機構旨在為(wei) 大家提供更加全麵、深入的導師解析和科研輔導!每期我們(men) 會(hui) 邀請團隊的博士對各個(ge) 領域的教授導師進行詳細解析,從(cong) 教授簡介與(yu) 研究背景 / 主要研究方向與(yu) 成果分析 / 研究方法與(yu) 特色 / 研究前沿與(yu) 發展趨勢 / 對有意申請教授課題組的建議這五個(ge) 方麵,幫助大家更好地了解導師,學會(hui) 科研!
教授簡介與(yu) 研究背景
張教授是中國農(nong) 業(ye) 大學草業(ye) 科學與(yu) 技術學院教授、博士生導師,兼任中國農(nong) 業(ye) 大學“領軍(jun) 教授(B類)”和“傑出人才”頒獎,2023年更獲得國家自然科學基金優(you) 秀青年科學基金項目資助。
其學術生涯呈現出國際化特征:在山東(dong) 農(nong) 業(ye) 大學完成植物保護本科教育後,於(yu) 中國農(nong) 業(ye) 大學攻讀農(nong) 業(ye) 昆蟲與(yu) 害蟲防治疾病,期間赴德國馬克斯·普朗克化學生態學研究所進行聯合培養(yang) ,後在清華大學博士開展後研究。
這種“農(nong) 業(ye) 院校基礎研究+頂尖學府交叉訓練”的複合背景,致使在害蟲學領域形成了獨特的研究焦點。
實驗室教授聚焦農(nong) 業(ye) 防治害蟲的現代行為(wei) 調控機製與(yu) 綠色技術開發,特別是運用神經生物學手段解析害蟲行為(wei) 的內(nei) 在聯係。其研究團隊近年來在《當代生物學》《科學進展》《自然》 Communications》等頂級期刊持續的高峰創新成果,2020-2023年間發表的5篇論文累計影響因子超過80,充分體(ti) 現了其研究的國際前沿性。實驗室當前承擔國家重點研發計劃、國家自然科學基金等重大科研項目3項,科研連續充足,具備開展高水平研究的硬件條件。
主要研究方向與(yu) 成果分析
方向一:昆蟲群體(ti) 行為(wei) 神經調控
基於(yu) 東(dong) 亞(ya) 飛蝗模型機製,張教授團隊揭示了昆蟲群體(ti) 行為(wei) 的神經調控網絡。2023年在《Current》 《生物學》發表的研究首次證實了蝗蟲通過機械采集識別形成產(chan) 卵環境高度,該工作不僅(jin) 激發了蝗災爆發中蟲卵分布的地理特征機製,更發現了新型機械力敏感通道蛋白,為(wei) 開發預防蝗蟲產(chan) 卵行為(wei) 的物理技術技術了靶點。該成果被國際同行評價(jia) 為(wei) “將傳(chuan) 統害蟲生態學研究提升到分子調控水平的重要突破”。
方向二:昆蟲通訊化學係統進化
利用黑腹果蠅比較開展研究,團隊在2022年《科學進展》中提出“信息素-胰島素”調節行為(wei) 說,通過胰島素假信號影響行為(wei) 求偶的機製分子揭示營養(yang) 狀態。此次發現突破了傳(chuan) 統學研究框架,將利用杠鈴與(yu) 神經活動直接關(guan) 聯,為(wei) 理解昆蟲生殖策略的進化提供了新的視角。其建立的蜱蟲行為(wei) 分析平台已成為(wei) 領域內(nei) 重要參考模型。
方向三:害蟲綠色防控技術開發
在應用研究層麵,團隊通過篩選枸杞病原菌構建了新型微生物殺蟲劑庫(2023年重點研發計劃成果),同時依據行為(wei) 調控原理開發出了光/化學聯合殺蟲裝置。這種“機製研究-技術轉化”的雙軌模式,啟動研究具備理論基礎又保持應用價(jia) 值,專(zhuan) 利相關(guan) 技術已在蒙古草原防治示範區取得顯著效果。
研究方法與(yu) 特色
張教授團隊建立了一套“多測量行為(wei) 解析體(ti) 係”,整合了三大核心技術:
