深度 /校园 /2021-5-20 9:47
华师“虫虫特工队”,解锁生命密码
来源:新闻中心|作者:李君悦杨曼潮徐子媛辛瑾源龙志洁谢楚莹吴东元王诗蕊李妍静|摄影:何沛霖|编辑:郑宇云
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5月20日,广东省委省政府在广州珠江宾馆召开了2021年全省科技创新大会。会上,省委省政府主要领导给2020年度广东省科学技术奖突出贡献奖、特等奖和一等奖获奖代表进行了颁奖。校党委书记朱孔军受邀参加大会,生命科学学院教授李胜作为获奖代表参加颁奖仪式。李胜教授作为第一完成人的“昆虫变态发育的激素与营养调控”项目荣获2020年度广东省科学技术奖自然科学奖一等奖。这是华师时隔8年再次获得广东省科学技术奖自然科学奖一等奖,也是华师历史上第3个。

李胜教授团队的获奖项目解决了“长达80年的保幼激素受体之谜”、昆虫“蜕皮时不能生长,生长时不能蜕皮”这两个科学难题,建立了“昆虫变态发育的激素和营养调控”的理论模型,相关代表性论文发表在PNAS、Autophagy、CellResearch等国际期刊上,在昆虫变态发育的激素和营养调控研究方向取得了原创性、开拓性和系统性成果,奠定了国际领先地位,引领了学科方向的发展,为害虫防治和益虫利用提供了重要的理论依据和技术支撑。

昆虫擦亮华师招牌

2016年6月,李胜作为高端人才引进到华师,与冯启理和郑思春团队强强联手,创建了“华南师范大学昆虫科学与技术研究所”,并在此基础上成立了“广东省昆虫发育生物学与应用技术重点实验室”和“华师昆虫广梅园广东省新型研发机构”。在不到5年时间里,“华师昆虫”已经发展成为华南地区响当当的昆虫研究品牌,是我国昆虫研究的数个中心之一。

这个500平方米左右的实验室位于华师昆虫科学与技术研究所三楼,经典模式昆虫果蝇和人人谈之色变的蟑螂成了研究者们最宝贵的财富。研究人员与昆虫朝夕相伴,陪着一批又一批昆虫走完短暂而又充满奥秘的一生,并从中打开一个又一个生命密码的盒子,取得了一系列原创性、开拓性、突破性和系统性成果,引领了昆虫遗传发育研究的发展。

目前,华师昆虫科学与技术研究所主要由四个研究团队组成,其中,李胜领衔的昆虫发育与遗传调控实验室主要以果蝇和美洲大蠊为对象,研究昆虫变态发育的遗传调控与演化规律。

尽管是一支比较年轻的团队,但在成员们的共同努力下,实验室已结出累累硕果。自实验室成立以来,团队解决了长达80余年的保幼激素受体之谜,创立了“蜕皮时期不能生长,生长时期不能蜕皮”的昆虫变态发育激素和营养调控理论;从基因组和基因功能层面上揭示了美洲大蠊被称之为“小强”的分子秘密,建立了以蟑螂作为不完全变态模式昆虫的研究平台,并为从蟑螂到社会性昆虫白蚁的演化之谜提供了重要证据。

这些研究成果不仅揭示了昆虫变态发育,也就是“丑陋的毛毛虫变成美丽的蝴蝶”的具体分子机制,也为通过干扰昆虫变态发育而进行害虫防治的绿色防控技术提供了重要的分子靶标。

利昆虫所长,助力人类健康

走进一间20多平方米的小屋子里,只见里面放置着许多塑料收纳箱,打开盖子后散发出特别的蟑螂味。原来,数以万计的、不同品种的蟑螂正在里面茁壮成长,而这间实验室,正是团队专门为饲养、研究蟑螂而搭建的蟑螂房。

正是通过对蟑螂的研究,团队从基因组和基因功能上揭示了美洲大蠊被称之为“小强”的分子秘密,并为蜚蠊-白蚁演化历程提供了重要证据,在社会性昆虫白蚁的起源和演化研究中取得了突破性成果。

在团队研究报告里,“小强”的“优点”被显著放大:不挑食,自身可对代谢废物进行再次利用,解毒能力强;不怕脏,天然免疫能力强,可以杀死体内有害的微生物或共存;生得多、长得快,拥有惊人的生长与生殖能力;打不“死”、饿不坏、长得壮,有断肢再生能力,不怕受伤……

看似让人厌恶的蟑螂,“生命密码”里竟蕴藏着如此巨大的能量。随着研究的深入,蟑螂带来的惊喜也越来越多,特聘副研究员李娜介绍:“它们有着明显的聚集特性,针对害虫嗅觉和味觉受体,利用正向和反向化学生态学手段,可通过摄食行为设计食诱剂、利用聚集信息素和挥发性性信息素制作蟑螂房等,研究和开发专一、高效、安全的卫生害虫行为调控剂,从而达到绿色防害虫、治害虫。”

针对害虫防治和资源利用,目前校地、校企合作已进入实质建设阶段。一方面,团队致力于对家庭、酒店、饭馆等场所无孔不入的“小强”进行大面积防控;另一方面,基于蟑螂体内的有效成分,团队将不断研发相关日用家化产品,将科研技术转化成生产力,“变废为宝”,为人们创造更美好的生活。

