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栾军波:科研的世界很精彩

2020-06-03武光磊

科学中国人·上半月 2020年1期
关键词:农业大学共生沈阳

武光磊

2019年7月1日,在沈阳农业大学庆祝中国共产党成立98周年暨“两优一先”表彰大会上,沈阳农业大学植物保护学院教授栾军波代表优秀共产党员教师在会上发言。他说:“我希望这个社会能够少一些急功近利,多一些精神追求。作为一名科研人员,单论赚钱的话肯定不如企业,但我们的成就感就来源于科研的进展和突破,这是我们精神上最大的慰藉。”

再次与记者谈论科研的话题时,栾军波又笑着说出了同样的话。从他的语气中不难感受到那份对科研工作简单的快乐与执着。10余年科研一线经历,栾军波收获了人生最大的美好,他说“科研的快乐其实很简单”。

牵手“超级害虫”

2005年9月,在沈阳农业大学植物保护专业攻读完学士与硕士学位后,栾军波考入了浙江大学农业昆虫与害虫防治专业攻读博士学位,也是在这里,他碰到了科研生涯最大的“朋友”与“对手”——烟粉虱。

提到这一昆虫学名,也许很多人会感到陌生,但要说起它的俗称“小白蛾”,知名度就非常广了,这是近年来中国新发生的一种虫害,危害番茄、黄瓜、辣椒等蔬菜及棉花等众多作物。20世纪80年代以来,随着世界范围内的贸易往来,烟粉虱借助花卉及其他经济作物的苗木迅速扩散,在世界各地广泛传播并爆发成灾,是世界上危害最大的入侵物种之一。在我国,烟粉虱已在20多个省份、自治区大量发生危害。烟粉虱通过直接取食和传播双生病毒等,在全球各地造成了极大的经济损失,每年危害所造成的损失估计达5亿美元。

“这种昆虫携带病毒,体内又有共生微生物,入侵机制非常复杂。”栾军波介绍,烟粉虱携带的病毒目前只有这种昆虫可以传播,作物被感染之后就像得了“癌症”一样,无法治疗,危害极大。

博士期间,栾军波师从浙江大学农业与生物技术学院著名昆虫学家刘树生教授。在导师的悉心指导下,栾军波开始了系统性的科研生涯,而烟粉虱就是他的主要研究对象。

2007年11月8日,从《科学》杂志传来了一个好消息:浙江大学昆虫所刘树生教授团队发表的一篇论文,第一次破解了B型烟粉虱入侵的行为机制,使“超级害虫”入侵的核心机密披露于世。

这是新中国成立以来浙江大学首次以第一作者并且第一单位在《科学》杂志上发表论文,而栾军波就是该篇论文的主要贡献作者之一。刚起步就站在了高起点,对于栾军波而言,最大的感受就是科研带来的新奇与快乐,让他对这份事业越发充满了向往与期待。

此后10余年,栾军波与烟粉虱结下了不解之缘,在解锁入侵机制之后,他又迷上了烟粉虱与其体内共生微生物的关系,一直专注于烟粉虱—微生物互作关系的研究。

“昆虫与微生物共生,也是现在国际热点与重点领域之一。烟粉虱不仅是传播植物病原物的典型媒介昆虫,又携带共生细菌,是研究昆虫-细菌共生关系的模式系统。”栾军波介绍,人类体内同样携带大量微生物,通过昆虫与微生物互作关系研究,不仅可以帮助人类解决疾病和健康问题,同时也可以从生物角度寻找新的防治农业害虫的途径。既能解锁未知的生物世界,又能为人类社会创造福利,这样的科学研究何乐而不为?

“游学再久,还是要回国”

2008年7月,在取得浙江大学博士学位后,栾军波又以博士后的身份继续留了下来,一方面继续研究烟粉虱入侵机制,另一方面开始烟粉虱与双生病毒间接互惠机理的研究。2011年,他获得了中国昆虫学会第五届青年科学技术奖。也是在同一年,他踏上了漫长的海外游学之路。

