王二濤:推倒教科書裡的“圍牆”

2017年09月18日08:23  來源:科技日報
 
原標題:王二濤:推倒教科書裡的“圍牆”

王二濤在人工氣候室培養間內觀察植物生長狀況。

王二濤,生於1979年9月,系中科院上海植物生理生態研究所研究員,主要從事植物和微生物共生的分子機理研究。

很多見過王二濤的人都說,他不像個學者。走路腳底“帶風”,身穿藍色T恤、腳踩沙灘鞋,眼前的王二濤的確有些“隨意”。

這位中國科學院上海植物生理生態研究所研究員顛覆了記者對學者的印象,就像他顛覆了植物—真菌共生領域延續了百年的傳統理論一樣。

不久前,王二濤團隊發現了脂肪酸是植物與菌根真菌共生體系中碳源的主要傳遞形式,推翻了百年來教科書中的“糖”理論。近日,這一成果被收錄進《自然》雜志。

王二濤拿起一本有關植物共生的英文原版書,一下翻到標有共生體系營養傳遞圖的那一頁。他指著圖說:“很快,這裡就會被改寫!”

眼神堅定,一如幾年前他的猜想被所有人輕視的那一刻。

跨過思維的高山

2010年,王二濤正在英國做博士后。在克隆一些共生植物基因時,王二濤發現,有些問題根本無法用已有的“糖”理論解釋。

菌根是自然界中普遍存在的一種共生現象,它是由土壤中的真菌與高等植物根系形成的一種共生體。

自然界中,80%—90%的植物都有菌根共生現象。1885年,這種共生體被首次發現並命名為“菌根”。植物可通過與菌根真菌共生,從土壤中獲得更多營養,同時把20%左右的光合作用產物傳遞給菌根真菌,供其生長。

有趣的是,盡管許多科學家一直沒找到糖的轉運蛋白,不知道糖究竟從何而來,卻堅持認為:碳水化合物是植物為共生的菌根真菌提供碳源營養的主要形式。多年來,也很少有人提出質疑。

1999年,有科學家通過碳標定實驗得出“糖可能是碳源營養的主要形式”這一結論。雖然並不是直接的証據,但科學界對此深信不疑。

菌根真菌的脂肪酸主要由植物合成,一直以來,人們都認為脂肪酸隻用來合成真菌的細胞膜。那麼,營養源有可能是脂肪酸嗎?當時,王二濤腦子裡突然蹦出這個猜想。

顛覆,往往比創新更難。

一個看似水到渠成的推測,卻被傳統理論的高牆阻隔。看似一步之遙,實則卻要跨過思維的高山。

為了驗証自己的猜想,王二濤開始主動探索。“當時我的研究方向不是代謝,對這個領域並不熟悉。”王二濤回憶說,為了了解脂肪酸的代謝機制,他花了大約半年時間查文獻、找資料。同學、老師,不管逮著誰都要問一遍:“這種想法有可能嗎?”然而,得到的積極回應寥寥,大多數人並不當回事兒。

一直到2013年,王二濤學成回國,組建了自己的研究組,終於有條件驗証當年的猜想了。“中國科研正處於發展黃金期,經費啟動、團隊配備都很快。”他說。

王二濤像一把利刃,刺向傳統理論的圍牆。

從未想過轟轟烈烈

說到和生物的緣分,王二濤直言,自己和生物算不上有什麼“不解之緣”。大學選擇生物專業並非出於自願,而是“調劑過來的”。“非要說有的話,我是農村出身,見慣了玉米、大豆等庄稼,覺得很親切。”

從讀研開始,王二濤的研究領域一直沒怎麼變。“當初選擇研究植物,主要是因為做動物實驗我有點下不了手。”聽著像在開玩笑,王二濤卻一本正經,眼神干淨得像個孩子。

王二濤的名片上,除了博士和研究員,再沒有其他頭銜。“我沒什麼野心,更沒想過要做什麼轟轟烈烈的大事。”王二濤淡淡地說。

正是抱著這樣的心態,4年來,王二濤團隊通過穩定同位素標定實驗,發現植物的脂肪酸合成對菌根真菌共生的必要性,而且有一類特殊的脂肪酸分子通過植物的轉運蛋白,能直接傳遞給菌根真菌。該研究系統地揭示了脂肪酸是光合作用碳源的主要傳遞形式,首次推翻了百年來被寫進教科書的傳統認識。

不久前,這一發現被刊發在《自然》雜志上。王二濤難掩激動,這是他從業以來,論文從投稿到被接受最快的一次,前后隻用了2個多月。

除了改寫教科書的理論,研究還發現,脂肪酸對預防植物的白粉病有重要作用。

拋卻功利,摒除一切雜念,以赤子之心擁抱科研。在王二濤的眼裡,科研生活像是一碗水,雖略顯乏味,卻簡單純粹,喝多了也會覺得甘甜。

這或許是做研究最好的狀態。

學術理念一脈相承

王二濤研究組的這篇論文是今年植生生態所完成的第二篇發在《自然》上的論文,第一篇論文是由何祖華研究組完成。科技日報記者發現,何祖華正是王二濤讀博期間的導師。

巧合還是必然?

2003年大學畢業后,王二濤被推免到中科院上海生命科學研究院讀書。作為王二濤的導師,何祖華當時博士畢業沒幾年,來研究所時間不長。

“在研究所那些年,何老師為我奠定了很好的基礎。”在這裡,他感受到開放而自由的氛圍,這些在王二濤看來是老師給予學生最寶貴的東西。“有了好想法,何老師就會鼓勵我們去做。”王二濤說。

何祖華的研究方向是植物抗病信號轉導,但當時王二濤對水稻馴化更感興趣,而且當時研究的人不多,於是何祖華鼓勵他說:“大膽去做吧!”

十年一輪回。2013年,王二濤又回到了研究所,自己也帶起了研究生。王二濤說,除了搞科研,實驗室還要培養優秀的青年科學家。如今,王二濤也像當年導師一樣,給學生創造自由的學術氛圍。

“等我到了何老師這個年紀,要是沒能培養出幾個教授、研究員,那就太失敗了。”王二濤頓了一下,眼神堅定地說:“得把這種學術理念傳承下去。”(實習生劉禹 記者王春)

(責編:任妍、張希)