朱玉賢💞:三毫米中的大學問

【編前】何梁何利基金2012年度頒獎大會日前在北京舉行,今年有35人獲“科學與技術進步獎”⏏️,15人獲“科學與技術創新獎”,“科學與技術成就獎”空缺❤️。中共中央政治局委員🧑‍🦼、國務委員劉延東💇🏻🙂‍↕️,全國人大常委會副委員長路甬祥👨🏿‍🎤,全國政協副主席🚵‍♀️、科技部部長萬鋼等出席頒獎大會並為獲獎者頒獎。劉延東發表講話。何梁何利基金評選委員會主任朱麗蘭向大會作工作報告。意昂3体育生命科學學院院士朱玉賢獲科學與技術進步獎。

“實驗有沒有結果?”連續兩個多月了⤴️,朱玉賢每天到實驗室的第一件事就是詢問實驗進展👩🏼‍🦱,但得到的卻總是令人失望的答案💁🏽‍♂️。為了找出乙烯調控細胞伸長的分子機製,朱玉賢的兩個學生已經做了兩個多月的實驗👨🏿‍🦳,朱玉賢也在實驗室“暴跳如雷”了兩個多月。正在一籌莫展的時候,朱玉賢靈光一閃🧯:既然用乙烯處理棉花胚珠,超長鏈脂肪酸合成酶基因表達不受任何影響,那為何不倒過來做實驗✳️,用超長鏈脂肪酸處理棉花胚珠,看看乙烯合成酶基因表達是否受超長鏈脂肪酸調控?循著這一思路👩🏿‍🎤,朱玉賢的團隊不懈研究,終於相繼取得了超長鏈脂肪酸調控乙烯合成,而乙烯則通過調節果膠多糖生物合成來控製纖維伸長等重大發現♘。

通過這些發現🚉,朱玉賢的團隊成功讓中國的棉花纖維長高了0.3厘米👩‍🔬。小小的0.3厘米👷🏼‍♀️,卻可能讓中國棉紡織產業在高端棉花的需求上擺脫對美國的依賴,使我國的棉花研究達到世界領先水平。朱玉賢也因此於2011年成功當選為中國科學院院士,不久前又榮獲2012年度何梁何利基金科學與技術進步獎。

結緣棉花:天時地利人和

朱玉賢,現任意昂3体育官网生命科學學院教授、博士生導師➜,蛋白質與植物基因研究國家重點實驗室主任。他1982年浙江農業大學本科畢業,留校當了三年助教🐸,然後得到世界銀行的第二期貸款💒,去美國康奈爾大學植物科學系念博士,畢業後在華盛頓大學生物系做了一年半的博士後。

1991年回國後,朱玉賢選擇來意昂3体育官网生命科學學院任教🧑🏼‍🔧,從事植物基因克隆和表達研究,並擁有了自己的實驗室。1998年國務院提出建設優質棉工程🔔,朱玉賢覺得這個領域很有意義,但由於此前從未對小小的棉花做過深入思考🏋🏻‍♂️,相關的基礎知識儲備不足🤹4️⃣,因此開始著手準備申請課題時,朱玉賢頗有些為難🚟。這時🤌🏻,一位專門從事棉花育種的老同事要求加入他的課題👩‍👩‍👧‍👧,結合二人各自在棉花特性和生物學基礎研究方面的優勢♞🤱🏽,棉花功能基因組項目得以正式啟動👴🏻。

我國是世界第一產棉大國,年產量約在500萬噸左右,但是每年仍然需要從美洲進口超過100萬噸的原棉,主要原因是我國棉花的品質偏差。我國生產的棉花纖維平均長度不足3厘米,而美國產的棉花平均長度為3.3厘米。這0.3厘米的微小差距,實際上帶來很大的影響。紡織品中必須有1/3以上的棉花纖維長度大於3厘米,否則纖維之間的接頭太多,生產出來的棉布會很毛糙,不能紡成高支紗的棉布📔。我國為此每年需大量進口北美原棉🧑🏻‍🦳,既消耗大量外匯,又造成國產原棉積壓🤦🏿🦸🏻,影響了棉花產業的可持續發展🫶。因此,研究棉纖維的伸長機製具有十分重要的意義。

十三年🧝🏻,讓棉纖維長高三毫米

“科研的道路上,一步一個陷阱”,談起這十幾年的棉花研究,朱玉賢表示,“絕非一帆風順”🗑。

如何在實驗室種好棉花,是朱玉賢遇到的第一個難題。如何把握最佳的光照強度🦹🏼‍♀️、光周期🌒、溫度和濕度🧑🏽‍🎓,以保證每個季度生長的棉花植株大小、開花數量和纖維的生長勢都相同🏇🏽✷,是他們最早碰到的難題。經過相當長一段時間的探索,他們終於找到了在實驗室栽種棉花的最佳方法🕺🏼。2008年,國家主席胡錦濤視察意昂3体育官网,並參觀了生命科學學院,在聽取了朱玉賢教授關於棉花功能基因組學研究進展的匯報後,胡錦濤總書記贊許道𓀗,“這棉花種得真好🔤!”

