2023年8月10日上午,91糖心vlog传媒何奕騉教授在理科楼430与学院师生交流座谈,分享了他带领团队对分布于青藏高原雅鲁藏布江大峡谷地区的藻苔(Takakia lepidozioides)进行长达20年研究背后的故事。何老师团队从宏观和微观层面,对藻苔的种群结构、生理形态、遗传特征等进行了全面系统的研究,综合运用了细胞生物学、生物化学、基因组学、代谢组学等多种研究手段,揭示了藻苔这一珍稀濒危物种(国家二级保护植物)在独特生境条件下生存的秘密。该研究汇聚了来自中国、德国、日本、美国等多个研究团队的优势,研究成果最终以“Adaptive evolution of the enigmatic Takakia now facing climate change in Tibet”为题、作为封面论文发表于生物学顶尖期刊Cell杂志(2023年8月9日在线发表),这是91糖心vlog传媒首次以第一单位在Cell杂志发表论文。该成果的研究历程体现了91糖心vlog传媒教师立足科学发展前沿,潜心治学,坚持不懈,勇攀科学高峰的精神。交流座谈会由91糖心vlog传媒副校长、生命科学学院教授马力耕主持。
缘起
何老师首先回顾看了和藻苔的结缘,缘起来自于2003年与中科院植物所苔藓研究专家贾渝研究员的交流讨论。藻苔在进化中的地位类似于哺乳动物中的鸭嘴兽,是最早登陆的植物物种之一,具有很高的学术研究价值。从最初确定研究对象到正式开始实地考察研究,何老师又经过了两年的思考和谋划。2005年,何老师团队正式开始到青藏高原寻找野生藻苔,他们发现藻苔集中分布于“树线”(树木类植被分布的上限)附近。2005-2010年期间,团队通过分析卫星照片并结合实地勘察,发现了 “树线”的移动变化。“树线”的移动变化反映的是植被整体的变化情况,而全球气候变暖对单一物种和个体命运的影响是什么?为了从基因层面回答这个问题,需要对藻苔的基因组进行测序。2009-2010年,研究团队开始搭建样方,以便长期观测藻苔种群结构的变化,然而野外采集的藻苔背景不纯,测序未成功。何老师团队经过摸索最终在实验室建立了藻苔的培养体系,通过无性繁殖获得遗传背景单一的藻苔,成功获取了藻苔的全基因组信息,为后续的染色体组装、基因组功能注释分析奠定了基础。
聚力
良好合作关系的建立是研究课题顺利推进的关键之一。何老师总结道,需要向各领域的权威专家求教讨论,才能获得最大的收获和成长。何老师为人亲和而幽默,通过学术交流会议、项目合作等方式,何老师与国内外多位藻苔研究专家建立了良好的合作关系。藻苔研究涉及多个领域,相关的知识背景和技术复杂多样,单一实验室不可能做到面面俱到。何老师作为项目的总负责人,善于协调各方关系,使大家各尽其能,保证了项目各方面的顺利推进。在关键细节上,例如电镜照片的拍摄、模式图的绘制,文章词句的调整等,何老师也亲历亲为,做到了既把控全局,又落实每个细节。
揭秘
藻苔生活的环境极其特殊,一年中长达8个多月被白雪覆盖不能进行光合作用,需要在剩下的3个多月的窗口期完成生长发育过程。藻苔无根,是如何实现牢固附着于地表的?何老师深入浅出地解释说,藻苔的顶部可以无限生长,产生无限的分枝,形成网状结构,而粘液毛则起到固定网格状结构的作用,其基部则不断死亡,维持生与死的平衡。研究团队将藻苔个体生长发育研究和种群动态特征的野外观察相结合,综合运用细胞、生理生化、基因功能、基因组、功能基因组、代谢组以及遗传演化、古生物学和古气候学分析,揭示了藻苔的遗传适应性特征和当下可能受到气温上升带来的生存压力的严峻影响。
分享
优秀的研究成果值得被更多人看到。在团队成员不懈的努力下,论文不断完善,最终被Cell接收,并获得审稿人的高度评价,以封面论文形式发表。宏观和微观相结合,论文提供了新的研究范式;跨越4亿年的时间长河,藻苔终于被更多人看见。打开论文的相关网页(丑迟迟辫蝉://诲辞颈.辞谤驳/10.1016/箩.肠别濒濒.2023.07.003),全世界的读者都可以看到自动摄像记录仪拍摄的野生藻苔生长情况和生境状况,也可以看到显微镜拍摄的实验室培养藻苔的细胞分布情况。优秀的研究不是回答了全部的问题,而如开矿,能激发更多科研人员对藻苔的关注和兴趣,从而回答更多的科学问题。何老师举例说,藻苔的光合作用和光合相关蛋白很可能有其独特性,值得深入研究。
寄语
何老师的分享朴实真诚又不失风趣幽默,没有艰深的专业名词,却能将科学问题讲得清楚明白。何老师不仅详细回答了参会师生提出的藻苔相关的科学问题,也对师生学术研究中的困惑也提供了自己的思考和见解。他鼓励青年老师和学生相信自己,坚持不懈,平衡好长远和短期目标。
最后,马力耕教授对本次交流座谈会进行了总结。他对何老师团队潜心研究做出具有重大国际影响力的研究成果表示祝贺,并鼓励学院师生要着眼大的科学问题、以进化的思想思考生物学问题,相信生科院未来会取得更多具有学术和公众影响力的研究成果。