华中农大吴昌银漫谈水稻生殖生物学与遗传改良

2014-05-06 | 作者: | 标签: 吴昌银



来源:南湖新闻网

4月20日晚,由生科院大学生科技协会主办的生命科学研究进展报告会在三教C201举行。生科院吴昌银教授与现场同学分享了水稻生殖生物学与遗传改良的奥秘。

报告伊始,吴昌银讲起了这次选题的初衷,我的本科和硕士都读农学,其中包括了遗传改良,博士读理学,其中包括了生物学内容,我希望能把农学和理学结合,于是就有了这个选题。“学水稻,其实就是混口饭吃。”吴昌银幽默地说。他向大家阐述了早期水稻杂交存在的困难,即水稻是自花授粉的植物,我们要使别的基因导入,就必须先找到雄性不育的植株。为此,科学家们创建了由不育系、恢复系和保持系组成的三系配套制作种和以光温敏不育材料为主的两系配套制作种。

“方法是有的,困难也是有的。”吴昌银解释道。鉴于这些配套制作种存在着诸如植株资源有限、受环境制约等问题,这都使水稻杂交陷入遗传资源利用范围狭窄的困境。为解决这个问题,需要创建人工不育系进行遗传改良。同时还需要调控抽穗期和减数分裂中染色体的重组交换,使植株抽穗期一致,且杂交优势种得到广泛应用。

吴昌银介绍了实验室目前主要工作,即建立水稻大型突变体库以实现基因定位表达和构建抽穗期调控的网络。“建立突变体库需要无数次反复实验,华中农大的突变体库在在国内外都受到广泛好评。”吴昌银说,“国外有51家机构参考过我们的突变体库,发表的文章也达到40多篇。”

提问环节,吴昌银对学生说:“水稻基因组很大,即使世界上现已做了500万个标签,还是不能将水稻所有基因标记完。”
报告会结束,吴昌银给了同学们四句寄语:刻苦加坚持,方能造就成功;抓住机遇,更要创造机遇;发现自己,选择人生;成功的人不是赢在起点,而是赢在转折点。

附:吴昌银:扎根水稻基因组研究

来源:华中农业大学校报

(学通社记者 江颖)2009年11月27日,中国科学技术信息研究所发布了“2008年度中国百篇最具影响国际学术论文”。吴昌银、游长军等共同为第一作者、张启发为通讯员的一篇论文列于其中。事实上,仅有两篇来自农业院校的论文获此殊荣。

岁末的喜讯并未让吴昌银自满,2010新年伊始,结束了一系列学术总结后,吴昌银又回到了在实验室里忙碌而平静的实验生活。

1992年,吴昌银就读于我校园艺系蔬菜学专业。在七年蔬菜学专业学习七年后,吴昌银遵循自己兴趣的指引,于1999年考取了张启发院士的博士研究生。从此,他开始了分子生物学方向的研究征程。

初入分子生物学领域,成绩一直名列前茅的吴昌银并没有太多的不适。但他坦言,从学习到科研,自己经历了一个习惯的过程。2000年起,在张启发院士的指导下,吴昌银领导的课题小组主攻创建我国大型水稻突变体库。也就是在这段时间,他养成了节假日不休息的习惯,并保持至今。每日早出晚归,饿了添些食物继续实验,回家还要查阅相关文献……每天相似的生活内容没有使吴昌银感觉厌倦,在反复的实验中,分子生物学已不仅是自己的学业,吴昌银更将它视为了一份事业。

度过了一段辛苦的时光,2006年,完成创建的突变体库终于开放。吴昌银开始陆续接到申请书:德国马普研究所、美国加利福尼亚戴维斯分校、中科院遗传所……国内外的众多知名研究单位争相索取突变体材料进行研究。

显然,水稻突变体库的成功创建无论对对于研究团队、中国还是世界而言,意义都是重大的。吴昌银也以此为平台,开始在抽穗期、水稻育性研究等领域大展拳脚。

一次实验中,吴昌银发现了一个奇怪的现象:一个基因突变后,水稻便不再抽穗开花。这种现象在相关文献中从未被提及,这个实验也成为了吴昌银的一个心结。

2006年,带着对之前实验的一连串疑问,吴昌银踏上了赴英John/Innes/Centre攻读博士后学位的路途。留学期间,他又咨询了很多国内外的同学老师,大多数人都认为这是实验失误造成的。但经过反复考证,吴昌银坚信其中藏有玄机。在他当时看来,可能是水稻中存在控制抽穗开花的分子开关基因的突变体导致其不能转换到生殖生长。

为了证实自己的假设,在半年的时间里,吴昌银查阅了大量以往的实验资料,整理思绪。鉴定了之前突变基因调控的网络后,他终于在2007年底惊喜地证实了自己的想法,并将此基因起名为RID1(植物成花的分子开关基因)。导入这个基因,可以正常地使水稻从营养生长转入到生殖生长阶段;去掉这个基因,水稻将一直处于营养生长阶段,只长茎叶,不开花、不结实。

同样始于2006年的一项研究,让吴昌银在水稻育性研究领域也有了新的收获。2008年,他率领的课题组利用水稻突变基因资源,相继分离克隆了水稻减数分裂调控基因Pair3、OsRPAIa,初步揭示了它们在控制育性方面的机制。2009年,吴昌银收到了《Plant/Journal》和《Plant/physiotgy》两本杂志编辑的通知,相关成果分别刊登在了2009年下半年的杂志上。

研究成果这样集群式地向吴昌银涌来,他的名字陆续出现在国内外知名学术刊物上。“踏实搞实验,淡然待成果。”吴昌银正以他一贯坚持的态度领导着课题小组在水稻育性研究和抽穗期方向进行着更为深入的研究。

吴昌银,华中农大生科院教授、博士生导师。2011年作为高级访问学者走访美国加州大学圣地亚哥分校,曾获湖北省第13届自然科学优秀学术论文一等奖、学校优秀研究生指导教师奖,2012年入选湖北省杰出青年人才计划,获数十项授权专利。研究方向为植物功能基因组、植物发育生物学。

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