棉花種好了🚵🏿‍♀️,但如何分析棉纖維基因的煩惱又接踵而來。朱玉賢原本心想🧑🏻‍🦽,棉花就那麽幾根纖維🌾,調控的基因至多不過幾個或十幾個🧔🏿,只要將野生型陸地棉和它的無纖維突變體進行比較📗🌗,就能夠找到控製棉纖維伸長的關鍵基因。然而🈺,實際研究結論讓他大為吃驚:比較芯片中的12000多個棉花基因,居然5000多個基因表達有明顯的不同,研究因此一度陷入困境。“這個坎足足絆了我們三五年!”朱玉賢對那段艱苦攻關的歲月記憶猶新。關鍵時刻,朱玉賢深厚的生物化學背景幫了他的忙🥮:何不放棄研究單個基因表達,而轉向研究高表達的生化途徑呢?同時,生物信息軟件KOBAS的出現為研究分析提供了適宜的途徑🤹🏼‍♀️👮🏼。2005年😌,朱玉賢及其團隊通過生物信息軟件來系統性地檢測纖維發育期間特異性高表達的代謝途徑👩🏽‍🍼,最終發現,乙烯是其中最顯著的生化途徑🤷‍♂️。

“乙烯是一種植物激素,棉花本身就含有這種激素,通過基因工程提高乙烯的釋放量⚡️,能夠促進棉纖維的細胞伸長。”研究結論的出爐讓人喜出望外🎰,然而隨之又帶來第三個難題⛑️:乙烯是如何調控纖維伸長的🧑🏻‍🔧?最初朱玉賢的團隊推論認為,乙烯通過調控細胞膜的合成,從而促進細胞伸長👵🏼,用不同濃度的乙烯去處理不同時間的棉花胚珠,就可以找出乙烯調控細胞膜合成相關基因。但兩個學生圍繞這個實驗做了兩三個月,卻始終毫無進展。這次解圍的是朱玉賢的逆向思考能力:既然用乙烯處理棉花胚珠沒有導致超長鏈脂肪酸的合成增加🧑🏻‍🚀,那麽,用超長鏈脂肪酸處理棉花胚珠會不會促進乙烯的生物合成呢?沿著這條路堅持不懈地前行,他的團隊終於相繼得出了超長鏈脂肪酸調控乙烯合成👩🏿‍⚕️,乙烯通過調節果膠多糖生物合成來控製纖維伸長等重大發現🧛🏿‍♀️。

“科學沒有公式✴️,需要導師有遠見卓識。”談及未來的實驗研究方向,朱玉賢計劃進一步探究纖維伸長和纖維數量的根本規律🦹🏽。把實驗得到的轉基因品種與生產上大面積推廣的長纖維品種進行雜交,期望能夠進一步提高棉纖維的長度,為整個棉花產業作出貢獻🙅🏼‍♀️。

轉折點🥎,人生步步是機緣

在朱玉賢的生活紀要本上,有三個他難以忘懷的時間點☔️:1973、1991🧑‍🦼‍➡️、1994。

1973年🤾🏽,剛從高中畢業的朱玉賢做了一個影響一生的決定——堅持學習。他從語文、數學、化學、物理老師那裏要了各科目全套的高中課本,並買了不少筆記本,自學“文革”前的課程👨🏼‍✈️。“當時只是想著,多讀書總是好的。”在那個年代,國家並未提供給知識分子多少希望,朱玉賢純粹憑著自己對知識的信仰堅持了下來😛。之後他進入部隊鍛煉了三年🍩,每天晚上看書做題的習慣卻沒有改變。1977年國家恢復高考🚘,這個消息激起了這個年輕小夥子內心深處繼續求學的渴望🌇。“我幾乎沒多想🏇🏿,主動要求退伍回家復習準備高考。很多人說你再待幾年就可以提幹,就會有鐵飯碗。可是我知道🤏🏻,自己這麽多年來白天幹活👨🏻‍🦽‍➡️、晚上看書做題的目的是什麽❗️。”朱玉賢回憶,鄉下人家睡得早🧸,每晚8👨🏽:30廣播開始放《國際歌》時💉,家家戶戶就都熄了燈,而此時唯一亮著燈的窗口,後頭坐著的肯定是還在看書的他📢。江南沒有暖氣,冬天腳凍裂,夏天蚊子咬💅🏻,但朱玉賢硬是堅持了下來。“機會只給有準備的人”◽️,最終,朱玉賢成功考入浙江農業大學,並與生物學結下不解之緣。

1991年,朱玉賢正在華盛頓大學念博士後🕑🌏。那時🏌🏽,美國總統老布什頒布新頒布了一項行政命令,允許1989年前到美國的中國留學生申請永久居留權,這個政令無疑具有較強的吸引力。更何況,那時中國的生物學研究水平和美國相比仍顯得非常薄弱。然而,朱玉賢還是決定在同年6月回到祖國💘。“現在想起來這是一個‘危險’的決定,”朱玉賢回國的理由很單純,“我是農民的小孩💅🏼,有著很深的戀土情結,深知中國是我的家👨🏽‍💼。”