1. 高監測行為(wei) 監測係統:采用深度學習(xi) 算法自動識別昆蟲運動監測,可同步追蹤200+個(ge) 體(ti) 的三維活動數據
2. 單細胞重構組:構建特異性狀態下的神經元基因表達圖譜,2020年《Nature Communications》研究即通過此技術定位行為(wei) 到調節行為(wei) 防禦的神經回路
3. 跨物種比較研究平台:在蝗蟲與(yu) 果蠅間進行同源基因功能比較,該方法在2023年跨代信息素通訊研究中成功揭示了覺醒調控機製
還有幸在以下地區舉(ju) 行:
· 學科交叉性:將神經生物學最新技術引入傳(chuan) 統昆蟲活動學研究,例如運用光推理技術精準操縱特定神經元
· 時空解析優(you) 勢:通過活體(ti) 成像技術實現行為(wei) 相關(guan) 神經活動的毫秒級動態啟動
· 轉化研究導向:基礎發現快速對接應用場景,如根據化學感受機製開發新型驅避劑
研究前沿與(yu) 發展趨勢
當前領域呈現三大發展方向:
1. 神經環路解析精細化:隨著單細胞全腦組連接圖譜的進步,昆蟲行為(wei) 調控網絡的解析正從(cong) 腦區向特定神經元集群深入。張教授團隊正在構建蝗蟲全腦組連接圖譜,這將極大推動群體(ti) 行為(wei) 機製的解析。
2. 多模態信號整合研究:昆蟲行為(wei) 決(jue) 策依賴化學、機械、視覺等多維度信號輸入,團隊近期開展的跨模態信號交互研究(2024年預印本數據)顯示,多模態信號整合存在體(ti) 係化處理特征。
3. 防控智能技術開發:結合物聯網與(yu) 人工智能,團隊正標簽可實時監測蟲活動的智能預警係統,該群方向獲得2023年國家自然科學基金重點支持,預計未來3年將形成技術原型。
值得關(guan) 注的突破點包括:基於(yu) 基因編輯的行為(wei) 調控技術(如CRISPR介導的嗅覺接收改造)、微生物組與(yu) 行為(wei) 行為(wei) 互作、氣候變化對昆蟲神經可塑性的影響等。這些方向在張教授近年項目申請與(yu) 預印論文中起到了示範作用。
對有意申請教授課題組的建議
學術討論準備:
1.精讀課題組近5年發表的英文論文,重點關(guan) 注《當代生物學》2023年關(guan) 於(yu) 跨代信息素的研究,其掌握核心實驗範式
2.提前學習(xi) 果蠅遺傳(chuan) 操作技術(如GAL4/UAS係統)或蝗蟲野外采集規範(視具體(ti) 方向而定)
3.掌握基礎神經生物學技術:包括但不限於(yu) 免疫熒光染色、鈣成像數據分析、R語言在行為(wei) 學統計中的應用
能力培養(yang) 基礎:
·建立“分子-細胞-個(ge) 體(ti) -群體(ti) ”的多層次研究思維
·培養(yang) 將基礎研究發現轉化為(wei) 防控技術的創新意識
·提升跨學科交流能力,課題組常與(yu) 生態學、人工智能領域團隊合作
申請文件要點:
1.研究計劃應體(ti) 現對課題組一個(ge) 方向的延伸思考,例如:“基於(yu) 您2023年發現的機械裝載故障,我建議研究土壤預防有助於(yu) 物對設備的調節作用”
2.突出實驗技能與(yu) 研究方向的相關(guan) 性,以電生理記錄、分子克隆經驗者優(you) 先
3.展示持續科研潛力,參與(yu) 長期野外研究的經曆值得重點描述
暑期科研準備:
·提前聯係時應選擇附有文獻閱讀報告(建議1篇近年論文進行深入分析)
·準備基礎實驗技術考核,課題組入職培訓內(nei) 容包括果蠅解剖操作測試
·熟悉CAU-SMART昆蟲行為(wei) 分析係統的操作界麵(官網提供演示版下載)
課題組特別歡迎以下背景的申請者:神經生物學背景(熟悉斑馬細胞/模型者可拓展比較研究)、生物信息學專(zhuan) 長(具有單數據分析)、農(nong) 業(ye) 工程背景(智能裝備研發)。
評論已經被關(guan) 閉。