“享受”在植物病理研究的路上

文| 薛春燕 周維維 青島農業大學 編輯|孫潔

“享受”在植物病理研究的路上

文| 薛春燕 周維維 青島農業大學 編輯|孫潔

科學研究道阻且長，“大問題沒有，小問題不斷”是帶領團隊跋涉其中的梁文星對團隊發展最誠懇的評價。“忙碌”是工作的常態，而“享受”，則是梁文星在科研道路上不斷取得突破后發自心底的滿足。

梁文星在實驗室。

主持國家自然科學基金面上項目、轉基因生物新品種培育重大專項、國家微生物資源平臺建設項目等多項重大課題；發表SCI論文9篇，其中兩篇研究論文發表在國際頂級期刊《Molecular Cell》上，累計影響因子超過40，單篇超過13.9……自2014年5月以“泰山學者海外特聘專家”身份來到青島農業大學至今，短短3年多的時間，梁文星便交出了這份很“牛”的科研成績單，在國際上首次報道乙酰化修飾能夠調控原核生物蛋白質的穩定性以及細菌的抗逆反應，發現乙酰化修飾與灰霉菌的致病性密切相關，揭示了RNA代謝在植物和微生物對逆境抗性反應中的作用，研究結果對于控制病害的發生以及提高植物抗病性具有重要意義。

2017年8月，喜訊傳來，梁文星教授的植物病理學項目喜獲2017年度國家自然科學基金優秀青年科學基金立項資助。這是一次“千軍萬馬過獨木橋”式的“較量”，全國范圍內優秀青年科學基金項目共立項399項，申請成功率只有約8.2%。

堅持—做自己喜歡的事

1979年，梁文星出生在泰山西麓的農村。小時候，他放學后的主要“業余”活動就是幫父母下地干農活，玉米地里拔草、小麥地里收割，什么活都干。和那個時代絕大多數孩子一樣，努力學習考上大學是他這樣一個農村娃兒的最好人生選擇。

1997年，梁文星參加高考，被青島農業大學前身萊陽農學院植物保護專業錄取。

“當時根本不知道什么叫‘植物保護’，問了一圈村里人，大家都不太明白，最后覺得可能差不多是環境保護之類的吧。”

從此，他的人生翻開了嶄新的一頁。

懷著對未知命運的憧憬，梁文星拖著行李、坐著綠皮火車來到學校，開始了異地求學生涯。他當時的想法很簡單，就認準一點，“作為一名大學生，勤奮學習是自己該做的事情。”

大一大二時，雖然對專業的認知還處于懵懂狀態，但梁文星絲毫不敢放松學習。到了大三開始學習專業課，接觸到了“小麥赤霉病”、“蘋果腐爛病”、“稻瘟病”，了解了棉鈴蟲、蚜蟲等各種害蟲，聯想到自己以前干農活的經歷，梁文星慢慢對所學專業產生了越來越濃厚的興趣，沒事兒就跑到圖書館大量閱讀專業書，并選擇了自己感興趣的植物病理學方向報考碩士研究生。

大學時的他并非“一心只讀專業書”的“書呆子”。計劃性，是梁文星大學生活的又一個特征。他把自己的課余時間安排得井井有條——喜歡讀武俠小說，談起金庸、古龍、梁羽生的作品來如數家珍；喜歡打排球，大二時加入學校排球隊，不僅交到了朋友，培養了團隊精神，還強健了體魄……

《平凡的世界》是梁文星讀大學時校園里最流行的書。一口氣讀完之后，他從這本書中得到強烈共鳴，“受到了鼓舞，對人生也有了新的認識。”這本書讓梁文星明確地認識到——一位平平凡凡的農村少年也可以在人生舞臺上翩翩起舞，活出自己的精彩。

大學畢業，梁文星如愿考上中國農業大學植物病理學方向的碩士研究生。從此，他步入了一個更寬廣的專業學習舞臺，視野更開闊，專業興趣也更加濃厚。

談起在母校的大學生涯，梁文星至今對學校樸實濃厚的學風記憶猶新，他認為自己良好的學習習慣形成于此，這也是母校讓他終身受益的地方。

一向性格內斂的梁文星教授說起自己的植物病理專業，用了一種感情濃烈的表達方式：“非常非常喜歡”。

在中國農業大學讀研期間，因為有濃厚的專業興趣，他每天在實驗室工作十幾個小時，發表了兩篇SCI論文和兩篇核心期刊論文。

碩士畢業后考入了中國科學院遺傳與發育生物學研究所攻讀博士學位，繼續探索他感興趣的那一方未知世界。

“中國科學院是一個優秀人才匯集的地方，也是我人生中非常重要的一個站點。”梁文星說，在那里，他接受了更嚴格的科研訓練，高強度的工作成了他的習慣。每天一早一頭扎進實驗室，短暫的吃飯休息都在里面進行，一直忙到晚上十點以后才回宿舍。

