六年磨一剑
文章作者:刘平平 高楠 王萌斐 王欣   |发布时间:2017-05-07
 


  4月28日,山东省委高校工委公布了2017年山东高校十大优秀学生获奖名单,我校农学院2017届作物遗传育种专业博士研究生倪飞获此殊荣。
  在同学眼中,倪飞是个不折不扣的“学霸”。2014年博士生中期考核,倪飞获一等专业奖学金;2015年获山东农业大学研究生论坛一等奖;4月28日,他所在的科研团队成功克隆了太谷核不育基因,研究成果以论文的形式发表在国际著名学术期刊《自然学报》,影响因子高达11.329,倪飞是该论文的第一作者。读博期间,倪飞还申请了一项中国专利和一项国际专利。众多成果和荣誉面前,倪飞仍保持着以往谦逊平和的姿态,将自己的成功归于学校的栽培、老师的指导以及家人的支持。

过程比结果更重要

     2005年、2009年倪飞分别获得山东农业大学生命科学学院学士、硕士学位。2010年考入本校农学院攻读作物遗传育种专业博士研究生,师从“作物分子遗传学泰山学者创新团年队”首席专家付道林教授,将“小麦重要农艺性状基因的挖掘和利用”作为主要研究方向。倪飞说:“刚接触  ‘小麦Ms2基因编码稀有蛋白导致乔木科植物的雄性不育’这个课题时,我很激动。太谷核不育小麦是国宝级种质资源,太谷核不育基因克隆是国际性的难题,能参与这一课题,我感到很幸运。而且在著名教授付道林的指导下,我们团队也很有信心。”
  太谷核不育基因的成功克隆,是国宝级“太谷核不育小麦”研究的重大突破,为将来实现小麦等作物的杂交制种创造了条件,这一研究成果的发表实现了山农大在《自然通讯》论文发表的“零”突破。作为第一作者,倪飞功不可没,相较于成功后的兴奋和欣喜,他表现出来的更多是从容和淡定。谈起科研过程中的感受,倪飞说:“研究项目初期,求胜心理较强,每天都想着怎么出成果。但是,六年科研路慢慢走过,其中经历了一些阻碍和挫折,心态反而变得平和。现在,我更看重的是这一过程,怎么一步步走下来,我又从中学到了什么积累了什么,结果反倒显得不那么重要了。”“比起享受成功后的喜悦,我更看重接下来该做什么。”

顶住压力知难而进

     由于小麦基因组庞大、遗传复杂,小麦基因图位克隆十分困难,国内外鲜有克隆成功案例的报道。倪飞说:“刚接触这个课题时,我没有想到工作量会这么大,这么难。而且,国内外相关研究很少,可供参考或借鉴的东西就少。”但他并没有因此放弃,而是不畏艰难、锲而不舍地攻关克难。小麦属于自花授粉作物,由于缺乏雄性不育材料,致使高产杂交育种研究的难度非常大,太谷核不育小麦的发现和进一步的研究有望解决这一难题。太谷核不育小麦的雄性不育表型受Ms2基因控制,克隆Ms2基因是解决这一难题的关键。就这样,倪飞在导师的指导和团队成员的协助下,围绕这一关键问题开展了一系列实验:利用经典遗传学的方法完成了Ms2基因的精细定位,这一过程持续了三年半,筛选了超过1万份小麦材料,做了不下10万次标记筛选;为了构建Ms2基因区域的物理图谱,倪飞在筛选了包含70.6万个单克隆的基因组人工染色体文库后成功绘制了Ms2基因区域的物理图谱,并分离得到太谷核不育Ms2的候选基因;之后,倪飞又开展了Ms2候选基因的功能验证:一方面通过分析大约3.5万个小麦突变体分蘖,利用反向遗传学手段验证该基因的功能;另一方面通过遗传转化实验证明该基因能够引起小麦、大麦和短柄草的雄性不育。
  实验过程中也遇到了很多挫折,在对候选基因进行功能验证的时候,一开始并没有得到预期的实验结果,这意味着之前的努力可能会付之东流。面对挫折,倪飞没有灰心,而是顶住压力继续研究,经过多次研究和反复实验,随着对太谷核不育基因的深入了解,发现该基因的表达具有特异的时空表达模式,即只在小麦发育特定时期、特定组织或细胞里表达。抓住这一突破口后,倪飞和他的团队改进了实验策略,最终在小麦、大麦和短柄草中验证成功。
  由于小麦基因图位克隆是一项复杂、困难且耗时的工作,原本三年就能获取的博士学位,倪飞用了整整六年,毕业一次次延期,这使他承受着巨大的心理压力。他说:“课题进行到一定阶段,拿出一些成果,在正常时间内毕业也不是不可以,但是离我的目标很远。我想把整个课题全做完,得到最终成果后再毕业。加上付老师不断的鼓励和支持,我就一直坚持到了最后。”繁重的科研工作占据了他大部分时间,这使他陪伴家人的时间少之又少。“每天早出晚归,长时间以来我只能看到女儿睡着的样子,甚至都记不清她醒着的模样了,陪她玩耍的次数更是屈指可数。”说到这里,倪飞充满了对家人尤其是对孩子的愧疚。

