“享受”在植物病理研究的路上

文| 薛春燕 周維維 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 編輯|孫潔

“享受”在植物病理研究的路上

文| 薛春燕 周維維 青島農(nóng)業(yè)大學(xué) 編輯|孫潔

科學(xué)研究道阻且長，“大問題沒有，小問題不斷”是帶領(lǐng)團(tuán)隊跋涉其中的梁文星對團(tuán)隊發(fā)展最誠懇的評價?！懊β怠笔枪ぷ鞯某B(tài)，而“享受”，則是梁文星在科研道路上不斷取得突破后發(fā)自心底的滿足。

梁文星在實驗室。

主持國家自然科學(xué)基金面上項目、轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項、國家微生物資源平臺建設(shè)項目等多項重大課題；發(fā)表SCI論文9篇，其中兩篇研究論文發(fā)表在國際頂級期刊《Molecular Cell》上，累計影響因子超過40，單篇超過13.9……自2014年5月以“泰山學(xué)者海外特聘專家”身份來到青島農(nóng)業(yè)大學(xué)至今，短短3年多的時間，梁文星便交出了這份很“?！钡目蒲谐煽儐危趪H上首次報道乙?；揎椖軌蛘{(diào)控原核生物蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性以及細(xì)菌的抗逆反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)乙?；揎椗c灰霉菌的致病性密切相關(guān)，揭示了RNA代謝在植物和微生物對逆境抗性反應(yīng)中的作用，研究結(jié)果對于控制病害的發(fā)生以及提高植物抗病性具有重要意義。

2017年8月，喜訊傳來，梁文星教授的植物病理學(xué)項目喜獲2017年度國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金立項資助。這是一次“千軍萬馬過獨(dú)木橋”式的“較量”，全國范圍內(nèi)優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目共立項399項，申請成功率只有約8.2%。

堅持—做自己喜歡的事

1979年，梁文星出生在泰山西麓的農(nóng)村。小時候，他放學(xué)后的主要“業(yè)余”活動就是幫父母下地干農(nóng)活，玉米地里拔草、小麥地里收割，什么活都干。和那個時代絕大多數(shù)孩子一樣，努力學(xué)習(xí)考上大學(xué)是他這樣一個農(nóng)村娃兒的最好人生選擇。

1997年，梁文星參加高考，被青島農(nóng)業(yè)大學(xué)前身萊陽農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)專業(yè)錄取。

“當(dāng)時根本不知道什么叫‘植物保護(hù)’，問了一圈村里人，大家都不太明白，最后覺得可能差不多是環(huán)境保護(hù)之類的吧?！?/p>

從此，他的人生翻開了嶄新的一頁。

懷著對未知命運(yùn)的憧憬，梁文星拖著行李、坐著綠皮火車來到學(xué)校，開始了異地求學(xué)生涯。他當(dāng)時的想法很簡單，就認(rèn)準(zhǔn)一點(diǎn)，“作為一名大學(xué)生，勤奮學(xué)習(xí)是自己該做的事情?！?/p>

大一大二時，雖然對專業(yè)的認(rèn)知還處于懵懂狀態(tài)，但梁文星絲毫不敢放松學(xué)習(xí)。到了大三開始學(xué)習(xí)專業(yè)課，接觸到了“小麥赤霉病”、“蘋果腐爛病”、“稻瘟病”，了解了棉鈴蟲、蚜蟲等各種害蟲，聯(lián)想到自己以前干農(nóng)活的經(jīng)歷，梁文星慢慢對所學(xué)專業(yè)產(chǎn)生了越來越濃厚的興趣，沒事兒就跑到圖書館大量閱讀專業(yè)書，并選擇了自己感興趣的植物病理學(xué)方向報考碩士研究生。

大學(xué)時的他并非“一心只讀專業(yè)書”的“書呆子”。計劃性，是梁文星大學(xué)生活的又一個特征。他把自己的課余時間安排得井井有條——喜歡讀武俠小說，談起金庸、古龍、梁羽生的作品來如數(shù)家珍；喜歡打排球，大二時加入學(xué)校排球隊，不僅交到了朋友，培養(yǎng)了團(tuán)隊精神，還強(qiáng)健了體魄……

《平凡的世界》是梁文星讀大學(xué)時校園里最流行的書。一口氣讀完之后，他從這本書中得到強(qiáng)烈共鳴，“受到了鼓舞，對人生也有了新的認(rèn)識。”這本書讓梁文星明確地認(rèn)識到——一位平平凡凡的農(nóng)村少年也可以在人生舞臺上翩翩起舞，活出自己的精彩。

大學(xué)畢業(yè)，梁文星如愿考上中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)方向的碩士研究生。從此，他步入了一個更寬廣的專業(yè)學(xué)習(xí)舞臺，視野更開闊，專業(yè)興趣也更加濃厚。

