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黄三文:想田间地头的事,做“顶天立地”的人

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发表于 2019-1-11 14:52 超大游击队员 | 显示全部楼层 |阅读模式

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中国青年报·中青在线记者 张茜 实习生 周冯宁

黄瓜大家都吃过,但像黄三文这样吃黄瓜能吃出境界、吃出水平的人却凤毛麟角。2019年1月8日,他作为第一完成人的《黄瓜基因组和重要农艺性状基因研究》项目获得国家自然科学奖二等奖。

过去10年间,中国农业科学院以黄三文为首席科学家的团队做了一件大事——破译黄瓜基因组,实现控制黄瓜苦味物质合成的分子设计,开创了从“基因组到新品种”的新道路,成功培育了无苦味的黄瓜新品种。他们在破译世界第一个蔬菜作物基因组的同时,还使我国蔬菜基因组科学实现了从跟跑到领跑的重大跨越。

如今,年近50的黄三文看上去要比同龄人长得“水灵”许多,这大概和他过去试吃了大量黄瓜有关。

“老百姓抱怨黄瓜没有黄瓜味啦,西红柿没有西红柿味啦!培育优良的蔬菜品种是老百姓关心的大事,也是我们蔬菜科研工作者努力的方向。” 黄三文本是湖南农村娃,手捧世界先进成果站在国家最高的科技领奖台上,心里想的也是田间地头的事,农业科学领域提倡的“顶天立地”,便如他这般。

黄三文团队首次利用新一代基因组测序技术,破解了黄瓜的基因组遗传密码,并且进一步全面揭示了黄瓜的遗传变异,系统阐明了黄瓜的起源和演化过程。

“这不仅是个学科知识密集型工作,也是科研工作中的劳动密集型工作。” 黄瓜有23000多个基因,黄三文介绍,早年间技术有限,很多人下了苦功夫才能破解黄瓜的基因组,“我们发表的第一篇相关论文有近100个作者”。此后,他们又在Nature、Science和Cell等国际顶尖期刊发表10多篇研究论文。

他们用先进的科学技术,证实了有关黄瓜的“传说”。黄瓜原产于印度,是当地传统的草药。因为在苦味基因上的改变,变成了大众喜欢的可口蔬菜。黄瓜后来传播到不同地域,形成了三个主要类型:欧亚黄瓜、东亚黄瓜、西双版纳黄瓜。他们发现东亚黄瓜与印度黄瓜的分离时间是2000多年前,这与张骞出使西域给中国带来这个大众蔬菜的史实相吻合。

黄瓜历经千辛万苦来到中国,千百年来,为了首先解决产量的问题,人们渐渐忽视了品质,“黄瓜没有黄瓜味了”。因此,破译黄瓜基因组只是一个起点,黄三文他们真正要做的,是要读懂这本基因“天书”,在黄瓜基因中“掘金”。

基因组研究推动了黄瓜基因的“掘金时代”。据介绍,国内外黄瓜育种家,共克隆和定位了50多个农艺性状基因,推动黄瓜育种进入分子设计时代。其中最有代表性的成果之一,就来自黄三文课题组。

对于黄瓜来说,分子设计并非在实验室里就能够完成。黄三文团队为了找出控制黄瓜苦味的基因,改善黄瓜风味 ,包下一片黄瓜试验田,采用基因诱变的方法种植了6万多颗黄瓜,用品尝的方法来筛选不苦的黄瓜,进而进行进一步研究。

“我们20多个人,尝了6万多颗黄瓜,每颗黄瓜需要独立品尝三次。每个人抱着一大瓶矿泉水,尝一口黄瓜,喝一口水漱嘴,再接着尝。” 黄三文说:“ 6万多颗里只有2颗不苦的。”

他们对不苦的黄瓜进行研究,团队发现了控制黄瓜苦味物质合成的9个基因,并发现有两个“开关”基因分别在叶片和果实中控制苦味物质的合成。他们把果实控制苦味物质合成的“开关”关上,不让黄瓜变苦;把叶片控制苦味物质合成的“开关”打开,让叶片苦来抗虫。

