Jie Feng
Dr. Jie Feng received his BSc degree from China Agricultural University. He subsequently came to Canada to pursue postgraduate studies, obtaining his MSc and PhD degrees from the University of Saskatchewan. Following graduation, Jie accepted a position as a Research Associate at the Crop Diversification Centre North (CDCN), Alberta Agricultural and Rural Development, working with Dr. Sheau-Fang Hwang. In 2010, Jie was promoted to the rank of Research Scientist at Alberta Agriculture.
Since his arrival at CDCN, Jie has made significant contributions to research on the pathology of canola and pulse crops. With respect to canola, Jie has conducted considerable research on clubroot (Plasmodiophora brassicae), a disease that has emerged as an important issue for Canadian canola growers. Jie was the first to investigate the question of why P. brassicae causes two distinct infections (primary and secondary), designing and carrying out studies to investigate the differences between primary and secondary zoospores with respect to infection mechanisms, gene expression profiles, and their ability to infect hosts and non-hosts. The data obtained and techniques developed from these studies provided valuable information on understanding clubroot pathogenesis and resistance mechanisms. Based on the results from these studies, Jie proposed that the primary and secondary zoospores produced by P. brassicae may be identical, but that the pathogen needs the primary infection to make the infected plant susceptible to the subsequent secondary infection. Among other contributions to clubroot research, Jie also was the first to successfully genetically transform P. brassicae, a technically challenging task, making strain-tagging and gene knockout possible in this biotrophic protist.
Jie has also contributed to an improved understanding of other important canola diseases besides clubroot, including blackleg, caused by Leptosphaeria maculans. Although targeted gene knockout in L. maculans has been difficult, Jie successfully utilized this technique in the investigation of the sucrose nonfermenting-1-related protein kinase gene (SNF1). In this study, he demonstrated that SNF1 is responsible for the activation of multiple cell wall degrading enzyme genes and thus essential for fungal pathogenicity. The paper stemming from this work is the only study of gene function in this species utilizing a targeted gene knockout approach over the past decade.
Diseases of pulse crops represent another important focus of Jie’s research. He has conducted studies to identify genetic markers for pea resistance to fusarium root rot and to assess genetic variation among field isolates of F. avenaceum and the chickpea pathogen Ascochyta rabiei. He has also conducted two studies on field pea downy mildew caused by Peronospora viciae: one was on a secreted esterase and the other was on a cDNA library constructed from pea leaves following infection. Jie also was involved in a study on the genetic variation of fungi causing field pea ascochyta blight.
Besides his work on canola and pulse crop diseases, Jie also has conducted significant research in cereal pathology. Based on the work from his MSc and PhD programs, he has published six papers on Stagonospora nodorum blotch and fusarium head blight of wheat. Since his arrival at CDCN, he has cloned and characterized a lipase gene from S. nodorum, and removed a gene controlling the nonhomologous end-joining double DNA break repair pathway in the pathogen, thereby significantly increasing the efficiency of targeted gene knockout. Jie has also mentored a graduate student in a study of a glucanase gene that contributes to the pathogenicity of the wheat tan spot pathogen Pyrenophora tritici-repentis.
Jie’s research activity has resulted in the development of several new techniques to facilitate research in plant pathology. He improved and standardized targeted gene knockout techniques in S. nodorum and L. maculans and created the first genetic transformation protocols for P. brassicae. He also developed an inexpensive method to extract genomic DNA from fungal mycelia, which has become a routine protocol used in several plant pathology labs. He devised a method to separate the secondary zoospores from the roots of P. brassicae-infected canola, which facilitated several other studies in clubroot pathology and resistance breeding. Collectively, these new techniques represent a highly significant improvement in the tools that are now available to help understand plant diseases and disease-causing agents.
Jie’s research has never strayed from potential for practical applications. His work to improve understanding of the early stages of the infection process in clubroot has been particularly important, since this is the point at which most forms of resistance and pesticides are effective. In one of his studies, Jie identified and characterized a serine protease that is secreted by P. brassicae during the pre-infection and infection stages. By gene cloning and heterologous enzyme expression, he demonstrated that this enzyme plays a central role in pathogen recognition of its host by stimulating resting spore germination. This research provided a molecular basis for the well-known phenomenon that plant exudates can enhance resting spore germination rates.
