和許多人一樣，柯小龍最開始對未來也會迷茫。在科研這條路上，也曾磕磕絆絆。

【資料圖】

他在讀研期間投入全部精力做了3年的課題無疾而終。承受著巨大的壓力與痛苦，他依然沒有放棄這項事業(yè)，沉醉于每一次斬獲的新發(fā)現(xiàn)。

近日，柯小龍以第一作者完成的論文發(fā)表在Science上，這也是他所在的河南大學(xué)省部共建作物逆境適應(yīng)與改良國家重點實驗室王學(xué)路團隊時隔一年后的又一篇Science文章。

柯小龍 受訪者供圖

重大突破！發(fā)現(xiàn)了新的能量感受器

大自然的鬼斧神工總能創(chuàng)造很多奇跡，比如存在于微生物與植物間的奇妙設(shè)計。

為了生存，微生物與植物結(jié)成“盟友”，比如根瘤菌與豆科植物“牽手”，創(chuàng)造出一個全新的植物器官——共生根瘤。

在泥土之下埋藏著探之不盡的奧秘。這些生活在豆科植物根上的一顆顆根瘤，看起來毫不起眼，卻大有來頭。它們就像是一個個天然的微型氮肥加工廠，持續(xù)不斷地為植物提供生長所需的大量氮素。

這是豆科植物獨有的共生固氮系統(tǒng)，是水稻、玉米等其他作物羨慕不來的“超能力”。

在根瘤中的共生固氮，是自然界生物可用氮的最大天然來源，貢獻了60%以上的陸地生物固氮量。有了這個能力，便可把空氣中的氮氣轉(zhuǎn)化為可被植物吸收利用的氨，從而避免因過度施用工業(yè)氮肥導(dǎo)致的土壤板結(jié)和水體污染等問題。

植物提供的光合產(chǎn)物是共生固氮最主要的碳源和能量來源。因此，根瘤的固氮能力需要與豆科植物的碳源和能量水平相協(xié)調(diào)，以平衡共生固氮和其它生命過程的碳消耗和保證豆科植物在不同環(huán)境下的正常生長。

然而，豆科植物是如何分配碳源和能量水平從而調(diào)控根瘤固氮能力的，其中機制一直是未解之謎。

“我們在根瘤中發(fā)現(xiàn)了新的能量感受器，它們可以直接感受植物細胞的能量狀態(tài)。這個發(fā)現(xiàn)意義重大，因為在動物里AMPK等能量感受器的研究十分普遍，但在植物里還鮮少有相關(guān)報道。”柯小龍在接受《中國科學(xué)報》采訪時說。

所有生物的生長都需要能量?？滦↓埍硎?，有了能量感受器，可以有助于解析能量以及特定的調(diào)控機制，從而加深對生物體如何運作的理解。

這種能量感受方式不同于動物細胞，該機制使豆科植物可以在生長環(huán)境改變時，依據(jù)其體內(nèi)碳源的可用性及時調(diào)整根瘤固氮效能，從而維持植株體內(nèi)的碳氮平衡，以適應(yīng)周圍環(huán)境的變化。

這項突破性成果將有助于人類對植物進行“改造”，為高效固氮作物的分子設(shè)計提供新的思路。

首投被拒稿，如何再順利接收？

投稿之前，文章經(jīng)歷了漫長的“打磨”階段。

“回望最初撰寫文章時的思路，已與最后定稿發(fā)生了翻天覆地的變化。”柯小龍說。

第一稿完成得很快，但一開始的很多內(nèi)容都已被刪掉。“王老師是一個精益求精的人。在他的指導(dǎo)下，我們反反復(fù)復(fù)不斷對內(nèi)容進行擴充，前后修改了十幾稿，中間也補做了很多實驗。他對文章的整個研究思路做了梳理、重新提煉和升華。”

柯小龍在實驗室整理數(shù)據(jù) 受訪者供圖

在柯小龍看來，撰寫文章的過程也是對自己研究思路的重新審視和反思。經(jīng)歷了這個階段，會對自己有很大的提升。

一切準備就緒。今年5月份，文章第一次投給Science，6月下旬收到了編輯的回信，文章被拒。

總共有3位審稿人，其中2位審稿人給出了正面的評價，只有1位審稿人的看法是負面的，但他提出了很多意見。

“在從頭到尾仔細閱讀了審稿人的意見后，我們并不氣餒，反而是有信心的。”柯小龍表示，“我們發(fā)現(xiàn)，有很多意見是能夠回答的，需要補充一些實驗來進一步證明我們的結(jié)論。這些也確實能夠讓文章的論據(jù)更充足，讓我們的文章更具說服力。”

