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【湖大学人】张江:青年科学家的态度与担当

发布时间:2016/03/18 00:00:00   发布人:zc   来源:新闻中心

人物名片:生命科学学院教授张江,国家千人计划专家,1997年至2001年就读于我校生科院生物工程系,2004年硕士毕业于学校微生物遗传方向后,先后赴中科院上海植物生理生态所和德国马普分子植物生理所攻读博士和开展博士后研究。20153月,在我校生科院马立新教授等人的推荐下,学校邀请35岁的张江回到母校开展教学科研,成为我校高层次青年人才中的其中一员。

20163月,中央组织部正式公布第十二批青年海外高层次人才引进计划(下文统一简称为千人计划青年人才项目)入选者名单,张江教授成功入选,作为此次湖北省省属高校两名入选青年学者之一,实现我校千人计划青年人才项目零的突破。

转基因抗虫作物的新策略登上Science

2015年,中国农业部启动土豆主粮化战略,在中国有着400年种植历史的土豆终于脱离蔬菜圈,跨入主粮界。而当前,马铃薯在世界范围内面临着一种分布最广、为害最甚的毁灭性害虫,那便是马铃薯甲虫。马铃薯甲虫是一种检疫害虫,危害性大、没有天敌,除了对马铃薯造成毁灭性灾害外,还为害番茄、茄子、辣椒、烟草等茄科植物。

当前,世界范围内普遍采用化学药剂防治马铃薯甲虫,然而,杀虫剂正在逐渐失去效率,因为甲虫已经产生出了抗性。20152月,德国马克斯普朗克研究所以张江为首的科研团队在《科学》(Science)杂志发表论文《Full crop protection from an insect pest by expression of long double-stranded RNAs in plastids》称,他们利用在叶绿体中转入双链RNA的策略,生产出一种抗虫的转基因马铃薯。

这种转基因马铃薯即以甲虫生长必需的β-肌动蛋白基因作为目标基因,将特异的针对目标基因的双链RNA转入马铃薯的叶绿体,这种转叶绿体的马铃薯有明显的抗虫效果。然后用这种绿叶喂食甲虫的幼虫,2天内幼虫停止取食,4天后所有全部死亡。张江介绍说,这种转叶绿体的方法为生产转基因抗虫作物的提供了一种新策略。以后的转基因作物不必再转入外源的蛋白质,而只需要在叶绿体里转入双链RNA,通过干扰害虫的基因影响其发育达到防治的效果。这种方法只在叶绿体中表达,也不会对植物的生长及其营养产生影响。

这篇论文同时被《Nature》,《Nature Reviews Genetics,Nature Structural&Molecular Biology》和其他科学杂志和多家媒体报导,在科学界和新闻界引起轰动,《科学》杂志发表封面推介文章《RNAi对付马铃薯甲虫》,杂志主编评论道,绕开植物防御系统来抵御害虫,张等拿下了甲虫。团队还荣获由世界上最大的化工厂之一、德国巴斯夫公司设立的Jeff Schell Award奖。张江以第一作者发表SCI论文4篇,并作为这项发明的第一发明人申请国际发明专利。

科学研究要有啃硬骨头的精神

转基因抗虫作物新策略,不仅提供了一种新的有效植物保护的方法,也提供了一种新的研究方向,具有良好的应用前景。而对于张江来说,这项历时两年半的科研只是他科研生涯中的阶段性成果

张江毕业于湖北大学生物系,研究生阶段跟着导师马立新接触植物质体基因工程研究,2004年考入上海植物生理生态所攻读博士学位,继续在该领域开展科研攻关。

科学研究就像打游戏通关一样,只有不断攻破难关,才能积累经验升级。张江说,然而难关险阻重重,只有具备啃硬骨头的信念和决心,才能真正获得成功。博士阶段,张江花了两年时间,只为解决一个在国内鲜有人成功的质体同质化问题,在这期间,他身边同学有的出了理论成果,有的在博三顺利毕业,有的找到高薪工作,而张江却将这一个实验做了两年,直到最后成功。

张江说,在实验室里是不能有功利心的。导师马立新曾说过的不能将科研作为谋生的手段对他影响至深。他以一种单纯的、克难攻坚的科研精神,在硕士和博士阶段维持基本生计的情况下,扎根实验室,开展基础研究。

2008年,4年博士生涯结束。因对质体同质化的成功研究,张江被推荐至德国马普分子植物生理所所长、德国科学院院士Ralph Bock教授实验室继续深造。这期间,他把主要精力放在对玉米的质体转化研究,2012年发现了一个重要顺式元件,提高外源基因在非绿质体中的表达,该成果发表在植物专业领域权威期刊《The Plant Journal》上,解决了基因在果实、块茎、种子这些非绿组织中表达量低的问题。

