王二濤研究員現場釋出成果。
青年報·青春上海記者 劉晶晶/文、圖（除署名外）
在水稻、玉米等農作物的生長中，磷是必需的營養元素，但大量施加磷肥卻又容易造成環境汙染，如果能透過叢枝菌根共生來幫助吸收，對於農作物的生長大有裨益。來自中國的年輕科學家就在這一研究中取得了重大突破。潛心鑽研，多年深耕一個領域，記者瞭解到，在上海，這樣的青年科學家不在少數。
// 原創且有趣 //
在菌根共生研究領域取得重大突破
磷是植物生長髮育所必需的營養元素。多數植物除了透過根的外皮層和根毛細胞直接從土壤中吸收磷元素以外，還透過與叢枝菌根真菌共生，間接從環境中高效獲取磷元素。叢枝菌根真菌提供給宿主植物的磷元素佔宿主植物總磷獲取量的70%以上。
過去50多年的研究發現，植物根據自身的磷營養狀態，來調控其與叢枝菌根真菌之間的共生，研究人員稱為菌根共生的“自我調節”，但其調控機制一直未知。
10月12日晚23：00，中國科學院分子植物科學卓越創新中心王二濤研究團隊在國際頂尖學術期刊《細胞》上發表封面論文，首次繪製了水稻-叢枝菌根共生的轉錄調控網路，揭示了植物的直接磷吸收途徑和菌根共生磷吸收途徑均是受植物磷響應網路統一控制，回答了菌根共生領域“自我調節”這一重要科學問題。被專家認為：“研究結果具有原創性且非常有趣，是菌根共生研究領域的一次重大突破。”
《細胞》雜誌發表的封面論文。受訪者/圖
王二濤團隊的這項研究中，使用水稻中菌根共生相關基因的啟動子做誘餌，篩選水稻轉錄因子文庫，繪製了水稻-叢枝菌根共生的轉錄調控網路，並鑑定到多個調控叢枝菌根共生的新轉錄因子，其中磷響應轉錄因子PHR處於網路的核心位置。進一步研究發現，PHR透過結合在菌根共生相關基因的調控區域，控制叢枝菌根共生。有意思的是，研究人員還發現，缺失磷感受器SPX後，植物菌根共生的“自我調節”失靈。
搞清楚了這一困擾多年的問題，就能夠透過改造“自我調節”來提高磷吸收的效率。據介紹，為了獲取糧食的豐收，經常施加大量的含磷化肥，嚴重汙染生態環境，是我國農業生產中亟待解決的重大問題之一。透過提高PHR基因的表達，有望達到增加水稻直接吸收磷營養和間接透過叢枝菌根共生吸收磷營養的目的，降低農業磷肥的施用，為農業生產的可持續發展提供新的方案。
王二濤研究員在觀察植物研究材料。
// 10年科研之路 //
一輩子幹一件事
這一課題研究的突破，團隊花費了五六年時間。而從回國以來，王二濤就一直在致力於從事豆科植物-根瘤菌共生固氮，植物-叢枝菌根真菌共生方面的研究，至今已近10年。他說自己是農村出身，見慣了水稻、玉米、大豆等莊稼，“覺得很親切”。
1979年出生的王二濤研究員是“國家傑出青年基金”獲得者，2019年入選“國家高層次人才特殊支援計劃”。從讀研開始，王二濤就一直在做植物研究。2013年從英國讀完博士後回國進入中科院分子植物科學創新中心組建自己的研究室之後，他屢屢有所突破——建立了以脂肪酸為核心的叢枝菌根共生營養交換與調控的理論框架；發現菌根因子受體，闡明植物識別共生微生物的分子基礎；揭示豆科植物根瘤“奠基細胞”形成的分子機制等，是一位國際植物-微生物共生研究領域的前沿探索者。
在中科院分子植物科學卓越創新中心主任韓斌院士看來，王二濤的研究成果可喜可賀的地方在於：“他一直在自己的領域裡面不斷地往縱深方向拓展，所以能夠在這樣一個國際前沿領域佔據了一個制高點。”
水稻-叢枝菌根共生的轉錄調控網路。受訪者/圖
無獨有偶，就在上個月底，同樣來自該中心的何祖華研究團隊在幫助水稻“提高生存能力”上有了重大科研突破——為了有效控制水稻病害，保障我國糧食高產穩產，何祖華團隊花費了15年的研究，揭示了一條植物免疫抑制新通路。9月30日23時，這一研究成果線上發表於在國際知名學術期刊《細胞》上。
2003年大學畢業後，王二濤被推免到中科院上海生命科學研究院讀書，當時博士畢業沒幾年的何祖華正是他的導師。“在研究所那些年，何老師為我奠定了很好的基礎。”王二濤說，也正是老師的鼓勵和身教讓他既大膽選擇自己感興趣的研究方向，並在這條路上堅持至今，如今也開始培養起青年人。
“我們中國的科學家應該向國外優秀科學家學習的地方，就是國外的科學家都比較純粹，一輩子幹一件事。”韓斌院士這樣表示：“不要這山望著那山高，也不僅僅是為了多發表文章，得什麼大獎，而是在自己感興趣的領域精耕，不放棄，做得更深更強。每個人守住一攤子，一輩子幹成一件事。”
青年報·青春上海記者 劉晶晶/文、圖（除署名外）
編輯:張紅葉
