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【中国科学报】冯献忠:像骆驼般去追逐梦想绿洲
文章来源:  |  发布时间:2017-12-14  |  【打印】 【关闭】  |  浏览:
  

 

冯献忠在实验室。

 “您有喜欢的动物吗?”

  面对记者抛过来的这个问题,中科院东北地理与农业生态研究所研究员、大豆分子设计育种重点实验室主任冯献忠思考片刻,脱口而出:“骆驼。”他告诉《中国科学报》记者,之所以喜欢骆驼是因为敬佩骆驼在茫茫无边的沙漠中相信绿洲的存在,并一步一步脚踏实地走向绿洲的天性;而面对自己所做的大豆分子育种设计科研工作,“即使遇到再大的困难,我也希望像骆驼那样, ‘远眺征程千里外,仰天不语走天涯’。”

  “要做点对国家有用的事”

  冯献忠是中科院“百人计划”入选者,回国之前,他在英国詹姆斯·因内斯科学研究中心(John Innes Centre)师从英国皇家学会会员、国际著名发育生物学家科恩爵士,参加英国早期植物系统生物学的研究工作。他说:“在英国工作的时候就琢磨着,能够将自己所学用到祖国的建设中去,以回馈养育之恩。”促使他下定回国决心的,是中科院院士许智宏先生的一番劝导。当时许院士说,“搞科研还是要做点对国家有用的事情。中国是大豆的发源地,现在我们国家的大豆生产已经出现危机,你所学的知识如果能够用到这方面应该可以做些有用的事情。”

  2007年,冯献忠受聘“泰山学者”特聘教授,在山东师范大学建立了山东省高校系统生物学重点实验室,在国内较早开展了利用计算机建模研究植物生长发育基本规律和利用系统生物学手段进行大豆分子设计育种。随着工作的深入,他逐渐认识到开展大豆分子设计工作应该成为自己今后主攻方向,工作的主战场应该转向大豆的主产区——东北。受当时中科院东北地理与农业生态研究所大豆分子育种实验室刘宝辉研究员的邀请,2012年他加入了由刘宝辉、梁正伟、夏正俊、孔凡江、袁晓辉、卜庆云、杨素欣等多名“百人计划”组成的研究团队。在团队的共同努力下,大豆分子设计育种实验室在2013年进入到中科院重点实验室行列,成为我国大豆生物学基础研究和应用基础研究的重要基地,也是东北地理与农业生态研究所第三个院级重点实验室。

  专注大豆分子设计育种

  2010年,人类完成了大豆的全基因组测序。冯献忠告诉记者,通常育种会分为传统育种、分子标记育种和分子设计育种三个阶段,而国内大部分的研究停留在分子标记育种研究阶段,多数品种仍通过传统育种手段获得。

  他解释道:“分子标记育种只是对于控制农艺性状的少数基因进行标记选择,而分子设计育种是完全重新搭一个台子,按照人类的想法,对种子进行全方位的设计。”

  冯献忠喜欢把育种比喻成盖房子。他说:“分子标记育种只能让大家知道每个楼层有什么样的窗子和外形,但里面的细节就不清楚了;而分子设计育种的核心是在全基因组的基础上,对种子性状进行重塑。这就相当于可以让建筑师不仅设计了每个房间的结构,而且了解房子的每块砖是什么样的。”

  他一直强调目前自己对大豆分子设计育种的认识才刚刚起步。他说:“如果把自己的终点当成一个百米赛跑,我认为自己才跑了10米。传统育种在国内大豆育种领域仍占主导地位,要实现利用计算机设计育种的梦想还有很长的一段路要走。”

  在过去的10年间,冯献忠研究团队建立了容量为40万株的大豆诱变突变体库,建立了大豆不同器官大小和形态的计算机模拟体系,初步建立了大豆的基因—表型计算机模拟系统,成为我国大豆分子设计育种研究的前行者。在他的实验室里,不同品种的大豆标本陈列了整整一屋子。他说:“现在我们有十几个品种进入了不同的试验阶段,可以期待未来投产之后的实际效益。”目前,大豆分子设计育种实验室的十多个品种已经在东北得到了大面积推广。

  非常可喜的是在我国科学家的不懈努力下,国家对分子设计育种技术越来越重视。2016年,冯献忠作为“主要经济作物分子设计育种”项目负责人,成功申请了国家重点研发计划“七大农作物育种”专项项目,主持大豆、棉花、油菜、蔬菜等经济作物的分子设计研究工作。

  他说:“未来我们将建立主要经济作物品种分子设计信息系统和高效育种技术体系,搭建3个以上作物的表型、基因组数据库,并且实现信息共享,以期加速我国主要经济作物分子设计育种技术更新换代的步伐。”

  搞科研要实事求是心胸开阔

  回想自己的科研经历,冯献忠至今还记得做博士论文的一件事。

  “我在中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所读博士,我的导师是罗达教授。当时为了证明一个基因改变的表型,罗老师让我种了两亩地,每天都去观察。”冯献忠说。

  “种两亩地观察一个基因表型”的科学研究,在当时和目前并不多见,冯献忠说:“一般大家只会种十几株样本,最多不超过几十株,我应该感谢罗老师的严格要求,这不仅让我的博士论文在美国科学院院报发表,更重要的是影响了我自己今后对待科研的态度。”

  冯献忠说:“罗老师告诉我,搞科研一定要求真实可靠,自己做的科学实验无论过多少年,都应该是可以被重复的。”

  在英国从事博士后研究时,他又碰到了另外一个对自己产生重要影响的人——科恩教授。

  “科恩教授是植物发育学开创性人物,1996年我去他实验室工作时,当时实验室拥有世界上最先进的发育生物设备和最优秀的发育生物学家。2003年我再去他的实验室时,实验室的一半地方改为了计算机室,云集了众多的计算机精英,当时,我参加了他主持的在多尺度研究植物形态和大小变异发育基本规律的系统生物学研究工作。”冯献忠说。

  他说:“科恩教授告诉我,任何工作都是可以做的,但只有那些可以进教科书的理论研究和创造巨大价值的应用研究才是值得花精力去做的。”

  这样的科研理念,一直贯穿于冯献忠的工作中。

  “我现在带学生要求他们不要浮躁,沉下心来关注科学问题,即使毕业时没有完全地解决问题,但每份努力都为人类认知的进步添砖加瓦,此过程中所获得的科学精神、创新研究能力和科学思维方法是学习中最大的收获。”

  他告诉记者,自己平时喜欢读历史和哲学类书籍,他认为科学与艺术有着密切的联系,作物育种是一门艺术,利用计算机进行设计分子育种会使这门艺术更快、更好地造福人类。

  冯献忠说:“人工智能发展得越来越快,我有一个梦想,有一天借助更加先进的人工功能,真正实现计算机自动化的智能育种。当前,这一领域研究刚刚初现端倪,期待中国的科学家可以捷足先登,在此领域早日看到 ‘驼铃古道丝绸路,胡马犹闻唐汉风’的景象。”

  即使遇到再大的困难,我也希望像骆驼那样,‘远眺征程千里外,仰天不语走天涯’。

  《中国科学报》 (2017-12-11 第6版 院所)  ■见习记者 :高雅丽

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