chen M. Liu FQ. Geng Y, Chen C, Li YQ, Cao ZX., Xu ZH. and Bai SN ,Carpel of cucumber (Cucumis sativus. L) male flowers maintains early primordia characteristics during organ development , Chinese Science Bulletin , 1999 , 44(23): 2509-2513

18. Bai SN and Sung ZR , The role of EMF1 in regulating the vegetative and reproductive transition in Arabidopsis thaliana (Brassicaeae) , Am. J. Bot. , 1995 , 82(9):1095-1103

19. Sung ZR, Belachew A, Bai SN and Bertrand Garcia, R. , EMF, an Arabidopsis gene required for vegetative shoot development , Science , 1992 , 258: 1645-1647

20. Bai SN and Xiao YH , Study on the root growth and respiration of hybrid rice , Acta Agronomica sinica , 1988 , 14(1): 57-64

代表性中文論文：

1 蕨類植物類種子性狀產生及其演化的分子機制 李霞; 房昱含; 白書農; 饒廣遠 生態文明建設中的植物學：現在與未來——中國植物學會第十五屆會員代表大會暨八十周年學術年會論文集——第3分會場：植物分子生物學與基因組學 2013-10-13

2 花是器官嗎 白書農 高校生物學教學研究(電子版) 2013-03-15

3 黃瓜如何單性花——黃瓜單性花發育調控機制研究回顧 白書農 2010全國植物生物學研討會論文集 2010-07-19

4 黃瓜如何單性花——黃瓜單性花發育調控機制研究回顧 白書農 植物分子生物學與現代農業——全國植物生物學研討會論文摘要集 2010-07-18

5 從“乙烯促雌”到“乙烯抑雄”:黃瓜單性花非正常器官發育命運研究的回顧 白書農; 許智宏 中國科學:生命科學 2010-06-20

6 一種利用普通垂直電泳槽回收PAGE膠蛋白條帶的簡便方法 王東輝; 韓韜; 龔化勤; 張力; 白書農 植物生理學通訊 2004-02-20

7 追溯高等植物有性生殖研究的早期歷程 李一勤; 白書農 植物生理學通訊 2001-10-20

8 風信子花器官中HAP2基因的分離與表達研究(英文) 李全梓; 李興國; 張憲省; 白書農; 陸文梁 Developmental & Reproductive Biology 2001-06-30

9 對光敏水稻研究的回顧與反思:植物光周期現象中葉片信息對莖端的形態建成事件有專一性嗎? 白書農; 譚克輝 科學通報 2001-05-15

10 外源激素對風信子再生花芽發育的控制 陸文樑; 白書農; 張憲省 植物學報 2000-10-30

11 風信子HAG1基因的克隆與表達 張憲省; 李全梓; 李興國; 白書農; 陸文梁 中國科學C輯:生命科學 2000-08-25

12 Molecular cloning and expression analysis of HAG1 in the floral organs of Hyacinthus orientalis L. 張憲省; 李全梓; 李興國; 白書農; 陸文樑 Science in China(Series C:Life Sciences) 2000-08-15

13 通過基因表達譜研究黃瓜性別表達的分子機制 白素蘭; 徐麗云; 白書農; 許智宏 全國植物分子生物學與生物技術學術研討會論文集 2000-08-01

14 黃瓜中胚珠特異性MADS-box基因的克隆 梁允寬; 李全梓; 張憲省; 白書農; 許智宏 全國植物分子生物學與生物技術學術研討會論文集 2000-08-01

15 風信子(Hyacinthus orientalis)HOM1基因的克隆與表達分析 宿紅艷; 李全梓; 李興國; 白書農; 陸文樑; 張憲省 全國植物分子生物學與生物技術學術研討會論文集 2000-08-01

16 風信子(Hyacinthus orientalis)HAP2基因的克隆及功能分析 李全梓; 李興國; 白書農; 陸文樑; 張憲省 全國植物分子生物學與生物技術學術研討會論文集 2000-08-01

17 ACC合酶基因(ACSG)可能是黃瓜雌性系的分子標記(英文) 葉波平; 白書農; 曹宗巽 植物學報 2000-07-30

18 黃瓜雄花發育過程中心皮原基形態、代謝及基因表達特征的研究 楊玲玲; 陳敏; 劉復權; 耿毅; 陳崇; 李一勤清華大學生物科學與技術系; 曹宗巽; 許智宏; 白書農 科學通報 1999-12-08

19 現象、對現象的解釋及植物發育單位 白書農 面向21世紀的科技進步與社會經濟發展（下冊） 1999-10-18

20 誘導風信子再生花芽不斷分化花被片的研究 陸文樑; 白書農; 張憲省 植物學報 1999-09-25  

榮譽獎勵：

資料更新中……

北京大學白書農教授訪問版納植物園

10月27日至28日，應中國科學院西雙版納熱帶植物園熱帶植物資源可持續利用重點實驗室主任徐增富研究員邀請，北京大學生命科學學院白書農教授到版納植物園進行訪問。

28日下午，白書農在學術報告廳為XTBG Seminar作了題為Study on unisexual flowers of cucumber and sex differentiation in plants的學術報告。報告中指出了目前植物性別研究的誤區：大多以被子植物單性花為對象研究性別決定，而單性花的原基中雌雄蕊原基同時存在，其中一種生殖器官敗育從而形成了單性花，因此單性花并不是由于性別決定形成的。白書農以“鳥巢困境”為例，生動形象地介紹了目前植物性別決定的研究方向。此外，他還從單細胞到多細胞生物，從裸子植物到被子植物，大尺度總結了動植物性別決定這一事件發生的時間、過程及意義。同時，他指出了今后植物性別決定研究的新方向。白書農的報告受到版納植物園廣大師生的熱烈歡迎。報告結束后他詳細解答了科技人員和研究生提出的問題。