談起在母校的大學(xué)生涯，梁文星至今對學(xué)校樸實濃厚的學(xué)風(fēng)記憶猶新，他認(rèn)為自己良好的學(xué)習(xí)習(xí)慣形成于此，這也是母校讓他終身受益的地方。

一向性格內(nèi)斂的梁文星教授說起自己的植物病理專業(yè)，用了一種感情濃烈的表達(dá)方式：“非常非常喜歡”。

在中國農(nóng)業(yè)大學(xué)讀研期間，因為有濃厚的專業(yè)興趣，他每天在實驗室工作十幾個小時，發(fā)表了兩篇SCI論文和兩篇核心期刊論文。

碩士畢業(yè)后考入了中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所攻讀博士學(xué)位，繼續(xù)探索他感興趣的那一方未知世界。

“中國科學(xué)院是一個優(yōu)秀人才匯集的地方，也是我人生中非常重要的一個站點(diǎn)?！绷何男钦f，在那里，他接受了更嚴(yán)格的科研訓(xùn)練，高強(qiáng)度的工作成了他的習(xí)慣。每天一早一頭扎進(jìn)實驗室，短暫的吃飯休息都在里面進(jìn)行，一直忙到晚上十點(diǎn)以后才回宿舍。

梁文星和他的團(tuán)隊。

雖然喜歡，但不爭的事實是——科研之路是單調(diào)的。讀博期間年近而立，看著曾經(jīng)的同學(xué)一個個工作、結(jié)婚、生子，生活開始過得有滋有味，而自己仍孑然一身、囊中羞澀，每天在實驗室“苦苦掙扎”，梁文星的內(nèi)心也彷徨過。他不止一次問過自己，“到底值不值？”

值不值？

“值！因為興趣而選擇了這條路，就不要在乎外界環(huán)境的干擾，必須堅持，不能放棄！與眾位優(yōu)秀的同學(xué)比肩而作，雖然累，但這也意味著步入了成長中的快車道?！?/p>

2009年7月，梁文星順利獲得博士學(xué)位，同時赴美國邁阿密大學(xué)從事RNA降解以及蛋白翻譯后修飾等方面的研究。談及在美國的這段博士后研究生涯，梁文星用了“艱難”兩個字形容。和很多中國留學(xué)生一樣，語言、文化、思維、飲食等各方面都讓梁文星舉步維艱。

“美國的麥當(dāng)勞和中國的麥當(dāng)勞口味不一樣，中國的麥當(dāng)勞是根據(jù)中國人口味做了調(diào)整的。那時如果有時間，會坐很長時間公交車去中國超市買一包面條，回來做一頓西紅柿雞蛋面，就覺得這是世界上最美味的東西?！?/p>

吃飯是小事，研究方向的選擇才是大事。敢想敢做，敢于堅持，是一位科研工作者最可貴的品質(zhì)。由于種種原因，剛開始美國導(dǎo)師并不認(rèn)同他的研究思路。一連幾個月，梁文星多次找導(dǎo)師一起探討，堅持自己的觀點(diǎn)并說服導(dǎo)師，終于得到了肯定。

邁過一道坎，前面就是一馬平川。之后，這位老外們眼中勤奮的中國人開始了“爆發(fā)”，一連發(fā)表了6篇SCI論文。

“當(dāng)然，失敗的次數(shù)遠(yuǎn)遠(yuǎn)超過了成功的次數(shù)?！绷何男钦f，如果把科研過程看作百分百，那么其中百分之八九十是失敗，剩下的百分之一二十才是成功。他最享受的是那百分之一二十，那是一種短暫的“欣喜若狂”。正是這一次次的“欣喜若狂”讓他為之堅持，堅持，再堅持。

創(chuàng)新—尋找控制植物病害的關(guān)鍵

近年來，隨著氣候、土壤、水質(zhì)的變化以及經(jīng)濟(jì)快速發(fā)展、城市化進(jìn)程迅速推進(jìn)等帶來的負(fù)面影響，植物病害出現(xiàn)的幾率越來越大， 我國自古以農(nóng)立國，農(nóng)業(yè)一直是國民經(jīng)濟(jì)的命脈，這些現(xiàn)象嚴(yán)重影響著農(nóng)作物產(chǎn)量和農(nóng)民收入，進(jìn)而威脅糧食安全。

據(jù)梁文星介紹，目前，植物病害造成全球糧食和其他作物減產(chǎn)近20%，據(jù)不完全估算，全球范圍內(nèi)每年造成的經(jīng)濟(jì)損失約1000億美元。

