记者:朴淑瑜 唐婷 主任:薛红卫 时间:2007年3月8日 地点:北京天创宾馆
■编者按
植物分子遗传的研究正在受到越来越多的注意,它为人们在分子水平上认识植物的各种基本生命活动规律不断地提供新的思想及技术,并迅速向现代植物科学的有关分枝学科渗透。植物分子遗传和基因工程的研究,最终将使人们可以通过采用重组DNA和细胞培养等技术,对农作物的改良和遗传育种提供新的途径。
植物分子遗传国家重点实验室作为植物分子遗传研究的“国家队”,他们活跃在国内外有关科研机构之间交流合作的舞台上,力争要在植物科学的前沿领域做出系统性和原创性的研究工作,并为农业生产的发展提供知识和技术上的基础。
采访中科院上海生命科学研究院的植物分子遗传国家重点实验室的薛红卫主任,是在北京进行的。一边要参加国内的各种学术会议,一边还在准备去美国参加学术交流。我们只好抓住他来北京出差的机会,在他下榻的宾馆完成了这次采访。
记者:见到您之前,我们就从您的科研秘书那里得知您过两天要去美国出差,是去学术交流吗?
薛红卫:是参加植物细胞生物学领域的一个重要的学术会议,我有一个口头报告。
记者:我们了解到,实验室在国际交流与合作方面做得很好。
薛红卫:是的。我们与好几个国外著名研究机构都开展了实质性的工作。除了和德国马普学会、法国研究机构等的合作外,2004年实验室和美国加州大学伯克利分校以及美国宾州州立大学开展了实质性的学术合作,成立了“中科院上海生命科学研究院—美国加州大学(伯克利)分子生命科学研究中心”。这是一个很好的开展国际合作研究交流的平台,目的是让我们的学生能够更积极地参与到实验设计和研究当中去,也通过交流和合作得到更好的培训。
记者:这个“联合”是通过什么方式实现的呢?
薛红卫:中心实行“双导师制”,每个学生各有一个加州大学和我们实验室的导师。两个导师通过共同感兴趣的课题开展研究,并一起指导学生开展工作。当然,两个导师是有分工的,加州大学的导师参与研究思路和方案设计,实验室的导师则还要具体指导学生的实验研究过程(在必要的情况下,学生也可以根据工作情况到美方进行短期的合作研究),学生要就自己的工作进展向两位导师汇报。这样的形式能开阔学生的思路,吸收双方的学术方法和经验,对他们的成长是非常有利的。
目前中心有10名研究生和1名博士后,并在植物抗盐、信号转导等领域取得了一些进展。中心在建设过程中得到了研究所、中科院和上海市科委的大力支持,非常感谢他们的帮助。此外,中心的建立也将有助于加强和其他国家的相关研究机构的合作。
记者:这是不是恰恰说明了科学是没有国界的?
薛红卫:是的。在科学发展过程中合作是非常必要的。我们实验室非常重视国际合作,除了和美国的相关机构的合作外,我们和英国的一些大学也建立了合作关系,此外与德国马普学会在植物生殖发育和代谢调控方面的合作也在讨论中。
记者:与国外的研究机构合作这么多,是不是可以说实验室的研究水平在国际上也得到了认可?