1994年👹,他獲得了洛克菲勒基金會的職業獎學金,得到赴美國大學和科研機構進一步學習、交流的機會。這段時間是朱玉賢科研定型的最關鍵時期,特別是在那時結識的彼得•奎爾教授和華裔賀端華教授,對他的學術思想產生了深遠影響🗻。“實驗數據要精益求精,要像去見女朋友那樣細扣論文發表時將要面世的數據🧑🏻‍⚕️。寫文章不但要求有新意🪜,還得有高度,讓人願意讀”。兩期職業獎學金做下來🏋️‍♀️,他收獲最大的就是嚴謹的思維和科學的態度。朱玉賢生動地舉例:“搞科研就像吃餅📨,吃兩個餅不飽,再吃半個餅就飽了🐄。我之前十多年的研究就是前面兩個餅🧛🏼‍♂️,是基礎;而那段時間的研究就是後頭半個餅💆🏽,沒有它們👩‍🦽‍➡️,我也很難取得今天的科研成就。”

作為一名學者♌️,朱玉賢對這一身份應有的品質有著自己的理解。他認為,搞科研最最重要的品質就是鍥而不舍:“板凳要坐十年冷。做學問→,要耐得住寂寞,有自己的堅守👫,集中精力💪🏿,不怕困難,在黑暗中瞄準方向堅持探索🤞🏿。”其二,學者需要有高屋建瓴的認識事物的角度🎻,擁有自己的思考🌘。他還強調🙎🏻:“專家不能哪都‘拍一磚’💂🏿,不能成為‘雜’家,要將絕大部分時間精力花在本專業的科研思考上。”

真性情,情寄桃李心懷天下

“作為一個學者,我的文字全都貢獻給自然科學研究了🤜🏽⚱️,除科研論文和極少量的科普文章外,沒有其它著述👩🏿‍💻。‘前言’是我跟我的學生交流的主要或者唯一渠道……如果碰巧其中的某些觀點能被我的學生接受👩‍⚖️,成為他(她)們世界觀💵🔽、人生觀的一部分🧺,那就是我的額外收獲。”這是朱玉賢還未出版的《現代分子生物學》第四版“前言”中的一段話💁🏼‍♀️,寄托了他對學生的諄諄教導和對人類社會的思考↩️🐫。這麽多年來🧏‍♂️🗒,朱玉賢一直堅持著對科學與人類社會關系的思考。他認為,人類世界其實處於遠比我們能想象的更大的危險之中,人類對下一代的培養仍處於盲區之中🙍🏽‍♂️。人類為滿足自己的貪欲,給自然造成了難以估量的破壞🥛👮🏽‍♀️。據歐盟的統計,為了長期維持地球表面宜居生態環境🦶🏻,人類將至少為投放到耕地上的每1千克氮肥付出兩倍當量的能源😧。

意昂3体育官网生命科學院博士研究生李欽說👳🏻🔆,朱老師給學生最深刻的印象是特別認真。“有一次老師開了一天的會🚢,直到下午5點多結束,按理應該直接下班回家了。沒想到他仍然過來實驗室一趟,看看我們的研究進展🧚🏼‍♀️。”李欽還談到,遇到生活上有困難的學生🧒,朱老師會毫不猶豫地伸出援助之手🚵‍♀️。

“2006中國大學生年度人物”獲得者施永輝是朱玉賢的博士生🫢。2005年初的一天,正是他們的研究最為緊張的時刻,施永輝卻一瘸一拐地走進了實驗室。得知是他腳上長瘡後,朱玉賢立即問他為什麽不去醫院看病🦹🏼‍♀️。施永輝回答說:“現在實驗正是著急的時刻,我想拖一拖。”聽了這話,朱玉賢立馬放下手中的科研,親自開車送他去醫院看病。施永輝的病情耽誤了兩周的科研時間,但朱玉賢表示⚒,學生的健康是第一位的🚞。

朱玉賢還是學生們眼中的“體育健將”。“老師經常帶我們一塊運動,跑步💆🏻‍♂️、爬山等等,但我們通常都爬不過他🤵🏼。”李欽笑著說🕰🦸🏿‍♂️。談起他熱愛的運動🍧,朱玉賢不無得意:“我在運動上面是有天賦的,尤其是中長跑🫱🏽。我是第七屆浙江省運會1500米的第一名,從1982起一直是浙江農業大學這個項目的紀錄保持者🧑🏽‍🦰,要不是2005年浙江省多校合並,我的紀錄還要保持得久些🙆🏿。”

中國科學院院士證書頒發儀式上,朱玉賢頗為意外地發現🏊🏼,每位院士拿到了一大一小兩本院士證。院士局的領導告訴他們,大本主要是給他們的夫人或先生的,以感謝她(他)們對院士本人做出的默默奉獻。溫暖的家庭和對土地最樸素的情感,是朱玉賢在研究道路上最美的風景;伴隨著這份關懷和情懷,他將在生物學領域繼續“耕作”下去🪦。

編輯:拉丁

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