盡管目前一些合成農(nóng)藥防治植物病害效果很好，但也給環(huán)境和人類健康帶來很大安全隱患，因此迫切需要綠色環(huán)保手段防治植物病害，在保證品質(zhì)的同時提高產(chǎn)量。

這是植物界科研人員共同的心愿，多年來也一直縈繞在梁文星的心頭。

2014年5月，梁文星以泰山學(xué)者海外特聘專家的身份受聘母校青島農(nóng)業(yè)大學(xué)，并迅速在學(xué)?；I建了分子植物病理學(xué)與蛋白質(zhì)科學(xué)研究中心，構(gòu)建起自己的團(tuán)隊和實驗室，向著植物病害科研邁進(jìn)。

憑借多年從事蛋白乙?；揎椦芯康墓ぷ骰A(chǔ)和扎實的知識積累，梁文星帶領(lǐng)團(tuán)隊進(jìn)一步研究病原菌與植物中蛋白乙酰化修飾的機(jī)理與意義，試圖探索其在生物抗逆反應(yīng)中的作用，從而在此基礎(chǔ)上防治植物病害，提高作物產(chǎn)量，解決困擾中國農(nóng)業(yè)的病害問題。

突破—“乙酰化修飾”真相大白

什么是“乙?；揎棥?？

據(jù)梁文星教授介紹，包括組蛋白以及非組蛋白的乙?；揎棧际且环N普遍存在、可逆而且高度調(diào)控的蛋白質(zhì)翻譯后修飾方式。蛋白乙?；谖⑸镏袕V泛存在，但在植物病原菌中的研究卻很少。

梁文星教授的團(tuán)隊運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法，首次發(fā)現(xiàn)了蛋白乙酰化修飾能夠影響核酸酶活性，進(jìn)而調(diào)控底物RNA的水平以及細(xì)胞的抗逆反應(yīng)，即生物可以通過核酸酶來實現(xiàn)細(xì)胞的自動調(diào)節(jié)。

梁文星說，由于第501位賴氨酸位于RNaseⅡ的催化活性中心，這一修飾能夠降低RNaseⅡ結(jié)合底物的能力并最終影響該酶的活性。當(dāng)細(xì)胞遭遇如饑餓脅迫等逆境后，RNaseⅡ的乙?；綍?，從而使生物能夠更好地適應(yīng)不同的生長環(huán)境。截至目前，國際上一些相關(guān)領(lǐng)域科學(xué)家的研究結(jié)果也都表明，蛋白乙?；揎椩诓≡闹虏∵^程中起關(guān)鍵作用。

2016年，梁文星教授團(tuán)隊與美國邁阿密大學(xué)合作，在國際上首次報道乙?；揎椖軌蛘{(diào)控原核生物蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性以及細(xì)菌的抗逆反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)乙?；揎椗c病原菌的致病性密切相關(guān)，揭示了RNA代謝在植物和細(xì)菌對逆境抗性反應(yīng)中的作用。該研究發(fā)表于生物化學(xué)領(lǐng)域的國際著名期刊Nucleic Acids Research（影響因子9.112），該雜志主編Barry Stoddard教授認(rèn)為，這一研究成果使人們對RNA酶調(diào)控的認(rèn)識又向前邁進(jìn)了一大步。該成果還被評為該刊的突破性進(jìn)展成果。

“番茄戰(zhàn)隊”—在科研道路上忙碌著

從“乙?；揎棥背霭l(fā)，梁文星教授團(tuán)隊尋找到的一個突破點(diǎn)是番茄病害防治研究，他的團(tuán)隊也因此得到一個有意思的名字——“番茄戰(zhàn)隊”。

“選擇番茄為研究對象，是因為它‘全球第一大蔬菜’的‘身份’，”梁文星介紹，“簡單講，現(xiàn)階段就是做番茄病害防治研究，同時響應(yīng)國家‘減肥減藥’號召，試圖從病原菌角度開發(fā)新型農(nóng)藥。”

據(jù)梁文星介紹，該研究以番茄—灰霉菌/枯萎菌等為對象，通過蛋白質(zhì)組學(xué)方法鑒定與番茄抗病反應(yīng)以及病原菌致病性密切相關(guān)的乙?；鞍祝诖嘶A(chǔ)上綜合應(yīng)用植物病理學(xué)、分子遺傳學(xué)、生物化學(xué)等多種手段研究其功能及作用的分子機(jī)制，闡明植物病原菌相互作用的分子機(jī)制，解析乙酰化修飾的生物學(xué)意義，為通過設(shè)計特異性高、低毒的小分子藥物或者轉(zhuǎn)基因手段控制植物病害的發(fā)生，最終提高作物產(chǎn)量奠定分子基礎(chǔ)。

