【青年报】深耕“专”研，中国科学家在水稻领域又有新突破
文章来源：分子植物科学卓越创新中心 | 发布时间：2021-10-13 | 【】 【】
在水稻、玉米等农作物的生长中，磷是必需的营养元素，但大量施加磷肥却又容易造成环境污染，如果能通过丛枝菌根共生来帮助吸收，对于农作物的生长大有裨益。来自中国的年轻科学家就在这一研究中取得了重大突破。潜心钻研，多年深耕一个领域，记者了解到，在上海，这样的青年科学家不在少数。
// 原创且有趣 //
在菌根共生研究领域取得重大突破
磷是植物生长发育所必需的营养元素。多数植物除了通过根的外皮层和根毛细胞直接从土壤中吸收磷元素以外，还通过与丛枝菌根真菌共生，间接从环境中高效获取磷元素。丛枝菌根真菌提供给宿主植物的磷元素占宿主植物总磷获取量的70%以上。
过去50多年的研究发现，植物根据自身的磷营养状态，来调控其与丛枝菌根真菌之间的共生，研究人员称为菌根共生的“自我调节”，但其调控机制一直未知。
10月12日23：00，中国科学院分子植物科学卓越创新中心王二涛研究团队在国际顶尖学术期刊《细胞》上发表封面论文，首次绘制了水稻-丛枝菌根共生的转录调控网络，揭示了植物的直接磷吸收途径和菌根共生磷吸收途径均是受植物磷响应网络统一控制，回答了菌根共生领域“自我调节”这一重要科学问题，被专家认为“研究结果具有原创性且非常有趣，是菌根共生研究领域的一次重大突破”。
王二涛团队的这项研究中，使用水稻中菌根共生相关基因的启动子做诱饵，筛选水稻转录因子文库，绘制了水稻-丛枝菌根共生的转录调控网络，并鉴定到多个调控丛枝菌根共生的新转录因子，其中磷响应转录因子phr处于网络的核心位置。进一步研究发现，phr通过结合在菌根共生相关基因的调控区域，控制丛枝菌根共生。有意思的是，研究人员还发现，缺失磷感受器spx后，植物菌根共生的“自我调节”失灵。
搞清楚了这一困扰多年的问题，就能够通过改造“自我调节”来提高磷吸收的效率。据介绍，为了获取粮食的丰收，经常施加大量的含磷化肥，严重污染生态环境，是我国农业生产中亟待解决的重大问题之一。通过提高phr基因的表达，有望达到增加水稻直接吸收磷营养和间接通过丛枝菌根共生吸收磷营养的目的，降低农业磷肥的施用，为农业生产的可持续发展提供新的方案。
// 10年科研之路 //
一辈子干一件事
这一课题研究的突破，团队花费了五六年时间。而从回国以来，王二涛就一直在致力于从事豆科植物-根瘤菌共生固氮，植物-丛枝菌根真菌共生方面的研究，至今已近10年。他说自己是农村出身，见惯了水稻、玉米、大豆等庄稼，“觉得很亲切”。
1979年出生的王二涛研究员是“国家杰出青年基金”获得者，2019年入选“国家高层次人才特殊支持计划”。从读研开始，王二涛就一直在做植物研究。2013年从英国读完博士后回国进入中科院分子植物科学创新中心组建自己的研究室之后，他屡屡有所突破——建立了以脂肪酸为核心的丛枝菌根共生营养交换与调控的理论框架；发现菌根因子受体，阐明植物识别共生微生物的分子基础；揭示豆科植物根瘤“奠基细胞”形成的分子机制等，是一位国际植物-微生物共生研究领域的前沿探索者。
在中科院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌院士看来，王二涛的研究成果可喜可贺的地方在于：“他一直在自己的领域里面不断地往纵深方向拓展，所以能够在这样一个国际前沿领域占据了一个制高点。”
无独有偶，就在上个月底，同样来自该中心的何祖华研究团队在帮助水稻“提高生存能力”上有了重大科研突破——为了有效控制水稻病害，保障我国粮食高产稳产，何祖华团队花费了15年的研究，揭示了一条植物免疫抑制新通路。9月30日23时，这一研究成果在线发表于国际知名学术期刊《细胞》上。
2003年大学毕业后，王二涛被推免到中科院上海生命科学研究院读书，当时博士毕业没几年的何祖华正是他的导师。“在研究所那些年，何老师为我奠定了很好的基础。”王二涛说，也正是老师的鼓励和身教让他大胆选择自己感兴趣的研究方向，并在这条路上坚持至今，如今也开始培养起青年人。
“我们中国的科学家应该向国外优秀科学家学习的地方，就是国外的科学家都比较纯粹，一辈子干一件事。”韩斌院士这样表示，“不要这山望着那山高，也不仅仅是为了多发表文章，得什么大奖，而是在自己感兴趣的领域精耕，不放弃，做得更深更强。每个人守住一摊子，一辈子干成一件事。”
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