黄金时代,打造黄金平台

从最初的6个人发展到如今的50余人,这支充满朝气和活力的团队仍在不断吸纳新鲜血液。副教授、硕士生导师任充华回忆,在昆虫所尚未成立前,团队的实验和办公空间很小,如今,实验平台和办公条件都有了很大的改善,研究队伍也日益强大,“虽然大家来自四面八方,但非常团结和睦,在愉快的相处中相互促进。”

生命科学学院2019级硕士研究生吕亚南认为,团队就像一个大家庭,有许多值得学习的人,也有更多渠道去接触不同的领域。对此,研究员栾云霞也深有体会,当初进入这个团队,整个过程可谓一拍即合。栾云霞和李胜曾经是中科院上海植生所的同事,后来李胜邀请栾云霞加入自己的团队,因为其发育研究平台具有很强的实力,而栾云霞之前偏向于分子演化研究,将二者结合起来正是近年来新兴的一个研究方向,即昆虫的发育演化。

如今,栾云霞已在该团队耕耘了两年多,她对平台的优势互补给予了高度评价,“我以前对发育研究了解较少,但现在可以借鉴团队成熟的技术,从发育的角度去探讨昆虫的起源、变态发育的演化和翅的发生等昆虫演化的奥秘。”

团结协作,建设团队文化

在这样一个黄金平台的基础上,团队还十分重视软件建设。合理的方向布局、科学的人才梯队建设、有趣的集体活动不仅激发了团队的活力,也推动了成员间的高效协作,使团队形成了自己的文化。

围绕“昆虫变态发育”这个大方向,整个团队被细分为四个研究方向:调控机制、发育演化、害虫防治和资源利用,分别由四位年轻老师带领,团队中50多人也被分为四个研究小组,每个小组中老师带着学生,博士生带着硕士生,硕士生带着本科生,这种“传帮带”的模式为实验室营造了浓厚的科研氛围,“积极向上”是团队成员对整个团队的一致评价。

“团队里的年轻人大都处于二、三十岁这个最宝贵的年华,要让每个人都尽可能地发挥特长,展示出他们的才华,让他们觉得在这个团队的努力是值得的、前途是光明的。”李胜主张激发团队成员的积极性、主动性和创造性,营造一种自由、宽松、快乐的氛围。

科研路上,甘当“拼命三郎”

如果要用一个词来描述昆虫团队的状态,“拼命三郎”则是最好的概括。每天晚上实验室灯火通明、周末加班加点、基本全年无休,这成为团队的常态。“大家基本上是以实验室为家,以办公室为家。”栾云霞表示。

回国创建实验室伊始,李胜和几个助手、学生基本上是连班倒工作,每天只休息3-5小时,熬夜工作到天亮也是常事。“那时候我基本上每隔一两天才回家,晚上就在办公室的沙发上睡觉。”在这种高强度的工作环境中,他们终于获得了第一个研究成果——和国际同行共同解决了长达80年的保幼激素受体之谜,这也成为了他们研究生涯的重要里程碑。

“你看见一个将近50岁的导师在你面前都这么拼,你自己为什么不努力?”刘素宁感慨。李胜在科研上的拼劲无形中也塑造了整个团队奋发进取的精神。

2019年春节,为了做餐厨垃圾处理的项目,李娜连家也没有回。2020年上半年受疫情影响,学生返校时间被推迟,但疫情却无法阻断老师们的科研进度。实验室的很多老师年初二就开始上班,一天也没有休息。“我们对科研是有热情的,我们就想用这种行动去告诉周围的学生,怎样才算是真正做科研。”刘素宁说。

弦歌不辍,倾尽丹心育桃李

除了以身作则,对于年轻人的培养,团队老师们同样倾注了很多心血,不断强化团队的人才力量,为团队赋能。

对于年轻老师的栽培,李胜事无巨细,大到协助他们规划科研生涯,小到指导他们撰写高质量的论文。“虽然我们也会写文章,但是写不出特别高级的文章,李老师就会指点我们。”刘素宁解释。

对于每一位团队成员课题的把控,李胜都亲力亲为。任充华观察到,李胜基本上每天都在和团队成员聊课题,“我很多时候都会和他聊到晚上11点多。”不管是学生还是老师,博士生还是硕士生乃至本科生,李胜都十分乐意与他们进行交流,“当我们进入到一个误区,或者是在科研上钻牛角尖的时候,他就会及时地引领你通往一条正确的道路。”朱伸表示。除了自己出力,李胜还会不定期邀请全国各地的专家来指导团队的工作。

任充华也在学习如何成为一名合格的导师。除了和学生们沟通课题,帮助他们解决前进道路上的拦路虎,任充华认为更重要的是引导学生真正喜欢上科研,在解决重要科学问题的同时收获属于自己的成绩。“我一直认为,科学研究成功的秘钥是发自内心的热爱。”

栾云霞则十分注重对学生自主能力的培养,让学生自己查文献,提出问题,不断摸索,明白做这件事的目的和意义何在。“如果只是培养一个干活的机器,这对我们来说没问题,但是对于学生将来的发展是很不利的,他并不知道想干什么。”

看着团队从初创时的几个人到逐渐壮大,一路上采撷风景无数,李胜的初心都从未改变,他期待自己用心打造的“虫虫特工队”能继续潜心在昆虫研究之路上,不断探寻和解锁新的生命密码,利昆虫之所长,助力人类健康。同时,他也希望能给学校传递一股正能量,鼓舞更多优秀的团队打造华师品牌,一起推动整个学校的发展。

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