植物“固氮工厂”的解码者——中原科技领军人系列报道之六

河南日报客户端 2022-08-04 16:33:27

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河南日报客户端记者 曹萍 

“采菽采菽,筐之筥之。“726日,初见河南大学副校长王学路,在讲科研之前,他先念了两句《诗经》中的诗句。

“菽”就是大豆,几千年前就开始在黄河流域的餐桌上占据重要地位我们的先人提供了重要蛋白和食用油来源如今王学路和团队用最先进的生命科学方法解码它生长发育和生物固氮过程的奥秘,获得了突破性的重要成果。

自大学开始与植物科学结缘,三十多年来王学路沉浸在植物学基础研究中,走过很多城市,横跨很多领域,不变的是对科研的一腔热情和拳拳初心。

一身干净的白衬衫、一副简单的黑框眼镜,很难看出王学路已过了知天命的年纪。“做科研就要永远保持对未知的好奇和热爱,不停下探索的脚步,走别人没有走过的路。”这大概就是他保持年轻的秘密。

王学路在进行讲座.jpg

 

“探索未知是科研的最大魅力”

如今,王学路的餐桌上最多的就是各类面食。从大洋彼岸回到国内,又辗转来到河南,转了一大圈,王学路离老家越来越近,这让他倍感亲切,找到了家乡的味道。

王学路是河北巨鹿人, 从小就对“巨鹿之战”中破釜沉舟的故事印象深刻,而他在科研之路上的每一步也都走得义无反顾。

1992年,王学路从中国农业科学院品资所植物遗传育种专业研究生毕业,直接留下来工作。3年后,王学路毅然辞去稳定的工作,选择留学深造。“当时我们国家的科研条件和水平与发达国家相比有巨大差距,就是希望到更科技更先进的国家学习提高。”王学路回忆说。

背井离乡、远走异国,王学路进入美国亚利桑那大学植物科学系攻读博士学位,研究玉米营养品质。

那是一段辛苦却纯粹的岁月,王学路过起了两点一线的生活,把所有的时间和精力都投入到学习和科研之中,在读博士几年从来没有连续三天不在实验室的时候。同期和他一起入学的8名研究生,最终只有王学路坚持到了最后,顺利毕业拿到博士学位。毕业后又在美国西南角圣地亚哥市的Salk生物科学研究所从事博士后研究,以模式植物拟南芥为系统从事植物激素信号转导研究,有机会向一批生命科学领域世界顶级的科学家学习。

王学路在进行实验.jpg

2007年,王学路博士后出站,放弃了美国大学抛来的橄榄枝,选择回到国内进入复旦大学生命科学学院。王学路道出了初衷:“国内创业干事的氛围特别吸引人,希望用自己所学为我国植物学基础研究加砖添瓦。”

仅仅用时两年,王学路团队的第一篇原创性研究成果就发表在国际期刊PNAS上;2009年王学路获得国家杰出青年科学基金资助2009入选教育部“长江学者”特聘教授

科研就是做别人没做过的。2014年,王学路转向一个全新的领域,开始研究大豆生物学及其共生固氮机制。为了更好地开展科研,他转战到华中农业大学,又于2019年年底来到河南大学。

“‘换一步海阔天空’,豆科生物学基础研究是一片亟待开垦的沃土,有更多问题有待解决,探索未知是科研的最大魅力。”王学路说。

 

“做研究眼光一定要看长远”

从事植物学研究多年,王学路并不“专一”,从小麦、玉米、拟南芥到水稻等都曾涉猎,研究系统包括生理生化、遗传学、激素信号相互、生化和分子生物学等。但当他在47岁再一次“急转弯”,选择生物固氮和豆科生物学作为研究方向时,很多人都被他的勇气所折服。

王学路却没有任何的犹豫和忐忑。“虽然研究对象换过很多,但领域是相通的基础知识是相通的,之前所有的研究和成果都可以是开拓新方向的基础,我相信在新的领域会有所突破。”王学路胸有成竹。

