那个曾被国科大校长点赞的团队,又登上顶刊了
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谈及刚刚发表在《细胞》的成果,郭广昊连称“没想到”:“没想到会做出这样的成果,没想到自己原来揣了块宝。”
目前,郭广昊正在中国科学院遗传与发育生物学研究所(以下简称遗传发育所)研究员刘志勇团队做博士后。从攻读硕博学位至今,他已经在这个团队度过了11个春秋,其间曾远赴英国访学。
在3月20日发表的新成果中,他与中、英导师和国内外的同事们一起揭开了植物“过度免疫”机制的面纱。这其实是郭广昊为博士毕业准备的一个“备胎”项目,如今距离他开始这项研究已经过去整整七年。其间,他曾走走停停,甚至将其搁置了三年,最后在多方合作下才算修成正果。
无心插柳柳成荫。《中国科学报》采访了郭广昊和导师刘志勇,听他们讲述了这项研究的意义以及“备胎转正”背后不为人知的故事。
选个“病态”小麦做“备胎”
事情要回溯到2018年春天。彼时,在遗传发育所位于河北高邑的小麦试验田里,几千行经过诱变处理的小麦材料正在生长——有的株高变矮、有的叶片变黄、有的叶片卷曲……突变表型五花八门、形态各异。它们是刘志勇为改良具有超高产潜力的骨干品系“中科331”而布下的一局棋。
“对这个品系进行诱变,是为了在高产的基础上,提高它的抗病性。”刘志勇向《中国科学报》介绍说。
彼时,跟着刘志勇攻读博士学位的郭广昊主攻的课题是解析小麦抗白粉病基因 Pm5e 的抗性机制。这种病是小麦顽疾,中国每年受其影响的小麦面积达到约1亿亩,重病田甚至会减产40%。那时,他的研究进展并不顺利。
“我想在毕业时讲出一个完整精细的故事,于是决定去找一个‘备份’课题。”郭广昊回忆道。
新课题来自哪里呢?通常,育种家们关注的都是试验田里表现优异的小麦,那意味着其后代性状也会更好。但郭广昊的目光却被试验田里一株“病态”小麦吸引了:这株突变体小麦确实提高了白粉病抗性,但其植株矮小、叶片自发坏死。凭直觉郭广昊觉得这可能与植物的“过度免疫”反应有关。
在生物学研究领域,植物如何维持和调控自身免疫能力,同时避免过度免疫,是一个备受关注的热点和难点问题。
2020年,郭广昊克隆了让小麦叶片坏死的基因 WAI3 。不过,随后这个“备胎”研究就被搁置了。一方面,他的主课题有了转机;另一方面,他觉得只发现一个基因在科学新意上尚显单薄。
这一放,就是两年。
2023年5月至2024年7月,在刘志勇的大力支持下,郭广昊入选“中国科学院青年科技人才中长期出国培训专项项目”,奔赴英国塞恩斯伯里实验室访学,师从植物免疫界学术泰斗Jonathan Jones,继续聚焦抗白粉病基因 Pm5e 机制研究。
在那里,郭广昊遇到了同样毕业于遗传发育所的博士后赵赫,两人很是投缘。他们的实验台紧挨着,经常一起探讨科研问题。一次讨论中,郭广昊提及了那个被他搁置的 WAI3 基因。
“师兄,有没有兴趣一起做一做?”郭广昊发出了邀请后,两人一拍即合,在中英两国导师的共同指导下,开始跨国联合攻关。