梁文星表示，目前番茄病害防治研究在順利進(jìn)行中，如果能在番茄身上獲得成功，團(tuán)隊會及時將研究成果向其他蔬果和農(nóng)作物推廣。

除此之外，梁文星教授團(tuán)隊還在實驗室里發(fā)現(xiàn)了丙戊酸鈉、丁苯羥酸兩種新的化合物。這兩種化合物對植物病原真菌具有良好的抑制活性作用，可以用于防治由植物病原菌引起的植物病害。這是兩種可降解、無污染、對環(huán)境友好的小分子化合物，對非靶標(biāo)生物及人畜安全，能夠保證農(nóng)產(chǎn)品及果蔬的高品質(zhì)，符合可持續(xù)發(fā)展要求。目前，這兩種化合物已成功申請到國家發(fā)明專利，開始推廣。

突破性進(jìn)展來源于長期的扎實積累。梁文星說，在美國求學(xué)研究的5年中，他非常了解和熟悉國外病原菌的研究狀態(tài)，也領(lǐng)略了國際前沿的科研理念。當(dāng)時他更多研究如何控制人類的病原菌，從事與醫(yī)學(xué)相關(guān)的基礎(chǔ)研究?；貒螅麘{借先進(jìn)技術(shù)轉(zhuǎn)而研究困擾中國農(nóng)業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵問題，這是他回國的初衷，也讓他感到更有意義和價值。

但梁文星教授將自己的成果更多歸因于母校和團(tuán)隊的努力。

“學(xué)校為支持我的科研工作‘一路綠燈’，從實驗室用房、儀器設(shè)備到人員配備等，都給予大力支持?！?/p>

在梁文星看來，優(yōu)質(zhì)平臺的支撐是自己接連取得科研突破的最大“后盾”。他對母校的大力支持充滿感謝，下定決心要利用好學(xué)校提供的資源和平臺，建設(shè)出國內(nèi)一流的科研團(tuán)隊。

團(tuán)隊還有一批同樣熱愛植物病理學(xué)專業(yè)的研究生，每位研究生都有自己的研究課題，老師對他們開展一對一指導(dǎo)，集思廣益，尋求最佳解決方案。梁文星非常注重借鑒國外培養(yǎng)研究生的好經(jīng)驗好做法。他把在國外求學(xué)時養(yǎng)成的定期開展Seminar(研討會)的習(xí)慣帶進(jìn)團(tuán)隊，給大家介紹學(xué)科前沿，開拓學(xué)生視野，創(chuàng)造良好的科研氛圍。

科學(xué)研究道阻且長?！按髥栴}沒有，小問題不斷”是帶領(lǐng)團(tuán)隊跋涉其中的梁文星，對團(tuán)隊發(fā)展最誠懇的評價。盡管如此，獲得素有“小杰青”之稱的國家優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目立項，依然給團(tuán)隊帶來了更多動力，推動研究工作不斷向深入推進(jìn)。

現(xiàn)在，梁文星教授直言自己的狀態(tài)是“忙碌”并“享受”?！懊β怠?，是他工作中的常態(tài)；而“享受”，則是他在科研道路上不斷取得突破后發(fā)自心底的滿足。

梁文星

1979年6月出生，2001年7月本科畢業(yè)于萊陽農(nóng)學(xué)院植物保護(hù)專業(yè)，2004年7月碩士畢業(yè)于中國農(nóng)業(yè)大學(xué)植物病理學(xué)專業(yè)，2009年7月在中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所獲博士學(xué)位，博士畢業(yè)后，赴美國邁阿密大學(xué)做博士后研究與副研究員。2014年5月，以山東省泰山學(xué)者海外特聘專家的身份全職回母校青島農(nóng)業(yè)大學(xué)工作。

主持國家自然科學(xué)基金優(yōu)秀青年科學(xué)基金項目、國家自然科學(xué)基金面上項目、轉(zhuǎn)基因生物新品種培育重大專項、國家微生物資源平臺建設(shè)項目等多項重大課題。迄今為止，以第一作者或者通訊作者在Molecular Cell、Nucleic Acids Research以及Cell Research等國際著名雜志上發(fā)表研究論文16篇，累計影響影子大于90。受邀擔(dān)任多個SCI雜志以及中文核心期刊的編輯與審稿人。

在國際上首次報道乙?；揎椖軌蛘{(diào)控原核生物蛋白質(zhì)的穩(wěn)定性以及細(xì)菌的抗逆反應(yīng)，發(fā)現(xiàn)乙?；揎椗c灰霉菌的致病性密切相關(guān)，揭示了RNA代謝在植物和微生物對逆境抗性反應(yīng)中的作用，研究結(jié)果對于控制病害的發(fā)生以及提高植物抗病性具有重要意義。