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卢艳丽:“永不言败”,“80后”川妹子执着揭秘玉米抗逆基因

中华英才 作者:齐殿斌 2018-06-17 09:30

核心提示: 专访第十四届“中国青年女科学家奖”获奖者、四川农业大学玉米研究所迄今为止最年轻的所长卢艳丽。

她“半路出家”,跨专业选择了非常“接地气”的玉米研究之路;她对未知的领域充满好奇,在攻克一个个难关中找到了乐趣;她十余年如一日,潜心研究玉米抗逆基因资源发掘与分子育种,为我国作物学领域的应用基础研究作出了突出贡献。她自称是一个“激情澎湃的女汉子”,她的科研精神是:“永不言败、推倒再来、血战到底!”

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卢艳丽的系列研究成果达到了玉米遗传育种领域的国际领先水平

人们司空见惯的玉米是人类最为关键的农作物之一,它不仅是我们的基本食物来源,如面包、软饮等,也是众多生活必需品加工离不开的原料,如鞋油、牙膏等,更是畜牧家禽等动物的主要饲料。近年来,利用玉米制取燃料乙醇,更成为了新能源开发的一大趋势。

“如今人类迫切需要提高玉米的种植面积和单位产量,以满足全世界对食物、饲料、能源及工业原料不断增长的需求。”四川农业大学玉米研究所所长卢艳丽说,而这也正是她的科研使命。因为十多年如一日执着揭秘玉米抗逆基因,为我国作物学领域的应用基础研究作出了突出贡献,2018年2月,卢艳丽荣获“第十四届中国青年女科学家”的荣誉称号。

有媒体这样描绘卢艳丽:这位“80后”川妹子中等个、齐肩长发、明艳大方,自称是个“激情澎湃的女汉子”。她将自己的科研精神概括为:“永不言败、推倒再来、血战到底!”正是这种血战到底、永不言败、推倒再来的精神,支撑她度过了一个个难关,书写了她有跨度、有品位、有成就的精彩人生。

“半路出家”  执着探索未知领域

作为一个“80”后的女孩子,卢艳丽当初为什么会选择学农呢?而且是与那些“膀大腰圆”、普通得不能再普通的玉米打交道。说起卢艳丽的求学之路,还真是颇具一点儿传奇色彩。当初,在自己身边的同学纷纷选择读金融、学经济等看起来更有“钱”途的专业时,她却选择了一点也不时髦的四川农业大学作物遗传育种专业。

卢艳丽说:“我在大学本科不是学生物的,获得的是管理学学位。”这不禁让人感到惊讶。据了解,卢艳丽本科学的是农业区域发展,被授予了管理学学位。本科毕业后,她决定考研(硕博连读),进入四川农业大学玉米所继续深造。

卢艳丽当初决定要考研,原因很简单:“我不想过一种一眼望得到头的生活。”在她看来,毕业后,像父母一样当公务员的生活并不适合自己。在把农学、管理学等相关可考学科统统了解一遍后,卢艳丽把目标锁定在作物学上,原因更简单,“因为我们四川农业大学这方面实力很强。”

跨专业考研,专业课是遇到的第一个“拦路虎”。“蹭课”是卢艳丽学习的方式之一,但是她很快发现这并不够用。直到考前一个月,做专业课的题很多还不会,她不得不进行突击式自学,疯狂地看书做题,“要感谢多年应试教育的培养。”她笑着说。考研结果出来后,她得了370分,高出录取线近90分。最终,她以面试第一名的优异成绩被四川农业大学玉米所录取。

导师曹墨菊教授对卢艳丽在复试时的表现印象深刻:“她表现突出,一个跨专业的学生回答专业问题如此系统,而且完全依靠自学,这很不容易。”

