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    韩月彭:紧盯一个“小桃子”背后的世界难题
    发表时间:2024-06-05 来源:中国科学报

      《西游记》里的蟠桃宴,《诗经》里的“投我以桃,报之以李”,《红楼梦》里林黛玉的《桃花行》……千百年来,中国人对桃有着特别的偏爱。而今,农贸市场、超市里,那些红润饱满、品种丰富的桃,依然受到人们的青睐。

      “桃看似是平常水果,实际上大有学问。比如‘桃组织培养再生与遗传转化困难’就是一个世界性难题,至今还没有完全搞清楚。”中国科学院武汉植物园果树分子育种学科组首席研究员、国家桃产业技术体系岗位科学家韩月彭告诉《中国科学报》。

      从2010年开始桃果实遗传与改良研究算起,韩月彭专注于这一研究领域已有14年。他带领团队以“工匠精神”,试图揭开桃着色和风味品质性状遗传的奥秘。

     

      小目标,一步步实现

      吃桃的时候,我们会发现有些桃靠近果核的果肉是红色的,这种“近核红”现象与桃产业密切相关。

      在桃加工产业中,罐装桃大多为黄肉或白肉,近核红桃品种若要做罐装桃,需要对红肉进行额外处理,这样会增加生产成本。搞清楚近核红性状产生的原因和机理,有助于优化品种性状,降低生产成本。

      

      韩月彭(右)带领团队成员在桃园做调查。中国科学院武汉植物园供图

     

      为此,韩月彭团队的第一个小目标就是采用比较转录组方法,挖掘调控桃近核红性状形成的重要基因PpHY5。他们通过酵母双杂交筛库得到其关键的协同因子PpBBX10,确认PpHY5在PpBBX10的协同下促进桃果实PpMYB10.1基因的转录激活,从而产生桃近核红现象,为突破上述产业瓶颈提供了理论依据。

      接着,团队又把目标放在红肉桃上。红肉桃是湖北省地方特色品种,其中最典型的是大红袍,也称血桃、胭脂桃等。这种桃果实成熟时果肉呈紫红色或鲜红色,营养价值高且质地脆爽,深受消费者喜爱。

      红肉桃为什么有区别于一般桃的性状?这能否应用到新品种培育中,给消费者带来更多选择?带着这些问题,团队开展了一系列研究。这项研究的重要环节涉及基因功能分析,需要搞清楚是什么基因控制了“红肉的性状”。彼时,世界上没有针对这个问题的研究体系。韩月彭团队与新西兰科学家合作,通过注射的方式在桃果肉中把该基因进行瞬时沉默以验证其功能。经过技术的不断改良,他们最终实现了研究目标。

      “我们要从几万个基因里找到唯一控制性状的基因。”2017年,韩月彭指导博士生周晖发现了调控果实花青苷着色新机制。他们“万里挑一”,图位克隆出调控血桃着色的BL基因,开创了我国果树功能基因图位克隆的先例。

      同年,针对桃组织培养再生与遗传转化困难这一世界性难题,韩月彭团队迎难而上,开始构建桃根系稳定遗传转化体系的研究。“桃组织培养再生在世界上被文章报道的仅有3例,并且在别的实验室无法独立重复,说明它们的有效性不强。”韩月彭说。

      经过近5年的深耕,韩月彭带领团队在国际上首次构建了发根农杆菌介导的桃根系遗传转化技术体系,同时建立了桃愈伤组织的稳定遗传转化体系。“目前我们还在做桃完整植株的再生和遗传转化体系研究,争取尽快实现这个研究上的‘小目标’。”

      从“国内首个成功案例”到“国际首个高效体系”,围绕小小的“桃问题”,韩月彭及团队付出了大量努力,不知不觉走过了十几个春秋。

     

      遇瓶颈,一点点突破

      “韩老师从研究生时代开始,就养成了每天早上7点钟到实验室、晚上九十点钟才回家的习惯。”韩月彭团队成员、副研究员廖燎说。

      在廖燎看来,办公室更像韩月彭的家,除了进果园、做实验外,他几乎都坐在办公桌前,全神贯注地看文献、做分析。有学生来请教问题,他会把眼镜往上推一推,然后开始动手修改学生论文或方案。“如果要找韩老师,先去办公室找,八成能找到。”

      “近些年,一些西方国家在农业研究方面对我们进行技术封锁,这意味着我们要独立自主地解决研究中的问题。”每当因遇到研究难题而焦虑彷徨时,韩月彭就把自己埋进文献、关进实验室里。他认为,“只有不断用科学前沿的知识充实自己,不断观察国家、产业的最新动态需求,不断进行实验分析,不断积累对关键问题的认识,才可能迎来那个‘灵机一动的瞬间’”。

      韩月彭今年56岁了,每年体检他的近视度数都在增加。他自我调侃:“八成是因为文献看多了。”

     

      解难题,一代代接力

      “10多年来,我们的每一步研究,都有小惊喜,但离‘破解世界难题’的目标还差得远。”韩月彭感叹道。

      世界性难题常常需要科学家长期追踪。比如桃的“风味”“色泽”遗传机制,看似很简单,实则不易探究。

      “也许我们这代人,做一辈子也不能厘清全貌。”韩月彭打了个比方,“就像在一片林子里摸索,有时候你以为快找到出口了,但实际上是一叶障目,背后还有一大片森林,深不可测。这是一个系统工程,需要几代人接续努力才能完成。我愿意为后来人铺好路。”

      韩月彭的另一个身份是国家桃产业技术体系岗位科学家,他和团队十多年如一日紧盯桃子做研究,试图破解世界难题的同时,也积极回应产业需求。“做农林果树方面的研究,不能只为发论文,论文要发,应用更要做。”

      基于桃风味、色泽品质的基础研究成果,韩月彭带领团队开发了与糖、酸含量高低紧密连锁的分子标记,并进行了杂交亲本的选择,开展了分子标记辅助选择育种。近两年,他们与湖北省农科院、安徽省农科院合作选育了4个桃新品种,累计应用推广面积超2万亩。

      “未来,如果能自由调控桃的色泽、风味,我们多年坚持做品种改良研究的目的就达到了。”韩月彭说。

      韩月彭像个辛勤的匠人在桃园中耕耘,培养了一批批后起之秀。去年教师节前夕,有个年轻科研人员给他发来一条祝福信息,也和桃有关——“令公桃李满天下,何用堂前更种花。”(中国科学报记者 李思辉 实习生 李佳彦)

    网站编辑:白梦洁
    党建网出品

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