高彩霞 植物基因剪刀手

2017年5月25日，中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所研究員高彩霞獲得全國創(chuàng)新爭(zhēng)先獎(jiǎng)，她還曾入選英國《自然》雜志“中國科學(xué)之星”。

高彩霞用基因編輯這把“剪刀”圓了植物科學(xué)家一個(gè)夢(mèng)——終于可以實(shí)現(xiàn)植物基因定點(diǎn)突變。分子育種領(lǐng)域的學(xué)者們有了這把“剪刀”更是如虎添翼，大大縮短了育種的時(shí)間周期。

研發(fā)技術(shù)，實(shí)現(xiàn)應(yīng)用

2013年，作為植物基因組編輯領(lǐng)域的領(lǐng)軍團(tuán)隊(duì)，高彩霞課題組率先利用CRISPR/Cas系統(tǒng)對(duì)水稻和小麥的多個(gè)基因進(jìn)行編輯，獲得了世界上第一株CRISPR編輯的植物。之后，她在植物基因編輯上的探索就沒停止過。盡管被外界稱為植物CRISPR基因編輯技術(shù)的創(chuàng)始人，高彩霞卻不滿足于此。

2014年，高彩霞課題組和中國科學(xué)院微生物研究所邱金龍課題組合作，利用最新的基因組編輯技術(shù)，首次在六倍體小麥中對(duì)MLO基因的3個(gè)拷貝同時(shí)進(jìn)行了突變，使小麥對(duì)白粉病具有了廣譜抗性。7月20日，該研究成果發(fā)表在《Nature Biotechnology》上，并被選為該刊20周年最具影響力的20篇文章之一，也是唯一入選的植物科學(xué)相關(guān)論文。

高彩霞課題組還通過定向編輯OsBADH2基因使普通稻米有了香味，通過CRISPR/Cas系統(tǒng)在植物中建立了新型的DNA病毒防御技術(shù)體系。這一系列成果顯示，她的工作并沒有停留在技術(shù)平臺(tái)的建立上，而是通過基因精準(zhǔn)編輯這把“剪刀”對(duì)具體的植物基因進(jìn)行定向“修剪”，并獲得有應(yīng)用價(jià)值的成果。在植物育種的歷史上，靠傳統(tǒng)雜交育種獲得一個(gè)具有優(yōu)良性狀的品種或許需要十幾年，甚至更長的時(shí)間，靠分子標(biāo)記追蹤育種也需要至少7到8年。如今，在基因精準(zhǔn)編輯這把“剪刀”的武裝下，分子育種的周期有可能縮短到3到5年，極大加速了該領(lǐng)域的發(fā)展。

抗白粉病小麥的創(chuàng)建是高彩霞團(tuán)隊(duì)和邱金龍團(tuán)隊(duì)合作的重大科研成果。小麥白粉病是一種嚴(yán)重影響小麥產(chǎn)量和品質(zhì)的小麥真菌病，邱金龍正是研究白粉菌的專家。最終，高彩霞課題組選擇了兩種基因組編輯技術(shù)——TALEN技術(shù)和CRISPR技術(shù)，成功將小麥3組基因組上的MLO基因全部敲除，獲得了持久、廣譜的抗白粉病小麥。

淡泊名利，專注科學(xué)

因采用基因編輯技術(shù)改進(jìn)重要農(nóng)作物的科研成果，高彩霞在植物基因編輯領(lǐng)域有很大的話語權(quán)，幾乎所有重要的國際會(huì)議她都在被邀請(qǐng)者之列。

面對(duì)光環(huán)和榮譽(yù)，高彩霞很平靜。“可能我們走得比別人快一點(diǎn)，成績好像比別人好一點(diǎn)，這個(gè)榮譽(yù)就給我們了。”她拒絕“成功的女科學(xué)家”這個(gè)標(biāo)簽，“在領(lǐng)域里被國際同行認(rèn)可，才有用。” 她拿打乒乓球來舉例，“你得清楚你處在什么位置，種子選手是不會(huì)因?yàn)橐淮问《鴦?dòng)搖的。科研也是如此，如果國際同行們，提起這個(gè)領(lǐng)域就要提起你，說明你工作做得好，這才是真正意義上的認(rèn)可。”

