以地為根，傳承科研
——記武漢生物工程學(xué)院應(yīng)用生物技術(shù)研究中心副主任徐飛

/肖延勝

植物的生存與環(huán)境并不總是相適宜的，經(jīng)常受到復(fù)雜多變的逆境脅迫。隨著分子生物技術(shù)的日漸成熟，植物抗逆性機(jī)制成為當(dāng)前學(xué)術(shù)界的一個(gè)研究重點(diǎn)，武漢生物工程學(xué)院的徐飛副教授一直致力于植物逆境生理、植物病理等方面的研究，不斷進(jìn)步，砥礪前行。

徐飛博士 （左）正在辦公室給學(xué)生講解植物抗逆相關(guān)分子機(jī)制

變“廢”為寶，勇于探索

出生于四川宜賓的徐飛，從小就與土地結(jié)下了不解之緣。徐飛是在鄉(xiāng)間的一條小路上出生的，從小跟著爸爸行走在田間，對(duì)土地有著特殊的緣分，長(zhǎng)大后對(duì)于植物的精準(zhǔn)研究也是與他小時(shí)候的經(jīng)歷分不開的。由于家庭的原因，徐飛更是養(yǎng)成了獨(dú)立自主的性格，這也為他今后的勇于探索，不畏挑戰(zhàn)奠定了基礎(chǔ)。

從小時(shí)候起，徐飛一直努力學(xué)習(xí)，成績(jī)名列前茅。進(jìn)入大學(xué)的校園，一切都是嶄新的開始，寬廣的平臺(tái)也為徐飛提供了更大的發(fā)展空間。2012年6月，徐飛畢業(yè)于四川大學(xué)，隨后前往武漢生物工程學(xué)院擔(dān)任碩士生導(dǎo)師。

在從事植物抗逆機(jī)制研究過程中，徐飛主要針對(duì)植物交替氧化酶的結(jié)構(gòu)與功能進(jìn)行相關(guān)研究。眾所周知，氰化物對(duì)于人類來說是劇毒之物，人們往往談“氰”色變。事實(shí)上，除了大家熟知的工業(yè)類氰化物（KCN、NaCN等），植物自身也會(huì)產(chǎn)生氰化物，如氰化氫（HCN），在植物種子及燃燒植被的煙火中含有大量的HCN，但卻不被人們所熟知。然而，植物并沒有因?yàn)楫a(chǎn)生氰化物而死亡。為了弄清植物體內(nèi)氰化物的功能，徐飛堅(jiān)持了近十年的研究。從查找資料的理論分析，到通過實(shí)驗(yàn)進(jìn)行結(jié)果比對(duì)，功夫不負(fù)有心人，徐飛發(fā)現(xiàn)，植物產(chǎn)生的HCN不僅有助于促進(jìn)種子萌發(fā)，還可增強(qiáng)植物對(duì)干旱、鹽堿和低溫等非生物脅迫的抗性，其中氰化物調(diào)節(jié)植物非生物脅迫適應(yīng)性是植物界針對(duì)植物氰化物功能研究的首次報(bào)道。這次研究成果的問世極大地激發(fā)了徐飛及其團(tuán)隊(duì)成員的信心，百尺竿頭更進(jìn)一步，徐飛又發(fā)現(xiàn)HCN可增強(qiáng)煙草和番茄等作物對(duì)病毒的抵抗力，這對(duì)于減少農(nóng)藥使用、促進(jìn)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)有極大幫助?？紤]到HCN等氰化物可促進(jìn)種子萌發(fā)，而煙火及煙灰中被發(fā)現(xiàn)存在HCN，徐飛將帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)繼續(xù)探究不同草木灰中氰化物含量及種類的差異，為農(nóng)業(yè)生產(chǎn)過程中草木灰的合理利用提供參考。徐飛的努力逐漸改變了人們談“氰”色變的局面，讓人們對(duì)氰化物有了新的認(rèn)識(shí)。

AOX是線粒體呼吸電子傳遞鏈的末端氧化酶，它可以從泛醌處得到電子并傳遞給氧。AOX介導(dǎo)的呼吸亦被稱為抗氰呼吸，因?yàn)樗鼘?duì)氰化物如KCN不敏感。但是我們?nèi)祟惒痪哂蠥OX蛋白，因此人類接觸微量的氰化物即可致命。植物產(chǎn)氰并抗氰，主要原因之一是植物中存在AOX蛋白。氰化物的毒性機(jī)理是因其阻斷了細(xì)胞呼吸，當(dāng)有AOX存在時(shí)，其介導(dǎo)的抗氰呼吸可減輕氰化物的呼吸抑制作用。因此，若人類具有AOX蛋白，可減輕來自氰化物的毒害。帶著這份猜想，徐飛聯(lián)系了英國(guó)Sussex University的Anthony L.Moore教授，在得到教授的肯定后，徐飛前往Anthony L.Moore教授實(shí)驗(yàn)室，開展為期一年的合作研究。在此期間，徐飛設(shè)計(jì)了許多方案，包括擬在小鼠中轉(zhuǎn)入AOX蛋白，并借助芬蘭赫爾辛基大學(xué)開展AOX蛋白功能驗(yàn)證實(shí)驗(yàn)。經(jīng)過不斷地努力，徐飛及其合作者發(fā)現(xiàn)AOX蛋白在小鼠中的表達(dá)有助于提高小鼠對(duì)氰化物的抵抗力，這為未來AOX蛋白在人類中的利用提供了可能。理論上，AOX介導(dǎo)的抗氰呼吸還將有助于減輕線粒體功能紊亂帶來的疾病，這也將是徐飛接下來的科研方向。從對(duì)植物的研究，擴(kuò)展到對(duì)生物的研究，徐飛用自己的實(shí)際行動(dòng)詮釋了跨學(xué)科多領(lǐng)域?yàn)槿祟愒旄！?/p>

