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探寻水稻团队《nature plants》背后的故事

核心提示: 3月1日,Nature集团旗下权威学术期刊《Nature Plants》在线发表了我校水稻团队王石平教授课题组关于小RNA调控水稻抗病反应的研究进展。记者采访了论文第一作者张海涛博士,采写这趟六年一日的小RNA追寻路上背后的故事。

南湖网讯(记者 兰涵旗)3月1日,Nature出版集团旗下权威学术期刊《Nature Plants》在线发表了我校水稻团队王石平教授课题组关于小RNA调控水稻抗病反应的研究进展。记者采访了该论文第一作者张海涛博士,写下这条六年一日的小RNA追寻路背后的故事。

从一个疑问开始的选题

WRKY45基因是水稻抗病研究领域中的重要基因之一。在2009年,我校水稻团队抗病课题组发现一个奇怪的现象——这个基因在不同水稻中含有两种等位基因型,并且对水稻抗病产生不同的影响。同时期,日本的一个课题组也在围绕这个基因进行研究,不过他们并没有指出两种基因型有不同功能。

中日学者之间谁的认识更科学?是什么原因导致这两种分子水平差异很小的等位基因型产生不同的表现?疑惑激起了张海涛所在课题组的研究热情。

研究进行了大概6年的时间。“转座子”“小RNA”和“抗病调控机制”成为解答这个疑惑的三把钥匙。张海涛所在课题组最终发现两种等位基因功能差异的原因在于其中一种基因型的行列中闯入了一个莽莽撞撞的“转座子”,导致基因表达时产生多条部分重叠的小RNA。这些小RNA抑制了重要抗病调控基因ST1的表达,使WRKY45基因调控的抗病反应丧失,水稻感染白叶枯病。而没有闯入转座子的另一种表型在表达时不会产生小RNA,ST1基因正常表达,水稻抗白叶枯病。

6年时间,2次被拒,3次修改

一项高水平的研究成果背后必然伴随着艰辛的付出。

时间的付出是必需的。从2009年开始,他用6年的时间找到了这个小RNA,并用实验阐述和验证这一过程。“每年寒假会休息两周,暑假会休息一周,每天约工作十二个小时,大概60%的精力花在这个课题上”,张海涛说,他的休息“算多的”。

“整个研究过程中最难的一个阶段,我觉得应该是发现和确认了小RNA后,茫然不知道它是怎么产生影响的那些日子。”张海涛印象最深的一个场景是,为了寻找可能受其影响的基因,他把整个水稻基因组中与其相似的序列都找了出来,这些数据整理的文档打印出来有500多页。“当时,也不知道是什么力量驱使,我抱着这些资料用笔一个序列一个序列地圈画了两个星期,终于圈出几个候选的研究对象,”张海涛在回顾这段研究过程时说,“其实,当你致力于解决一个问题后,心中涌动的渴望会将所有的辛苦一扫而光。”

六年的研究时间里,王石平教授始终给予着他及时的支持和指导。她给出了极大的包容,全力地支持课题组成员不断进行尝试,哪怕是失败。但对待实验数据,王石平老师总是不断重复严格的标准,“如果连我这小小的一关都过不了,就不可能让标准更高的审稿人满意。”事实也证明,平时的严格和认真最终都会带来好的回报。

投稿过程又是一波三折。2015年,研究成果形成后,张海涛博士满怀期待,把论文首先投给了《Nature genetics》,历经一个月的等待后,收到审稿专家回复说,“论文很有价值,但与本刊风格不太相符,建议转投他刊。”于是,张海涛博士开始了第二次尝试,投给另一份知名学术刊物。两个月过去了,审稿意见又是拒稿,这次甚至都没给出拒稿理由。张海涛心里开始有些忐忑,担心不被认可、担心同领域的其他研究团队赶先。第三次投稿投给了《Nature Plants》,经历过一段“时间不长但很揪心”的等待后,审稿专家三次提出修改意见,最终“怀胎六年,一朝分娩”,终于在线发表。

一个全新的开始

这是我校水稻团队抗病研究中第一次将目光投到小RNA领域。

病害是影响农作物生产的重要因素之一。而白叶枯病作为对水稻危害最大的细菌性病害,水稻团队的这项研究首次揭示了小RNA调控水稻抗白叶枯病的分子机理,拓宽了对小RNA调控功能的认识,丰富和加深了学者对植物与病原菌互作机理的理解。

伴随着研究的推进,水稻团队抗病组也经历了不少从“门外汉”到“入门”的过程。很多实验都是从完全陌生开始的,而这离不开全国范围内的合作与帮助。我校水稻团队的吴昌银老师和周道绣老师为课题组提供了重要的实验材料;周超博士在很多实验中也提供了建议与帮助;清华大学的戚益军老师和中科院遗传所的曹晓风老师也为该团队支援了宝贵的材料。

通过这一项持之以恒的研究,团队打开了一片全新的视野,拓展了一批新的合作,也赢得了一群同行的尊重。

受益于RA(研究助理)制度

2011年12月,张海涛博士毕业。而当时这项研究已经进行了近三年,正处于关键期。

毕业之后,如何能够继续完成课题?当时,由张启发院士倡导的研究助理(RA)制度为张海涛提供了梦想实现的舞台。“感谢学校设立的RA制度,在这种制度的支持下,我顺利的在博士毕业后将手头上未完成的工作继续深入研究,同时也可以像其他教师一样申请课题以及评定职称。这为我们解决了后顾之忧”。

RA制度,为年轻博士提供了毕业后延续学术研究的机会,也让他们在博士期间愿意沉下心去花几年时间选一块“硬骨头”来啃。制度实施六年来,一大批青年博士从中受益,并先后培养出来了“青年长江学者”李一博教授、入选“青年拔尖人才支持计划”的欧阳亦聃教授、在《cell》上发表过论文的李兴旺博士等优秀青年人才。

审核人王石平

相关链接:http://news.hzau.edu.cn/2016/0302/44729.shtml水稻团队获得小RNA调控水稻抗病反应新成果

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关键词: 张海涛 水稻 rna 博士
责任编辑:兰涵旗
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