种子:唯一特性的合成工厂 [fr]

植物逆境生物学研究中心研究组负责人Jérôme Verdier访谈

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上海植物逆境生物学研究中心(PSC)隶属于中国科学院上海生命科学研究院(SIBS),致力于开展植物生物学方面的基本研究,尤其是对植物抗含水、含盐等逆境的研究。科技处采访了种子生物学研究组负责人、生物学家Jérôme Verdier。

您是如何来到中国的?

我在塞缪尔•诺贝(Samuel Roberts Noble)基金会,一个农学研究方面的独立基金会,做完博士后研究后,就在美国工作。那段时间,我对种子基因组学非常感兴趣。我还有幸和一些行业内的一流企业合作,参加了很多有趣的项目。在美国工作了四年后,我希望迎接新挑战,参与大规模的项目,比如植物逆境生物学研究中心的开发。在美国科学院院士朱健康教授的领导下,我们研究中心正在迅速发展壮大,预计未来几年课题组的数量将从现在的15个增长到50多个,并且国际交流合作也会加强,因为对大部分课题组而言,国外已经存在相关主题的科研权威机构,可以合作研究。

您觉得在植物逆境生物学研究中心工作有哪些好处?

首先,项目目标就让我充满积极性。一个相对年轻但能力出众又充满活力的团队,再加上各种先进设备,这对任何一个研究员来说都很有吸引力。其次,来这里工作的大学生的水平都很高,因为他们中的大部分都毕业于中国科学院大学(UCAS)。我可以利用各种顶尖设施和设备,自由地开展我的研究。实际上,研究中心有大量国际知名专家在开发基因组学、显微学、蛋白质组学、代谢组学、生物信息学和生物技术平台,这些平台都拥有很强的专业技术和最新的设备仪器。研究组和平台开发组分开开展工作,可以达到最佳工作效率!最后,研究中心就在上海植物园内,在这里工作,每天都可以看到赏心悦目的绿色天地,我强烈推荐大家来这里参观游览!

您的研究重点有哪些?

我的团队主要进行豆科植物种子研究,目标是确定它们的某些固有机制。比如,依靠蒺藜苜蓿模式物种研究,我们试图解释一粒种子是如何能够发育成长、存储蛋白质以及抵抗极端水性逆境的。了解了这类机制,就是打开了通往提高食用植物产量和改善其营养质量这两个终极目的的大门。当然,这对满足世界人口粮食需求来说是一项长期挑战。另外,因为我们还在做一个研究如何减轻某些植物引起的过敏问题的项目,所以说我们的研究也涉及公共健康层面。

理解各种新陈代谢,具体内容是什么?

我的工作涉及基因研究:基因决定蛋白质的遗传密码,实现蛋白质的合成,这些蛋白质就在我们试图弄清的机制中。我的团队则致力于更基础的研究。我们初选出那些对研究过程具有决定性意义的种子,这些种子中大约有20%符合要求,我们对这20%进行详细分析。然后,我们将结果发给生物技术平台,平台再把我们发现的种子改良方法应用到具有农学价值的植物中。最后要对改良植物进行温室和田野试验,在“实际条件”中验证我们的研究结果,还可能培育出具有很高营养或经济附加值的品种。我们的工作难点就是要详细了解植物使用的机制,才能能够改善或改良植物,这是难度很大的一步,有时很难达到。

你们和隔壁的生物信息实验室是如何互动的?

信息工具对我们来说确实是一个福音,不过对信息专家来说也是一项挑战,因为他们必须努力让一个基因组中包含的大量数据能被我们使用。大数据(Big Data)开发就是一个具体的例子,我们在选种时使用大数据,绘制基因组某些部分与植物特性之间的关联图谱时也要用到它们。要想有效地分析我们掌握的无数信息,这些方法和工具是必不可少的。

无论是在中国还是其他国家,转基因生物(OGM)都受到大量公众质疑,您的研究是如何应对这些困难的?

目前,我们已知两种主要的转基因技术:

  • 化学突变法,这种方法会影响目标基因之外的其他基因,而且很难应用。
  • 传统的转基因法(在基因组中导入或改变某个基因),其影响仅限于目标基因,但一部分人对此也有争议。实验室开发的一种新技术(CRISPR/Cas系统)可以准确“编辑”植物的基因组。该系统建立在适应植物的细菌基因组修改机制上。这种方法比化学突变的靶向性更强,可以产生被认为是非转基因的植物,因为它和传统转基因相反,不会引入外源DNA。我们研究院已经对油菜、烟草、大豆、水稻等大量植物试验了这种技术。我们也希望借助该技术来解决某些植物引起的过敏问题。

最后,我们还开展一些和中国土壤污染防治有关的项目,污染过的土壤可能会影响种子的营养质量。项目思路是让植物的根系持续吸收重金属(因为可以净化土壤),但是又会阻断这些重金属向种子输送和汇集,从而让种子更健康,更有利于食用。

您和法国有合作吗?

因为工作经历的关系,我一直和美国有很多联系,但是和法国实验室建立合作关系,是从与法国农业科学研究院(INRA)开展首批联合项目时才开始的。我们热切希望国际上有更多的大学生,尤其是法国大学生来我们中心工作,在未来创造更多的合作机会。

最新修改 14/07/2014

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