
成功克隆稻瘟病新抗性基因,為武陵山區(qū)選育抗稻瘟病新品種并推廣,作為核心成員參與武陵山區(qū)稻瘟病菌生理小種動態(tài)變化網(wǎng)站建設……鑒于其對武陵山區(qū)水稻種植業(yè)的貢獻,生科學院劉新瓊教授在2015年底獲評“第五屆國家民委突出貢獻專家”。面對這些成就和榮譽,劉老師謙虛地說:“科研之路沒有終點,要不停探索?!?/p>
傾心學術,放棄安逸工作
2002年,畢業(yè)于華中農(nóng)業(yè)大學植物病理學專業(yè)的劉新瓊老師,在長江蔬菜雜志社工作5年后,覺得朝九晚五的審稿、改稿工作并非志向所在。于是,她辭去了安逸、穩(wěn)定的編輯工作,到華南農(nóng)業(yè)大學攻讀博士學位。
劉新瓊老師
博士學習期間,劉老師將重點放在稻瘟病抗病基因的研究上。出身農(nóng)民家庭的她,從小切身感受到了稻瘟病的危害:“我家主要種植水稻和棉花。每當?shù)疚敛“l(fā)病的時候,父母就要去田里給水稻打農(nóng)藥。病害嚴重時,會影響水稻收成和經(jīng)濟收入。有農(nóng)民甚至因為使用烈性農(nóng)藥導致自己中毒?!?/p>
病理學專業(yè)出身的劉老師發(fā)現(xiàn),采用傳統(tǒng)的化學農(nóng)藥防治稻瘟病,不僅效果不好,而且還破壞環(huán)境,“如果能夠培育出抗稻瘟病的抗性水稻品種,那就能一舉多得?!?/p>
再次重返科研崗位,劉老師倍加珍惜。她沉迷于研究抗稻瘟病基因Pi36的克隆、功能和機理工作中。每天她幾乎都是第一個到實驗室,最后一個離開,有時甚至整晚都在實驗室,累了就躺在長椅上睡一會兒。
高負荷的工作量并沒有讓她覺得辛苦,反而感到前所未有的充實,“與之前的編輯工作相比,做科研更具有挑戰(zhàn)性。從確定Pi36基因在哪條染色體上,到最終弄清它的基因序列,中間一步步的探索過程讓我很滿足。”正是這樣忘我地投入實驗工作,她3年博士研究生的學習成果豐碩。
醉心科研,造福民族地區(qū)
博士畢業(yè)后,劉新瓊老師到我校任教。恰逢生科學院院長劉學群教授建設武陵山區(qū)抗稻瘟病水稻培育研究團隊的第二年,劉老師的研究工作便與武陵山區(qū)建立了緊密聯(lián)系。
武陵山區(qū)水稻種植面積常年在70萬公頃以上。稻田多分布在溝、漕以及峽谷之中,水稻生長期高濕寡照,稻瘟病極易形成與發(fā)生,是困擾當?shù)剞r(nóng)業(yè)發(fā)展的一大難題。稻瘟病抗病基因克隆、功能和機理研究是解決這個難題的一個重要部分,要做好此項工作相當不易。
以劉老師研究的稻瘟病新抗性基因Pi36為例。她從2002年開始這項研究,直到2005年Pi36基因才被成功克?。?009年,這一課題的研究才算真正意義上的完成。為何一個基因的研究會耗費這么長時間呢?