“出国其实就是为了进一步深造学习,拓展视野,同时希望可以通过这一过程学成归国,再做一点贡献。”栾军波介绍,由于烟粉虱个体很小(成虫大约1mm),对操作技术要求非常高,研究起来很困难,长期以来,人们对于烟粉虱-双生病毒-植物互作以及烟粉虱-细菌共生关系的机制知之甚少,这大大阻碍了科研人员对于烟粉虱危害成灾机制的认识和科学防控技术的研发。“国外在相关领域的研究方面的确起步较早,国内要想发展的话必须先了解国际前沿技术研究情况。”栾军波说道。此后6年间,他先后在以色列希伯来大学、美国康奈尔大学做博士后研究,并于2016年8月开始担任美国康奈尔大学助理研究员,专注于烟粉虱-微生物互作关系的研究。

经过10年的坚持不懈和勤奋耕耘,他在烟粉虱与其所传植物病毒间接互惠的生理生化和分子机制,烟粉虱-细菌共生关系维持的分子和细胞机制两个方面取得了多项创新性成果。

在烟粉虱-细菌共生关系维持的分子和细胞机制方面,首先,他揭示了烟粉虱与内共生菌代谢共进化的新机制,奠定了粉虱-细菌共生关系维持的代谢机制的研究基础。发现了共生菌基因组退化可使寄主从其他外源细菌通过多个独立的水平转移事件获得复杂的代谢途径,也提示了水平转移基因及代谢重复加剧了共生菌基因组退化。相关成果发表后,相继被多家国际知名期刊所引用,引发了广泛影响。并且,栾军波也因此受邀在第25届国际昆虫学大会(ICE 2016)上作了相关会议报告,汇报了有关烟粉虱与内共生菌代谢共进化的研究成果。此外,他还揭示了烟粉虱含菌细胞通过母系遗传从而介导共生细菌垂直传播的机制,阐明了粉虱-细菌共生关系维持的遗传学基础,推进了含菌细胞的发育起源和遗传进化研究,并为粉虱的科学防控提供了基因靶标。

科学创新的进程总是脱离不开科研人员的积极性和创造力。近10年来,在栾军波等一批研究人员持之以恒的推动作用下,烟粉虱危害成灾机制以及科学防控技术的研发进程明显加快。与此同时,栾军波也收获了来自科研的馈赠:研究成果得到了國际同行的广泛关注和高度肯定,应邀成为加拿大自然科学和工程研究理事会(NSERC)项目评审专家;先后受邀在美国昆虫学会年会、国际昆虫学大会、全国环境微生物学学术研讨会、中国科协第370次青年科学家论坛等会议上汇报相关成果;2016年,由他主持的“研发半翅目昆虫遗传转化技术”项目获得了国际昆虫遗传转化研究工作组奖……

2017年年底,在海外游学近6年的栾军波回国了,回到了最初科研萌芽的母校——沈阳农业大学。从国际一流科研中心转到了国内普通实验室,有许多人感到不解,但只有栾军波清楚,学成归国的时机到了。

“当初到海外深造时,就是想学到国际顶尖科研成果后再回来发展。也许国内选择的机会有很多,相比985或211高校,沈阳农业大学不管是科研环境还是学科发展都比较落后,但这也正是我可以发光发热的地方,我相信我的选择是对的。”栾军波说道。

人总是要发挥一点光和热

满打满算,栾军波回沈阳农业大学任教的时间也才不到两年。但从沈阳农业大学一名普通的本科生,到作为高层次人才回校工作,这一吸收与反哺的身份转换,他却用了整整20年时间。

1998年,年仅19岁的栾军波来到了沈阳农业大学植物保护专业。彼时,沈阳农业大学隶属于原农业部管理,在全国农业大学领域位居前三甲。后来世纪之交,全国院校间掀起了新一轮改革举措,沈阳农业大学也由原农业部所属划转为以辽宁省管理为主、辽宁省与中央共建的全国重点大学。尽管在地方建设上有了更为自由与广泛的空间,但具体实施过程中不可避免地走了一些弯路,学校近10余年来的学科建设颇有些曲折意味,而这也是栾军波考虑回校的重要原因之一:为母校的发展做一些贡献。

不管是在浙江大学还是海外学习研究阶段,栾军波从未忘记过关心母校的发展。2016年,在美国康奈尔大学研究期间,时任沈阳农业大学校长的刘广林(现任沈阳农业大学党委书记)正好来校访问。“他乡遇故知”的两人不免交谈了良久,而刘校长也借此机会向栾军波发出了邀请,希望他能回到沈阳农业大学,参与到学校的建设中来。本就心系母校发展的栾军波,再次坚定了心中的选择。

