在我國(guó)蔬菜科學(xué)研究領(lǐng)域，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李家文教授的影響是巨大而又深遠(yuǎn)的。
李家文是我國(guó)大白菜理論研究的奠基者，有“中國(guó)大白菜教授”的美譽(yù)。從20世紀(jì)50年代開(kāi)始，他對(duì)大白菜的生長(zhǎng)發(fā)育周期和生理進(jìn)行科學(xué)研究，系統(tǒng)地闡述了大白菜生長(zhǎng)發(fā)育和栽培技術(shù)的關(guān)系。如今，山東農(nóng)大仍流傳著許多關(guān)于他的事跡。
長(zhǎng)江學(xué)者特聘教授段巧紅一直把李家文視作科研中的榜樣。“如果沒(méi)有李家文教授這面大旗，我對(duì)做大白菜方向的研究可能不會(huì)這么堅(jiān)定。扛起這個(gè)大旗，就是我的使命。”她說(shuō)。
農(nóng)大是能干成事的地方
段巧紅教授是學(xué)校從海外引進(jìn)的高層次人才。
在美國(guó)馬薩諸塞大學(xué)做博士后研究期間，段巧紅時(shí)常思考回國(guó)事宜。“我出國(guó)的目的很簡(jiǎn)單，就是去學(xué)習(xí)科研前沿和科學(xué)方法，學(xué)成之后肯定是要回來(lái)服務(wù)國(guó)家的。”段巧紅堅(jiān)定地說(shuō)。
那時(shí)，段巧紅收到過(guò)國(guó)內(nèi)多所高校和科研機(jī)構(gòu)拋出的“橄欖枝”。但是在2017年決定回國(guó)發(fā)展時(shí)，她毅然選擇了山東農(nóng)業(yè)大學(xué)。
入職后，段巧紅憑借著深厚的理論功底、扎實(shí)的實(shí)踐技能和對(duì)專業(yè)的無(wú)限熱愛(ài)，迅速進(jìn)入“角色”。首要的事就是組建實(shí)驗(yàn)室，“當(dāng)年我7月底到校，8月初上班，使用經(jīng)費(fèi)、儀器設(shè)備，一路綠燈，20萬(wàn)元以下的通過(guò)競(jìng)價(jià)系統(tǒng)幾天完成，實(shí)驗(yàn)室很快就建設(shè)起來(lái)正常運(yùn)行了，非常鼓舞人心，這在其他單位是很難想象的。”她有些興奮地告訴記者。
在學(xué)校的支持下，段巧紅最快速度組建了團(tuán)隊(duì)、搭建了科研平臺(tái)。除了必要的實(shí)驗(yàn)器材等物質(zhì)保障，其他老師的支持和學(xué)生們的努力也必不可少。
在和學(xué)校領(lǐng)導(dǎo)、學(xué)院領(lǐng)導(dǎo)以及多位專家?guī)状紊钊胗懻摵螅吻杉t將科研方向定位為十字花科蔬菜作物的有性生殖領(lǐng)域，繼續(xù)圍繞博士后期間的課題“花粉與雌蕊相互作用調(diào)控植物受精過(guò)程的分子機(jī)制”進(jìn)行深入研究。
認(rèn)準(zhǔn)了就干。2018年，黃家保副教授的加入讓團(tuán)隊(duì)如虎添翼，兩人在十字花科作物自交不親和、遠(yuǎn)緣雜交不親和方面的研究有多年的合作基礎(chǔ)，團(tuán)隊(duì)研究方向更加聚焦。
她告訴記者，來(lái)農(nóng)大后真切感受到農(nóng)大人是怎樣把“把成果寫在大地上”的。“學(xué)校并不急著跟我要成果，給我足夠的時(shí)間讓我安心與生產(chǎn)結(jié)合搞科研，在這里我真的受到了全院乃至全校的幫助。大家在一起干事，氛圍特別融洽，我堅(jiān)信農(nóng)大是能干成事的地方。”段巧紅下定決心，她也要在農(nóng)大“干點(diǎn)事”。
自己選擇的路不會(huì)覺(jué)得苦和累
一年之計(jì)在于春，蔬菜也不例外。春季涉及播種、施肥和植保等多個(gè)環(huán)節(jié)，是一個(gè)與時(shí)間賽跑的農(nóng)忙時(shí)節(jié)，稍有不慎將影響整個(gè)蔬菜生長(zhǎng)周期。
