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【中国科学报】赵书红:寻找改良种猪遗传密码的人

核心提示: 《中国科学报》2021年11月27日第1版报道了我校动科动医学院院长赵书红教授的事迹,讲述了她十几年如一日专注研究猪基因组,为我国遗传育种事业做出了卓越的贡献。

《中国科学报》2021年11月27日第一版报道了我校动科动医学院院长赵书红教授的事迹

《中国科学报》2021年11月27日第1版报道了我校动科动医学院院长赵书红教授的事迹

■本报记者 李晨

从事猪遗传育种研究近30年,华中农业大学教授赵书红默默耕耘着。

“一个人一辈子专注做一件事,在一个方向上进行系统深入的研究,这样才可能有比较有价值的发现。”赵书红告诉《中国科学报》,这是她在国家自然科学基金委员会长期支持下一个深刻的体会。

正是在这样的延续性支持下,她始终坚持发现并解决了不少新的科学和行业需求问题,不断取得新成果。

在一个方向上做系统深入的研究

我国猪种类多样、资源丰富,地方猪种和商业猪种差异十分明显。地方猪好吃、抗病,但长得慢、肥肉多,而商业猪种生长快、瘦肉率高。因此,研究产肉性状差异形成的分子机理一直是猪遗传育种领域的重点课题。

1998年,赵书红被华中农业大学破格晋升为副教授。同年,她第一次成为基金委资助的科研人员。首个国家自然科学基金项目主要致力于用当时最新的技术手段找出两类猪种的差异,旨在发掘其优良基因并在育种中应用。

“第一份国家级资助对我整个科研生涯发挥了重要的启动作用。”赵书红说,假如当初没有获得这份资助,她可能不会走上基础研究的道路。

20世纪90年代,国内猪种选育主要采用基于系谱和表型数据的传统方法,而在国外,分子标记辅助选择等新方法已投入应用。赵书红看在眼里,急在心上:“在世界范围内,育种竞争从未停止,我国种猪育种基础本来就薄弱,如果技术又落后,怎么和国外竞争?”

赵书红强调,动物遗传育种在提升养殖业源头——种源质量方面发挥着核心作用,进行动物遗传育种理论和技术创新在解决动物种业重大科学技术问题与需求方面具有重要意义。而这恰恰是国家非常重视的科研方向,也一直是基金委资助重点之一。赵书红的前期工作得到了基金委评审专家的认可,获得了持续资助,因此没有了后顾之忧。

2012年,赵书红参与破译了猪基因组的序列图谱与初步功能注释,相关成果以封面文章形式发表于《自然》。猪基因组序列的破译,意味着猪育种真正迈入了基因组育种时代。此刻,她敏感地捕捉到了实现超越的机会。由于猪基因组功能解析滞后,导致猪基因组的功能位点与中性分子标记无法区分,基因组育种也就无法充分利用调控区域和功能位点信息,影响了利用基因组信息提升育种效率。

赵书红紧紧抓住竞争时间窗口,利用自己多年的积累,带领团队在国际上率先绘制出涵盖品种信息和组织类型最广的猪基因组精细图谱,大规模鉴定了调控元件及功能突变位点,为应用功能突变位点提升猪基因组育种效率奠定了基础。相关成果在线发表于《自然—通讯》。

有了基础数据,必须立即推向应用才能体现科研价值。接着,她又带领团队鉴定了一批猪重要经济性状基因和标记;研发出准确性高、计算速度快的育种值评估新方法,并开发出能高效处理百万级群体大数据的基因组育种工具,建立了自主知识产权的基因组高效育种技术体系,支撑合作企业显著提升育种效率。

基础研究为扶贫攻坚贡献力量

“对于畜牧学科而言,既要做与国际同行同台竞争、偏向基础研究的‘顶天’研究,也要做对国家产业和社会实用的‘立地’的应用推广研究。”赵书红通过地方猪遗传资源挖掘与开发利用,建立了适合当地生产条件的地方猪杂交生产体系,助力地方政府发展特色畜牧养殖业,带动贫困地区农民增产增收,在国家级贫困地区脱贫攻坚中发挥了不可替代的作用。

湖北恩施咸丰县地处武陵山区,家家户户保留着养恩施黑猪的习惯,黑猪养殖也成为当地的重点扶贫产业。但由于缺乏技术指导,当地养殖户的纯种养殖占很大比例,黑猪杂交生产操作不规范,导致产仔数低下,商品猪毛色混杂、卖价低,养殖效益低下。要解决这一问题,必须建立规范化的杂交生产模式,而这需要搞清楚黑猪猪肉品质、产仔数等性状参数。

当时,赵书红正在参与基金委支持的一个国家基金重大项目,并主持课题“地方猪种成肌与肌内沉脂重要遗传参数评估与应用”。这恰好为规范化的恩施黑猪杂交模式建立提供了基础研究依据。

在该项目支持下,赵书红指导制定了以恩施黑猪为母本的两种规范杂交生产模式,标准化地生产出迎合市场需求的产品,提升了恩施黑猪养殖效益,显著增加了当地农户的收益。

为了实现恩施黑猪产业的可持续发展,赵书红团队积极参与了当地恩施黑猪资源保护场的建设。2020年底,她又带着团队走访贫困户以及养殖公司,解决生猪繁育技术问题。随行的青年教师马云龙说:“扶贫是个良心活,赵老师做得特别走心,完全不求回报,这对我触动特别大。”

为社会创造价值是科学家核心价值

“我认为科学家精神最重要的特征是使命感。面对我国种业重大需求和激烈的国际竞争,发挥团队力量进行攻关,克服畏难情绪,甘于坐冷板凳,针对瓶颈问题开展深入研究,这就是科学家精神。”赵书红说,她带领团队研究猪的调控元件鉴定,从技术建立到得到结果,前后花了近5年时间。

在赵书红看来,支持年轻人脱颖而出、经费向年轻人倾斜、支持他们创新,也是科学家精神的体现。在她的团队中,优秀的博士如果愿意做博士后,她就鼓励和帮助他们申请国家青年基金,支持他们成长和研究。

青年教师刘小磊博士毕业刚加入团队时,曾有一个迷茫期。“赵老师一直给我鼓励。有一次申报人才项目,她亲自帮我改PPT,还把团队其他老师召集起来,让我做模拟答辩,前后磨了十几轮。”经过这件事,刘小磊领悟到,团队的凝聚力不是没来由的。“赵老师对每个青年教师和学生都是这样,这样的领头人才能组织大团队、做大科学。”

在榜样的感召带动下,猪基因组研究与遗传改良创新团队先后入选湖北省自然科学基金创新团队、教育部创新团队、农业农村部创新团队。一批青年才俊脱颖而出,成为学科骨干。

从当年拿到第一份基金资助到参与基金项目评审,赵书红坦言,公平公正是她与基金项目结缘过程中最深刻的体会。她认为,基金项目评审专家的角色,在提醒自己做到公平公正的同时,还督促自己经常学习和了解学科的前沿动态。赵书红说,不脱离科研一线,才能具备选出好项目的能力。

“我们进行猪遗传育种研究,就是要为我国生猪种业提供有价值的理论和真正能够落地的具有原创性的先进技术,推动种业科技水平和种猪质量提升。”赵书红认为,为社会创造价值是科学家的核心价值。

《中国科学报》 (2021-11-26 第1版 要闻)

责任编辑:徐行 孔繁霄