为考研而努力的那段时光,是卢艳丽记忆中的珍藏,她喜欢那时候的自己——简单而充实。几乎所有的休息时间都奉献给学校7教考研自习室,坐在最后一排,看书做题累了,就观察满教室的人,“悄悄吃零食的、谈恋爱的、啃书的,多姿多彩。”丰富多彩的教室百态成为她解乏的重要途径。

那一刻,她当然没有想过自己日后会在玉米研究领域做得风生水起,“其实我并不是一个有远大目标的人,只是一个选定了方向,就会一直走的人。”或许,正是这种“一根筋”式的执着使她能在科研的道路上宁心静气,沉浸于忘我的世界。

从农业区域发展跨度到玉米所的研究生,卢艳丽一路遇到了不少的困难。不过,对于未知的领域,她总是充满了好奇。

考入玉米所自然就要与玉米打交道。卢艳丽还记得第一次和导师曹墨菊教授到农场的情景,她分到的任务是数玉米种子,发现“工人都比我懂得多”,这也让她感到了学习更多知识,尽快成为行家里手的压力和动力。

没有学过生物化学、遗传学,更没有学过分子生物学、基因工程,好多专业术语不懂,她只有一个个查阅;做实验,她在实验室一待就是一天,忙到凌晨一两点是常事。“半路出家”的卢艳丽用了整整一年时间疯狂自学。

“她身上最可贵的就是那种探索性的精神,人家害怕未知的领域,觉得新的东西不一定出成绩,有风险,她没有这种顾虑。”曹墨菊老师对卢艳丽赞赏有加。

在卢艳丽看来,一件事只要去做,就一定要做到最好。马马虎虎、半途而废不是她的性格。所以,在读研第二年的时候,她跟曹老师提出想提前攻读博士学位,“感觉自己才刚刚入门,不能就这样读完研究生出去了。”

曹老师向荣廷昭院士郑重推荐了卢艳丽,多年后,荣院士依然对曹老师引荐卢艳丽那一刻记忆犹新,深深透露出“伯乐”发现“千里马”的喜悦。

学中成长  玉米研究渐入佳境

卢艳丽说自己很幸运,幸运地遇到了荣廷昭院士,幸运地遇到了曹墨菊教授。荣廷昭院士出外开学术交流会时会有意识地带上卢艳丽,让她拓展视野,了解学术研究前沿,最重要的是老师们总是给她最大的自由和信任。“我可以沉浸在自己的世界里,安心实验、专心科研,没有什么需要担心的。”

2008年,卢艳丽获得教育部国家公派研究生项目的资助,赴墨西哥国际玉米小麦改良中心(CIMMYT)学习交流。远离了城市的喧嚣,整日与实验室、电脑为伍,阅读了大量英文书籍和文献。

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卢艳丽与她的导师在一起

留学国际玉米小麦改良中心,这次,她的跨度是从分子生物学迈入全基因组关联分析领域。全基因组关联分析是一种基于基因测序和分析,针对全基因组范围内的遗传变异寻找控制目标性状候选基因的方法,它是目前国际上公认的一种最先进研究方法。卢艳丽想要从更深入的角度解析玉米耐旱遗传特性,以便在育种工作中进行种质创新利用和品种改良。

研究领域十分前沿,很多时候都要靠自我摸索,分析数据需要使用新的软件,为此,她啃下了20来本全英文说明书,一步步学会了操作分析、提炼总结。她超强的自学能力也获得了专家的认可,2009年10月她被国际玉米小麦改良中心聘任为consultant scientist,成为领工资的研究人员。

全新的领域总是充满了歧路,尝试失败,再尝试再失败,退缩从来不属于卢艳丽,她的《不同类型玉米种质分子特征分析及耐旱相关性状的连锁—连锁不平衡联合作图》博士论文对700余份温带、热带/亚热带核心玉米材料进行了遗传结构、分子特征分析及耐旱性评价,数据量异常庞大。她还创新地利用SNP芯片杂交技术、全基因组连锁作图和连锁不平衡作图,比较了不同作图方法的定位结果和检测效率。正是由于研究深入,她的这篇博士论文获评2012年全国优秀博士论文,也是目前玉米研究领域中唯一一篇优博论文。