訪問期間，白書農還在版納植物園徐增富、陳江華研究員等的陪同下，參觀了實驗室。

白書農的主要研究方向為植物器官形成的分子機理，研究興趣為以雄蕊為對象的植物器官形成調控機制，植物發育事件相關基因表達在染色質水平調控。曾在國際權威期刊Planta, Plant Biology等發表多篇論文。

白書農作報告

來源：熱帶植物資源可持續利用重點實驗室 2014-10-29

北京大學生命科學學院白書農教授到訪水生所進行學術交流

白書農教授作學術報告

12月25日上午，北京大學生命科學學院白書農教授應邀到訪中國科學院水生生物研究所，并作了題為“有性生殖周期：源于植物性別研究的發現”的學術報告。該報告系水生所創新系列講座2014年第15期。

白書農教授以“性別究竟是什么”這個問題開始報告，自1933年起關于植物性別基本是以被子植物單性花性別來定義。黃瓜花作為一種單性花，從1927年起就有描述，白教授在前人黃瓜性別相關基因、基因組測序等研究基礎上首先從形態上細化花的發育過程，發現雌雄花分化開始于花發育第5期并從第6期開始出現發育異常，即雌花雄蕊和雄花心皮出現滯育但仍是活的；繼而在雌花雄蕊上發現花藥特異DNA損傷，研究發現很可能是乙烯受體響應異常的結果。白書農教授還結合測序等生物信息學方法發現心皮發育相關小RNA。白書農教授在十多年的研究中發現，在黃瓜等單性花中雌雄蕊其實都出現過，雌花是雄花敗育的結果，雄花是雌花敗育的結果，并用“鳥和鳥巢困境”作形象的比喻。在此基礎上，通過比較動植物、真菌和原生生物中有性生殖過程，對性別的本質提出了新的界定，并提出了“有性生殖周期”的概念。

報告之后，與會的科研人員和研究生就感興趣的問題以及可能的合作方向與白書農教授進行了討論。 

來源：中國科學院水生物研究所 2014-12-29

生命科學學院許智宏/白書農實驗室
在擬南芥根表皮細胞分化研究中取得重要進展 

近日，許智宏/白書農實驗室有關擬南芥根表皮細胞分化中模式形成調控機制研究的進展在Plant Cell雜志上在線發表，論文題目“HDA18通過4個激酶基因的組蛋白乙酰化修飾而影響擬南芥根表皮細胞的命運”（HDA18 Affects Cell Fate in Arabidopsis Root Epidermis via Histone Acetylation at Four Kinase Genes）。

 擬南芥根表皮細胞根據其與被其覆蓋的8個皮層細胞的位置關系而分化為根毛細胞和非根毛細胞。這是一個生物形態建成過程中普遍存在的“模式形成（Pattern formation）”現象。模式形成現象對人們理解多細胞生物的形態建成規律具有重要的意義并受到高度關注。從1994年到2000年前后的研究發現，在根表皮細胞中，存在一個位于細胞核中的由若干轉錄因子構成的基因調控網絡在控制根表皮細胞的分化命運；這個基因調控網絡的功能受到定位在表皮細胞與皮層細胞接觸面的質膜上的受體激酶分布及功能的調控；可是人們一直不清楚表皮細胞在質膜上感受到的來自皮層的“位置信息”如何被傳遞到細胞核中，從而影響上述轉錄因子調控網絡的功能。許智宏/白書農實驗室在2003年發現用組蛋白去乙酰化酶（HDAC）的抑制劑處理可以可逆而濃度依賴性地改變根表皮細胞分化的模式。這一發現由于是較早發現的組蛋白修飾調控植物發育事件的案例而被美國科學院院報（PNAS）于2005年接收發表。之后，通過長達8年的努力，他們終于確定，HDAC基因家族中的成員之一HDA18通過參與對一批編碼激酶的基因的轉錄調控而影響根表皮細胞分化的模式形成。特別有意思的是，他們發現HDA18基因的缺失和過表達，對其調控的激酶基因的轉錄相關的組蛋白乙酰化修飾會產生不同的影響，而這些不同的影響對相關激酶基因的表達都產生轉錄水平提高的結果。這一發現不僅很好地解釋了長時間困惑研究者的HDA18基因表達上調和下調產生同樣表型的問題，而且為我們理解其中的分子機制提供了一個全新的視角。8年時間研究一個基因的作用機制必然經歷了各種曲折。在HDA18有關研究發表之后，白書農教授應《植物信號與行為》（Plant Signaling and Behavior）雜志主編之約，以Letter to The Editor的形式對他在研究過程中如何面對選擇寫了一篇題為“Trust in Nature”的短文，談了自己的感受。這篇短文或許對很多面對研究工作中面臨困難而困惑的年輕人有所啟發。 

這項工作的并列第一作者是該實驗室研究生劉毳和李林宸，項目開展受到國家自然科學基金和其他不同項目經費的支持。

 來源：北京大學生命科學學院 2013-04-10