河南是农业大省,也是大豆的起源地,而且河南大学生物学一流学科声名在外,还有全新建成的省部共建作物逆境适应与改良国家重点实验室等国家级平台,这些都坚定了王学路选择北上的决心。“这里科研环境非常好,可以更加有效地布局和组织优秀的研究团队。”2019年,王学路满怀信心来到河南。

王学路在实验室.jpg

事实证明王学路的选择没有错。202110月,王学路团队的研究成果“光诱导的信号调控大豆共生结瘤的机制”在国际著名期刊Science上发表,是河南第一篇以我省科学家主导在该杂志发表的论文;该成果是生物固氮领域的重大突破,成果入选教育部2021年“全国高校十大科技进展”,实现我省在此奖项上零的突破。

“豆科植物的根上有一颗颗根瘤菌发育而成的根瘤,它们就像一个个小型绿色氮肥厂,把土壤中的根瘤菌‘聘用’进去,利用植物提供的光和产物,将空气中的氮气转化为氨,成为支持植物生长的氮肥,这就是生物固氮可以大量减少对通过大量燃烧煤生产化学氮肥的依赖,为发展绿色可持续农业有重要意义”晦涩的科学名词,经王学路一讲变得生动有趣。

    王学路团队的系列研究成果揭示了光信号是如何调控生物固氮过程的,以及大豆与根瘤菌之间是如何形成“雇佣”关系的。“据此可以设计在暗处和弱光下也可以高效固氮的新型植物,或者通过分子育种培育更加优良的大豆品种,提高产量,这就是基础研究的魅力和应用前景。”王学路说。

基础研究是王学路反复提及的关键词。“我国当前面临的许多‘卡脖子’问题,其实都‘卡’在了基础上。眼光要看长远,前瞻30年、50年,夯实基础研究根基,重视原始创新,才能在未来不被”“卡”脖子,才能真正实现高水平科技自立自强。”王学路提高了声音。

 

“高校发展最关键的是人才”

 走进位于河南大学的作物逆境适应与改良国家重点实验室,可以听到南腔北调,团队的成员来自全国各地。

团队还有多位教授从上海到武汉,并跟随王学路来到河南大学。最近团队新引进的蒋建军教授四川人,在四川大学读的本科,是王学路在复旦大学实验室培养的博士后来去美国做博士后研究,他放弃了一线城市课题组长位置,毅然决定加入王学路团队从事豆科生物固氮研究。

实验室的吕琪是广西人,她从武汉跟随王学路来到了河南。 “王老师不仅是学术上的老师,还是我们的人生导师,关心和督促每个人的发展,想‘躺平’是不行的。”吕琪笑着说出了王学路团队凝聚优秀青年人才的原因

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平时,王学路问学生最多的问题是“什么是科学”“你为什么做这个课题”。“你不是流水线上的工人,搞科研不是重复,科学问题和研究思路上要创新,都要独一无二。”王学路坦言自己对学生很严格。

在王学路办公室的门口,有一张不大的桌子,这是他和学生的“课题讨论桌”。“每半个月就要跟实验室每个人至少谈一次,谈基础知识和科学前沿、谈科学问题研究思路、谈困惑遇到的困难。”与学生交流,王学路从不吝时间。

其实,王学路的时间填得非常满,不仅要负责实验室的科研,他还是河南大学的学术副校长。

两年多前,一到学校他就开始马不停蹄进行深入的调研。“一流大学的发展学科布局、一流师资队伍建设一流人才培养、产出一流科研成果是关键,我在学校领导班子主要分管学科建设、学术发展和自然科学研究。”王学路说,多年一线从事科研和学生培养的经验个一流大学和研究所的学习和工作经历,是他胜任这项工作的重要砝码。

不管是搞科研、带学生,还是谋划学校的学术发展,王学路仿佛都驾轻就熟。然而,实验室每天亮到凌晨的灯光,见证过他的艰辛和付出;密密麻麻排得满满的行程表,知道他的紧张和忙碌。

王学路喜欢背一个黑色的双肩包,包里永远装着电脑和资料,抓住每一个间隙工作和学习。“小小的大豆和根瘤菌,却还有很多我们不了解的科学问题,还有很多基础问题没有解决,我们要做的还很多。”王学路探索的脚步还将继续。


责任编辑:曹萍
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