2021-12-27 16:48:48
走進(jìn)中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所（以下簡(jiǎn)稱遺傳發(fā)育所）研究員田志喜的實(shí)驗(yàn)室，最先入耳的是一陣陣“嘩啦”聲——一群學(xué)生正揚(yáng)起剛收獲不久的大豆。金黃的豆粒在柳條編織的簸箕中上下翻飛，與農(nóng)家的豐收景象別無二致。而在走廊另一側(cè)，現(xiàn)代化的科研儀器正在井然有序地運(yùn)行，古老的農(nóng)作物，在這里被賦予了新的價(jià)值。
這也暗合了田志喜的“雙重”身份：在田里的時(shí)候，他是個(gè)勤懇的“農(nóng)民”，一心只想種好大豆；而在實(shí)驗(yàn)室時(shí)，他是攻克大豆難題的科學(xué)家，目標(biāo)是“為中華大豆之崛起而奮斗”。
前不久，第十三屆“談家楨生命科學(xué)獎(jiǎng)”獲獎(jiǎng)名單公布，田志喜因在大豆基因組學(xué)等相關(guān)領(lǐng)域取得了突破性研究成果獲得該獎(jiǎng)項(xiàng)。
從果樹到大豆的三次跨越
最初，田志喜并不是研究大豆的。本科與碩士階段學(xué)習(xí)果樹專業(yè)的他，在2000年研究生畢業(yè)后留在母校河北農(nóng)業(yè)大學(xué)工作。2001年，田志喜被借調(diào)至國(guó)家自然科學(xué)基金委，協(xié)助申報(bào)項(xiàng)目審批等相關(guān)工作。在那里，田志喜“大開眼界”，接觸到了許多此前不甚了解的領(lǐng)域，求知欲再度被喚起，他下決心要繼續(xù)讀博。他將目標(biāo)鎖定在更側(cè)重基礎(chǔ)研究的遺傳發(fā)育所，由此田志喜開始了他的第一次跨越。
分子生物學(xué)、分子遺傳學(xué)……一直從事應(yīng)用研究的田志喜此前較少接觸此類內(nèi)容。為了備考，他聽說自己以前的同學(xué)在教授“分子生物學(xué)”課程，于是他一有空就跑去聽?？疾┏煽?jī)公布，田志喜被錄取，師從中國(guó)科學(xué)院院士李家洋。
博士畢業(yè)后，田志喜前往美國(guó)普渡大學(xué)從事博士后工作，真正的考驗(yàn)也從此開始。之前還算順利的他，初到美國(guó)，就遭遇了前所未有的困難。博士后所進(jìn)行的研究與博士階段并不相同，無從銜接，他又要從頭學(xué)起。此外，面對(duì)當(dāng)時(shí)空無一物的實(shí)驗(yàn)室，他還承擔(dān)起了從零開始組建實(shí)驗(yàn)室的任務(wù)。
剛一開始，科研進(jìn)展得不順利，實(shí)驗(yàn)室工作繁重，田志喜越做越覺得迷茫。田志喜至今記得，那年普渡大學(xué)所在的印第安納州下起暴雪，他在齊膝深的雪中艱難前進(jìn)，一如他初到美國(guó)時(shí)的生活。但田志喜不想坐以待斃，為了盡快找到正確方向，他白天在實(shí)驗(yàn)室工作，晚上回到家中自學(xué)生物信息學(xué)相關(guān)內(nèi)容，拓展研究領(lǐng)域。“那時(shí)，我經(jīng)常發(fā)愁，整晚睡不著。”他說。
但轉(zhuǎn)折很快到來，快速掌握生物信息學(xué)知識(shí)讓田志喜很快找到了正確的研究方向，接連產(chǎn)出多項(xiàng)重要成果。2010年9月20日，田志喜清楚地記得這個(gè)日子，他回國(guó)接受遺傳發(fā)育所的考核答辯。半年后，他回到遺傳發(fā)育所任職，開始了獨(dú)立探索的科研生涯，完成了自己的第二次跨越。
