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王二涛:推倒教科书里的“围墙”

来源:科技日报 作者:实习生 刘 禹 本报记者 王 春 2017年10月23日 14:44
[导读] 

                                                      王二涛在人工气候室培养间内观察植物生长状况。

王二涛,生于1979年9月,系中科院上海植物生理生态研究所研究员,主要从事植物和微生物共生的分子机理研究。

很多见过王二涛的人都说,他不像个学者。走路脚底“带风”,身穿蓝色T恤、脚踩沙滩鞋,眼前的王二涛的确有些“随意”。

这位中国科学院上海植物生理生态研究所研究员颠覆了记者对学者的印象,就像他颠覆了植物—真菌共生领域延续了百年的传统理论一样。

不久前,王二涛团队发现了脂肪酸是植物与菌根真菌共生体系中碳源的主要传递形式,推翻了百年来教科书中的“糖”理论。近日,这一成果被收录进《科学》杂志。

王二涛拿起一本有关植物共生的英文原版书,一下翻到标有共生体系营养传递图的那一页。他指着图说:“很快,这里就会被改写!”

眼神坚定,一如几年前他的猜想被所有人轻视的那一刻。

                  跨过思维的高山

2010年,王二涛正在英国做博士后。在克隆一些共生植物基因时,王二涛发现,有些问题根本无法用已有的“糖”理论解释。

菌根是自然界中普遍存在的一种共生现象,它是由土壤中的真菌与高等植物根系形成的一种共生体。

自然界中,80%—90%的植物都有菌根共生现象。1885年,这种共生体被首次发现并命名为“菌根”。植物可通过与菌根真菌共生,从土壤中获得更多营养,同时把20%左右的光合作用产物传递给菌根真菌,供其生长。

有趣的是,尽管许多科学家一直没找到糖的转运蛋白,不知道糖究竟从何而来,却坚持认为:碳水化合物是植物为共生的菌根真菌提供碳源营养的主要形式。多年来,也很少有人提出质疑。

1999年,有科学家通过碳标定实验得出“糖可能是碳源营养的主要形式”这一结论。虽然并不是直接的证据,但科学界对此深信不疑。

菌根真菌的脂肪酸主要由植物合成,一直以来,人们都认为脂肪酸只用来合成真菌的细胞膜。那么,营养源有可能是脂肪酸吗?当时,王二涛脑子里突然蹦出这个猜想。

   颠覆,往往比创新更难。

一个看似水到渠成的推测,却被传统理论的高墙阻隔。看似一步之遥,实则却要跨过思维的高山。

为了验证自己的猜想,王二涛开始主动探索。“当时我的研究方向不是代谢,对这个领域并不熟悉。”王二涛回忆说,为了了解脂肪酸的代谢机制,他花了大约半年时间查文献、找资料。同学、老师,不管逮着谁都要问一遍:“这种想法有可能吗?”然而,得到的积极回应寥寥,大多数人并不当回事儿。

一直到2013年,王二涛学成回国,组建了自己的研究组,终于有条件验证当年的猜想了。“中国科研正处于发展黄金期,经费启动、团队配备都很快。”他说。

王二涛像一把利刃,刺向传统理论的围墙。

               从未想过轰轰烈烈

说到和生物的缘分,王二涛直言,自己和生物算不上有什么“不解之缘”。大学选择生物专业并非出于自愿,而是“调剂过来的”。“非要说有的话,我是农村出身,见惯了玉米、大豆等庄稼,觉得很亲切。”

从读研开始,王二涛的研究领域一直没怎么变。“当初选择研究植物,主要是因为做动物实验我有点下不了手。”听着像在开玩笑,王二涛却一本正经,眼神干净得像个孩子。

王二涛的名片上,除了博士和研究员,再没有其他头衔。“我没什么野心,更没想过要做什么轰轰烈烈的大事。”王二涛淡淡地说。

正是抱着这样的心态,4年来,王二涛团队通过稳定同位素标定实验,发现植物的脂肪酸合成对菌根真菌共生的必要性,而且有一类特殊的脂肪酸分子通过植物的转运蛋白,能直接传递给菌根真菌。该研究系统地揭示了脂肪酸是光合作用碳源的主要传递形式,首次推翻了百年来被写进教科书的传统认识。

不久前,这一发现被刊发在《科学》杂志上。王二涛难掩激动,这是他从业以来,论文从投稿到被接受最快的一次,前后只用了2个多月。

除了改写教科书的理论,研究还发现,脂肪酸对预防植物的白粉病有重要作用。

抛却功利,摒除一切杂念,以赤子之心拥抱科研。在王二涛的眼里,科研生活像是一碗水,虽略显乏味,却简单纯粹,喝多了也会觉得甘甜。

这或许是做研究最好的状态。

                  学术理念一脉相承

王二涛研究组的这篇论文是今年植生生态所完成的第二篇发在《科学》上的论文,第一篇论文是由何祖华研究组完成。科技日报记者发现,何祖华正是王二涛读博期间的导师。

巧合还是必然?

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。作为王二涛的导师,何祖华当时博士毕业没几年,来研究所时间不长。

“在研究所那些年,何老师为我奠定了很好的基础。”在这里,他感受到开放而自由的氛围,这些在王二涛看来是老师给予学生最宝贵的东西。“有了好想法,何老师就会鼓励我们去做。”王二涛说。

何祖华的研究方向是植物抗病信号转导,但当时王二涛对水稻驯化更感兴趣,而且当时研究的人不多,于是何祖华鼓励他说:“大胆去做吧!”

十年一轮回。2013年,王二涛又回到了研究所,自己也带起了研究生。王二涛说,除了搞科研,实验室还要培养优秀的青年科学家。如今,王二涛也像当年导师一样,给学生创造自由的学术氛围。

“等我到了何老师这个年纪,要是没能培养出几个教授、研究员,那就太失败了。”王二涛顿了一下,眼神坚定地说:“得把这种学术理念传承下去。”

 

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[责任编辑:xiangzheng]
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