實驗室里的科研“迷”———記食品科學專業(yè)優(yōu)秀碩士研究生邱志常
4月24日,食科學院食品科學專業(yè)碩士三年級研究生邱志常以優(yōu)異表現(xiàn)獲得了山東農(nóng)業(yè)大學研究生優(yōu)秀學術(shù)創(chuàng)新獎碩士組一等獎。在讀研期間,邱志常先后以第一作者在《Mi鄄crobiologyOpen》 《Food Re鄄searchInternational》等發(fā)表SCI論文2篇,專利授權(quán)3項,參與了牛蒡子苷元等7項國家實物標準的研制,還以合作作者發(fā)表SCI論文2篇。2014年,邱志常推免至本校食科學院,師從喬旭光教授,主要研究方向為營養(yǎng)與功能食品。
興趣是最大的驅(qū)動力2011年9月,邱志??既胛倚J晨茖W院葡萄酒與葡萄酒工程專業(yè)。經(jīng)過一年的學習,他發(fā)現(xiàn)自己對食品質(zhì)量與安全領(lǐng)域更感興趣,他選擇聽從本心,轉(zhuǎn)到食品質(zhì)量與安全專業(yè)。學院舉辦的專業(yè)交流會、優(yōu)秀學生論壇等活動極大地拓寬了邱志常的眼界,使他發(fā)現(xiàn)了大學生活中真正令他心動的地方———科研。
大三暑假,他沒有回家享受輕松的假期,而是選擇了跟著專業(yè)老師進實驗室學習。一個假期下來,不僅使他充實了自己的專業(yè)知識,熟悉了所有實驗儀器的“入門”,也由最初對專業(yè)的興趣“升級”為熱愛。本科期間,邱志常的成績始終穩(wěn)居專業(yè)前三名。在大四面臨考研抉擇時,盡管獲得推免資格的他已經(jīng)收到了江南大學、中國海洋大學等高校的邀請,但已經(jīng)在喬老師實驗室學習半年的他,對喬老師的研究方向與實驗室實力非常仰慕,認為留在母校才是最正確的決定。
他對喬老師的告誡深信不疑:“一個人的成績不是學校知名度高低等外部因素所決定,更多的在于自己的態(tài)度決心和導師能否提供正確的指導與幫助,創(chuàng)造更多的機會?!鞭r(nóng)大的師資力量、實驗室水平與濃厚淳樸的學風正是吸引他留下來的原因。
在剛結(jié)束的 2018年山東農(nóng)業(yè)大學研究生優(yōu)秀學術(shù)創(chuàng)新獎評選答辯會中,園藝學院院長郝玉金教授在總結(jié)時說:“我校碩士和博士研究生的學術(shù)成果完全能夠和‘雙一流’高校研究生媲美。”這讓邱志常更堅定了自己的信念。
科研就是不斷探索追求讀研期間,邱志常認真學習基礎(chǔ)理論知識,積極參加學術(shù)講座與技能培訓,提升學術(shù)修養(yǎng),開闊學術(shù)眼界,提高實驗技能。
在參與 “黑蒜品質(zhì)形成的機理及其控制”國家自然科學基金項目時,邱志常了解到,已有研究認為黑蒜在加工過程中主要發(fā)生了美拉德反應,大蒜在高溫高濕條件下細胞組織被破壞,胞內(nèi)成分發(fā)生了一系列的物理和化學反應,多糖和蛋白質(zhì)分子被降解,顏色、風味和功能成分發(fā)生顯著變化。然而黑蒜原產(chǎn)地的研究者將黑蒜稱為“發(fā)酵大蒜”,認為在黑蒜的加工過程中存在微生物的發(fā)酵作用。目前國內(nèi)外關(guān)于微生物是否參與黑蒜品質(zhì)形成的研究鮮見,黑蒜的形成機理還沒有完全揭示,這極大地限制了黑蒜的品質(zhì)提高以及功能成分的研究。