做十字花科蔬菜育種與有性生殖機(jī)理研究，季節(jié)性困難是個(gè)大問(wèn)題。白菜長(zhǎng)得慢，開(kāi)花需要三個(gè)月。為保證充足的實(shí)驗(yàn)材料，段巧紅團(tuán)隊(duì)每三個(gè)星期要種一批白菜，每批200多株。“雖然我們通過(guò)設(shè)施農(nóng)業(yè)，能夠一年種出多季白菜，但白菜花春天開(kāi)得最好，也是做實(shí)驗(yàn)最佳的時(shí)節(jié)。”于是，段巧紅和團(tuán)隊(duì)師生提前安排實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，在總結(jié)秋冬實(shí)驗(yàn)成果的基礎(chǔ)上，把重要的實(shí)驗(yàn)或需要擴(kuò)大規(guī)模的實(shí)驗(yàn)放在春天。
每年春季這個(gè)關(guān)鍵時(shí)期，師生們每天五點(diǎn)就要趕去試驗(yàn)田，搶抓有利時(shí)機(jī)采花、授粉，時(shí)間緊、任務(wù)重、勞動(dòng)強(qiáng)度大。“自己選擇的路就不會(huì)覺(jué)得苦和累。”段巧紅很享受這種忙碌的狀態(tài)。
功夫不負(fù)有心人。2020年3月19日，以段巧紅教授作為第一作者的文章刊登在《自然》主刊，科研團(tuán)隊(duì)成功揭示了被子植物阻止多個(gè)花粉管進(jìn)入胚珠的分子機(jī)制，在分子與生化水平上解析了被子植物有性生殖機(jī)理，為解決小麥、玉米、蔬菜、果樹(shù)等作物雜交育種中的“卡脖子”問(wèn)題提供了重要理論支撐。
段巧紅坦承，這僅僅代表實(shí)驗(yàn)室走出了第一步，在蔬菜新品種培育、種質(zhì)資源創(chuàng)新等方面還有很長(zhǎng)的路要走。
憑著一股鉆勁兒，段巧紅幾乎把所有的時(shí)間都放在了科研上。時(shí)隔僅一年，又一項(xiàng)重量級(jí)成果誕生。2021年5月19日，《當(dāng)代生物學(xué)》在線發(fā)表了團(tuán)隊(duì)的最新成果，從自花花粉與異花花粉引起柱頭不同的生理變化入手，發(fā)現(xiàn)自花授粉特異性升高柱頭活性氧，而異花授粉導(dǎo)致柱頭活性氧降低，證實(shí)了活性氧是維持大白菜自交不親和的必需因素，解析了植物抑制自花花粉以防止“近親婚配”的分子機(jī)制。
“我國(guó)從上世紀(jì)70年代中期開(kāi)始大白菜雜種優(yōu)勢(shì)的利用研究，選育自交不親和系生產(chǎn)大白菜雜交種，育成了上千個(gè)品種并在生產(chǎn)中推廣應(yīng)用。”段巧紅介紹，這項(xiàng)成果進(jìn)一步實(shí)現(xiàn)了從理論到生產(chǎn)的突破，具有提高作物產(chǎn)量、培育優(yōu)良品種及創(chuàng)新種質(zhì)資源等現(xiàn)實(shí)意義。
成功和創(chuàng)新來(lái)源于歷練
創(chuàng)新，難免遭遇挫折。
做實(shí)驗(yàn)，是學(xué)習(xí)成長(zhǎng)的過(guò)程，失敗中也許藏著下一次成功的種子，也有可能是創(chuàng)新的開(kāi)始。這是段巧紅求學(xué)時(shí)期就明晰的事情。
大學(xué)時(shí)期，生物化學(xué)專業(yè)的段巧紅學(xué)習(xí)成績(jī)名列前茅，但大四時(shí)她果斷放棄了保送本校四川大學(xué)的機(jī)會(huì)，決定考北京大學(xué)植物學(xué)研究生。“學(xué)英語(yǔ)、看專業(yè)文獻(xiàn)和鍛煉身體是那時(shí)最主要的三個(gè)事情。”她說(shuō)，“周圍人不理解的聲音和來(lái)自各方的壓力，但我毫不動(dòng)搖，一心努力備考，最終如愿了。”
2000年，段巧紅正式加入許智宏實(shí)驗(yàn)室，開(kāi)啟了五年半碩博連讀的科研之路。博士畢業(yè)時(shí)，擺在段巧紅面前的有兩條路：一是做導(dǎo)師助手，壓力小、穩(wěn)定；二是出國(guó)深造，充滿未知與挑戰(zhàn)。段巧紅毫不猶豫地選擇了第二條路。
