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標題: 植物博士与他的“军备大战” [打印本頁]

作者: 766201564 時間: 2017-6-25 07:52
標題: 植物博士与他的“军备大战”
夏天的南京酷暑难耐。在南京农业大学植物保护学院的实验室，一个原本两年前就能顺利申请毕业的博士生还在专注于手中的实验。

他是导师眼中“成天‘泡’在实验室里想问题的家伙”，是为数不多的以第一作者身份在全球顶尖学术期刊《科学》（Science）上发表高水平论文的在读博士生。他，就是马振川。

“大海”中捞起一根“针”

植物疫病的防治一直是植保领域的难题，这类病害发病快、变异快、流行快，植物疫霉菌对研制出的新型杀菌剂很快产生抗药性，致使农田大面积减产甚至颗粒无收。

南京农业大学植物保护学院教授王源超团队一直希望找到一种成分，能够实现对植物疫病的持久、广谱防治。2012年，寻找疫霉菌广谱致病因子的项目正式启动，马振川跟随导师王源超及其团队，逐渐进入了科研状态。

疫霉菌的种类千千万万，产生的蛋白产物更是数不胜数，在其中寻找到一个能够启动植物广谱抗性的成分无异于大海捞针。与此同时，国内外同行间的竞争也异常激烈。

为了尽快筛选出能让作物产生广谱抗性的病原菌模式分子，马振川每天至少有12小时是泡在实验室里的。从制作培养基到配制菌液，再到沉淀提取，最后进行试验筛选，一套实验流程下来就要耗费一个多月的时间。除了耗时长，试验的工作量也非常大，每个流程来不得半点含糊。

谈及整个筛选的过程，马振川描述得十分平常，但搞过科研、做过试验的人都知道，这背后要经历若干次考验——在不计其数的样品中“捞”到一种可以引起作物广谱抗性的成分，兴奋与激动的心情难以言表，查阅文献后却发现它已经被发现，且后续试验的效果并不好，高昂的情绪立马被浇了一盆凉水，只得拿起配制培养基的材料重新来过。

这样冰火两重天的科研历练，马振川“熬”了两年。2015年，在大量筛选比对的基础上，他终于找到了可以使植物产生广谱抗性的病原菌模式分子XEG1，并验证出这种成分不仅存在于各种疫霉菌中，在卵菌、真菌和细菌中也普遍存在。该成果于2015年7月发表在国际知名学术期刊《植物细胞》（Plant cell）上。

进阶吧，疫霉菌！

就在马振川将新发现的XEG1拿到实验室进行分子机制研究时，一个疑问摆在面前：疫霉菌用XEG1出“杀”招，植物会调动相对应的抑制蛋白GIP1来“守”。既然有“杀”有“守”，为何在自然状态下依旧存在疫病的暴发？

一个偶然的机会，马振川发现了与XEG1同家族的蛋白XLP1。有意思的是，这两种蛋白基因序列相似，同时合成，同时发挥作用。唯一的差别是XLP1没有生物活性，无法独自完成侵染——这像极了人类家族中的一对双胞胎。

“XLP1会不会是XEG1的诱饵？它不具备活性，或许它的主要功能就是负责调走兵力？”马振川的这一问，很多人嗤之以鼻，觉得“像在讲故事”。王源超却为这个极具想象空间的科研假设眼前一亮，“这可能是一个非常重大的科研发现”。

通过进一步的实验验证，马振川惊喜地发现，植物防御成分GLP1的确能与XLP1结合，且结合能力超出XEG1约5倍。他意识到，这一发现几乎解开了所有的谜团：疫霉菌在进攻植物时同时带出两支“军队”，一支带着“导弹”的“大部队”XEG1和一支用来调离敌方防御的“诱饵”XLP1。因为XLP1与植物防御蛋白的结合能力更强，植物用来“防御”的主要兵力就这样被XLP1“调离了”，致使攻击的主要力量XEG1得以向植物体内长驱直入。

声东击西、调虎离山、道高一尺魔高一丈，人类战争中的兵不厌诈竟然也会在低等生物体中上演。这一疫霉菌攻击宿主时使出的招式，被马振川起名“诱饵模式”（DECOY）。

2017年1月13日，国际顶级学术期刊《科学》（Science）在线发表了这项关于作物疫病发生机制的突破性成果。该成果以研究长文的形式发表，这在《科学》杂志中被视作极具分量的研究成果。

一个假设让博士生“长驻”

事实上，在两年前马振川发现XEG1，并证实其能引发植物的广谱抗性时，他的毕业论文已经完成，随时可以选择博士毕业。但当时的他，脑子里已经有了关于“诱饵模式”的初步假设。

“这样的灵感对于科研人员太难得了。”马振川说，因为背后有着王源超和整个团队的大力支持，他选择留下来，一鼓作气把这块硬骨头给啃下来。

2016年7月，王源超将马振川和他们发现的“诱饵模式”带到了领域内最权威的学术大会MPMI（国际植物微生物分子互作大会）上。王源超作为仅有的2位亚洲研究者之一，受邀作主旨报告。报告还没结束，多名领域内的权威专家就称赞这是一项卓越的成果，是近年来不可多得的让人兴奋的工作。

在大会上，英格兰一个独立的研究所以及培训植物和微生物科学的中心——约翰·英纳斯中心（JIC）下属的塞恩斯伯里实验室（TSL）当即就邀请马振川去做博士后。与此同时，美国科学院的一位院士也诚恳地邀请他前去作报告。

当初选择留下来，没想到这一留就是2年。有不少同届的同学已经在国内高校或科研机构当上了副教授，马振川却还蒙头在实验室里想着、干着，成了一位不折不扣的“长驻”博士。

如今的他，虽然收到了多家国外顶级实验室递来的“橄榄枝”，却依然专注于作物疫病分子机制研究的后续工作，“搞科研就是这样，让人停不下来”。

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