——習(xí)近平總書記在致中國科學(xué)院建院70周年賀信中作出的“兩加快一努力”重要指示要求
——中國科學(xué)院辦院方針
語音播報
近來,一篇揭示甘薯起源的論文“火了”。作為中國第四大農(nóng)作物,每年中國的甘薯產(chǎn)量占全球總產(chǎn)量的80%以上,但其復(fù)雜的遺傳背景一直制約著甘薯的研究。這篇論文讓科學(xué)界在多倍體基因組學(xué)領(lǐng)域取得了重大突破,也開創(chuàng)了多倍體復(fù)雜基因組分析的先河,楊俊博士是論文的第一作者。
同時,這項科研成果也是上海辰山植物園開園7年來,在科研領(lǐng)域獲得的里程碑意義的突破,是上海市資源植物功能基因組學(xué)重點實驗室成立3年來取得的重要進(jìn)展。當(dāng)前,實驗室匯集了多位年輕的植物研究人才,院地合作的集聚效應(yīng)正在逐漸顯現(xiàn)。
“起步晚起點高”的實驗室
2014年9月30日,上海市資源植物功能基因組學(xué)重點實驗室開始籌建,2016年12月正式通過驗收,依托上海辰山植物園,與復(fù)旦大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院、上海師范大學(xué)生命與環(huán)境科學(xué)學(xué)院、上海交通大學(xué)農(nóng)業(yè)與生物學(xué)院共建。
實驗室主任胡永紅對《中國科學(xué)報》記者說:“我們是上海市政府和中科院合作的機(jī)構(gòu),中科院院士、辰山植物科學(xué)研究中心主任陳曉亞為實驗室制定了研究方向和研究目標(biāo),在建設(shè)過程中起了非常重要的作用。現(xiàn)在我們主要有兩個研究方向,一個是華東珍稀瀕危植物保育,為國家林業(yè)局提供技術(shù)、體系支持;另一方面是研究藥食同源植物,現(xiàn)在實驗室已經(jīng)梳理了一百多種藥食同源植物的名單。”
據(jù)胡永紅介紹,實驗室現(xiàn)在基于植物園豐富的植物資源,利用功能基因組學(xué)手段,開展資源植物功能基因挖掘及種質(zhì)創(chuàng)新研究,對一些植物資源進(jìn)行改造提升。對此,他打了個比方:“藥食同源的植物在中國有上千年的歷史,就像青蒿素一樣,我們知道它有用,但怎么有用卻不是很清楚,這也正是我們研究的內(nèi)容。”
目前,實驗室擁有藥用植物與次生代謝研究組、牡丹組學(xué)與種質(zhì)創(chuàng)新研究組、食用藥物與健康、旋花科進(jìn)化組等多個課題組。在兩年的建設(shè)期間,重點實驗室圍繞著牡丹、鼠尾草屬、蓮屬、蕨類等資源植物,收集了大量的植物資源,構(gòu)建了13000多份樣品的基因庫,建成了較為完善的支撐平臺。
同時,實驗室也成立了學(xué)術(shù)委員會。胡永紅說:“學(xué)術(shù)委員會每年召開一次會議,對全年工作進(jìn)行點評,許智宏院士是學(xué)術(shù)委員會主任。大家都是直接點問題、指方向,從來沒有套路的‘好話’,學(xué)術(shù)委員會對實驗室發(fā)展有非常大的支持?!?/p>
據(jù)了解,上海有120多家重點實驗室,每三年考評一次。對于資源植物功能基因組學(xué)重點實驗室,胡永紅用“起步晚但起點高”來概括,“考評壓力非常大,但這幾年基于我們的科研成果,實驗室重要性和顯著度都在提升。”
從“植物”到“植物”的研究
丹參、黃芩、牡丹,對于普通民眾而言,它們也許僅僅只是一種可以觀賞或藥用的植物,但在實驗室科研人員的眼中,這些既有觀賞價值又有經(jīng)濟(jì)價值的重要資源植物,擁有著許多尚未解開的“謎題”。
胡永紅說:“我們的研究就是從‘植物’到‘植物’,研究對象是原始的、一般性的植物,最后的產(chǎn)品是改良后的新植物?!睋?jù)胡永紅介紹,研究人員將通過組學(xué)手段,了解內(nèi)含物有效的活躍成分、主要代謝路徑以及控制這些代謝路徑的關(guān)鍵基因,再利用分子技術(shù)手段,改編提升內(nèi)含物產(chǎn)量。
丹參是藥用植物與次生代謝組的主要研究對象,據(jù)粗略估計,每年以丹參為原料產(chǎn)出的藥,產(chǎn)值相當(dāng)于水稻的價值?,F(xiàn)在實驗室已經(jīng)把國內(nèi)100多種丹參收集齊全,下一步將收集歐洲、美洲的鼠尾草資源。
2011年,國家把牡丹籽油列為新資源食品,牡丹籽油成為國家一種戰(zhàn)略資源,從2012年開始,胡永紅集聚了一批科研人才,啟動了功能基因組學(xué)研究項目,更深層次了解牡丹的進(jìn)化、發(fā)育以及油脂代謝的路徑?!澳档び椭胁伙柡椭舅岷亢芨?,通過研究,我們培育出一批種子產(chǎn)量高、抗逆性強(qiáng)的牡丹單株?!?/p>
現(xiàn)在,荷花、石榴等植物都已納入到實驗室的研究體系中。胡永紅說:“實驗室擁有超過4000平方米的實驗室和2000多平方米的溫室,我們希望未來不斷強(qiáng)化某一個點的研究,做到‘小而精’。”實驗室在運(yùn)行的三年里,共獲得10項國家級項目,發(fā)表研究論文51篇,其中SCI論文32篇;申請國家專利13項,自主培育并登記新品種12個;引進(jìn)人才15名和組建2個國際化課題研究組,同時與政府、企業(yè)合作在推廣油用牡丹和荷花資源上也取得了明顯的成效,超額完成了培育期間的各項指標(biāo)。
打通國際交流與合作的道路
胡永紅是全國園林植物專業(yè)領(lǐng)域第12個博士,也是上海第一個園林專業(yè)博士,2004年前往英國皇家植物園邱園進(jìn)修,“經(jīng)營一個高水平的植物園實驗室”是他一直努力的目標(biāo)。
在胡永紅的牽線下,英國邱園等世界知名植物園都是實驗室的“海外研究站”。他說:“實驗室成立時間比較短,今后將不斷引進(jìn)國外先進(jìn)高水平人員來這里組建團(tuán)隊,確定學(xué)術(shù)方向和研究內(nèi)容,像石榴、黃芩、旋花科課題組,都是這種形式,效果非常好。”
在他看來,建立與國外大學(xué)、先進(jìn)研究所的合作,是保證實驗室與國際研究快速接軌、培養(yǎng)團(tuán)隊的有效方式,“年輕人在高手帶領(lǐng)下,有機(jī)會到國外進(jìn)行合作研究,可以快速成長,楊俊對甘薯起源的研究,以及他個人的學(xué)習(xí)科研經(jīng)歷,就是一個非常好的例子。”
對于一個新的實驗室,每一步探索都非常珍貴。胡永紅說:“院地合作最核心的部分是大家齊心合力在做事,雖然現(xiàn)在還會有摩擦、碰撞,但實驗室在總體的操作、學(xué)術(shù)層面上,都是比較清晰、準(zhǔn)確的?!?/p>
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