按照審稿人一條一條的意見，研究團隊開始逐個補做實驗，他們?yōu)榇诉€做了相應(yīng)的計劃，列了詳盡的時間表。

這些實驗非常關(guān)鍵，是決定能否二投成功的敲門磚。“我們花了兩個半月時間補做實驗。王老師又花了大概半個月時間對文稿進行更加嚴謹?shù)匦抻啞?rdquo;柯小龍說。

在今年10月初的時候，研究團隊進行了第二投。這一次再也沒有任何阻礙，編輯對研究成果很是滿意，文章很快被接收，并于12月2日在線發(fā)表。

因為性格原因，選擇了科研這條路

“我是一個性格比較內(nèi)斂的人，相比于那些熱絡(luò)的工作氛圍，我更喜歡沉浸在靜謐的實驗室空間里。”柯小龍如此評價自己，他選擇科研這條路，完全是性格使然。

做科研帶來的每一次驚喜也在沖擊著他的神經(jīng)。“每每發(fā)現(xiàn)一個新的未知的東西，我都會感到興奮不已，那種‘獲得感’令人陶醉。這些感覺恰恰才是科研的魅力所在。”

能走上一條自己喜歡的路，柯小龍認為自己是幸運的，但過程卻也是蜿蜒曲折的。

2006年，柯小龍考入華中科技大學(xué)，就讀于生物技術(shù)專業(yè)。那時的他并沒有經(jīng)歷系統(tǒng)的科研訓(xùn)練，對未來很是迷茫，也沒什么想法。

后來，他前往武漢大學(xué)進行碩博連讀，在導(dǎo)師的實驗室里從事模式植物擬南芥的生殖發(fā)育方面的研究，才算是真正開始接觸科研。

懷揣著美好夢想的他，開啟了人生中的第一個課題，并為其傾盡全力。然而，他用3年時間都在做的這個課題，最后因為種種原因無疾而終。

“那是我最痛苦、最艱難的一個階段，每天都頂著巨大的壓力在生活。”盡管出師不利，柯小龍并未放棄這項事業(yè)，他很快調(diào)整好狀態(tài)，重新投入到了新的課題。

2018年博士畢業(yè)后，柯小龍對自己在讀博期間并未獲得滿意的成績而心有不甘，于是他想找一份博士后的工作，繼續(xù)磨練。最終，在華中農(nóng)業(yè)大學(xué)的官網(wǎng)上，一則王學(xué)路教授發(fā)布的招聘公告抓住了他的眼球。

“王老師的團隊主要從事大豆研究，我感覺做作物可能比做模式植物更有意思。”于是，柯小龍迅速投出簡歷，并順利通過面試，成為了大豆研究團隊中的一員。

“實驗室的氛圍很好！”這是柯小龍初入團隊的第一印象。“當時，王老師帶著我在實驗室轉(zhuǎn)了一圈，里面的人要么在看文獻，要么在做實驗，一切都是井井有條的。而且有問題可以隨時向大家請教。”

2019年12月，柯小龍又跟隨王學(xué)路“跳槽”來到河南大學(xué)，繼續(xù)在大豆生物學(xué)及其共生固氮領(lǐng)域不斷探索。

參與這項課題，柯小龍感覺大有裨益。“在前期準備和寫文章的過程里，我可以對這個課題進行重新審視，理解也更深刻。這期間，王老師對我?guī)椭艽?，畢竟他已?jīng)在這個領(lǐng)域深耕了30多年，在研究過程中每當路‘走不通’時，他提點一二，能讓我一下子就想通了。”

王學(xué)路對科研的滿腔熱情和拳拳初心也影響著團隊里的每一位成員。

就在去年10月，王學(xué)路團隊便在Science上發(fā)表研究論文，揭示了為什么共生結(jié)瘤固氮需要光的機制。該成果入選教育部2021年“全國高校十大科技進展”。

在如此濃烈的科研氛圍里，柯小龍深感責任重大。對他而言，這篇Science文章的發(fā)表已成過去式，接下來，他將在生物固氮領(lǐng)域拓展新想法、開辟新天地。

參考鏈接：

https://doi.org/10.1126/science.abq8591

標簽： 河南大學(xué)