但回來以后研究什么，成了困擾當(dāng)時(shí)田志喜的大問題。“水稻、玉米當(dāng)時(shí)都考慮過，反而是大豆以前接觸的比較少。”他遲遲難下決心，反復(fù)與學(xué)界好友、遺傳發(fā)育所領(lǐng)導(dǎo)等交流探討。
憑借著對(duì)大豆重要性的初步認(rèn)識(shí)，田志喜決定挑戰(zhàn)一下。“我們國(guó)家每年要進(jìn)口那么多大豆，能否實(shí)現(xiàn)自給自足呢？”他回憶道。
田志喜給自己定下了目標(biāo)，先扎扎實(shí)實(shí)做5年基礎(chǔ)研究。4年后的2015年，田志喜因在大豆領(lǐng)域取得的突出成果，獲得“國(guó)家杰出青年基金”資助。他愈發(fā)相信，選擇大豆是正確的，而他也實(shí)現(xiàn)了自己的三次跨越。
做中國(guó)的大豆基因組平臺(tái)
在田志喜實(shí)驗(yàn)室最中間的一根柱子上，寫著一句話：為中華大豆之崛起而奮斗。這是田志喜給自己和實(shí)驗(yàn)室團(tuán)隊(duì)成員立下的目標(biāo)。
田志喜最初的想法是在5年基礎(chǔ)研究結(jié)束后，全力以赴攻關(guān)大豆固氮。本科時(shí)，他就比較關(guān)注這方面，“這是那種一想到就會(huì)讓科學(xué)家感到興奮的研究”。但隨著對(duì)大豆了解得愈加深入，田志喜愈發(fā)覺得作為大豆科研人員的壓力與責(zé)任。“我國(guó)的大豆現(xiàn)狀不容樂觀，還是想做一些能直接解決現(xiàn)實(shí)問題的研究。”他說。
田志喜介紹，小麥、水稻等都是經(jīng)歷了“綠色革命”的糧食作物，產(chǎn)量在過去一段時(shí)期內(nèi)得到了大幅提升。但大豆并未經(jīng)歷這個(gè)過程，其產(chǎn)量在過去幾十年中沒有大幅增長(zhǎng)。而我國(guó)的情況則尤為嚴(yán)峻，大豆對(duì)外依存度超80%，只有不足20%的大豆產(chǎn)自國(guó)內(nèi)。
田志喜心里清楚，要提升國(guó)內(nèi)大豆的總體產(chǎn)量，首先要在基礎(chǔ)研究上下功夫。“我國(guó)大豆平均畝產(chǎn)僅為130公斤左右，而世界主要大豆生產(chǎn)國(guó)平均畝產(chǎn)已可達(dá)220公斤，差距還是比較大的。”他分析，導(dǎo)致這種現(xiàn)狀的原因，除了有限的自然地理?xiàng)l件外，育種水平不足也是一大短板。
結(jié)合此前學(xué)習(xí)過的基因組學(xué)的相關(guān)知識(shí)，田志喜意識(shí)到這其中還有許多工作可做。此前在植物界，一直沒能找到一個(gè)可以全面地將不同個(gè)體的基因組整合到一起的方式，而關(guān)于大豆基因組的相關(guān)內(nèi)容則更是少之又少。田志喜想試一試，他想做一個(gè)中國(guó)的大豆基因組平臺(tái)。
田志喜聯(lián)合多位科研工作者，對(duì)來自世界大豆主產(chǎn)國(guó)的2898個(gè)大豆種質(zhì)材料進(jìn)行了深度重測(cè)序和群體結(jié)構(gòu)分析，從中挑選出了26個(gè)最具代表性的大豆種質(zhì)材料，并以我國(guó)自主培育的“中黃13”等大豆品種為基礎(chǔ)，對(duì)其進(jìn)行高質(zhì)量的基因組從頭組裝和精確注釋。同時(shí)，他們借鑒人類基因組相關(guān)研究的工具及方法，最終成功構(gòu)建出了大豆圖形結(jié)構(gòu)泛基因組分析，這是全球首次在植物中實(shí)現(xiàn)基于圖形結(jié)構(gòu)基因組的構(gòu)建。2020年6月17日，該成果在線發(fā)表于《細(xì)胞》，審稿人毫不吝嗇地稱其為“基因組學(xué)的里程碑工作”。