为了做好回国之后的科研建设工作,之后的1年,除了科研上持续研究创新之外,他还花了不少时间研究和学习国外一流实验室的建设工作。也正因如此,在加入沈阳农业大学之后,短短1年多时间,他就从无到有,建立起一批基础科研平台、一支昆虫-微生物共生关系研究队伍,带领团队迅速发展起来。

“刚回学校时我所在的学科的确有很多薄弱的地方,最大的挑战就是平台明显不够好,但这也正是我可以发挥的地方。人不能只想着依靠,总要发挥一点光和热。”栾军波笑着说道。

多年的学习研究经历,让栾军波深刻体会到什么是一流的科研环境。他知道,要想带领学科快速发展,首要的就是建立并完善各基础性科研平台。

之后,在校领导的大力支持下,短短1年时间,他就陆续建立起多个基础平台,包括微量氨基酸分析平台、细胞培养平台、微注射平台等,用他的话说,“有了这些平台作为支撑,我们的科研想法才能一一实现”。

不仅如此,结合海内外多个实验室的科研经历,栾军波深知创新氛围对于科研人员的重要性。回国期间,在平台建设之外,他同时花费了大量心血在实验室管理方面,对科研方向以及人才培养都做出了明确规划。

首先就是实验室的发展目标。理想的高远决定最终的距离,在实验室的发展方向上栾军波划出了明确目标:向国际看齐,跻身一流实验室。这并不容易,但却是他们努力的方向。

“这样的目标也不是轻易提出,而是经过多方考虑之后才决定的。”栾军波说道。多年在海内外一流实验室的科研经历,让栾军波感受最深的就是他们的创新氛围。回国之后,他也一直以此告诫自己:要坚持做创新研究,而不是跟踪研究。这点也被他贯穿在实验室发展规划之中,如今,实验室所有课题研究方向都属于创新研究,走在国际前列。

此外,利用自身这些年来在学术界的影响力,他还带领实验室积极开展国际合作与交流,目前已与美国康奈尔大学、美国马里兰大学、美国加州大学、美国宾法尼亚州立大学、以色列希伯来大学等知名大学的顶尖实验室建立了良好的合作关系。

与此同时,他还出台了一系列人才培养政策,包括严格按照国内外一流实验室休假时间标准、学生共同参与科研仪器管理标准、经常性的科研进展交流等,目的就是希望學生既要学会做人,也要学会做好研究。

“科学的时间管理可以帮助同学们建立良好的作息习惯,并培养负责任的科研精神;而参与科研仪器管理则可以帮助学生锻炼多方管理能力;及时的科研进展交流有助于帮助学生少走弯路并提高科研效率。我希望通过科学管理的实验室,可以让同学们开开心心度过这几年,身心健康地走出去,未来有明确的个人目标,这样我就很满足了。”栾军波说道。

在他的带领下,短短1年多时间,实验室就发生了天翻地覆的变化,并收获了国内外同行的良好反馈。2020年,两年举办一次的第三届昆虫微生物研讨会会落地沈阳农业大学,并由栾军波所在的实验室主办。短短时间就取得这样的结果,自然离不开高强度的工作管理,但栾军波却丝毫不觉得辛苦,科研为他带来的快乐早已超越其他。

“从踏上科研的那一天开始,我就从未感觉到压力,只觉得时间不够用。每一次科研领域取得的进展与突破都是我前行最大的动力,科研的快乐其实很简单。”栾军波说道。

专家简介

栾军波,沈阳农业大学植保学院学术委员会主任、辽宁省教育厅经济与应用昆虫重点实验室主任、昆虫-微生物共生关系研究室负责人,长期从事昆虫-微生物共生关系领域的学术研究。先后在生态学、生物学和昆虫学领域知名期刊如Science、Ecology Letters、Current Biology等发表论文。主持国家级青年人才计划项目、国家自然科学基金面上项目、辽宁省重点研发项目、沈阳市高层次创新人才-中青年科技创新人才支持计划项目等;参加了国家自然科学基金国际合作项目、重点项目、重大项目和创新研究群体项目以及比尔盖茨基金等项目。曾受邀在美国昆虫学会年会、国际昆虫学大会、全国环境微生物学学术研讨会、中国科协第370次青年科学家论坛等会议上汇报相关成果。入选辽宁省“百千万人才工程”百层次。荣获高等学校科学研究优秀成果奖自然科学奖一等奖(排名4/11)、中国昆虫学会第五届青年科技奖等称号,是加拿大自然科学和工程研究理事会项目评审专家。

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