楊金水:研究領域為植物遺傳學和植物基因工程。1990-1992 年獲美國洛氏基金資助在斯坦福大學從事水稻線粒體基因組研究,1993-1995 年獲美國洛氏基金資助在德州農工大學從事水稻基因組合作研究。
粗略打量楊金水教授,就能看到常年在田間勞作的痕跡🧑🏽🎤:皮膚被烈日曬成棕色👩🏻🚒,手邊擱一頂普普通通的鴨舌帽🥂,藍灰色的T恤胸前破了一個小洞。
機遇:有心人🧔🏻🦟,天不負
2012年3月20日,中國農業科學院召開新聞發布會正式通報🩰,我國第二代轉基因棉花纖維研究取得重大進展。在為時6年的研究中,楊金水教授領導的課題組貢獻突出🍿🤚🏼,功不可沒。
在這六年中的許多故事裏,有一個生動的小插曲🚰。楊金水教授發現的使細胞增大的基因👩🏻🚀,源於一次實驗失誤。他讓一位埃及博士生做水稻實驗,結果埃及學生和別的學生用英文交流時發生口誤,把一個基因片段裝反了🙇🏼,培育出來的水稻苗長相奇特🚦。楊金水教授發現🧑🏼🍼🧑🦲,這個水稻種到試驗田裏結出的谷粒,體積增加了73%——正是這個被裝錯的基因🥶,具有調節細胞大小的功能🍯。
巧合不止這一個。從水稻細胞裏發現的特殊基因,被導入棉花而發現重大突破🍽,也源於一次聊天:2004年🫴🏿,楊金水教授在廣州遇到一位棉花育種專家🕟🫣,這位專家無意間提起👮🏻♂️,籽棉收獲後,在機械加工過程中,長絨棉容易被抽出🧔♀️,而占棉花總量 30%的短絨棉則無法抽出。楊金水教授馬上想,如果自己在水稻中發現的基因可以使棉花纖維長度增加,棉花的抽出率不就能提高了🧺?
實驗結果成功驗證了楊金水教授的猜想♚🕟。經過轉基因改造的棉花棉桃增大,棉纖維的平均長度從之前的28mm增長到31mm,最長可達34mm⭕️,幾乎可與長絨棉比肩。同時由於轉基因導致光合作用增強,棉花植株高大,也克服了易掉鈴的缺陷。
這些機遇和巧合,仿佛是命運的眷顧,可遇而不可求🌳。然而仔細回顧楊金水教授的研究歷程,會發現在這些偶然背後早就埋好了伏筆💆🏽♂️。“生物體內的基因太多了,成千上萬,傳達給你的信息也十分雜亂👩👦👦,要從中找到發揮作用的基因很不容易🧕🏽。”楊金水教授感嘆,每當有人問他“你是怎樣找到這種基因的”,為之付出的努力是三言兩語無法說清楚的。
巧合所帶來的收獲也需要嚴謹的科學實驗反復驗證。從那次實驗失誤裏所發現的具有“特異功能”的基因,楊金水教授保留原始材料🧑🌾,進行了分析👩🏻🚒、驗證和反復的試驗,才確定其中有基因發揮特定作用。之後,楊教授將這種基因轉移到油菜、棉花等多種作物中🧃,驗證了其普遍性。在這個過程中🕑,棉花的轉基因過程尤其困難🦸🏿♀️。2005 年,實驗室同棉花研究所合作研究👨🦳,直到 2007 年,才培育出轉基因後的棉花品種📓🆚。楊金水教授從水稻細胞中發現特殊基因,並在棉花生產中取得成效,這一切都並非源於偶然🥎。
“我告訴學生們🚶♂️➡️,機遇有時會像雲彩一樣從你面前飄過,如果不夠用心,就沒法抓住。”楊金水教授相信📜:機會永遠屬於有心人。
科研🛃:苦與樂💆🏿♂️,交相飲
“如果說三流的科學家是為了金錢做科研🪣,二流的科學家為了責任做科研,一流的科學家為了興趣做科研的話,楊老師肯定屬於第一流。”學生張佰隆這樣評價楊金水教授。