在博士期间,她发表了累计影响因子24.6的6篇论文。对于国际玉米小麦改良中心的求学经历,卢艳丽仍记忆犹新:“我的学术思维、科研工作都源于这里,在国际玉米小麦改良中心的日子是我真正独立做科研的开始。”

留学期满后,卢艳丽又继续在国际玉米小麦改良中心、澳大利亚Murdoch大学、华中农大等长期访问交流。

在踏入工作阶段后,卢艳丽立足于四川及西南地区对玉米生产的实际需求及特殊的生态环境,花了7年半的时间潜心研究玉米,常年穿梭于玉米地和实验室,以女性敏锐的直觉和细心的观察分析,发现了一个又一个玉米的基因秘密。

在自己喜爱的研究中,卢艳丽先后发展了新的非参数统计模型、连锁-连锁不平衡联合作图等关联分析的新方法,解析了玉米株高、开花等复杂数量性状的遗传基础,阐明了玉米应答干旱胁迫的分子调控机制等多项研究工作,并发表了19篇学术论文。

回忆起申请自然科学基金的经历,卢艳丽表示学到了很多。当时凭着一腔对科研的热情去申请国家自然科学优秀青年基金和国际合作与交流项目的她,在并没有将自己的答辩准备得完美无缺的情况下,真正感受到了竞争的激烈和压力,虽然最终成功申请到了基金,但她还是反思到认真全面准备的重要性。

在之后的答辩中,卢艳丽总结经验教训,认真准备材料,充分了解答辩注意事项。在工作中学习,在学习中成长,是她对自己的一贯要求。

辛勤躬耕  “点石成金”彰显“魔力”

在人们的印象中,玉米都是生长在广袤的北方大地上。玉米研究对于我国西南地区究竟有什么意义?“2016年我国玉米播种面积3676万公顷,总产量21955万吨,就种植面积而言,玉米已经超越水稻,成为我国第一大粮食作物。四川所处的西南地区是我国玉米第三大产区,种植面积约占全国的15%,但是单产远低于全国平均水平。”卢艳丽解释道,这主要是因为西南玉米生态区非常复杂,其跨度大、海拔变化大,玉米从早熟到极晚熟都有分布,其中以中晚熟品种占主体,同时广西和贵州地区还有部分人口以玉米为主食,因此长期以来,西南玉米的供需矛盾一直比较突出。

既然北方玉米“膀大腰圆”,我们能否“北玉南种”呢?很遗憾,正如“橘生淮南则为橘,生于淮北则为枳”,玉米品种的选育也必须因地制宜。为了让玉米适应阴雨寡照的气候和土壤贫瘠的山地,卢艳丽在玉米抗逆基因资源发掘与分子育种领域一干就是10多年,发掘了ZmARF31、ZmWRKY30等一批玉米抗逆新基因和SNP/InDel分子标记,培育了优良新自交系4个、突破性杂交玉米新品种10个,创造了显著的社会经济效益。

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卢艳丽与团队成员合影

此外,卢艳丽理论研究结合育种实践,探明了西南玉米“温带×热带”杂种优势模式,主持选育新品种1个(荣玉甜99),参加选育新品种9个(荣玉1210等),现已广泛推广应用并产生了上亿元人民币的经济效益。卢艳丽的系列研究成果,达到了玉米遗传育种领域的国际领先水平,且在国际学术界产生了重要影响。

这些抗逆基因到底有什么“点石成金”的“魔力”?卢艳丽娓娓道来,“有的基因能让玉米根系的侧根生长得更发达,有的是让玉米的主根吸收水分的能力增强,还有的则能让玉米遭遇干旱时提前开花……不同的基因具备不同的功能,我们要做的就是通过转基因技术把这些基因整合到玉米的基因组中,并通过分子标记筛选,确保这些基因能够发挥它的抗性作用,从而帮助玉米抵抗土壤干旱、营养贫瘠等逆境胁迫。”