20152月,以他为第一署名作者的理论成果发表在《科学》杂志上。3月,张江回国,作为高层次人才引进湖北大学,7月,申报国家千人计划青年人才项目。


湖北大学首位千人计划青年人才项目获得者

作为高层次人才引进的国家品牌,千人计划引才体系在吸引海外精英时发挥了举足轻重的作用。201011月启动的千人计划青年人才项目是级别最高、层次最高的青年人才引进战略工程,旨在为我国今后10-20年科技、产业的跨越式发展提供支撑。截止目前,该项目共引进12批、共5823名海归高层次人才。

谁掌握了青年,谁就掌握了未来。当前,国内各区域、各高校对青年人才的争夺战日趋白热化。作为省部共建高校,湖北大学也在不断加强吸引高层次人才、尤其是中青年高层次人才来校工作的战略定位。当前,学校将人才引进的主导权放在学院,2014年底,生命科学学院院长马立新教授得知张江回国的消息后,一方面与其进行反复交流,另一方面向学校汇报,校长熊健民多次与马立新沟通,给予学院大力支持。2015227,张江在给马老师的邮件中写道,我现在正式回复您,我选择回母校。

张江与妻子常玲全职回到湖大,生科院帮助其成立质体基因工程实验室,湖北省生物资源绿色转化协同创新中心提供500万元科研启动经费和200平米实验室。在张江的申请提议下,学校还开始着手新建450平米的智能人工气候温室。除了满足相应工作条件,学院在生活条件方面也给予相应待遇。

马立新对张江说,你们有多大决心,我就有多大决心配合帮助你们。在他看来,尽管我校在质体生物技术和生物学领域的研究处于国内前列,但张江回来就是国内领先。马立新说,他对未来充满希望,我们希望达到国际领先水平。

全心回国后,张江也开始着手申报千人计划青年人才项目,该工程的申报分为形式审查、通信评审、面试评审三个部分,在通信评审中突出重围后,201511月,张江抵达北京现场答辩。答辩期间,校党委书记尚钢专程前往北京探望。

20163月,中组部海外高层次人才引进工作专项办公室发布了《关于公布第十二批国家千人计划青年人才、创业人才入选人员名单的公告》,张江教授名列其中,成为首位获此项目的湖大人

而对张江来说,千人计划青年人才项目也非吸引他回国的原因,获此项目也只不过是带来了一定的科研经费。在自己的国家干事业,才会有真正的成就感。而母校,已是他情感归属的最佳选择。

挑战与机遇并存的科研之路

作为土生土长的湖大人,张江有着深深的母校情结。1997年,18岁的张江从荆州考入湖北大学生命科学院。大学四年,他的成绩平平,对科研也没有表现出极大的兴趣。大四下半学期,张江成功考取马立新教授的硕士生,走进实验室,这是我科研生涯的第一次转折

生命科学学科属于实验型的学科,研究生的大部分时间都泡在实验室。张江回忆,研究生阶段,他每天待在实验室的时间都在1012个小时,每年也就过年期间回家一周左右。实验一个接一个地尝试,有时一天一个,有时一个月一个,100次失败,有人放弃了,1000次失败,放弃的人更多,所幸的是,张江坚持了第1001次实验。

科研兴趣就是泡在实验室里,在不断的坚持中磨出来的。张江说。在实验室,他磨练出坚持不懈的科研品质,也收获了甜美的爱情。十二年弹指一挥,坚持不懈的精神内化于心,结发妻子如影随形。如今重新回到当年求学的学院,他已为人师,传道授业。

张老师很有想法,鼓励我们要善于思考,培养解决问题的能力。生科院研二学生何弯弯说。张江上了一门《分子遗传学》课程,课堂上,他注重与学生的互动,并将此作为课程成绩的重要部分,还要求学生结合文献做成PPT,在课堂交流。

他致力打造自己的科研团队,从非绿质体基因表达调控、质体介导的RNAi抗病虫害、质体生物反应器及代谢工程和质体转化作物延展等4个方向开展科学研究。在他的实验室有一块小黑板,上面用表格标明了团队成员的行程状态,实验室、教室、宿舍、家……等等,张老师做事很讲效率,他也希望培养我们良好的科研习惯。何弯弯说。

他自感当前机遇与挑战并存。一方面,当前国家启动的双一流建设将会给科学研究带来众多机遇,学校和学院配套的硬件设施为他提供了植物研究的良好平台,提供优先申报各类人才项目的机会……;另一方面,在全新的环境中,能否打造一支精进的科研团队,能否营造良好的学术氛围,能否早日取得科研成果,为学校、为国家贡献力量……等等,所有这些,让他深感责任与担当。

无论如何,张江已经开始负重前行,入选千人计划青年人才项目,他还未腾出空来喘口气,就开始着手申报今年的国家自然科学基金、湖北省杰出青年项目答辩,每周还要定期约谈研究生,召集组会,每天坚持读两到三篇科研文献,周一PNAS,周二The Plant Cell,周四Nature,周五Cell,Science……他近乎苛刻地安排每天的行程,迎接机遇与挑战,斗志昂扬,任重道远。


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