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一场非凡的科研之旅——黄永财

已有 1355 次阅读 2022-11-22 13:43 |系统分类:人物纪事

一场非凡的科研之旅

黄永财

编者按:这篇文章是与永财2年前的约定。他的科研成果在近期取得突破性进展,野生玉米优良基因Thp9-T导入玉米自交系B73后使种子蛋白质含量增加约35%。如果普通玉米蛋白质含量提高一个百分点,相当于中国可以每年减少进口近800万吨大豆。每次与永财交流,总感动于他对科学研究的激情与执着。现将他的科研故事与大家分享

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 开始着笔写这篇文章时,才发现自己已经在这里经历了8年的时光了。依稀记得8年前夏令营报到的那天,拖着行李箱的我,下了地铁后从有机所门口绕过来走到枫林路300号,在门口拍下了第一张属于我和枫林路300号的照片,青涩的脸庞上是向往和坚定的眼神,怀揣着无限憧憬踏入科研圣地……那个场景令我至今在每次进出园区门的时候都会不由自主想起,这无时无刻不鼓舞着我,我还是那个曾经的少年,我有着无限的朝气和力量。从研究生到博士生再到博士后,所有的画面一帧帧从脑海中慢慢地播放——在大四提前来到研究所进行实习时,初到实验室的稚嫩,对一切都充满好奇,每听完一个新奇的学术报告,都会激动不已地分享给身边的朋友,做着每一个对自己而言都是新的实验,现在想起曾经的那个自己,是那样的天真,又是那样的执着。可以为了一个自己想象的可能在低温环境下能把实验做得更好的想法而置身于4度冷库去做实验;因为跑胶时发现多了一个小条带而异常暗喜,幻想着会有像很多大文章报导中的大发现;在整个国庆节为了自己设定的一个一定要完成的实验目标而每天做实验从清晨到凌晨2点,如此整整7天。这就是最最开始的起点回忆,那时于我是对这场非凡的科研之旅无限的期待,并充满志气。

当我刚进入研究所时,亲耳听到韩斌老师讲到我们研究所追求卓越,聚焦世界前沿!的时候,我感到非常激动和自豪;而研究所也以自身唯实、求真、协力、创新的胸怀和态度,彰显它雄厚的底蕴和向上的追求。积淀历史,凝聚力量的枫林路300号,是我们心之向往,更是让我们心之沉静的地方。无论再忙,再累,再急,但一走进研究所,就有一种满血复活的感觉,心里倍感踏实。而心里踏实的时候,思考的东西就更容易触动心灵的深处。我认真地回忆过,从入学以来,除了出差,我从来没有离开研究所超过24小时,并不是因为我疯狂地热爱工作,而是因为我享受在这里的氛围,更听见研究所无时无刻的使命召唤。这栋神圣的科研大楼,浸润着大家探索的心,无数次耳语我们要追求卓越。我喜欢一种态度,一种马克斯·韦伯倡导的学术志业精神,那就是使命担当、竭尽全力,完全沉醉科研之中而不问西东!每天追随着清晨的晨光,我一路奔跑到实验室,早早开启元气满满的一天,而晚上再在月光下,一路思索,奔跑回去。这最美的风景,是清晨5点过的那一束光,它带给我们无限的希望,也是夜晚的那份宁静,当你走下楼时,在月光下,回望着研究所大楼,实验室里闪烁着的通彻的光,是那样的明澈。

在这段非凡的科研之旅上,我们不断地修正自我,我们学会了专注。我时常被沈允钢老师对科研的专注纯粹和人生态度而感动,沈老先生蹒跚却又坚定的身影是对我们年轻科研工作者最大的鼓舞;稻田间林老师的无数次弯腰,与学生们融为一体,探讨水稻重要复杂农艺性状,专注地瞄准作物科学发展的情景,在我每次路过水稻田边都会想起;还有研究所里各个老师全身心投入攻关前沿科学问题的态度,无时无刻不提醒我要学会专注。人的一生可以完成的事情是有限的,有所不为,才能有所为。而正是这场非凡的科研之旅,让我明白在多个感兴趣的课题面前,执简御繁,竭尽全力聚焦是最好的姿态。一个人知道自己做什么很重要,但是更重要的是知道不做什么。

