9月11日,在河北师范大学植物培养室,汤文强(中)和学生们一起观察植物生长情况。河北日报记者 史晟全摄
“株高是影响小麦株型结构和产量潜力的重要因素。如果我们能够通过油菜素内酯(BR)信号传导途径调控小麦穗下节伸长,将为小麦株型遗传改良提供新思路。”9月11日,河北师范大学生命科学学院教授汤文强正在办公室给学生介绍他参与的一个最新研究发现。
BR是一种类固醇类植物激素,在植物生长发育过程中起重要作用。在BR研究领域,汤文强深耕了20年。
2004年,汤文强在美国取得植物学博士学位后,进入卡耐基研究所植物系从事博士后研究。当时,BR信号传导是植物学研究的热点领域之一。
“植物和动物不同,无法离开特定的环境。只能通过改变内在的植物激素的作用来调整自身的生长发育进程进行被动适应,这也叫植物发育的可塑性。”汤文强介绍,BR被认为是传统六大植物激素之一。
2010年,汤文强学成归国后,面临一个新的选择:是继续从事BR研究,还是再开辟一个新领域?
“当时,许多人认为BR信号传导研究已经接近尾声,因为在这个过程中‘谁在传’的问题已经研究得差不多了,如果再接着研究‘怎么传’,将很难有大的成果。”但汤文强认为,做研究不能只追热点,一定要沉下心来,彻底解决BR信号传导的分子机制,搭建好完善的理论框架,才能为后面的作物应用基础研究打下坚实的基础。
十几年来,他在该领域持续发力,先后发表十余篇论文,其中半数以上发表在植物学的国际顶级期刊。
“目前,关于BR信号‘怎么传’的问题,我们还剩下最后一个大的科学问题,就是信号如何从细胞质传到细胞核。”汤文强表示,解决了这个问题后,他会将BR研究的重心向作物应用基础研究领域转移。
实际上,最近几年汤文强和他的实验室已经在开展小麦和水稻相关的BR研究。近日,他作为共同通讯作者的一篇题为《PL1通过油菜素内酯信号传导途径调控小麦穗下节伸长》的论文在《分子植物》(Molecular Plant)上发表。
这不是汤文强第一次涉足应用领域,他一直关注植物高温响应研究。
“近年来全球地表平均气温不断升高,给农业生产带来极大的威胁。”汤文强说,在河北,小麦灌浆期出现的干热风对小麦产量影响非常大。
“研究发现,小麦在干热风到来前每多灌浆一天,每亩地至少能多收30斤。”汤文强介绍,他们正在寻找调节植物温度响应的开关,如果取得突破,就可以调整小麦的孕穗、开花等生长周期,进而提升小麦产量。
搞学术研究,一定要找到自己感兴趣的方向,并坚持走下去。汤文强说,这是他的博士生导师对他的要求,也是他对自己学生的要求。
在研究一种蛋白调节植物耐热性的过程中,博士生安志超意外发现这一蛋白兼具调控根尖干细胞维持的功能。面对这个“偏离”既定研究方向的新线索,安志超非常兴奋,想在这一领域继续深挖。
植物根的研究,不是汤文强的擅长领域。为了帮助安志超,他向相关专家请教,了解相关知识。最终,他们揭示了该蛋白通过调节小肽激素受体调控根尖干细胞发育的分子机制。
“汤老师的鼓励和支持,让这次‘偏离’成了我科研生涯的转折点。”安志超说。
科研没有捷径,宁可慢一点,也要每一步走得踏实。在指导学生时,汤文强一直强调科研的严谨和细致。
硕士生王瑞璇写的论文在投稿时被退回,需要补充实验,但她发现原有数据无法重复。汤文强和她一起梳理实验,最后不仅发现了被忽视的细节,而且意外揭示了BR信号转导调控的新机制。
科研如同登山,失败是必经的沟壑。
汤文强将自己多年的科研经验总结为新生必修课,在“菜鸟组会”分享。他还手把手教学生规范实验记录,被学生誉为科研入门“最充实、成长最快的加油站”。
对学生,耐心指导;对青年教师,甘为人梯。
分析课堂得失,献策教改项目,修改论文和基金申请书……在他的助力下,团队青年教师的国家基金资助率达到100%。(河北日报记者 王敬照 见习记者 冯依凡)