Jie has also provided leadership in the development of molecular plant pathology capacity at CDCN and elsewhere. He has worn a number of hats at CDCN, including designing and equipping the laboratory for molecular plant pathology, selecting and initiating projects for this renovated space, helping to write grant applications for various funding agencies, developing techniques and safety protocols for routine experiments, and helping to manage the molecular plant pathology laboratory along with Dr. Hwang. Over the past seven years, Jie has also contributed to the supervision of five visiting scientists, three MSc students and four technicians. Jie has also actively collaborated with colleagues and external partners at various institutions, including the University of Alberta, Agriculture and Agri-Food Canada (AAFC) Saskatoon, AAFC Lethbridge and AAFC Morden. Currently, he is a Section Editor for the Canadian Journal of Plant Pathology in the area of host-pathogen interactions.
For demonstrating an awe-inspiring level of early scientific productivity, The Canadian Phytopathological Society is pleased to present Dr. Jie Feng with the Outstanding Young Scientist Award.
Jie Feng a obtenu son baccalauréat en sciences de l’Université d’agriculture de Chine. Plus tard, il est venu au Canada pour poursuivre des études de cycles supérieurs, obtenant sa maîtrise et son doctorat de l’Université de la Saskatchewan. Après avoir reçu son diplôme, Jie a accepté un poste d’associé en recherche au Crop Diversification Centre North (CDCN) du ministère de l’Agriculture et du Développement rural de l’Alberta, travaillant avec Sheau-Fang Hwang. En 2010, Jie a été promu au rang de chercheur au ministère de l’Agriculture de l’Alberta.
Depuis son arrivée au CDCN, Jie a contribué de façon notable à la recherche sur la pathologie du canola et des légumineuses. En ce qui a trait au canola, Jie a mené d’importantes recherches sur la hernie (Plasmodiophora brassicae), une maladie qui s’est révélée un grave problème pour les producteurs de canola canadiens. Jie a été le premier à étudier la raison pour laquelle P. brassicae cause deux infections distinctes (primaire et secondaire), concevant et menant des études pour examiner les différences entre les zoospores primaires et secondaires relativement aux mécanismes de l’infection, aux profils de l’expression génique et à leur capacité à infecter les plantes hôtes et non hôtes. Les données obtenues de ces études et les techniques développées pour les mener ont fourni de précieux renseignements sur la pathogenèse de la hernie et les mécanismes de résistance. En se basant sur les résultats de ces études, Jie a proposé que les zoospores primaires et secondaires produites par P. brassicae puissent être identiques, mais que l’agent pathogène requière l’infection primaire pour rendre la plante infectée réceptive à l’infection secondaire subséquente. Parmi d’autres contributions à la recherche sur la hernie, Jie a été le premier à transformer génétiquement avec succès P. brassicae, une tâche représentant de sérieux défis, rendant possibles le marquage des souches et l’inactivation de gènes chez ce protiste biotrophe.
Jie a également contribué à améliorer la compréhension d’autres maladies du canola à part la hernie, y compris la jambe noire causée par Leptosphaeria maculans. Bien que l’inactivation de gènes ciblés chez L. maculans ait été ardue, Jie a utilisé cette technique avec succès pour examiner le saccharose non fermentant-1-associé à la protéine kinase (SNF1). Dans cette étude, il a démontré que le SNF1 est responsable de l’activation de multiples gènes dont les enzymes peuvent dégrader la paroi cellulaire et, par conséquent, qu’il est essentiel à la pathogénicité fongique. L’article qui émane de ces travaux relate la seule étude au cours de la dernière décennie qui traite de la fonction des gènes chez cette espèce en utilisant la technique d’inactivation de gènes ciblés.
Les maladies des légumineuses représentent une autre priorité des recherches de Jie. Il a mené des études pour identifier des marqueurs génétiques en vue de la résistance au pourridié fusarien du pois et pour évaluer la variation génétique chez les isolats de souche naturelle de Fusarium avenaceum et de l’agent pathogène du pois chiche Ascochyta rabiei. Il a également mené deux études sur le mildiou du petit pois causé par Peronospora viciae : une traitait d’une estérase sécrétée et l’autre, d’une bibliothèque d’ADNc construite à partir de feuilles de pois collectées après infection. Jie s’est aussi impliqué dans une étude sur la variation génétique des champignons causant l’ascochytose chez le petit pois.
