【中國科學(xué)報】馮獻(xiàn)忠：像駱駝般去追逐夢想綠洲
馮獻(xiàn)忠在實驗室。
■本報見習(xí)記者 高雅麗
“您有喜歡的動物嗎？”
面對記者拋過來的這個問題，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員、大豆分子設(shè)計育種重點(diǎn)實驗室主任馮獻(xiàn)忠思考片刻，脫口而出：“駱駝。”他告訴《中國科學(xué)報》記者，之所以喜歡駱駝是因為敬佩駱駝在茫茫無邊的沙漠中相信綠洲的存在，并一步一步腳踏實地走向綠洲的天性；而面對自己所做的大豆分子育種設(shè)計科研工作，“即使遇到再大的困難，我也希望像駱駝那樣， ‘遠(yuǎn)眺征程千里外，仰天不語走天涯’。”
“要做點(diǎn)對國家有用的事”
馮獻(xiàn)忠是中科院人才項目入選者，回國之前，他在英國詹姆斯·因內(nèi)斯科學(xué)研究中心（John Innes Centre）師從英國皇家學(xué)會會員、國際著名發(fā)育生物學(xué)家科恩爵士，參加英國早期植物系統(tǒng)生物學(xué)的研究工作。他說：“在英國工作的時候就琢磨著，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)用到祖國的建設(shè)中去，以回饋養(yǎng)育之恩。”促使他下定回國決心的，是中科院院士許智宏先生的一番勸導(dǎo)。當(dāng)時許院士說，“搞科研還是要做點(diǎn)對國家有用的事情。中國是大豆的發(fā)源地，現(xiàn)在我們國家的大豆生產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)危機(jī)，你所學(xué)的知識如果能夠用到這方面應(yīng)該可以做些有用的事情。”
2007年，馮獻(xiàn)忠受聘“泰山學(xué)者”特聘教授，在山東師范大學(xué)建立了山東省高校系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)實驗室，在國內(nèi)較早開展了利用計算機(jī)建模研究植物生長發(fā)育基本規(guī)律和利用系統(tǒng)生物學(xué)手段進(jìn)行大豆分子設(shè)計育種。隨著工作的深入，他逐漸認(rèn)識到開展大豆分子設(shè)計工作應(yīng)該成為自己今后主攻方向，工作的主戰(zhàn)場應(yīng)該轉(zhuǎn)向大豆的主產(chǎn)區(qū)——東北。受當(dāng)時中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所大豆分子育種實驗室劉寶輝研究員的邀請，2012年他加入了由劉寶輝、梁正偉、夏正俊、孔凡江、袁曉輝、卜慶云、楊素欣等組成的研究團(tuán)隊。在團(tuán)隊的共同努力下，大豆分子設(shè)計育種實驗室在2013年進(jìn)入到中科院重點(diǎn)實驗室行列，成為我國大豆生物學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要基地，也是東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所第三個院級重點(diǎn)實驗室。
專注大豆分子設(shè)計育種
2010年，人類完成了大豆的全基因組測序。馮獻(xiàn)忠告訴記者，通常育種會分為傳統(tǒng)育種、分子標(biāo)記育種和分子設(shè)計育種三個階段，而國內(nèi)大部分的研究停留在分子標(biāo)記育種研究階段，多數(shù)品種仍通過傳統(tǒng)育種手段獲得。
他解釋道：“分子標(biāo)記育種只是對于控制農(nóng)藝性狀的少數(shù)基因進(jìn)行標(biāo)記選擇，而分子設(shè)計育種是完全重新搭一個臺子，按照人類的想法，對種子進(jìn)行全方位的設(shè)計。”
馮獻(xiàn)忠喜歡把育種比喻成蓋房子。他說：“分子標(biāo)記育種只能讓大家知道每個樓層有什么樣的窗子和外形，但里面的細(xì)節(jié)就不清楚了；而分子設(shè)計育種的核心是在全基因組的基礎(chǔ)上，對種子性狀進(jìn)行重塑。這就相當(dāng)于可以讓建筑師不僅設(shè)計了每個房間的結(jié)構(gòu)，而且了解房子的每塊磚是什么樣的。”
他一直強(qiáng)調(diào)目前自己對大豆分子設(shè)計育種的認(rèn)識才剛剛起步。他說：“如果把自己的終點(diǎn)當(dāng)成一個百米賽跑，我認(rèn)為自己才跑了10米。傳統(tǒng)育種在國內(nèi)大豆育種領(lǐng)域仍占主導(dǎo)地位，要實現(xiàn)利用計算機(jī)設(shè)計育種的夢想還有很長的一段路要走。”
