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蘋果為什么這樣紅———記園藝學院優(yōu)秀博士研究生王楠





  2017年9月,園藝學院果樹學專業(yè)博士三年級學生王楠第二次獲得國家獎學金,成為園藝學院獲雙國獎第一人。碩博連讀期間,王楠以第一作者的身份在PlantJournal等雜志發(fā)表SCI論文四篇,并列第一作者在國際著名期刊 NatureCommunication等雜志發(fā)表論文兩篇,累計影響因子達到29。王楠目前的研究課題為蘋果果實類黃酮代謝機理,通俗說就是研究蘋果為什么會變紅。
  堅持是最好的選擇2009年,王楠來到山東農(nóng)大園藝學院學習果樹學?!白畛鯇@藝學一點都不了解,只想選擇機械或工程類專業(yè)”,他對記者說。大一結束后,王楠考取專業(yè)第一,獲得轉專業(yè)的機會,但他卻不想轉了,“覺得學果樹還是很有意思的”。他慢慢了解果樹學,逐漸培養(yǎng)起專業(yè)興趣,進而轉化成對專業(yè)的熱愛。本科、碩士、博士,一路走來,王楠在農(nóng)大果樹學科學習了八年,讀到了博士三年級。
  王楠本科期間的學習成績一直非常好,大四考研時,同學們紛紛報考浙大、中農(nóng)等名牌院校,獲得推免資格的王楠選擇繼續(xù)留在農(nóng)大。那時,他已經(jīng)在陳學森教授實驗室待了半年,對陳老師的研究方向和實驗室實力有所了解。他認為,讀研究生能否做出東西來,不取決于學校知名度高低,重要的是導師能否提供更多資源,創(chuàng)造更多機會,陳老師實驗室的研究水平和國家重點實驗室的科研條件都對他有著較大的吸引力。
  2013年剛讀碩士研究生,面對導師給的 “新疆野蘋果F1群體中紅肉和白肉蘋果轉錄組對比分析”課題,他的反應是:“無從下手,第一次聽到轉錄組概念。”從了解轉錄組測序到設計實驗方案,王楠一遍遍向生物信息學老師及測序公司請教。他表示,“壓力很大,實驗室先前沒有相關的研究,很害怕自己走錯了方向?!?br>  王楠也一度為英文寫作感到苦惱,寫論文時,他逼迫自己放棄中文思維。為提高寫作能力,他一個月內讀完了上百篇相關英文文獻。第一篇論文,持續(xù)寫了有一年時間,每天不停地撰寫、修正,盡管最終只發(fā)表在PlosOne雜志上,他也很高興。他認為,不管文章大小,自己的“入門考試”及格了,這篇文章也為后來的類黃酮研究奠定了基礎。
  科研是不懈的追求成為研究生的第一天,王楠就給自己定下目標:博士畢業(yè)前要發(fā)表5篇SCI文章。知道目的地是哪兒的人,往往走得更快。到博士二年級時,王楠已經(jīng)發(fā)表了6篇SCI文章。
  王楠的導師陳學森教授曾七次遠赴新疆,采集紅肉蘋果花粉與普通蘋果雜交,得到的蘋果類黃酮含量是普通蘋果的五倍,可與藍莓比肩。王楠等人的研究發(fā)現(xiàn),新疆紅肉蘋果后代群體中的R6R6純合基因型果實具有較高的類黃酮含量,他們還篩選出了MYB22等關鍵轉錄調控因子。在這些研究成果的基礎上,2017年,陳老師申報了國家自然科學基金重點項目“蘋果高類黃酮優(yōu)異種質創(chuàng)制及其類黃酮代謝機理的研究”,成功立項。