À part ses travaux sur les maladies du canola et des légumineuses, Jie a mené des recherches approfondies sur les pathologies des céréales. En se basant sur les travaux effectués au cours de ses études de 2e et 3e cycles, il a publié six articles sur la tache des glumes (Stagonospora nodorum) et la brûlure de l’épi chez le blé. Depuis son arrivée au CDCN, il a cloné et caractérisé un gène de la lipase de S. nodorum et a supprimé un gène contrôlant la voie de réparation des cassures double brin de l’ADN par la ligature d’extrémités non homologues chez l’agent pathogène, accroissant ainsi notablement l’efficacité de l’inactivation du gène ciblé. Jie a également supervisé un étudiant diplômé dans le cadre d’une étude sur un gène de la glucanase qui contribue à la pathogénicité de Pyrenophora tritici-repentis causant l’helminthosporiose du blé.
Les travaux de Jie ont mené au développement de plusieurs nouvelles techniques facilitant la recherche en phytopathologie. Il a amélioré et normalisé les techniques relatives à l’inactivation des gènes ciblés chez S. nodorum et L. maculans et mis au point les premiers protocoles de transformation génétique pour P. brassicae. Il a également développé une méthode peu coûteuse permettant d’extraire l’ADN génomique du mycélium, méthode qui est devenue courante dans de nombreux laboratoires de phytopathologie. Il a de plus conçu une méthode pour séparer les zoospores secondaires des racines de canola infecté par P. brassicae, ce qui a facilité plusieurs autres études sur la pathologie de la hernie et sur la sélection en vue de la résistance. Collectivement, ces nouvelles techniques représentent des améliorations substantielles des outils dont nous disposons pour comprendre les maladies des plantes et les agents qui les causent.
Les recherches de Jie ont toujours eu pour but de possibles applications pratiques. Ses travaux visant à améliorer la compréhension des stades précoces de l’infection chez la hernie sont d’une importance capitale, puisque c’est durant ces derniers que la majorité des formes de résistance et les pesticides sont les plus efficaces. Dans une de ses études, Jie a identifié et caractérisé une sérine protéase qui est sécrétée par P. brassicae durant les stades de préinfection et d’infection. Par clonage de gène et expression enzymatique hétérologue, il a démontré que cet enzyme joue un rôle central dans la reconnaissance de l’agent pathogène de son hôte en stimulant la germination des spores de réserve. Cette recherche a par conséquent fourni une base moléculaire au fait que les exsudats de plantes peuvent accroître le taux de germination des spores de réserve, phénomène bien connu.
Jie a également joué un rôle de premier plan dans le développement de la capacité de recherche en phytopathologie moléculaire du CDCN et d’autres centres. Il a assumé nombre de responsabilités professionnelles au CDCN, y compris la conception et l’aménagement du laboratoire de phytopathologie moléculaire, la sélection et le lancement de projets pour ce local remis à neuf, la rédaction de demandes de subventions à divers organismes de financement, le développement de techniques et de protocoles de sécurité pour des expériences courantes ainsi que la gestion du laboratoire de phytopathologie moléculaire de concert avec M. Hwang. Au cours des sept dernières années, Jie a également participé à la supervision de cinq chercheurs invités, de trois étudiants à la maîtrise et de quatre techniciens. Il a aussi collaboré activement avec des collègues et des partenaires externes à différentes institutions, y compris à l’Université de l’Alberta, et à Agriculture et Agroalimentaire Canada (AAC) à Saskatoon, à AAC à Lethbridge et à AAC à Morden. Actuellement, il agit à titre de rédacteur de la section sur les interactions hôtes-pathogènes pour la Revue canadienne de phytopathologie.
Pour avoir fait preuve, dès le début de sa carrière, d’une productivité scientifique impressionnante, la Société canadienne de phytopathologie est heureuse de remettre à Jie Feng le prix Jeune scientifique exceptionnel.