在喬旭光教授的指導下,他開始基于純培養(yǎng)方式對黑蒜加工樣品的微生物群落進行研究,當他使用目前細菌系統(tǒng)分類學研究中最常用的分子鐘 16SrRNA進行微生物的鑒定時,發(fā)現(xiàn)16SrRNA在親緣關(guān)系較近的細菌中具有高度的保守性,對于芽孢桿菌組等進化關(guān)系很近的細菌分辨率和準確性較低,因此他開始大量查閱文獻,同時積極向生物學專業(yè)的老師和同學請教,尋找菌株系統(tǒng)發(fā)育的有效標記基因。通過對多個蛋白質(zhì)編碼基因進行了一系列的篩選與試驗,最終發(fā)現(xiàn)“gyrA”和“ropB”基因位點能夠作為本實驗菌株分類鑒定中的有效靶標,并且創(chuàng)新性地使用了16SrRNA-gy鄄rA-ropB串聯(lián)序列的多基因系統(tǒng)發(fā)育樹對近緣物種進行了系統(tǒng)發(fā)育分析,將這種方法結(jié)合表型表征能夠?qū)壩锓N進行準確鑒定,這一成果以第一作者發(fā)表在《MicrobiologyOpen》雜志上。
隨著研究的深入,邱志常發(fā)現(xiàn)可培養(yǎng)微生物僅占總微生物的1%左右,并且基于培養(yǎng)的方法在一些細菌的可培養(yǎng)性及重現(xiàn)性方面具有較大的局限性,對微生物群落的組成以及多樣性認識不全面,因此他開始尋找研究微生物群落的其它方式。一次學術(shù)交流中,他了解到高通量測序方式能夠直接從環(huán)境樣品中提取總DNA,對樣品中的可培養(yǎng)和不可培養(yǎng)微生物群進行基因組分析,這種方法能克服純培養(yǎng)方法的局限性,然而當他想以此為突破點進行下一步實驗時,發(fā)現(xiàn)由于實驗室沒有相關(guān)研究以及扎實的分子生物學基礎(chǔ),導致實驗的每一部分都無從下手,所以他開始不斷地向生物信息學老師以及測序工程師請教,一步步摸索前進,從植物DNA的高效提取到測序原始數(shù)據(jù)分析,一點點突破,結(jié)合參考文獻以及之前的研究成果,最終全面揭示了黑蒜加工過程中微生物的群落結(jié)構(gòu)和多樣性,還對微生物的代謝路徑進行了預測分析,該研究成果為下一步研究黑蒜品質(zhì)和微生物群落的相互關(guān)系奠定了基礎(chǔ)。
成功不是一個人的事指引邱志常同學走上科研之路的,是他的導師喬旭光教授。邱志常說,大三跟著喬老師在實驗室學習的經(jīng)歷,打開了自己的科研大門,也正是喬老師的指導才使他能夠在科研之路順利前行?!皢汤蠋煵粫苯痈嬖V我問題的答案,而是教給我解決問題的方法與思路,這深深地影響了我做人做事的態(tài)度。”導師“授人以漁”的教學方法令邱志常受益匪淺。
邱志常認為,一個人可以走得快,一群人才能走得遠。同一個實驗室,大家往往有相似的研究材料與研究方向,相互協(xié)作有助于一起成長進步,高年級的學生可以為低年級的學生提供指導,低年級學生也可以為師兄師姐提供實驗幫助。“志常有很深厚的專業(yè)知識積累,在科研中有格局觀,經(jīng)常為同學的實驗提供有效的幫助?!蓖瑢嶒炇业膸熜粥嵳窦颜f。
“品質(zhì)好、素質(zhì)高、能力強?!眴绦窆庹f,“在科研方面,給他一個多大的平臺,他就能夠努力達到相應的高度。目前,邱志常已經(jīng)獲得了博士生推免資格,喬老師希望他能去國外深造,登上更高的平臺。
此時,邱志常仍埋頭在實驗室,潛心于黑蒜品質(zhì)和微生物群落相互關(guān)系的研究?!翱蒲兄啡沃囟肋h,吾將上下而求索。”他說。