兴趣助力科研

     摄影是倪飞的爱好,尽管研究工作和学习占据了大量时间,但他还是忙里偷闲,定期抽出时间用在自己的爱好上,并将爱好与工作相结合,为实验研究提供方便。他经常用单反相机拍摄试验的研究成品和小麦不同性状,由于具备一定的拍摄功底,他总能以最佳的角度拍摄小麦和研究成品,使得照片即准确清晰又美观悦目。
  爱好摄影的同时,他对计算机也非常感兴趣,他说:“我曾连续十余天,每天平均花十多个小时坐在电脑前,研究电脑各种软件的应用,直至肩胛骨酸痛得无法移动。”专注的学习,使得倪飞精通计算机知识,这对他的科学研究大有帮助。生物信息学作为一门计算机与生物学相交叉的学科,对分子遗传学研究大有帮助。他说:“生物信息学方面的知识和技术,对我在试验中处理高通理测序数据、简化常规工作程序等方面很有帮助,能大大提高我的工作效率。”体会到生物信息学对于研究的好处之后,他选择将自己所掌握的生物信息学知识和技术分享给老师和同学。去年,倪飞担任主讲,成功举办了“山东农业大学农学院第一届生物信息学培训班”,这次培训班的举办,让更多老师以及同学了解了生物信息学,并掌握了一些生物信息学技术,对于他们研究工作很有帮助。

难忘师恩

     采访过程中,倪飞多次提到自己的导师付道林。他说,每当自己踌躇不前,感到迷茫的时候,付老师总会及时给予帮助和指导。同时,付老师严谨、实事求是的科研态度对自己影响很深。“付老师常教导我们,要学会‘不止一条腿走路’,做事时常准备好备用方案,并且时刻牢记自己的初心,潜心实验,不怕困难,最后一定会获得成功。”倪飞认真地说到,“付老师深厚的学术造诣,严谨的治学态度,精益求精的工作作风对我影响深远。不仅让我掌握了基本的研究方法,也使我树立了远大的学术目标。所以能取得这项研究成果,是付老师带领的课题组全体人员共同努力的结果。”
  即将完成学业的倪飞表达了对农大衷心的感谢和最真挚的祝福。他对农大的学弟学妹们寄语道:“路是自己走出来的,既然选择了科研这条道路,就要踏踏实实地走下去,为科学发展贡献自己的一份力,以梦为马,莫负韶华。同时大家也要学会劳逸结合,拥有自己的兴趣爱好,快乐地进行科研,试着将爱好与实验有机地结合在一起,将会有意想不到的收获。”