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【奋斗的青春】宋立志:深耕柑橘芽变,解锁育种“盲盒”

一棵满是黄色果实的柑橘树上,为什么偏偏有一颗果子是红色的?“是枝条上的黄色芽变成了红色。”华中农业大学2025年学术之星、园艺林学学院2022级博士生宋立志说。六年来,他紧盯这枚“红果子”,试图打开柑橘芽变育种那只看不见的“盲盒”。

从比较基因组到转座子检测,从绘制表观变异图谱到提出芽变育种新路径,宋立志把自己的青春种进了橘园。他想让偶然的“红果子”,变成果农手中可以主动选择的丰收利器。

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宋立志(受访者 供图)

向下扎根:撕掉那层白络

2020年秋天,宋立志走进华农果树学实验室,成为徐强教授课题组的一员。

起初,陌生的环境让他有些局促。幸运的是,他的工位被安排到了实验区附近,有机会和实验室的每一位同学打个照面、聊上几句。“只要你主动交流,大家会很热情地回应你。”

实验室有一套独特的“小循环”到“大循环”培养体系,像一级级精心搭建的台阶。硕士阶段,学生要先完成一个一两年内可以闭环的“小课题”,以此作为通往更大科学问题的“船票”。正是在第一个“小循环”里,宋立志触碰到了科研的滋味。选题、设计、实验、写作、投稿、修改……一轮完整的淬炼,让他从“不知道做什么”的迷茫本科生,变成了有“内驱力”的博士生。

宋立志参加课题组生信培训(受访者 供图)

“就像剥橘子”,他打了一个比方,“撕掉那层白络,就看见了果肉。你清理得越干净,越能触到问题的内核。”没有顿悟式的闪光,只有日复一日的实验、阅读和推敲,目标便在那漫长的安静中自己浮现出来。

“科研是一场安静的长跑。跑着跑着,你找到了自己的方向——这其实是一件很幸福的事。”宋立志笑了。

向内探寻:解码基因“跳跃”的奥秘

在柑橘家族里,甜橙是个“善变”的成员——芽变品种比例高达68%,远超橘和柚。为什么甜橙如此容易发生芽变?答案就藏在一种能“跳跃”的特殊序列——转座子里。

这些“跳跃基因”不像普通基因那样安分守己地待在固定位置,它们会从染色体的一处切离,随机插入到另一处,有时还会顺势多复制一份自己。这种突如其来的“插队”,如果恰好落在一个控制果实颜色、大小或风味的基因内部,就可能打断原有的功能,或意外拧亮一个原本黯淡的开关,于是,枝条上便冒出了一枚与众不同的果子。

宋立志利用HiFi测序开展基因组比较,首次发现甜橙具有七类活跃的转座子。研究显示,甜橙群体中转座子插入事件达六千余次,占结构变异的四成以上。血橙果肉之所以呈红色,正是源于转座子对色素基因启动子的两次独立插入——这些“跳跃基因”正是驱动甜橙芽变的核心动力。

“我们要做的,是把这种随机的过程变成高效的育种工具。”基于这一发现,他开发了一套全新的转座子插入检测系统,将检测精度提升至93%,相关技术已获国家发明专利授权。与此同时,他还与工学院的伙伴们联手,研发出一套基于图像识别的柑橘果实表型自动提取系统。过去需要耗费大量人力、用卡尺和色差仪逐一手工测量的工作,现在只需拍张照片,电脑就能自动输出果实大小、颜色、囊瓣数目等关键数据。这套系统,如今已在多个课题组推广使用,让科研人员从繁琐的体力劳动中解放出来。

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宋立志标记样本(学通社记者蒋铮 摄)

这份突破,离不开他开放求真、不囿旧法的态度。师弟艾万琦记得,有次验证转座子插入位点时,传统PCR方法效率不佳。艾万琦提了一个新思路——利用转座子自身序列与两侧序列同时扩增。宋立志听后,当天就重新设计了实验。“他思维敏锐、行动果断,不固执于旧方法,乐于向任何人请教。”艾万琦说。

这种较真,在好友刘承浪眼里更是刻进骨子里的。两人曾隔着千里为一项柑橘新品种申报补充数据。交稿前一晚,他们发现分子标记图谱有一处小瑕疵。“单位负责人都说可以传了,但我俩一致决定改到完美为止。”最终,两人在极短时间内补全了五个分子标记,申报顺利通过。

宋立志参加学术会议(受访者 供图)

“学术造不得假。他把内容做得很深,很实。”刘承浪说,“尤其是做实。”这份“做实”的坚持,藏着他对科研价值的深刻理解。从解析代谢物合成的进化逻辑,到揭示芽变发生的分子驱动力,宋立志始终坚守:科研要从产业问题中来,回到产业问题中去。他说,“我们既要能‘上天’,又要能‘下地’。论文是果实,下地就是树干和枝脉,为果实提供支撑和养分”。

向外生长:在实验室与球场之间

夜深,实验室的灯还亮着。宋立志正盯着屏幕上密密麻麻的数据,这是他的常态——早八点到晚十一点。但熟悉宋立志的人都知道,严肃之下,他还有一颗滚烫的、爱玩的心。

“走,三运。”消息发出去,对面很快回复:“走。”

换上球鞋,抱起篮球,宋立志和刘承浪的“单挑”局就开场了。一周至少一场,实验不顺利时频率更高。刘承浪起初觉得宋立志话不多,熟了才发现他风趣得很,打球好胜心还强。“我以为科研厉害的都不爱运动,没想到他打球这么拼。”刘承浪说,“他生活和科研结合得特好,挺全能的。”

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宋立志打篮球(学通社记者蒋铮 摄)

这种“全能”,师弟艾万琦也深有体会。日常里宋立志松弛爱笑,喜欢运动也爱唱歌,和实验室里那个对着数据“较劲”的师兄判若两人。“他能严格切分时间空间,在实验室全身心投入,离开之后基本不谈工作。”

严谨、认真、重感情、守信用——朋友们这样概括他。答应别人的事,他一定会竭尽全力。他会在实验失败两个月后坦然选择放弃一个方向,也会在朋友需要时通宵达旦地帮忙。严谨是他在科研上的底线,真诚是他在生活里的底色。

艾万琦说,师兄教他“帮别人就是帮自己。做好科研,先要做一个靠谱、坦诚的人。”

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宋立志接受采访(学通社记者蒋铮 摄)

从“满是黄色果实的树上为什么结出红果子”的好奇,到揭开芽变机制的秘密;从揭开柑橘特有健康成分的进化来源,到完成芸香科目前最大的基因组组装——宋立志的脚步从未停歇。他明白,前面还有无数问题等待解答,也还有更多科研故事等待书写。

“在我们还有理想的时候,要坚定地维护它。”宋立志说。如今,他正朝着非转基因定向育种和表观调控喷施技术的方向继续前行。他相信,那些藏在“盲盒”里的创新密码,终有一天会变成橘园里沉甸甸的丰收。

审核人:林辉

(本文作者系学通社记者 杨紫东 张婉怡)

 

 

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