但田志喜還有更多的期待，他希望這個(gè)平臺(tái)以后能為更多的科研工作者服務(wù)。“個(gè)人的力量終歸是有限的，希望這個(gè)平臺(tái)能作為一個(gè)基礎(chǔ)，催生出更多的科研成果。”他說。
會(huì)種地、持“家”的科學(xué)家
從事農(nóng)作物研究，獲取研究材料是關(guān)鍵的一步，因此田志喜每年都要親手種下他的研究對(duì)象。
田志喜有一套專門干農(nóng)活的“裝備”——迷彩服、膠鞋，各種農(nóng)具他使用起來，很是得心應(yīng)手。田志喜說，自己在地里時(shí)就是一個(gè)地道的農(nóng)民。
不過，這位“種地老手”仍忘不了剛回國(guó)種大豆時(shí)的尷尬。那時(shí)，田志喜的實(shí)驗(yàn)室剛剛建立，加上他自己只有4個(gè)人，團(tuán)隊(duì)研究從最基本的種大豆開始。
第一次，100份種子撒下去，田志喜非常期待。結(jié)果一段時(shí)間過去，遲遲不見種子萌芽。田志喜陷入了焦慮，“睡不著，凌晨4點(diǎn)就起來，想去看大豆怎么樣了”。最后，第一批種下的100份種子僅收獲了約2/3。“那時(shí)別人都說，一看長(zhǎng)得不行的地就知道是田老師的。”田志喜自嘲道。
但田志喜不甘心，反復(fù)找原因，旁人提醒他：“不同地區(qū)的土質(zhì)松軟程度不一樣，一個(gè)坑有時(shí)要多放幾粒種子，形成合力才更容易沖破土壤萌發(fā)。”
如今，田志喜的團(tuán)隊(duì)已擴(kuò)充至二十余人，但他仍沒事就往地里跑。而他的目標(biāo)也更大了，他要在鹽堿地里種大豆。“之前極少有人做大豆的抗鹽堿研究，但要想進(jìn)一步提高國(guó)內(nèi)大豆的總產(chǎn)量，就必須開發(fā)鹽堿地。”他說。
第一次試種結(jié)果同樣是慘不忍睹，但他很快就找到了辦法。“我們借鑒了在鹽堿地里種棉花的經(jīng)驗(yàn)——鋪地膜，這樣就可以有效減少水分蒸發(fā)、降低土壤的含鹽率。”田志喜還請(qǐng)了當(dāng)?shù)匾晃淮迕駧兔M(jìn)行日常打理，并特意叮囑道“不用額外澆水，自然條件是什么樣就保持什么樣”。村民意識(shí)到，這位大豆專家是真的想做成事，并因此對(duì)試驗(yàn)田的管理格外用心。
如今，田志喜的課題組在山東省東營(yíng)市共有100畝的試驗(yàn)田，每年能試種大約3000份種子，其最新畝產(chǎn)已達(dá)到226公斤。但田志喜很清楚，幾次試種成功并不能代表什么，想實(shí)現(xiàn)大規(guī)模推廣，需要更加長(zhǎng)期的研究、試種，他還有很多工作要做。
在田志喜課題組的網(wǎng)站主頁上，寫著一句 Welcome To SWEET HOME。SWEET HOME是他給自己實(shí)驗(yàn)室取的別稱，sweet（甜）暗合了他的姓氏，home則是他希望實(shí)驗(yàn)室能像家庭一樣溫馨、和諧。同時(shí)，這9個(gè)英文字母，也是他為實(shí)驗(yàn)室定下的9條原則的英文首字母縮寫，分別代表著安全、熱心、熱情、效率、團(tuán)隊(duì)精神、誠實(shí)、開放、謙遜、享受。
“籌建實(shí)驗(yàn)室的前3個(gè)月沒干別的，一直在想這個(gè)。”因?yàn)樗嘈牛幕c價(jià)值觀念能夠?qū)θ水a(chǎn)生更加深遠(yuǎn)的影響。而團(tuán)隊(duì)也要像種子一樣，依靠著共同的價(jià)值觀念，形成合力才能突破重重困難，最終取得豐收。
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