劉老師告訴記者,首先她要在田間調(diào)研考察,找到具有抗稻瘟病性狀的植株,再將這類植株與感病的植株雜交,獲得的子代再進行自交……通過對成百上千個子代樣品的統(tǒng)計觀察,大致確定該基因的位置——漫長的植物生長周期使這個過程至少需要耗費一兩年的時間。
之后是基因的精細定位和功能研究。劉老師在實驗室里利用分子標記和基因克隆等手段做大量的實驗,然后通過轉基因驗證候選基因的功能,進一步確定該基因的位置,并研究其結構。這個過程中,她要反復假設驗證,經(jīng)歷一次次失敗,并且要時刻總結失敗經(jīng)驗,修改接下來的實驗計劃。
對這樣日復一日的實驗,劉新瓊老師干勁十足。她說:“如果從科學的角度我們分析出有某個事物存在,只要運用科學的方法去尋找,那么就一定可以找到,無非是時間的問題。我在做研究時就是這樣告訴自己,用科學的研究方法,經(jīng)過千百次的嘗試,總有一次會成功的?!?/p>
稻瘟病菌是一種極易變異的病菌,一個抗病基因并不能解決所有的稻瘟病害。此后她又成功克隆了稻瘟病抗性基因Pi39,以及誘導抗病基因OsAAA1;精細定位了新抗性基因Pita-2和xa34;開發(fā)了一系列抗病育種分子標記,獲得國家發(fā)明專利兩項。
2007年,劉老師前往日本農(nóng)業(yè)生物研究所進行博士后的學習研究。兩年后,她獲得了日本政府JSPS特別研究員的職位,從事稻瘟病廣譜抗病基因Pb1的作用機理研究。兩年學習經(jīng)歷,使她與日本的專家建立了穩(wěn)定的學術交流與合作關系。
除了對抗病基因的研究,水稻抗病品種的選育也是劉老師的工作重點。2008年,她參與湖北省“優(yōu)質(zhì)抗稻瘟病品種的選育”重點課題,分別為來自全省各地數(shù)百個水稻品種做基因檢測,觀察這些水稻品種中已有哪些抗病基因,又缺少哪些抗病基因,并將缺少的抗性基因?qū)胫仓暌耘嘤沟疚敛⌒缕贩N。截至目前,她選育的3個抗稻瘟病水稻新品種通過了湖北省農(nóng)作物品種審定,在武陵山區(qū)推廣種植約50萬畝,直接產(chǎn)生經(jīng)濟效益2000萬余元。
為了更好地服務于武陵山區(qū)的抗稻瘟病預測預報工作,2010年以來,劉老師作為核心成員參與湖北省創(chuàng)新項目“武陵山區(qū)稻瘟病菌收集分類與抗病育種研究”,每年檢測武陵山區(qū)各類水稻品種病原菌的變化情況。經(jīng)過幾年的數(shù)據(jù)累計,他們成功建立了武陵山區(qū)稻瘟病菌生理小種動態(tài)變化網(wǎng)站。這一網(wǎng)站的建立,有助于對未來武陵山區(qū)稻瘟病病原菌變化情況做出準確預測,指導武陵山區(qū)合理種植抗病品種。
在實驗室鉆研之余,劉老師還多次深入武陵山區(qū)調(diào)研,實地考察當?shù)厮痉N植情況。她與當?shù)剞r(nóng)民交流溝通,向他們傳授稻瘟病的發(fā)病機理以及預防措施,教他們合理種植抗稻瘟病新品種,以達到效益的最大化。
潛心育人,關愛學生發(fā)展
從雜志編輯到大學教授,劉新瓊老師感到自己完成了一次蛻變。“當老師和學生打交道,與做編輯完全不同。看到學生的成長,我很開心?!?/p>
教學方面,劉老師對學生十分嚴格。在給本科生授課時,她每節(jié)課都要清點人數(shù),從不允許出現(xiàn)玩手機、睡覺等現(xiàn)象。她的研究生劉早利說,學校放假的時候,劉老師會經(jīng)常督促他們早點到實驗室?!八f,假期是最適合做研究的時間,偌大的實驗室只有你一個人,資源都是你的,會讓你頭腦更清醒,激發(fā)出研究的靈感?!?/p>
在學生的升學、就業(yè)選擇上,劉老師都會竭盡自己所能,幫學生“扶上馬送一程”。2009年,一名壯族學生因家境艱難,放棄讀研而選擇就業(yè),劉老師推薦她到廣東省農(nóng)科院工作。經(jīng)過一段時間的工作后,這名學生認識到本科學歷對于科研工作來說遠遠不夠,便又考研到華南農(nóng)業(yè)大學深造。為了緩解她的求學壓力,劉老師每年資助她5000元。
每年逢年過節(jié),劉老師總會收到歷屆畢業(yè)生發(fā)來的郵件、電話、短信?!懊慨斶@個時候,我都很開心,很幸福,覺得為學生做的許多事情都是值得的?!?/p>