在此基础上,他们和湖南蔬菜研究所培育了“蔬研”系列新品种黄瓜,成功解决了华南黄瓜品种变苦而丧失商品价值的难题,在湖南、湖北、福建、广东有较大面积推广,创造了可观的经济价值。

黄三文介绍,黄瓜基因组在蔬菜中是第一个被破译的,这个项目的成果带动了其他蔬菜,包括白菜、番茄和马铃薯等的基因组研究。

他的团队成员张忠华,2006年博士毕业后就被“引诱”到了这个团队,先前跟着吃黄瓜,现在又开始吃番茄。他们现已锁定了控制番茄口感的50个基因,希望未来五年能够为老百姓培育出更美味的番茄。

“我面试时,黄老师就说,未来我们在蔬菜基因组领域不仅能够和世界上的先进国家平起平坐,甚至能引领他们。” 张忠华说:“这个目标确实实现了。”

“要做好农业科学人,需有’顶天立地’的三个技能。” 黄三文说:“第一是能下地,要和你的研究对象,也就是农作物非常亲密;第二是要在实验室潜下心,能做好实验;第三是要能在计算机旁坐得住,分析好数据。”

无疑,他和他的学生们都是这样的人。

作者:张茜 周冯宁
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 楼主| 发表于 2019-1-11 14:52 超大游击队员 | 显示全部楼层
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 楼主| 发表于 2019-1-11 14:53 超大游击队员 | 显示全部楼层
黄三文,男,研究员,博士生导师。1971年9月生于湖南岳阳,1993-1996年在中国农业大学学习,获得学士和硕士学位,2000-2005年在荷兰瓦赫宁根大学学习,获得博士学位。1996-2000年和2005年至今在中国农业科学院蔬菜花卉研究所工作,任生物技术室主任。2012年获得“国家杰出青年科学基金”资助,入选科技部中青年科技创新领军人才,担任国家“973”项目首席科学家。担任西北农林科技大学等兼职教授、中央国家机关青联委员。2018年11月6日,获得2018年何梁何利基金科学与技术进步奖。
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 楼主| 发表于 2019-1-11 14:53 超大游击队员 | 显示全部楼层
人物介绍
黄三文,男,研究员,1971年9月出生,湖南省岳阳市人。从2005年2月起,获聘中国农业科学院二级人才岗位,担任蔬菜花卉所生物技术室功能基因课题组组长。担任国际黄瓜基因组计划和国际单倍体马铃薯基因组计划的首席科学家,这两个项目是由我国发起、多边合作的植物基因组项目。在黄瓜遗传图谱构建、细胞遗传图谱构建、性别表达研究、抗病性研究和品质研究上,开展了多个研究项目,已克隆了黄瓜性别决定基因M,构建了黄瓜遗传-细胞遗传整合图谱。在马铃薯抗晚疫病研究上做出了突出贡献,详细分析了抗病基因位点R3的基因组结构和功能分化,克隆世界上第三个马铃薯抗晚疫病基因R3a,并与英国和美国科学家合作克隆了世界上第一个晚疫病无毒基因Avr3a,R3a-Avr3a是第一对符合“基因-对-基因”概念的系统,是研究马铃薯-晚疫病互作系统的模式。相关论文发表在《PNAS》,《Plant Journal》,《Plos One》,《Genetics》,《Molecular Plant-Microbe Interaction》和《Theoretical Applied Genetics 》等杂志上。累计发表学术论文30余篇,包括英文专著1部、SCI论文10篇, 影响因子达34.4,论文共被其它SCI论文引用170次; 2007年起担任《Euphytica》(国际植物育种学刊,SCI期刊,影响因子1.1)的副主编。
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 楼主| 发表于 2019-1-11 14:54 超大游击队员 | 显示全部楼层
荣誉记录
2018年11月6日,获得2018年何梁何利基金科学与技术进步奖。[1
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发表于 2019-1-14 02:22 | 显示全部楼层

RE: 黄三文:想田间地头的事,做“顶天立地”的人

西双版纳黄瓜?

就这个吧?

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