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植物激素重大研究计划八年:从跟踪到超越

时间:2016-12-28 07:45 作者:生物观察
 

 

 


李家洋院士指导实验
植物激素调控着植物生长的方方面面。目前,全球植物生长调节剂市场达几十亿美元,2015年我国使用植物生长调节剂的农田面积超过2亿亩。然而,作为粮食大国,在十年前,我国却并不是植物激素研究大国。2007年,国家自然科学基金委员会启动了重大研究计划项目“植物激素作用的分子机理”,目标瞄准促进我国植物激素研究的跨越式发展。近日,该重大计划通过验收。经过八年发展,在该计划支持下,我国植物激素研究取得一系列突破性进展,实现了从跟踪到超越的跨越式发展。应运而生植物激素是植物体内合成的微量有机物质,控制着植物生长发育的方方面面。通过研究其结构和作用机制,可以人工合成类似效应的生长调节剂,提高农作物产量、品质和抗性。项目总体负责人、指导专家组组长、中国科学院院士李家洋告诉《中国科学报》记者,植物激素是植物科学中的前沿和热点,涉及植物生长、发育、适应、抗逆等所有环节,除了具有基础研究的意义,还同农业生产直接相关。近年来随着植物分子生物学和基因组学的飞速发展,植物激素研究进入快速发展阶段。自从上世纪30年代发现植物激素以来直至本世纪初,国际上植物激素研究形成了美国、欧洲和日本三足鼎立的格局。然而,2008年金融危机之后,这些国家大幅削减研究经费,相应的研究受到较大影响。而在我国,对农业生产安全高效的需求日益强烈,“植物激素研究是国家有重大需求的基础性科学问题,恰逢从国外回来了一批从事相关研究的年轻科学家,加上基金委的远见卓识,这个项目应运而生。”李家洋告诉记者。2007年,基金委启动了重大研究计划“植物激素作用的分子机理”,成为生命科学学部支持的第一个重大研究计划。资料显示,该“计划”在2011年国家自然科学基金委组织的重大研究计划中期评估中被评为优秀并获得5000万元追加经费;在2016年国家自然科学基金委组织的重大研究计划结束评估中被评为优秀。指导专家组和管理工作组对该计划的顶层设计和有效管理体现了基金委“有限目标、稳定支持、集成升华、跨越发展”的项目组织原则,为围绕核心科学目标组织重大科学项目提供了成功范例。“这就给国外回来的人才提供了施展才华的机会。”项目组成员之一、中科院遗传与发育生物学研究所研究员李传友回忆道。在国外大幅削减研究经费之时,我国大力度的支持令国际同行羡慕不已。李家洋表示,在我国,确保粮食安全、发展农业生产仍是重中之重。
国内首个专业性植物激素分析平台
突破瓶颈项目启动前,我国的相关研究跟国际前沿差距较大。李家洋表示,这同植物激素研究的“门槛”有关。当时,植物激素测定被美国、欧洲和日本的几个实验室所垄断,我国由于缺乏相关的人才、仪器设备和技术手段,不能独立地进行超微精准定量分析。“当时只有两种办法。”李家洋回忆说:“一是用没有达到国际认可的方法做,成果无法刊登在有影响力的杂志上;二是去国外测定,受到很多限制,比如拖半年才测、要求共同第一作者等,有竞争关系的研究也不利于保密”。针对这一瓶颈问题,项目一启动,指导专家组加强顶层设计,迅速促成了与化学学科的交叉合作,有针对性地在北京、武汉、长沙、大连等地布局了多个激素测定分析平台,快速建立了具有国际先进水平的激素常规测定技术体系,能够对所有已知激素进行精准超微定量分析,具备了为国内外科学家提供国际一流激素检测分析服务的能力。据不完全统计,激素平台为国内外科学家提供测定数据2.4万~2.7万份,合作发表高水平论文80余篇。这一突破实现了我国植物激素检测分析“从无到有”和“从有到强”的跨越式发展,也奠定了全面提升我国植物激素研究总体水平的基础,确保“计划”取得了一系列重大突破。不过,李家洋指出,未来还需要探索原位、实时、单细胞水平的激素测定和跟踪检测技术体系,“计划”结束后,如何对这些激素测定平台进行后续支持,实现更高水平的可持续发展是一个亟待解决的问题。