[農(nóng)民日報]引領(lǐng)蔬菜基因組研究從“跟跑”到“領(lǐng)跑”
隨著2009年黃瓜基因組框架圖繪制完成,項目首席科學(xué)家、中國農(nóng)科院農(nóng)業(yè)基因組研究所所長黃三文迅速為全球植物基因組學(xué)界所知。因為,這是世界上第一個蔬菜作物的全基因組序列圖,也是第一個用新一代基因組測序技術(shù)完成的植物基因組。我國蔬菜作物的基因組計劃,實現(xiàn)從“跟跑”到“領(lǐng)跑”的跨越。
在這個中國快速崛起、走向復(fù)興的大時代,以黃三文為代表的一批優(yōu)秀海歸科學(xué)家,用自己的智慧助力祖國創(chuàng)新發(fā)展,在科研平臺中攀登高峰、成就自我。
發(fā)現(xiàn)黃瓜苦味基因有了引領(lǐng)的底氣
帶著提高國內(nèi)蔬菜生物學(xué)研究與育種水平的使命,2005年,黃三文放棄在英國攻讀博士后的機會,回國從事蔬菜基因組研究。
“基因就是基本原因,基因的總和就是基因組?!秉S三文的解釋簡單明了,“搞清楚作物基因組的結(jié)構(gòu)與功能,是進行遺傳改良的科學(xué)基礎(chǔ)?!?/p>
為此,2007年黃三文發(fā)起了國際黃瓜基因組計劃,率先利用新一代DNA測序技術(shù),于兩年后獲得了高質(zhì)量的黃瓜基因組框架圖,花費僅僅是以前的5%。
在此基礎(chǔ)上,又經(jīng)過長達5年的研究,黃三文團隊終于發(fā)現(xiàn)了黃瓜苦味物質(zhì)的合成基因,并找到了果實和葉片中控制苦味的開關(guān)基因。論文發(fā)表在2014年11月28日出版的《科學(xué)》雜志上,這對于我國蔬菜生物學(xué)研究是一次質(zhì)的飛躍。通過深入挖掘基因組學(xué)數(shù)據(jù)并結(jié)合生物化學(xué)、分子生物學(xué)等多種研究手段,揭示了苦味物質(zhì)代謝和調(diào)控的機理。
有了黃瓜基因組項目的成功經(jīng)驗,在隨后的幾年里,科研人員“如法炮制”,涉及番茄、白菜、馬鈴薯、西瓜等作物的基因組計劃和變異組研究便一發(fā)不可收拾,我國蔬菜學(xué)科基礎(chǔ)研究的整體水平和國際影響力也由此大大提升。
基礎(chǔ)研究“頂天”產(chǎn)業(yè)開發(fā)“立地”
“這個黃瓜品種沒苦味、抗病性強,市場銷路很好,產(chǎn)品供不應(yīng)求?!苯衲晔呛笔∏G州市李埠鎮(zhèn)李埠村種植戶朱協(xié)俊第五年種“蔬研2號”,“現(xiàn)在全村2000多個大棚種的都是它,并且面積還在逐年擴大?!?/p>
如果說基礎(chǔ)研究是“頂天”,產(chǎn)業(yè)開發(fā)就是“立地”。從事基因組研究的最終目的,是為了培育擁有自主知識產(chǎn)權(quán)的優(yōu)良品種并應(yīng)用到實踐中。這也是黃三文團隊在科研過程中始終堅持的導(dǎo)向。
他們緊密配合湖南省蔬菜研究所黃瓜育種課題組陳惠明研究員,開展了黃瓜基因組設(shè)計育種,開發(fā)出了高效的不苦基因分子標(biāo)記,育成了“蔬研2號”“蔬研5號”“蔬研12”和“蔬研白綠”等不苦黃瓜系列品種。截至目前,大面積推廣5年來,已經(jīng)在湖南、湖北、江西、浙江、福建、廣東等地累計推廣100萬畝。
感恩祖國以推動科研創(chuàng)新為己任
通過農(nóng)科院杰出人才崗位計劃,當(dāng)年才33歲的黃三文成為了院里最年輕的研究員、博士生導(dǎo)師,這份信任讓他至今心懷感激。
“基因組學(xué)是生命科學(xué)發(fā)展最快、最具潛力的分支,蔬菜學(xué)科不能沒有基因組學(xué)?!睘榇耍S三文組建了一個6個人的團隊,人雖少,但干勁兒十足?!拔覈r(nóng)業(yè)基因組研究已經(jīng)進入了世界先進行列?!绷铧S三文倍感欣慰的是,這些努力不僅提升了我國蔬菜學(xué)科基礎(chǔ)研究的整體水平和國際影響力,更得到了同行的認可?!澳壳?,約2/3的農(nóng)作物基因組是由我國科研團隊完成的,約1/3是由中國農(nóng)科院完成的?!?/p>
2014年,著眼于糧食安全、食品安全和生物安全等涉及重大國計民生問題,立足于“基礎(chǔ)所、平臺所、前沿所、人才所、深圳所”發(fā)展定位的中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院農(nóng)業(yè)基因組研究所成立了。
創(chuàng)新強則國運昌,創(chuàng)新弱則國運殆。擔(dān)任所長的黃三文深刻感受到國家對農(nóng)業(yè)基因組學(xué)的高度重視,“我們的農(nóng)業(yè)基因組研究所將重點建設(shè)算法大數(shù)據(jù)、作物基因組、畜禽基因組、農(nóng)業(yè)生態(tài)基因組和合成生物學(xué)等五大學(xué)科方向,建設(shè)農(nóng)業(yè)基因組學(xué)領(lǐng)域的世界一流研究所?!?/p>
“作為一名留學(xué)回國的科研人員,我感恩祖國給予的信任,感恩這個時代給予的機會。”黃三文說。他希望他個人的成長過程能鼓勵更多在國外留學(xué)的農(nóng)業(yè)優(yōu)秀人才歸國,投入到農(nóng)業(yè)科技創(chuàng)新中,投入到這個大時代的洪流中:“祖國需要你們,農(nóng)業(yè)前景廣闊,農(nóng)業(yè)基因組學(xué)大有可為?!?/p>
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