薛红卫:随着国家在植物科学方面研究投入的进一步增加,通过进一步的学科凝练和团队建设,在全体老师的共同努力下,实验室在过去的几年里取得了一定科研进展,在作物功能基因组学、信号转导、表观遗产学等方面取得了很好的研究成果,在“NatureGenetics”、“NatureBiotechnology”、“PlantCell”、“Development”、“PlantJournal”等刊物上发表了一系列的文章,这为实验室今后的进一步发展奠定了良好的基础。
当然,我们也注意到实验室在研究工作的系统性等方面还和国际一流研究机构存在着差距,我们将进一步加强研究平台的建设和管理,加快人才引进,营造活跃的合作和科研气氛,力争做出系统性和原创性的工作。
记者:据我们的了解,实验室在水稻的研究上取得了很大的突破。
薛红卫:实验室对水稻、棉花、油菜以及蔬菜等作物开展了功能基因组学研究,在水稻研究方面已形成了良好的布局。作为重要的粮食作物,水稻不仅和人们的日常生活密切相关,也关系到国家的粮食安全问题。随着生活水平的提高,对稻米的品质也提出了更高的要求。遗传改良和基因工程是提高水稻产量、抗逆性和改善品质的有效途径,因此鉴定与高产优质抗逆相关的基因具有重要意义。
其实,农业性状最终都可以分解为基础的发育生物学问题。例如,稻米品质和水稻的种子发育、胚乳发育、淀粉代谢等相关;其产量和花的发育、穗发育、光合作用等相关。
近年来,实验室在水稻品质调控、耐盐、产量等相关领域的功能基因组学研究方面取得了令人瞩目的成果,克隆并系统研究了品质调控基因Waxy、耐盐基因SKC1、产量调控基因GW2、第一节间伸长基因EUI1等的作用及其机制,申请了多项基因专利,在国内外产生了较大影响。我们也通过和育种单位的合作,开展了水稻品质改良和新品种培育,期望为国家的水稻生产做出贡献。
记者:我们知道,实验室另外一个研究内容是信号转导和植物激素作用机理研究。在这方面实验室取得了哪些成果呢?
薛红卫:你们如果养过花草就会知道,光和温度对植物的生长有影响。农作物也一样,光对它们的开花(如水稻的抽穗)以及进一步的产量和品质都有重要的影响,对其了解不但有助于回答很多基本的生物学问题,也会对农作物相关性状的改良提供技术基础。此外,植物内部影响因子———激素在植物生长发育中起重要的调节作用,和许多重要农艺性状如株形、产量、营养吸收等密切相关。对其作用机理的研究将有助于了解植物生长发育的规律,同时对其信号转导机理和调控网络的研究也将加深对植物生物学的认识,为优良作物品种培育提供技术基础。植物激素做用机理的研究是当今国际植物科学研究的热点之一。
实验室在植物光信号转导尤其是蓝光信号转导做出了优秀的工作,在生长素、乙烯、赤霉素、油菜素内酯等激素作用机理方面开展了系统研究,例如研究了蓝光受体CRY1的作用机制、鉴定了乙烯信号途径的重要因子、证明了油菜素内脂通过调节生长素的极性运输参与植物向性建成,以及赤霉素代谢的重要因子等,结果在“PNAS”、“PlantCell”、“PlantPhysiology”等发表。此外不同信号途径间的交叉(crosstalk)也是我们研究的重点之一。
近年来,表观遗传学的研究引起科学家的日益重视,我们实验室及时布局,形成了一支很好的研究团队,在miRNA通过生长素调控植物根发育、参与叶极性建成、叶发育和花发育等方面做出了系统的工作,结果在“PNAS”、“PlantCell”等刊物发表。
记者:您刚才几次提及农业生产,那么实验室是通过什么方式与农业生产结合起来的呢?
薛红卫:实验室的定位包括科学的基础前沿问题研究以及国家农业生产重要问题的解决。我们希望利用建立的研究平台,通过系统和针对性研究为农业生产服务。这种结合是通过加强我们在基础科学和重要农业问题的研究,与育种领域的科学家紧密合作,将我们研究获得的成果尽快转化到农业生产中去。例如实验室和中国水稻所等建立了良好的合作关系,我们研究获得到的品质调控、耐盐、产量调控、第一节间伸长基因等都已和相关科学家开展了品质改良和新品种培育等合作研究。此外实验室和国内著名的农业生物技术公司也开展了实质性合作,希望尽快将科研成果转化入生产实践中去。
总的来说,实验室将抓住机遇,进一步加强人才引进、年轻科技人才的培养和团队建设,加强研究平台的建设和管理,营造更加活跃的科研气氛,拓展国内外合作,力争在植物科学的前沿领域做出系统性和原创性的研究工作,并为农业生产的发展提供知识和技术上的基础。