別樣的青春:博士生的“軍備大戰”

——記我校以第一作者在Science發表研究論文的博士生馬振川

發稿時間:2017年05月04日來源:黨委宣傳部作者:許天穎 張伊杰

在植物保護學院的實驗室,一個原本2年前就能順利申請畢業的博士生還在專注于手中的實驗,他是導師眼中“成天‘泡’在實驗室里想問題的家伙”,是為數不多的、以第一作者身份在全球頂尖學術期刊Science(《科學》)上發表高水平論文的在讀博士生,他叫馬振川。



“大?!敝袚破鸬囊桓搬槨?/strong>


植物疫病的防治一直是植保領域的難題,這類病害發病快、變異快、流行快,植物疫霉菌對研制出的新型殺菌劑很快產生抗藥性,致使農田大面積減產甚至顆粒無收。植物保護學院王源超教授團隊一直希望找到一種成分,能夠實現對植物疫病的持久、廣譜的防治。2012年,尋找疫霉菌的廣譜致病因子的項目正式啟動,馬振川跟隨導師王源超及其團隊,逐漸進入了科研狀態。


疫霉菌的種類千千萬萬,產生的蛋白產物更是數不勝數,在這其中尋找到一個能夠啟動植物廣譜抗性的成分無異于大海撈針。與此同時,國內外不止一家研究機構在關注,誰先發出優秀的文章,成果就是誰的,同行間的競爭異常激烈。


為了能夠盡快篩選出能讓作物產生廣譜抗性的病原菌模式分子,馬振川每天至少有12小時是泡在實驗室里的。從制作培養基,到配制菌液,再到沉淀提取,最后進行試驗篩選,一套實驗流程下來就要耗費一個多月的時間。


除了耗時長,試驗的工作量也非常大。每一次試驗的培養基就要準備10-20升,用專用的桶來進行配制,最后分裝到三四十只大錐形瓶中,放入蒸汽滅菌鍋中進行滅菌處理。沉淀提取的過程更是艱辛,取樣時需要按時間點收集樣品,一分鐘取一次樣,馬振川常常是連續10多個小時寸步不離地守在儀器旁,雖然是簡單重復的取樣,可每個流程來不得半點含糊。馬振川告訴記者,從早上8點到晚上5點,中午沒有休息,午餐一個盒飯就打發了。


談及整個篩選的過程,馬振川描述得十分平常,但搞過科研、做過實驗的人都知道,這背后要經歷若干次從“天堂”到“地獄”的考驗——在不計其數的樣品中“撈”到一種可以引起作物廣譜抗性的成分,興奮與激動的心情難以言表,但是查閱文獻后卻發現這種物質已經被發現,且后續試驗的效果并不好,高昂的情緒就立馬被澆了一盆涼水,只得拿起配制培養基的材料重新來過。


這樣“地獄”般的科研歷練,馬振川“熬”了兩年。2015年,在大量篩選比對的基礎上,他找到了這種可以使植物產生廣譜抗性的病原菌模式分子XEG1,并驗證出這種成分不僅存在于各種疫霉菌中,在卵菌、真菌和細菌也普遍存在,該成果于2015年7月發表在了國際知名學術期刊Plant cell(《植物細胞》)上。


進階吧,疫霉菌!


就在馬振川將新發現的XEG1拿到實驗室進行分子機制研究時,一個新的疑問擺在面前:疫霉菌用XEG1出“殺”招,植物會調動相對應的抑制蛋白GIP1來“守”。既然有“殺”有“守”,為何在自然狀態下依舊存在疫病的爆發?


一個偶然的機會,馬振川發現了與XEG1同家族的蛋白XLP1,有意思的是,這兩種蛋白基因序列相似,同時合成,同時發揮作用,唯一的差別便是XLP1沒有生物活性,無法獨自完成侵染——這真是像極了人類家族中的一對雙胞胎。


“XLP1會不會是XEG1的誘餌?它不具備活性,或許它的主要功能就是負責調走兵力?”馬振川的這一問,很多人嗤之以鼻,覺得“像在講故事”,但王源超卻眼前一亮,為這一極具想象空間的科研假設渾身打了個機靈。


“這可能是一個非常重大的科研發現”,王源超立即召集了3位碩士,協助馬振川繼續做下去。


通過進一步的實驗驗證,馬振川驚喜地發現,植物防御成分GLP1的確能與XLP1結合,且結合能力超出XEG1約5倍!他意識到,這一發現幾乎解開了所有的謎團:疫霉菌在進攻植物時同時帶出兩支“軍隊”,一支帶著“導彈”的“大部隊”XEG1和一支用來調離敵方防御的“誘餌”XLP1。因為XLP1與植物防御蛋白的結合能力更強,植物用來“防御”的主要兵力就這樣被XLP1“調離了”,致使攻擊的主要力量XEG1得以向植物體內長驅直入。


聲東擊西、調虎離山、道高一尺魔高一丈......這一疫霉菌攻擊宿主時使出的招式,被馬振川起名“誘餌模式”(DECOY)。原來,人類戰爭中的兵不厭詐竟然也會在低等生物體中上演。


2017年1月13日凌晨,國際頂級學術期刊science(《科學》)雜志在線發表了這項關于作物疫病發生機制的突破性成果,該成果以research article(研究長文)的形式發表,這在《科學》雜志中被視作極具分量的研究成果,一期只有2篇這樣的論文發表。


一個假設讓他成了“長駐”博士


事實上,在2年前馬振川發現XEG1,并證實其能夠引發植物的廣譜抗性時,他的畢業論文已經完成,隨時可以選擇博士畢業。但當時的他,腦子里已經有了關于“誘餌”模式的初步假設。


但既然是假設,最后的結果總有兩個:驗證或者是驗偽。


“不擔心做不出來嗎?”記者問。


“這樣的靈感對于科研人員太難得了!”馬振川說,因為背后有著王源超和整個團隊的大力支持,他選擇留下來,一鼓作氣,把這塊硬骨頭給咬下來。


“MPMI上就講這個!”


2016年7月,王源超將馬振川和他們發現的“誘餌模式”帶到了領域內最權威的學術大會MPMI(國際植物微生物分子互作大會)上,王源超作為僅有的2位亞洲研究者之一,受邀做主旨報告。


報告還沒結束,多名領域內的權威專家就稱贊這一成果“Excellent”(卓越),是近年來不可多得的讓人“Excited”(興奮)的工作。在大會的海報區,王源超帶上馬振川,與前來探討的國際同行們,逐一地詳細介紹。在大會上,約翰·英納斯中心(JIC)——英格蘭一個獨立的研究所和培訓植物和微生物科學的中心——下屬的塞恩斯伯里實驗室(TSL)當即就給馬振川發了offer,邀請他去做博士后。與此同時,美國科學院的一位院士也誠懇地邀請他前去作報告。


當初選擇留下來,沒想到這一留,就是2年,當同一屆的同學有不少已經在國內高?;蚩蒲袡C構當上了副教授,馬振川卻還蒙頭在實驗室里想著、干著,成了一位不折不扣的“長駐”博士。


如今的他,雖然收到了多家國外頂級實驗室遞來的“橄欖枝”,卻依然專注于作物疫病分子機制研究的后續工作。


“馬博士還在干著哪!”不少“粉絲”經過他的實驗室,以這種方式和他打招呼。


他沖記者憨厚一笑,“搞科研就是這樣,讓人停不下來”。

編輯:王夢璐

閱讀次數:1426

免费人成无码视频在线观看