  在陳老師指導下,王楠現(xiàn)在主攻紅肉蘋果類黃酮的代謝機理,也就是研究蘋果為什么會變紅。他以栽培的紅肉蘋果為研究對象,探討哪些基因表達量高導致類黃酮含量高?;蚪?jīng)過轉錄、翻譯成蛋白質,最終在生物體內起作用,是一個復雜的過程,包括轉錄調控,翻譯水平調控及翻譯后修飾等,需要各種生化實驗的驗證。在實驗室里,王楠每天起早貪黑。目前,初步研究成果“紅肉蘋果中MYB12和MYB22對原花色素和黃酮醇合成起關鍵作用”已發(fā)表在PlantJournal雜志。
  做實驗的過程是枯燥的,然而當思路和靈感突然來臨的時候,那種激動更讓人興奮。王楠培育的某個轉基因愈傷組織,低溫放置了一段時間,再取出它們時,這些愈傷組織竟然變紅了,但這個基因并未有促進花青苷積累的功能,王楠立刻意識到,這也許會有新的發(fā)現(xiàn)。于是,他又做了一系列補充實驗,驗證低溫與該基因的交互作用。因為這個意外的發(fā)現(xiàn),王楠放棄了原先作了一半的實驗,開始順著這一發(fā)現(xiàn)繼續(xù)探究,發(fā)現(xiàn)“紅肉蘋果愈傷組織中,光和溫度對花色素苷生物合成具有協(xié)同作用”,這一研究成果已經(jīng)在PlantJournal雜志上返修。
  以并列第一作者發(fā)表在NatureCommunication上的《基因組重測序揭示蘋果起源演化歷史及果實大小的二步馴化模型》更令王楠驕傲。課題組利用基因組測序證明世界栽培蘋果起源于我國新疆,在果實大小進化方面,該文首次提出了二步馴化模型。他們利用高通量測序及生物信息學技術,對亞洲、歐洲和美洲等世界范圍的蘋果屬24個種、117份種質資源進行了全基因組重測序,檢測到720萬個高質量的最小基因單位(SNPs),為蘋果資源研究和分子育種提供了海量有價值的基礎數(shù)據(jù)。
  導師是成長的引路人引領王楠走上科研道路的,是他的導師陳學森教授。王楠說,他很幸運讀大學期間就跟著陳老師實習并做畢業(yè)論文。對他來說,陳老師亦師亦友,不僅在科研上為他提供優(yōu)質資源,也潛移默化教他做人。剛進實驗室時,陳老師就給他課題讓他去摸索。陳老師鼓勵他,“如果第一次走捷徑的話,那么下一次就會走更多的彎路?!痹诜攀肿屗ヌ剿鞯耐瑫r,陳老師積極聯(lián)系香港中文大學做測序,邀請美國康奈爾大學做數(shù)據(jù)分析,使課題取得了關鍵性的進展。
  實驗室的成員都親切地喊陳老師“老陳”,他們之間,沒有師生那種分明的界限,更像是并肩作戰(zhàn)的戰(zhàn)友,同甘共苦,一起奮戰(zhàn)。陳老師編著教材時,每天清晨四點就到辦公室改稿,晚上十一二點還亮著燈。王楠說:“陳老師快60歲了還這么拼,我們年輕人就更不能懈怠了?!?br>  國重樓七樓辦公室,記者見到了陳學森教授。陳老師非常幽默,“我就像一個長篇電視劇的總導演,實驗室的每個成員對每一集進行自編自導自演,我只會告訴他們一個大致的方向。比如我告訴王楠讓他去研究蘋果果實類黃酮的代謝機理,查文獻,設計方案,做實驗都是他自己的事。”面對自己的得意弟子,陳老師毫不吝嗇稱贊:“王楠吃苦耐勞,有拼勁,有韌性,是他帶著實驗室其他學生,把我們實驗室的分子平臺短板補了起來。同時,王楠有思路,有想法,在我們兩周一次的匯報中,他善于總結,不斷修訂完善研究方案,使研究具有創(chuàng)新性。他的能干也影響了著其他人,不斷給實驗室注入正能量?!?br>  明年王楠即將畢業(yè),有關蘋果類黃酮的研究正在繼續(xù)。陳老師說:“我們的科研,我們的雙一流建設,要靠每一個研究生、博士生擼起袖子加油干,只有這樣,才能達到雙贏?!蓖蹰f,將來不管去哪里工作,都會牢記陳老師的教誨,為自己說過的每一句話負責,做一個對社會有用的人。