在这段非凡的科研之旅上,我们在有所放下的时候,我们更学会了在坚持中坚持。那段无人问津,只有自己相信自己的日子是否经历?那段每天不知做什么,该如何突破,找不到方向的时光是否还记忆犹新?那段默默努力,坚持的信念是否印在心里?更重要的是,竭尽全力、突破最困难的核心点时的态度和方法是否被牢牢记在自己成长的历程中。每次走进2号楼的时候,院士风采总是向我们传递一种执着的态度,他们给予了我们最坚定的力量;纵然我们每个人的研究对于整个科学的发展仅仅的微小的一步,但正因为这无数个一小步的积累和坚持,才有了我们科学的长足进展。正因为这一段段默默扎根的岁月,才有了今天的我们和中国科研的未来!

在这段非凡的科研之旅上,我们一路乘风破浪,探秘未知。今天,我们的心中都有着一股气,那就是底气。这底气来源于不分昼日、周末的全身心投入;这底气来源于咬牙经历了无数个默默无闻最艰难的时候,被撞得头破血流后的坚挺和成长;这底气来源于无数个挑战自身、超越自我的突破;这底气来源于无数个高温的农场稻田间/大棚里的挥汗如雨,这底气更是来源于所里的一个个卓越的成果,这是属于我们最强的声音!我们中国的原创性研究逐渐在领域内引领方向,我深深地记得当我们研究所的大成果接连的发表时,国外的院士纷纷赞扬“Well Done”时的认可,而我们一张仿佛竖着大拇指的玉米胚乳图也幸运地被植物领域顶级杂志The Plant Cell选作封面。而在这场非凡的科研之旅中,有一个声音一直呼唤着我,那就是希望我们的研究成果能造福社会。

在研究生刚入学不久时,导师巫永睿研究员在同我交流到一个科学问题——如何形成高蛋白玉米?巫老师从2007年在美国Rutgers University(新泽西州立大学) Waksman 研究所做博士后时,就开始致力于玉米蛋白品质的研究。他给我讲述到玉米蛋白品质研究领域发展的历史以及系列重要发现,然而有一个核心问题一直悬而未决。距今9000年的玉米祖先野生玉米大刍草蛋白含量约30%,而随着驯化和选择,现代栽培玉米大部分杂交种籽粒蛋白含量不到8%,控制野生玉米高蛋白含量的优良基因是什么,它们在野生和现代玉米中到底发生了什么改变?它们能否被挖掘用于提高现代玉米的蛋白含量?导师略带疑虑的打量着我,因为他清楚的知道这个课题的难度之大和要付出的努力之大,在我博士期间可能是无法完成的,并且当时我还同步进行着其它重要的课题。我看出了老师当时所有的担心和对一个刚入学不久研究生的打量,但是初生牛犊不怕虎的自己,当初是那样斩钉截铁坚定的说到,我来做这个课题,即使博士期间做不完,我也一定会坚持直到把它做好。这句话,现在想来意义深远,背后是同导师一起共赴这个国家重大战略需求项目的决心。这8年以来,浸润着所有的心血,进行了数十代大规模遗传群体的创建,18季烈日下田间/大棚里大规模的授粉和超过4万个DNA样品的取样。曾经无数个时刻,自己站在地里看着茫茫一片的玉米材料,因为蛋白含量这个眼睛看不见摸不着的表型而时常感到茫然而恐慌。在这数十代遗传材料创建过程中,心里的胆怯和对科学的未知交织在一起,在炎炎烈日下不断与自己的意志做斗争。在这期间,巫老师和我们无数次在玉米地里讨论科学问题,年复一年在上海、三亚和东北的田间留下了我们的足迹;顶着烈日挥汗如雨地授粉、憋足一口气在烈日的夏天走进40多度的大棚里收获材料,在实验室跑了无数蛋白胶和进行了上万份蛋白含量测定……更难的是,如何进行突破?无数的困难像巨石一样挡在面前,而我只能在无数的深夜里问自己。我还能坚持吗?还能坚持多久?我还可以想到什么样的办法去攻克?多少时刻,是你想尽了所有你能想到的方法去做了却依然得到的是失败结果后的心力枯竭,但内心无数的声音在呼喊,用力想,你一定可以的。无数蒙蒙亮的清晨,我们在办公室讨论得热火朝天,我们总是在沉浸式的投入,去不断的想,做了无数的假设,再用超过十倍的数据量去一一验证……终于,经过团队所有人的努力和坚持,对课题日夜的思考和探索,我们首次从野生玉米中克隆了控制玉米高蛋白形成和氮素高效利用的关键基因THP9。野生玉米Thp9-T导入普通玉米自交系B73中,可以使籽粒蛋白含量提高约~35%,植株根茎叶中总氮含量也显著提升,同时Thp9-T还可以提高氮素利用效率。我们将野生玉米优良基因Thp9-T导入应用于现代栽培玉米的改良,显著提高了籽粒蛋白的含量。这项研究成果于20221116在线发表在国际顶级期刊Nature上。但,这才是开始。导师总会在每次发表文章时问到,“What’s next!”来鼓励我们去做更长远的计划和思考。我想,生命见证过多少真实,付出过怎样的努力,就会有怎样的底气。而这最深的底气,是这场非凡的科研之旅中不竭的前行力量!

