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《Science》背后的故事

点击数:2018-09-10 09:47:18 来源: 宣传统战部

继在《Cell》、《PNAS》、《Autophagy》等杂志发表重要科研论文之后,陈学伟团队又在《Science》杂志发表重大研究成果!这个重磅消息让校园瞬间沸腾,师生奔走相告,纷纷为之点赞。

在这一两年的时间内,陈学伟团队连续发表多篇重量级论文,这蓬勃的学术活力让人惊叹。

强强联手的研究

“这项研究成果和上篇Cell论文的研究方向是相对独立的。”陈学伟介绍。虽然看似只在一年多的时间里又发表高水平论文,实际上,这篇论文的研究时间可并不短暂,2012年王静从中科院博士毕业加入团队后,就一直致力于IPA1基因协同调控高产和抗性机制的研究。

而对IPA1基因的关注与研究,王静早在2006年进入中国科学院遗传与发育生物学研究所攻读博士就开始了。IPA1是中国科学院遗传与发育生物学研究所李家洋团队早期在水稻中克隆得到的一个调控理想株型建成的关键基因,它对水稻理想株型的建成起核心调控作用,IPA1的功能获得性突变体植株具有多种优异的农艺表型,包括茎秆粗壮、无效分蘖数减少、穗子变大、产量增加等,在实际育种中已经得到大量运用,引起了学术界的广泛关注。

王静博士毕业时,正值陈学伟老师从国外回到川农后,组建自己的研究团队,急需人才,她被陈老师研究思想的前瞻性和对科研的执着精神所打动,最终选择到川农开启自己的事业之旅。

“我们在实际育种中,发现IPA1除了能促进高产外,也可以在一定程度上提高基础抗性,这是一项非常有趣的发现,我们觉得非常有必要去深入解析一下这一现象背后的具体作用机制。”王静说,“这项成果可以说是在多个团队通力合作,共同努力下所取得的,李家洋老师团队主要从事植物发育领域的研究,而陈学伟老师团队则侧重于植物抗性领域的研究。还有文章的其他作者所在团队都给予了我们莫大的支持。比如文中的部分育种材料是李仕贵老师团队构建并提供,实验中用到的一些实验方法是从王文明老师团队学习的,还有李平老师和吴先军老师在本项目中的实验和技术上给了我们很多帮助和指导,美国戴维斯分校的Pamela Ronald教授、Mawsheng Chern博士和中科院遗传所的朱立煌老师、周俭民老师对我们的实验思路和论文整理上给出了很多非常重要的意见。没有这些老师及其团队的贡献,我想也不会有我们这项研究成果”。

这是一个非常大胆而创新的研究思路,因为在实际研究中,鲜有单基因具有提高抗性并同时促进高产的相关报道。

猜想很大胆,求证很谨慎

猜想很大胆,怎么弄清它作用的机制,面临诸多困难。“有两年的时间我们可以说处于极度困惑中,一直找不到突破口,尝试了很多方法,都以失败告终。”王静对这段曲折的研究过程记忆深刻,一次次失败,一次次推倒重来,他们没有放弃,起早贪黑,周末节假日都奉献给了实验室,根据新数据,建立新假说,不断调整优化实验方案和思路。每周团队的交流汇报会,都是一次“头脑”峰会,“团队讨论非常多,大家都各抒己见,有时候一讨论就是一天。”陈学伟非常重视在讨论中发挥每个人的能动性,激发大家共同思考,碰撞交流智慧,推动课题研究一步一步迈向深入。

田间实验也相当考验人的意志。盛夏时节,大家头顶烈日,连续一个月,每周有4天都泡在田里。每天带着一身泥回家,王静的家人都开玩笑称她是“农民博士。”

正是这样的坚持,终于迎来了希望的曙光。2017年初,他们慢慢接近真相,发现了IPA1的磷酸化修饰是平衡产量与抗性的关键调节枢纽。这是他们最激动的一天,整个实验室兴高采烈,陈学伟和大家一起围着实验结果看了又看,兴奋不已。“得知论文被发表时都没有这么激动。”

对待学术,陈学伟一贯坚持大胆假设,小心求证的理念。虽然研究在2017年初已初步成型,但他们并没有急于求成,接下来,团队花了一年的时间不断细化实验步骤,补充实验数据,反复验证结果,把“求真务实做学问”的精神发挥到极致。

发表《Science》论文并不是终点

为什么会决定投稿《Science》?王静介绍,IPA1是非常重要一个基因,它拥有多种功效,在生产中运用很广泛,所以关于它的高水平论文一直比较多。他们这次的研究打破了单个基因很难同时实现增产和抗病的传统观点,为高产高抗育种提供了重要理论基础和实际应用新途径,极富创新性,所以决定向《Science》杂志投稿也是情理之中的事情。

论文撰写是一个反复打磨精益求精的过程,陈学伟要求从标点到图表每一个细节都尽量做到完美。《Science》杂志对论文摘要及其全文要求极高,怎样在极少的字数中精准提炼出文章的要义、体现出研究的创新点,团队凭借发表多篇高水平论文积累的经验,进行了反复的精雕细琢。

从投稿到稿件被接收,有半年的时间,开始时他们还有点小忐忑,在根据审稿意见不断修改完善的过程中,心情随之慢慢平复,到得知论文被正式接收时,大家反而非常平静,也许这就是水到渠成的感觉吧。

“我们团队非常团结。陈老师在科研上对学生要求很严格,他自己全身心投入到科研中,在团队中起到了很好的示范带动作用,大家不认真不努力都不好意思。”王静认为陈老师的高瞻远瞩的科研思维加上整个团队的同心协力是这个团队保持蓬勃学术活力的关键因素。

“这篇论文只是一个阶段性的工作小结,IPA1的信号途径其实很复杂,还有很多奥秘有待我们去继续挖掘和解释。我们期望通过继续努力,更好的去完善IPA1的分子机制及工作模型。”现在他们有了一些新的推测,目前正在通过实验进行检测和验证,希望有朝一日可以证实他们的推测,解开IPA1高产抗病的更深入的分子机理。