梁文星和他的團隊。

雖然喜歡，但不爭的事實是——科研之路是單調的。讀博期間年近而立，看著曾經的同學一個個工作、結婚、生子，生活開始過得有滋有味，而自己仍孑然一身、囊中羞澀，每天在實驗室“苦苦掙扎”，梁文星的內心也彷徨過。他不止一次問過自己，“到底值不值？”

值不值？

“值！因為興趣而選擇了這條路，就不要在乎外界環境的干擾，必須堅持，不能放棄！與眾位優秀的同學比肩而作，雖然累，但這也意味著步入了成長中的快車道。”

2009年7月，梁文星順利獲得博士學位，同時赴美國邁阿密大學從事RNA降解以及蛋白翻譯后修飾等方面的研究。談及在美國的這段博士后研究生涯，梁文星用了“艱難”兩個字形容。和很多中國留學生一樣，語言、文化、思維、飲食等各方面都讓梁文星舉步維艱。

“美國的麥當勞和中國的麥當勞口味不一樣，中國的麥當勞是根據中國人口味做了調整的。那時如果有時間，會坐很長時間公交車去中國超市買一包面條，回來做一頓西紅柿雞蛋面，就覺得這是世界上最美味的東西。”

吃飯是小事，研究方向的選擇才是大事。敢想敢做，敢于堅持，是一位科研工作者最可貴的品質。由于種種原因，剛開始美國導師并不認同他的研究思路。一連幾個月，梁文星多次找導師一起探討，堅持自己的觀點并說服導師，終于得到了肯定。

邁過一道坎，前面就是一馬平川。之后，這位老外們眼中勤奮的中國人開始了“爆發”，一連發表了6篇SCI論文。

“當然，失敗的次數遠遠超過了成功的次數。”梁文星說，如果把科研過程看作百分百，那么其中百分之八九十是失敗，剩下的百分之一二十才是成功。他最享受的是那百分之一二十，那是一種短暫的“欣喜若狂”。正是這一次次的“欣喜若狂”讓他為之堅持，堅持，再堅持。

創新—尋找控制植物病害的關鍵

近年來，隨著氣候、土壤、水質的變化以及經濟快速發展、城市化進程迅速推進等帶來的負面影響，植物病害出現的幾率越來越大， 我國自古以農立國，農業一直是國民經濟的命脈，這些現象嚴重影響著農作物產量和農民收入，進而威脅糧食安全。

據梁文星介紹，目前，植物病害造成全球糧食和其他作物減產近20%，據不完全估算，全球范圍內每年造成的經濟損失約1000億美元。

盡管目前一些合成農藥防治植物病害效果很好，但也給環境和人類健康帶來很大安全隱患，因此迫切需要綠色環保手段防治植物病害，在保證品質的同時提高產量。

這是植物界科研人員共同的心愿，多年來也一直縈繞在梁文星的心頭。

2014年5月，梁文星以泰山學者海外特聘專家的身份受聘母校青島農業大學，并迅速在學校籌建了分子植物病理學與蛋白質科學研究中心，構建起自己的團隊和實驗室，向著植物病害科研邁進。

憑借多年從事蛋白乙酰化修飾研究的工作基礎和扎實的知識積累，梁文星帶領團隊進一步研究病原菌與植物中蛋白乙酰化修飾的機理與意義，試圖探索其在生物抗逆反應中的作用，從而在此基礎上防治植物病害，提高作物產量，解決困擾中國農業的病害問題。

突破—“乙酰化修飾”真相大白

什么是“乙酰化修飾”？

據梁文星教授介紹，包括組蛋白以及非組蛋白的乙酰化修飾，都是一種普遍存在、可逆而且高度調控的蛋白質翻譯后修飾方式。蛋白乙酰化在微生物中廣泛存在，但在植物病原菌中的研究卻很少。

梁文星教授的團隊運用蛋白質組學方法，首次發現了蛋白乙酰化修飾能夠影響核酸酶活性，進而調控底物RNA的水平以及細胞的抗逆反應，即生物可以通過核酸酶來實現細胞的自動調節。

梁文星說，由于第501位賴氨酸位于RNaseⅡ的催化活性中心，這一修飾能夠降低RNaseⅡ結合底物的能力并最終影響該酶的活性。當細胞遭遇如饑餓脅迫等逆境后，RNaseⅡ的乙酰化水平會升高，從而使生物能夠更好地適應不同的生長環境。截至目前，國際上一些相關領域科學家的研究結果也都表明，蛋白乙酰化修飾在病原菌的致病過程中起關鍵作用。

2016年，梁文星教授團隊與美國邁阿密大學合作，在國際上首次報道乙酰化修飾能夠調控原核生物蛋白質的穩定性以及細菌的抗逆反應，發現乙酰化修飾與病原菌的致病性密切相關，揭示了RNA代謝在植物和細菌對逆境抗性反應中的作用。該研究發表于生物化學領域的國際著名期刊Nucleic Acids Research（影響因子9.112），該雜志主編Barry Stoddard教授認為，這一研究成果使人們對RNA酶調控的認識又向前邁進了一大步。該成果還被評為該刊的突破性進展成果。