在從事植物抗逆性研究期間，徐飛還了解到真菌和部分動(dòng)物寄生蟲含有AOX蛋白，這些AOX蛋白導(dǎo)致大量的植物病害和人類疾病。例如，水稻稻瘟病是由真菌引起的，人類耳念珠菌被鑒定為超級(jí)真菌且具有多重耐藥性；非洲人類錐蟲病引起昏睡癥且導(dǎo)致每年兩萬多人感染并有致命性風(fēng)險(xiǎn)……徐飛大膽猜想：若是能開發(fā)出AOX專一性抑制劑，將有助于解決這些真菌和寄生蟲病對(duì)植物及人類的傷害，其應(yīng)用前景及產(chǎn)生的經(jīng)濟(jì)效益將非常巨大。提出這一想法后，徐飛馬上將想法付諸于實(shí)踐。作為國(guó)內(nèi)為數(shù)不多從事AOX蛋白功能的研究人員，徐飛已與英國(guó)、芬蘭、日本和巴西等國(guó)同領(lǐng)域?qū)＜医⒘撕献麝P(guān)系，并在AOX蛋白結(jié)構(gòu)解析（由于是膜蛋白，在過去20年國(guó)內(nèi)外一直未能取得較大進(jìn)展）和AOX抑制劑的研發(fā)等方面取得了一定突破。敢想敢做，徐飛遇到再大的困難，也從未有過放棄的念頭，他相信在風(fēng)雨之后定能見到彩虹。

星星之火，可以燎原

徐飛曾主持或參與完成6項(xiàng)國(guó)家自然基金項(xiàng)目，2項(xiàng)教育部博士點(diǎn)項(xiàng)目，1項(xiàng)湖北省教育廳指導(dǎo)性項(xiàng)目；另主持（在研）湖北省高等學(xué)校優(yōu)秀中青年科技創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)項(xiàng)目1項(xiàng)，武漢市教育局市屬高校產(chǎn)學(xué)研項(xiàng)目1項(xiàng)，參與（在研）國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目1項(xiàng)。在徐飛任教期間，他先后被評(píng)為“優(yōu)秀教師”和“杰出青年教師”，榮獲“科技標(biāo)兵”等稱號(hào)。在2016年，徐飛更是憑借嚴(yán)謹(jǐn)?shù)目蒲袘B(tài)度和豐碩的科研成果入選湖北省楚天學(xué)者計(jì)劃，2017年獲批武漢市人民政府優(yōu)秀博士計(jì)劃資助。

作為一名老師，除了科研工作之外，徐飛還承擔(dān)著學(xué)院的日常教學(xué)工作，他希望更多的學(xué)生能夠熱愛植物學(xué)，有更多的新鮮血液能夠加入對(duì)植物逆境生理和植物病理的研究，彌補(bǔ)我國(guó)在這方面研究人員稀少的遺憾。不忘初心，教書育人，是一名教師的責(zé)任，徐飛積極將科研成果與學(xué)生分享，認(rèn)真指導(dǎo)學(xué)生開展科研訓(xùn)練，耐心引導(dǎo)與指導(dǎo)。徐飛一直堅(jiān)信：只要有正確的引導(dǎo)，學(xué)生也可以成長(zhǎng)成材。在徐飛的指導(dǎo)下，其本科生每年都會(huì)獲得湖北省優(yōu)秀學(xué)士學(xué)位論文榮譽(yù)，他指導(dǎo)的學(xué)生在湖北省生物學(xué)實(shí)驗(yàn)技能競(jìng)賽中先后獲得1次一等獎(jiǎng)，2次二等獎(jiǎng)。在2017年首屆全國(guó)大學(xué)生生物學(xué)技能競(jìng)賽中，徐飛指導(dǎo)的學(xué)生團(tuán)隊(duì)獲得一等獎(jiǎng)。

一心一意為植物，身體力行助科研。徐飛用行動(dòng)詮釋了科研的精神。