在高彩霞的整個(gè)成長過程中，她一直在適應(yīng)變化。10歲時(shí)，她跟著父母從遼寧調(diào)到甘肅“支邊”，就在甘肅扎根了。上大學(xué)時(shí)，高彩霞本想學(xué)醫(yī)，但被分配到了農(nóng)學(xué)專業(yè)。她說：“我對(duì)農(nóng)學(xué)不了解，但我堅(jiān)信：只要干這一行，就要盡力而為。”她在甘肅農(nóng)業(yè)大學(xué)完成了本科和碩士，直到1994年，才離開甘肅去中國農(nóng)業(yè)大學(xué)讀博士，進(jìn)行草地科學(xué)方面的研究。1997-1998年高彩霞去丹麥羅斯基勒市的丹農(nóng)種子公司（DLF）科研部讀博士后。當(dāng)時(shí)剛好有一個(gè)牧草分子生物學(xué)方向的課題，她便再次轉(zhuǎn)換了研究方向。在丹麥的12年里，她實(shí)現(xiàn)了一次又一次的突破——完成了對(duì)幾種性狀的基因改造，包括控制重要草種的開花時(shí)間等，也成長為科研部的Research Scientist。DLF的研究總監(jiān)克勞斯·尼爾森（Klaus Nielsen）說，“她能在顯微鏡下看到其他人都看不到的東西。” 但歐洲對(duì)基因改造作物的懷疑讓她對(duì)自己的工作能否走出實(shí)驗(yàn)室感到悲觀。高彩霞考慮到父母年邁需要照顧，也希望孩子在祖國文化環(huán)境下成長，在2009年年底選擇了回國。她是中國科學(xué)院百人計(jì)劃入選者，先在中國科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所植物細(xì)胞與染色體工程國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室工作，后因研究需要，轉(zhuǎn)向了植物基因組編輯和遺傳轉(zhuǎn)化技術(shù)研究。

容忍別人，寬容自己

高彩霞將研究方向的轉(zhuǎn)變視為很正常的現(xiàn)象。“都是緊密相連的領(lǐng)域，人總是不斷調(diào)整的嘛。”回想過去，她覺得學(xué)生時(shí)代的自己“只是順其自然地走下去，做好自己該做的事情，不像現(xiàn)在的學(xué)生這么有遠(yuǎn)大志向，植物基因編輯是新興領(lǐng)域，所以取得了成果會(huì)備受矚目”。

對(duì)于自己現(xiàn)在做的事兒，高彩霞覺得 “有意思”“有意義”。泰國香米有香味，而中國東北大米雖然品質(zhì)很好，卻沒有香味，能不能用基因編輯技術(shù)創(chuàng)建出有香味的東北大米？她試了，一年就成功了，很多單位都在和她合作，希望能將這一技術(shù)推廣。白粉病是小麥的重要病害之一，能不能用基因組編輯技術(shù)攻克難關(guān)？她和合作伙伴試了，獲得具有廣譜抗白粉病的品種。這些科研成果都讓她開心興奮。

高彩霞性格中有很大的寬和成分，這種寬和決定了她“比較能容忍別人，也比較能寬容自己，能化解對(duì)自己不利的事情”。已過不惑之年的她，覺得未來對(duì)自己而言還是個(gè)未知數(shù)。她設(shè)想自己“如果有一天對(duì)科研沒了興趣，我不會(huì)賴在這個(gè)位置上，否則就把學(xué)生耽誤了，哪怕去幼兒園當(dāng)阿姨，到農(nóng)村去干點(diǎn)什么都是有可能的”。