别看卢艳丽说得轻巧,要知道,玉米有多达10对染色体、约23亿个碱基、3.2万个基因,是人类已测序的基因数量最多的植物之一。海量的遗传数据带来了庞大而繁琐的工作量,但更令人崩溃的还有不可捉摸的环境和天气。“我们搞科研其实和农民耕种没什么两样,天天泡在田间地头,也得靠天吃饭。”卢艳丽抱怨说,“遇到糟糕的天气,可能导致鉴定结果的不准确,遇到严酷的干旱,还可能颗粒无收。”

尽管嘴上笑称自己和农民没什么两样,但卢艳丽心里丝毫没有怀疑过辛勤躬耕的价值和意义,这一点,她深受恩师荣廷昭院士的影响。“荣老师是玉米所的奠基人,他从事玉米研究已经50多年了,春去秋来田间地头从来没有间断过,我读硕士时他就70多岁了,炎炎夏日还在田间给我们讲试验课,如今已经80岁高龄的他仍然坚持下地,实地察看玉米的状况,并对我们的试验提出具体的指导意见。他将自己的一生都奉献给了科学和农业事业,并且为人处事不骄不躁、谦逊低调,他是我终生学习的榜样。”卢艳丽满怀感激地回忆道。

如今的卢艳丽,继承和发扬了荣老师开创的事业和科学精神,成为了迄今为止四川农业大学玉米所最年轻的所长。

迎接挑战  科研之路“血战到底”

“感谢我生命中那些重要的人,你们的爱让我坚强勇敢执着地追求生命科学领域中的奥秘。我将用感恩的心认真去工作、去生活,用四川人打麻将的精神把科学研究做到‘血战到底’。”在“第十四届中国青年女科学家奖”的颁奖台上,“80后”川妹子卢艳丽风趣时尚的获奖感言,博得台下如潮般的掌声。

回顾卢艳丽走过的科研之路,她的人生充满着跨度、充满着挑战:她跨专业考入玉米研究所,从实验零基础起步成为标准的实验达人,从分子生物学一脚迈进全基因组关联分析这一全新领域。在征服这些跨度的过程中,她创造了一连串的精彩,收获了一系列荣誉。

“我感觉我现在研究内容比较深入,但是思维相对狭窄。”面对层出不穷的赞誉,卢艳丽并没有迷失其中,她甚至在开始计划自己的另一个人生跨度:“我想回到自由自在的课堂与实验室,平静而充实地做研究。”

卢艳丽认为,人生最大的幸运是年轻时遇到好老师,年老时遇到好学生,自己喜欢研究未知领域,去创造知识,并享受无穷的精神乐趣。她表示要像恩师一样,将自己的一生都奉献给科学和农业事业。

也许在旁人眼里,“种玉米”很难和“搞科研”划上等号,但卢艳丽用自己的坚持告诉我们:科研既可以非常“高大上”,也可以非常“接地气”,不论“高大上”还是“接地气”,科研的精神本质上是一样的。“就像我们四川人打麻将,永不言败、推倒再来、血战到底!”

卢艳丽

四川农业大学教授,博士生导师,玉米研究所所长,农业部西南玉米生物学与遗传育种重点实验室主任。国家“万人计划”青年拔尖人才,国家优秀青年基金获得者。主要从事玉米基因组结构变异与进化、玉米重要农艺性状遗传解析与分子育种等研究工作。近几年来在国际著名期刊发表SCI论文30余篇,累计引用1000余次。授权国家发明专利5项,主持国家和省部级科研项目15项。先后获得全国优秀博士学位论文奖、四川省科技进步奖一等奖、四川省青年科技奖、四川省学术技术带头人以及四川省“青年科技创新团队带头人”等称号。

(2018.06.01 第11期)