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科学,因你而美

2016-01-12 来源:人员机构 作者:许天颖  图片:

    12月22日,第十二届“中国青年女科学家”颁奖典礼在北京举行,获奖的9位“巾帼”科学家是从近200位候选人中脱颖而出的。其中,作物遗传育种科学家、我校农学院教授郭旺珍因绘制出全球最大种植面积棉种的基因组“精密地图”,发现棉花基因与重要性状之间的关联,并研发出多个高产、优质、多抗的棉花新品种,成为了江苏省以及农业领域唯一一位获此殊荣的女科学家。

为棉花绘制“超级基因地图”
    “中国是世界上最大的棉花生产和消费国,而每年总消费量的30%—40%需要依赖进口。”郭旺珍介绍,这种看上去矛盾的关系,正体现了当下中国棉花产业发展所面临的困境。

    受制于棉花作物的生理特点,棉铃无法同时成熟,导致棉花种植业的机械化程度也一直难以提升。在人工成本不断增加的形势下,从基因层面对棉花进行改良,培育出更耐旱、耐盐碱、单产更高而且纤维品质更佳的棉花,才能让棉花产业脱离尴尬处境,实现质的飞越。

    在郭旺珍看来,想要培育更为高产优质、生态环保的棉花新品种,揭示棉花的基因组结构和进化特征是基础。为棉花基因和关联的植物性状画一张精细的基因图谱,使棉花育种和改良的工作更加有的放矢,进而提高棉花产量、品质和抗性。

    “我所做的工作,便是为棉花画一张详尽又明了的基因‘联络图’,找出棉花基因与重要性状之间的关联,为棉花的品种改良提供指导‘秘笈’。”多年来,郭旺珍的研究便围绕着棉花基因里的这些秘密展开。

    郭旺珍告诉记者,作为重要经济作物的棉花是异源四倍体,它在基因遗传和性状表达方面相当复杂。其中52条染色体,可以被归入2个各包含13对染色体的基因组,形成两个亚基因组协同作用的基因组模式。因此,她以揭示多倍体基因组特征为出发点,将优质、抗性作为主要研究性状,从基因组解析到育种利用开展了系统研究。

    2015年10月,郭旺珍和她的团队成功绘制出全球最大种植面积棉种的基因组“精密地图”。“这个地图,就好比是博物馆、图书馆,我把棉花的每一个基因都分析得好好的,然后排好序,放在博物馆里,供全球科学家们免费使用。”什么样的基因和陆地棉的耐寒性特征有关,什么样的基因和陆地棉的耐碱性有关,都在郭旺珍的“超级基因地图”里进行了一一描述。有了这张地图,世界各地的棉花育种工作者可以更容易地找到所需的基因,进行有针对性地品种改良,甚至让棉花生长在原本并不宜农作的土地上。

让棉质衣装变“羊毛品质”
    在过去的几年里,得益于郭旺珍和她团队的研究工作,中国的棉花产业正在发生改变。郭旺珍说,利用她的棉花基因地图,可以用分子学、杂交等方法,来改变棉花种植方式,让棉花提高产量,让棉花变得“泼辣”。

    每年7、8月是中国最热的月份,也是郭旺珍最辛苦的时候,此时正值棉花成熟期,为了查看自己研究的棉花性状是否可以满足生产需求,郭旺珍总是顶着酷热在实验室和棉区之间来回跑。“最欣慰的就是看到自己的研究成果对棉农有帮助。棉农都很朴实,收到他们热情真诚的感谢,那个时候也就忘记了辛苦”,郭旺珍如是说。

    据了解,郭旺珍带领的团队已经培育了5个新品种,拥有11项国家发明专利。改良后的优质棉耐盐碱、单产更高、纤维品质更佳,如今已有200—300万亩的种植规模,不仅提高了农民的种植收入,也让棉织品有了跻身高级衣料的可能。

    “我们现在和香港一家企业合作,研发一种像羊毛一样质地的棉质品。”郭旺珍说,要让棉质品既舒服又不容易皱,就是要通过改变棉花基因,让棉花变得更细致精密;同时,纤维度变强,长度、耐力强度也像羊毛一样。这么一来,加工出来的棉质品会更受市场青睐。

对农业:与生俱来的使命感
    在作物遗传育种领域颇有建树的郭旺珍,走上农业研究也是机缘巧合。高中三年,她一直是当地有名的“学霸”,数理化成绩极佳,年级统考从未跌出前三甲。都说“学好数理化,走遍天下都不怕”,高考填报志愿时她一心想攻读工科专业,却阴差阳错地进入了山西农业大学农学系。在来到南京农业大学农学系,开始作物遗传育种的博士课程学习之前,郭旺珍从未离开过她和祖辈们居住的山西省。“小时候放学回家,我一直帮助家里从事简单农事操作。棉线纺纱的时候我就在想去研究这些东西,将天然的纤维成品改善成与精纺品一样,既美观又舒服。”

    有了在家帮忙农活的经历,郭旺珍对农事研究已经有了不少感性的认识,这样的背景让她在学习植物分类等课程时得心应手。随着学习的深入,她更加发现了植物的美。本科毕业时,她给自己找准了未来的方向——研究遗传育种技术,从分子层面解读植物性状背后的秘密。

    虽然没有离开农业,但郭旺珍的主要工作地点却从黄土地转向了实验室,只是唯一不变的,是对土地、对农民、对农业的“一种与生俱来的使命感”。是这种使命感支撑她面对一切艰难险阻。“我很荣幸,师从著名棉花遗传育种家潘家驹教授开展博士研究,我也是他职业生涯中唯一的女弟子。”她说:“棉田劳作的旺季恰好是一年中最炎热的季节,因此在传统上被认为是男人的工作。但即便如此,我仍然坚持下来,而且我相信,女性研究者在这个领域里同样有施展的空间。生命科学领域对基因工程的重视,让实验室工作比重加大,这意味着心细的女性会有更大的发展平台。”

    结缘农业,福祉人类。20年来,郭旺珍对农业和黄土地仍充满着最初的热忱,仍然过着在实验室和全国各地产棉区之间奔波的生活。为了让最新的研究成果早日实现产业化,为了将农民尽可能多地从艰苦劳动中解放出来,立足人民生活的基本需求,着眼最质朴的穿衣问题,帮助棉农致富、推动棉花产业发展,这也是郭旺珍对自己所热爱的这片棉花土地的承诺。

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编辑:赵烨烨 石松

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