“番茄戰隊”—在科研道路上忙碌著

從“乙酰化修飾”出發，梁文星教授團隊尋找到的一個突破點是番茄病害防治研究，他的團隊也因此得到一個有意思的名字——“番茄戰隊”。

“選擇番茄為研究對象，是因為它‘全球第一大蔬菜’的‘身份’，”梁文星介紹，“簡單講，現階段就是做番茄病害防治研究，同時響應國家‘減肥減藥’號召，試圖從病原菌角度開發新型農藥。”

據梁文星介紹，該研究以番茄—灰霉菌/枯萎菌等為對象，通過蛋白質組學方法鑒定與番茄抗病反應以及病原菌致病性密切相關的乙酰化蛋白，在此基礎上綜合應用植物病理學、分子遺傳學、生物化學等多種手段研究其功能及作用的分子機制，闡明植物病原菌相互作用的分子機制，解析乙酰化修飾的生物學意義，為通過設計特異性高、低毒的小分子藥物或者轉基因手段控制植物病害的發生，最終提高作物產量奠定分子基礎。

梁文星表示，目前番茄病害防治研究在順利進行中，如果能在番茄身上獲得成功，團隊會及時將研究成果向其他蔬果和農作物推廣。

除此之外，梁文星教授團隊還在實驗室里發現了丙戊酸鈉、丁苯羥酸兩種新的化合物。這兩種化合物對植物病原真菌具有良好的抑制活性作用，可以用于防治由植物病原菌引起的植物病害。這是兩種可降解、無污染、對環境友好的小分子化合物，對非靶標生物及人畜安全，能夠保證農產品及果蔬的高品質，符合可持續發展要求。目前，這兩種化合物已成功申請到國家發明專利，開始推廣。

突破性進展來源于長期的扎實積累。梁文星說，在美國求學研究的5年中，他非常了解和熟悉國外病原菌的研究狀態，也領略了國際前沿的科研理念。當時他更多研究如何控制人類的病原菌，從事與醫學相關的基礎研究。回國后，他憑借先進技術轉而研究困擾中國農業發展的關鍵問題，這是他回國的初衷，也讓他感到更有意義和價值。

但梁文星教授將自己的成果更多歸因于母校和團隊的努力。

“學校為支持我的科研工作‘一路綠燈’，從實驗室用房、儀器設備到人員配備等，都給予大力支持。”

在梁文星看來，優質平臺的支撐是自己接連取得科研突破的最大“后盾”。他對母校的大力支持充滿感謝，下定決心要利用好學校提供的資源和平臺，建設出國內一流的科研團隊。

團隊還有一批同樣熱愛植物病理學專業的研究生，每位研究生都有自己的研究課題，老師對他們開展一對一指導，集思廣益，尋求最佳解決方案。梁文星非常注重借鑒國外培養研究生的好經驗好做法。他把在國外求學時養成的定期開展Seminar(研討會)的習慣帶進團隊，給大家介紹學科前沿，開拓學生視野，創造良好的科研氛圍。

科學研究道阻且長。“大問題沒有，小問題不斷”是帶領團隊跋涉其中的梁文星，對團隊發展最誠懇的評價。盡管如此，獲得素有“小杰青”之稱的國家優秀青年科學基金項目立項，依然給團隊帶來了更多動力，推動研究工作不斷向深入推進。

現在，梁文星教授直言自己的狀態是“忙碌”并“享受”。“忙碌”，是他工作中的常態；而“享受”，則是他在科研道路上不斷取得突破后發自心底的滿足。

梁文星

1979年6月出生，2001年7月本科畢業于萊陽農學院植物保護專業，2004年7月碩士畢業于中國農業大學植物病理學專業，2009年7月在中國科學院遺傳與發育生物學研究所獲博士學位，博士畢業后，赴美國邁阿密大學做博士后研究與副研究員。2014年5月，以山東省泰山學者海外特聘專家的身份全職回母校青島農業大學工作。

主持國家自然科學基金優秀青年科學基金項目、國家自然科學基金面上項目、轉基因生物新品種培育重大專項、國家微生物資源平臺建設項目等多項重大課題。迄今為止，以第一作者或者通訊作者在Molecular Cell、Nucleic Acids Research以及Cell Research等國際著名雜志上發表研究論文16篇，累計影響影子大于90。受邀擔任多個SCI雜志以及中文核心期刊的編輯與審稿人。

在國際上首次報道乙酰化修飾能夠調控原核生物蛋白質的穩定性以及細菌的抗逆反應，發現乙酰化修飾與灰霉菌的致病性密切相關，揭示了RNA代謝在植物和微生物對逆境抗性反應中的作用，研究結果對于控制病害的發生以及提高植物抗病性具有重要意義。