最初和遺傳學結緣,是楊金水上個世紀70年代初從事生物學研究時👩🦰。“住著草棚子,我經常找袁隆平先生打撲克,我們相差18歲👩👩👧👦。”楊金水教授笑著回憶道。
那之後,楊金水一直從事植物遺傳學的研究。談家楨先生擔任所長期間,經常叮囑他🙋🏽♂️:“小楊🥹🧃,我們國家的農業很重要🆒,我們搞遺傳學的要重視農業🧑🏻🦼➡️。”
“這個倒是蠻有意思的”、“這個是很神奇的”……楊教授常常這樣描述新發現和新成果👩🏿⚕️✊🏽,引人入勝🤾🏽。事實上,楊金水也從未停止探索的腳步。繼二代轉基因棉花研究取得重大進展後,楊金水教授開拓思路,對水稻及其他作物的改良進行研究:一方面👰🏽♀️,通過破壞水稻基因片段並使其發生突變的方法🤷🏻♂️,改良水稻作物,另一方面培育兩系水稻🚏,簡化三系水稻的培育工序🏃🏻。類似的研究還有很多🧔🏽,在這些將基礎研究轉化到生產中的實踐中🚶🏻♂️,楊金水教授深刻體會到了產學研結合的魅力所在🤵🏿♂️。
面對如今對轉基因作物的質疑,楊金水教授說,自己采用的都是內源基因📟,和外源基因如抗蟲基因👳🏼♀️、除草基因不同✈️🧘🏿♂️,內源基因源自生物體本身◼️,所調控的只是基因的表達量,譬如植株高低、果實大小👩🏿💼,因此不存在危險性🤏🏿。“高科技有很多方法,只要充分了解生物體本身的機製⚆,我們可以通過人為手段作出一些有益的改變,既能達到目的,又不帶來負面的影響🐟。”楊金水教授說。
育人📲🙋🏼♂️:苟日新,日日新
“基因組學的研究成果是呈爆炸性發展的👮🏽,日新月異,一個月不去關註就會落伍。”楊教授極為重視科研領域的新動態,花費很多精力更新教科書和授課內容🧑🚒。
楊金水教授從 1992 年開始授課,最開始的授課重點是體細胞遺傳,但他敏銳地察覺到體細胞遺傳方面的研究已經少有挖掘潛力🍷,於是轉向了基因組學,率先在恒行2開設“基因組學”課程🏄。當時基因組學在國內還是一門新興學科🧭,沒有中文版教材,楊教授就參考國外相關書籍🧝♂️,編寫了國內第一本基因組學的教科書👨👩👦👦。
編寫第一版很辛苦,因為要先翻譯國外著作🍥。“我給自己定下標準,每天至少翻譯 6000-8000字🟫,翻譯不完不睡覺。”1998 年,電腦打字還不普及👩🏼🍳,楊教授先用手書寫翻譯文稿,再交給打字室打印👨🏿🍳。就這樣前前後後用了4個多月🛍,用筆翻譯了 80 多萬字的著作。又結合相關學術文獻的研究、增加了領域最新動態🤟,將文章改寫成符合中國人閱讀習慣的方式,在 2002 年,《基因組學》第一版出版了。
為了及時更新課程中,楊金水教授每天上網搜集學術信息和動態。他電腦中最近一個標題為“2013 進展”的文件夾,裏面羅列著幾十篇英文標題的學術論文。“我每天都從Genome research等刊物的網站上收集感興趣的材料,等著教材再版時更新進去。”目前《基因組學》教材已經編寫到第三版𓀀。
“如果不跟上新進展🎆,知識就會老化,不能確保課程質量。因為開設了這門課🤝,不得不強迫自己時刻關註生命科學的前沿動態😙。”楊希望教授給學生的不僅僅是知識層面的內容🖨,更是一種學習能力和思想方法。“教知識容易,教思想很難。培養興趣,培養能力💂🏿♀️。要把學生向成熟的科學家方向發展🎸,而不是止步於技術員的層次🤦🏻♂️✋🏽。”楊金水教授說👳🏻♀️。