在過去的10年間，馮獻(xiàn)忠研究團(tuán)隊建立了容量為40萬株的大豆誘變突變體庫，建立了大豆不同器官大小和形態(tài)的計算機(jī)模擬體系，初步建立了大豆的基因—表型計算機(jī)模擬系統(tǒng)，成為我國大豆分子設(shè)計育種研究的前行者。在他的實驗室里，不同品種的大豆標(biāo)本陳列了整整一屋子。他說：“現(xiàn)在我們有十幾個品種進(jìn)入了不同的試驗階段，可以期待未來投產(chǎn)之后的實際效益。”目前，大豆分子設(shè)計育種實驗室的十多個品種已經(jīng)在東北得到了大面積推廣。
非常可喜的是在我國科學(xué)家的不懈努力下，國家對分子設(shè)計育種技術(shù)越來越重視。2016年，馮獻(xiàn)忠作為“主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計育種”項目負(fù)責(zé)人，成功申請了國家重點(diǎn)研發(fā)計劃“七大農(nóng)作物育種”專項項目，主持大豆、棉花、油菜、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的分子設(shè)計研究工作。
他說：“未來我們將建立主要經(jīng)濟(jì)作物品種分子設(shè)計信息系統(tǒng)和高效育種技術(shù)體系，搭建3個以上作物的表型、基因組數(shù)據(jù)庫，并且實現(xiàn)信息共享，以期加速我國主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計育種技術(shù)更新?lián)Q代的步伐。”
搞科研要實事求是心胸開闊
回想自己的科研經(jīng)歷，馮獻(xiàn)忠至今還記得做博士論文的一件事。
“我在中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所讀博士，我的導(dǎo)師是羅達(dá)教授。當(dāng)時為了證明一個基因改變的表型，羅老師讓我種了兩畝地，每天都去觀察。”馮獻(xiàn)忠說。
“種兩畝地觀察一個基因表型”的科學(xué)研究，在當(dāng)時和目前并不多見，馮獻(xiàn)忠說：“一般大家只會種十幾株樣本，最多不超過幾十株，我應(yīng)該感謝羅老師的嚴(yán)格要求，這不僅讓我的博士論文在美國科學(xué)院院報發(fā)表，更重要的是影響了我自己今后對待科研的態(tài)度。”
馮獻(xiàn)忠說：“羅老師告訴我，搞科研一定要求真實可靠，自己做的科學(xué)實驗無論過多少年，都應(yīng)該是可以被重復(fù)的。”
在英國從事博士后研究時，他又碰到了另外一個對自己產(chǎn)生重要影響的人——科恩教授。
“科恩教授是植物發(fā)育學(xué)開創(chuàng)性人物，1996年我去他實驗室工作時，當(dāng)時實驗室擁有世界上最先進(jìn)的發(fā)育生物設(shè)備和最優(yōu)秀的發(fā)育生物學(xué)家。2003年我再去他的實驗室時，實驗室的一半地方改為了計算機(jī)室，云集了眾多的計算機(jī)精英，當(dāng)時，我參加了他主持的在多尺度研究植物形態(tài)和大小變異發(fā)育基本規(guī)律的系統(tǒng)生物學(xué)研究工作。”馮獻(xiàn)忠說。
他說：“科恩教授告訴我，任何工作都是可以做的，但只有那些可以進(jìn)教科書的理論研究和創(chuàng)造巨大價值的應(yīng)用研究才是值得花精力去做的。”
這樣的科研理念，一直貫穿于馮獻(xiàn)忠的工作中。
“我現(xiàn)在帶學(xué)生要求他們不要浮躁，沉下心來關(guān)注科學(xué)問題，即使畢業(yè)時沒有完全地解決問題，但每份努力都為人類認(rèn)知的進(jìn)步添磚加瓦，此過程中所獲得的科學(xué)精神、創(chuàng)新研究能力和科學(xué)思維方法是學(xué)習(xí)中最大的收獲。”
他告訴記者，自己平時喜歡讀歷史和哲學(xué)類書籍，他認(rèn)為科學(xué)與藝術(shù)有著密切的聯(lián)系，作物育種是一門藝術(shù)，利用計算機(jī)進(jìn)行設(shè)計分子育種會使這門藝術(shù)更快、更好地造福人類。
馮獻(xiàn)忠說：“人工智能發(fā)展得越來越快，我有一個夢想，有一天借助更加先進(jìn)的人工功能，真正實現(xiàn)計算機(jī)自動化的智能育種。當(dāng)前，這一領(lǐng)域研究剛剛初現(xiàn)端倪，期待中國的科學(xué)家可以捷足先登，在此領(lǐng)域早日看到 ‘駝鈴古道絲綢路，胡馬猶聞唐漢風(fēng)’的景象。”
即使遇到再大的困難，我也希望像駱駝那樣，‘遠(yuǎn)眺征程千里外，仰天不語走天涯’。《中國科學(xué)報》 (2017-12-11 第6版 院所)
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