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在基地一起讨论科研问题和授粉,左图从左至右分别是黄永财博士、巫永睿研究员和王海海副研。图1和图2分别于三亚,图3于上海7月中旬收获玉米。

在这段非凡的科研之旅上,我更学会了责任和担当。突如其来的疫情,席卷全中国,隔离病毒,但不隔理我们对科研执着的精神。研究所更是结合国家相关政策,无数次会议讨论方案,极大地帮助我们解决科研的问题、相关隔离政策以及生活上的问题。这是研究所的担当与胸怀!2020年疫情当下,我曾放弃过年回家与亲人团圆,顶着重重困难2次前往三亚南繁基地,现在依然记得当初登上飞机时,环顾四周,飞机上仅4名乘客,内心充满了无数的未知。但去了基地后的困难远远大于了想象,在配合当地隔离政策下,每天早上5点前往地里进行研究材料的收获,头顶炎炎烈日工作将近一个月,最终整理打包邮寄回沪70余袋玉米,完成了整个课题组多年以来积累的大批重要遗传材料的收获,让课题组的科研材料得以如期进行春播。这段经历也让我在博士毕业时就完成了对我自身期望的答卷。而2022年,上海再次突发大面积扩散的疫情,我们再次被封控在家里无法出门,每天想着基地里即将开花的玉米,心里算着去基地的倒计时,如果材料错过授粉时间,废掉的将是好多年的心血。当突然有一天在得知研究所经过多方面的努力,可以派少数人去基地进行封闭管理时,我看着身后怀着即将出生我们宝宝的夫人,心里有着多方面的考虑和担心,而她读懂了我的心思,说到:去吧,放心去做好自己该做的,宝宝将来会以你为荣。而在出发前的一晚,她精心的收拾准备好了所有我前往基地需要用到的东西,因为那个时候谁也不知道还要封闭多久,我要多久才能回来。而现在依然记得从研究所前往基地的那段50公里的路上,除了少数医务车辆,空无一人。就这样,我再次主动接下了这个重任,赶在了开花散粉前保住了课题组核心的科研材料。

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 2次疫情封控下逆行三亚和上海进行实验材料收获和授粉。左为王海海副研,右为黄永财博士。

