探寻水稻团队《nature plants》背后的故事

时间:2020-01-10 来源: 热点专题

南湖网讯(记者兰韩琦)3月1日,自然出版集团旗下权威学术期刊《Nature Plants》在线发表了我校水稻团队王世平教授研究组关于小核糖核酸调控水稻抗病性的研究进展。记者采访了论文的第一作者张海涛博士,并写下了这个长达六年的小核糖核酸追踪之旅背后的故事。

本课题选自一个问题

WRKY45基因,是水稻抗病研究中的重要基因之一。2009年,我校水稻组的抗病研究小组发现了一个奇怪的现象:这个基因在不同的水稻中含有两个等位基因,对水稻抗病性有不同的影响。与此同时,一个日本研究小组也在研究该基因,但他们没有指出这两种基因型有不同的功能。

中日学者之间谁知道得更科学?是什么导致两个分子水平差异很小的等位基因产生不同的表现?疑惑激起了张海涛研究团队的热情。

这项研究花了大约6年时间。“转座子”、“小核糖核酸”和“抗病调节机制”是解决这一难题的三把钥匙。张海涛的研究团队最终发现,两个等位基因之间功能差异的原因是其中一个基因型打破了一个“转座子”,这个“转座子”被广泛地碰到,导致在基因表达过程中产生几个部分重叠的小核糖核酸。这些小核糖核酸抑制ST1的表达,ST1是一种重要的抗病调节基因,导致WRKY45基因调节的抗病反应丧失。水稻感染了白叶枯病。然而,另一种不侵入转座子的表型在表达时不会产生小核糖核酸,ST1基因正常表达,水稻对白叶枯病具有抗性。

六年,两次拒绝,三次修改

高水平的研究结果必须伴随着艰苦的努力。

时间是必须的。从2009年开始,他在6年内发现了这个小核糖核酸,并用实验解释和验证了这个过程。“每年,寒假将休息两周,暑假将休息一周,每天工作大约12小时。大约60%的精力将花在这个话题上,”张海涛说,并补充说他的休息“很多”。

“我认为,整个研究过程中最困难的阶段应该是那些我在发现和确认小核糖核酸后不知如何影响的日子。”张海涛最令人印象深刻的场景之一是,为了找到可能受其影响的基因,他在整个水稻基因组中发现了相似的序列,与这些数据核对的文件打印了500多页。“当时,我不知道是什么驱使着我。我用这些数据一个接一个画了两个星期的圆圈。最后,我圈出了几个候选人,”张海涛在回顾研究过程时说。“事实上,当你致力于解决一个问题时,你内心涌动的欲望会把所有的努力都扫走。”

在他六年的研究中,王世平教授一直给予他及时的支持和指导。她给予了极大的宽容,并全力支持研究小组成员不断尝试,即使失败了。然而,对于实验数据,王世平先生总是重复严格的标准。“如果我连这个小水平都不能通过,就不可能用更高的标准来满足评审者。”事实也证明,正常的严格和严肃最终会带来好的回报。

提交文章的过程是另一个起伏的过程。2015年,在研究成果产生后,张海涛博士满怀期待地将论文投给了《Nature genetics》。等了一个月后,他收到了评论者的回复,说:“这篇论文很有价值,但不符合这份期刊的风格。有人建议把它投在另一份杂志上。”因此,张海涛博士开始了他的第二次尝试,并投票给了另一个著名的学术期刊。两个月过去了,审查意见再次遭到拒绝。这一次,甚至没有给出拒绝的理由。张海涛开始感到有点不安,担心没有被认出来,担心同领域的其他研究小组在前面。第三份呈件提交给《Nature Plants》。经过一段时间的“短暂但非常焦虑”的等待,评论者做了三处修改,最终“构思了六年,交付了一次”在网上发布。

一个全新的开始

这是我们的水稻团队首次在抗病研究中关注小核糖核酸领域。

疾病是

随着研究的进展,水稻团队的抗病小组也经历了从“外行”到“介绍”的许多过程。许多实验都是从完全陌生开始的,这离不开全国性的合作和帮助。我们水稻组的吴尹畅和周道秀为研究组提供了重要的实验材料。周超博士还在许多实验中提供建议和帮助。清华大学的齐宜君和中国科学院遗传研究所的曹晓枫也为团队提供了宝贵的资料。

通过这一不懈的研究,团队开拓了一个全新的视野,拓展了一批新的合作,赢得了一群同行的尊敬。

得益于RA(研究助理)系统

2011年12月,张海涛博士毕业。当时,这项研究已经进行了近三年,正处于关键时期。

毕业后,我怎样才能继续完成这个项目?当时,张启发院士倡导的研究助理制度为张海涛实现自己的梦想提供了舞台。“由于学校建立了风险评估制度,在该制度的支持下,我成功地继续对毕业后手头未完成的工作进行深入研究,同时我可以像其他教师一样申请学科并评估职称。这解决了我们的担忧。”

RA系统为年轻医生提供了毕业后继续学术研究的机会,也让他们愿意安定下来,花几年时间选择一根“硬骨头”在博士期间咀嚼。自该系统实施以来的六年中,大量年轻医生从中受益。他们先后培养了“青年长江学者”李一波教授、入选“青年拔尖人才支持计划”的欧阳陆毅教授、发表《cell》论文的李兴旺博士等优秀青年人才。

点评:王世平

相关链接:水稻团队利用小核糖核酸调控水稻抗病性取得新成就

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