段巧紅的破冰研究離不開(kāi)她在美國(guó)學(xué)習(xí)期間養(yǎng)成的“泡”實(shí)驗(yàn)室習(xí)慣。“當(dāng)時(shí)每天工作12—16小時(shí)，沒(méi)有節(jié)假日和周末的概念。我導(dǎo)師是位女教授，她用實(shí)際行動(dòng)告訴我女性科研工作者想要做出科研成果，需要付出更多努力。”現(xiàn)在回想起來(lái)，她對(duì)導(dǎo)師仍是滿滿的感激，“導(dǎo)師給我很多細(xì)致的指導(dǎo)，從實(shí)驗(yàn)課題設(shè)計(jì)、實(shí)驗(yàn)技術(shù)培訓(xùn)、實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)分析等多方面給我建議，提高成功的可能性，也經(jīng)常推薦我參加各種學(xué)術(shù)活動(dòng)，與全世界頂級(jí)科學(xué)家交流。”
段巧紅對(duì)學(xué)生也有同樣的要求。她給予學(xué)生充分的自由和空間，但前提是必須有所創(chuàng)新，“科研必須要?jiǎng)?chuàng)新才有價(jià)值，不是簡(jiǎn)單地把別人的東西拿過(guò)來(lái)重復(fù)。”
她激勵(lì)青年人樹(shù)立正確的得失心，敢于在失敗中成長(zhǎng)。團(tuán)隊(duì)進(jìn)行某項(xiàng)實(shí)驗(yàn)，倘若一位同學(xué)失敗了，她會(huì)請(qǐng)另外幾位同學(xué)也來(lái)試試，看看是否還是失敗。
“就像當(dāng)初我把老師當(dāng)表率一樣，希望我能成為學(xué)生的榜樣，把自己成長(zhǎng)經(jīng)驗(yàn)復(fù)制給他們。在面對(duì)一些選擇時(shí)要充分考慮自己怎樣做才能達(dá)到滿意的狀態(tài)。”
新冠肺炎疫情期間，學(xué)生不能返校，如果不播種開(kāi)學(xué)后學(xué)生將沒(méi)有植物科研材料，段巧紅看在眼里急在心里。她與實(shí)驗(yàn)室黃家保副教授一拍即合，每天穿梭在實(shí)驗(yàn)室與大棚之間，根據(jù)每個(gè)學(xué)生的要求為他們播種、育苗，并及時(shí)向?qū)W生們“匯報(bào)”植物生長(zhǎng)情況。
段巧紅的“種子”不僅灑在了土地上，還種在了學(xué)生們的心里。2018級(jí)博士研究生張麗麗感動(dòng)地說(shuō)：“如果不是段老師‘出手相救’，我的科研進(jìn)度至少要推遲一年。”
把破解“卡脖子”難題練為看家本領(lǐng)
種源安全關(guān)系到國(guó)家安全，糧食如此，蔬菜亦是如此。
推進(jìn)生物育種產(chǎn)業(yè)化是我國(guó)追趕世界科技前沿和保障國(guó)家糧食安全的戰(zhàn)略選擇。
“寧可備而不用，不可用時(shí)無(wú)備。”這是段巧紅多年從事科研創(chuàng)新的心得：提前規(guī)劃，做好充足準(zhǔn)備，為育種做好應(yīng)用基礎(chǔ)研究的前提準(zhǔn)備也是她多年研究的目的。關(guān)鍵核心技術(shù)要不來(lái)、買不來(lái)，只有攻克“卡脖子”難題，才能從根本上推動(dòng)經(jīng)濟(jì)高質(zhì)量發(fā)展，保障國(guó)家蔬菜安全。
當(dāng)前，在段巧紅的帶領(lǐng)下，黃家保副教授、曹蕓運(yùn)副教授等團(tuán)隊(duì)骨干正把目光聚焦于新的目標(biāo)：提升生物育種創(chuàng)新能力，加快作物種源科技攻關(guān)、加強(qiáng)作物種源挖掘與創(chuàng)新利用，開(kāi)展作物種業(yè)基礎(chǔ)研究，聯(lián)合上中下游不同育種單位開(kāi)展良種聯(lián)合攻關(guān)。
“希望可以通過(guò)我們的努力，研發(fā)出真正解決蔬菜產(chǎn)業(yè)發(fā)展的有效手段和工具，盡快實(shí)現(xiàn)從‘0到1’的概念突破和從‘1到100’的應(yīng)用轉(zhuǎn)換。”這是段巧紅和團(tuán)隊(duì)青年科學(xué)家的夢(mèng)想。