在这段奇妙的非凡之旅中,我遇到了很多可敬可爱的同路人,让这枯燥而重复的做实验日子变得鲜活而有趣。在被誉为华人生命科学博士生最高奖励的吴瑞奖学金面试时,组委会老师问了我一个重要的问题——导师对于你的意义在哪里?我坚定地回答:导师是我的科研道路上的引路人,学习生活上的启蒙人。在这几年的学习生活中,我的导师巫永睿研究员以深厚的学识和扎实的科研功底,沉浸式的投入科研,无论工作日还是放假,都总是很早的在实验室看到他工作的身影,这是对科学纯粹的热爱和追求,为我树立了终生学习的榜样。还记得当初由于研究所课题组招生名额的限制,巫老师舍弃了第二年招研究生的机会而招我进入课题组的坚定,让我有了这个宝贵的机会踏上玉米研究领域学习成长的道路;还记得巫老师带领我走南闯北,让我从实验室内再到生产区深入全面的认知研究领域,并在多个重要学术会议上指导我做好学术报告;还记得我们在上海生科院最著名的Bio2000课程上一起进行分享时,下面留言区出现无数的神仙师徒组合的评论;更记得申请吴瑞奖学金时巫老师写下的那封真情深刻的推荐信,让我至今还深深的记得当初看到时的感动,以及将自己的办公室提供给我进行视频面试......,而追求卓越的过程中,是将帅同心的共同努力,其中还有同在实验室我们共同奋斗的王海海老师,走在哪里,都是我们一起在讨论的身影,我们像师生更像战友,一起探索未知,一起通宵熬夜拍摄显微镜,睡到半夜起来忘我的讨论科学问题,修改论文审稿意见,一起咬牙坚持做出领域内开创性的科研成果。王老师踏实的做事态度和过硬的实验功底,为科学问题提出无数的假设,并用自己超强的执行力去做,全身心的投入科研,一直激励着我不断充实提升自己。同一片水土养育了一群志同道合的伙伴,实验室并肩作战的伙伴,师兄们更是持续性的用心帮助,一起为科研梦而奋斗,还有一路共同奋斗的好友,是这场非凡的科研之旅上重要的支柱。这些携手奋进的岁月惊艳了我们的青春年华,更是相互见证了值得我们用一辈子去践行的科研信仰!

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2020年博士毕业时和所长韩斌院士合影,导师巫永睿研究员和我分别作为优秀教师代表和优秀毕业生代表演讲。左图从左至右分别是韩斌院士、巫永睿研究员和黄永财博士。

在这段非凡的科研之旅中,收获的不仅仅是一段段深刻的记忆与经历,更是那个不断成长的自己。是那个在做科研过程中不断探索、一直用力想、并且坚持到底的沉浸式状态;是自己对科研理解更深的内涵,内心纯粹,不忘初心;是在吴瑞奖学金面试时自己发自内心真实讲到的使命感,写申请材料时将过去的自己进行了仔细的梳理,也对自己的未来有了更清晰坚定的规划和认识;更是自己积蓄的内在力量,自己逐渐的觉醒。在这场非凡的科研之旅上,我们无法改变风的方向,但我们可以调整风帆,向前进,还要有更多的沉浸式投入和努力!

我的梦想,是希望自己成为一个面朝土地,心怀世界的播种者,希望我们的研究成果使全世界的人民受益,我们为这个梦想而奋斗终身。太阳每天都在升起,而我们每天都在努力。正如韩斌老师所说,追求卓越的成果,享受研究的快乐。请记住我们的初心,带着它,在这条并不容易的道路上,坚持到底。

作者简介:黄永财,2020吴瑞奖学金获得者,同年毕业于中国科学院分子植物科学卓越创新中心(植物生理生态研究所)获博士学位。在博士和博士后期间,从野生玉米中克隆到首个控制玉米高蛋白形成的主效基因THP9,该基因能显著提高玉米蛋白含量和氮素利用效率;系统解析了马达驱动蛋白调控玉米早期胚乳发育的新机制;类胡萝卜素调控玉米籽粒外观品质硬质胚乳形成的机制与挖掘优质蛋白玉米修饰基因等。



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