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刘芳华——深耕入侵生物学,矢志科研育人的青年学者

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刘芳华,1990年生,山东烟台人,中共党员,河北大学生命科学学院教授,博士生导师。作为在入侵生物学领域崭露头角的青年科研人员,她同时肩负着教书育人的教育工作者使命,始终以严谨的科研态度与热忱的育人情怀,在学术探索与人才培养道路上稳步前行。

学术成就与科研担当

刘芳华教授长期聚焦农林业重大入侵生物的入侵成灾机制与绿色防控策略研究,积极响应国家对外来入侵物种防控的重大战略需求。其研究团队以我国林业重大入侵害虫——红脂大小蠹(Dendroctonus valens)为核心模型,系统揭示了该害虫从原产地北美洲的次期性害虫,入侵我国后演变为导致近千万株健康树木死亡的生态灾变机制,为入侵生物的有效防控提供了至关重要的理论依据。团队尤其致力于阐明伴生微生物在红脂大小蠹入侵暴发中的关键作用,为发展绿色、精准、高效的新一代生物防控技术奠定了坚实的理论与技术基础。

作为项目主持人,刘芳华教授先后承担了国家自然科学基金青年基金项目B类、中国科协青年人才托举工程、国家重点研发计划子课题、河北省优秀青年基金等多项重要科研项目。其研究成果丰硕,以第一作者或通讯作者(含共同)在PNAS、Science Advances、The ISME Journal 等国际顶级SCI期刊发表论文20余篇,参与编撰《植物与昆虫的相互作用》、《生物入侵与生态安全》等学术专著。积极服务学术共同体,担任中国林学会森林和昆虫分会委员会委员以及iMeta、The Innovation Life、《昆虫学报》等多个国内外期刊的青年编委或审稿人。其学术贡献获得广泛认可,先后获得萧刚柔森林昆虫奖一等奖(2021年)和中国昆虫学会青年科技奖(2023年)。

刘芳华教授团队在红脂大小蠹虫菌共生入侵领域取得了一系列突破性进展:

1.揭示肠道共生菌调控宿主发育的代谢机制:阐明了红脂大小蠹肠道共生细菌通过介导肠道低氧环境及分泌核黄素,协同调控宿主葡萄糖转运与吸收,进而影响其生长发育的分子途径。研究证实,低氧诱导因子HIF-1α是共生菌调控葡萄糖转运的关键转录因子,深化了对微生物-宿主互作调控发育的理解。

2.提出虫菌共生体应对营养匮乏的营养消耗补偿新策略:发现红脂大小蠹三株优势共生细菌(Serratia liquefaciensB310,Rahnella aquatilisB301 和Pseudomonassp. 7 B321)释放的挥发性氨气,能显著加速伴生真菌长梗细帚霉(Leptographium procerum)的葡萄糖消耗,并激活其淀粉代谢通路(AMYG)。机制研究表明,转录因子SUC1与GPCR受体Gpr-1是响应氨气信号来介导真菌营养代谢调控的核心元件。该成果创新性地提出了微生物介导的“营养消耗-补偿”适应策略。

3.阐明微生物驱动共生体对寄主防御的适应机制:揭示了红脂大小蠹共生微生物可作为其“体外降解/解毒系统”,协助降解寄主油松中具有拒食效应的D-松醇,从而为红脂大小蠹的入侵与暴发创造有利条件,并据此提出了“共生微生物-红脂大小蠹体外消化/解毒系统”假说。进一步研究发现,坑道微生物菌群对D-松醇的消耗效率与对酚类抗虫物质柚皮素(Naringenin)的降解效率呈显著正相关,但具有柚皮素降解能力的细菌(Novosphingobiumsp.)却不能直接利用D-松醇,凸显了微生物群落协同代谢在克服寄主防御中的复杂性。

立德树人,培育英才

刘芳华教授政治立场坚定,坚决拥护中国共产党的领导,始终以习近平新时代中国特色社会主义思想为指导,统筹推进教学与科研工作。她曾获评中国昆虫学会青年科技奖、河北大学五四青年奖章等荣誉,充分展现了新时代青年科技工作者的责任担当与卓越风采。她始终坚守立德树人初心,注重学生全面发展,鼓励学研结合,着力培养学生的科研思维与实践能力。她曾担任2021级生命科学凤凰班辅导员,悉心指导学生成长。在其指导下,班级学生表现优异,荣获河北省三好学生、河北省优秀毕业生、国家奖学金、全国大学生生命科学竞赛三等奖、河北省大学生创新年会特等奖等多项省级及以上荣誉奖项,育人成效显著。

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