论文部分内容阅读
她用最朴素的方式，回答了植物生殖发育中最为深奥的理论问题；她以学无止境的心态探访植物遗传学的奥秘；她用和蔼的微笑，传递力量，让我们读懂了植物生殖发育研究领域的神秘和一位巾帼科研工作者不让须眉的执着精神。
她就是福建农林大学基因组与生物技术研究中心的秦源教授。
科研创新，始于足下
除了是福建农林大学植物学学科带头人外，秦源还是“国家优秀青年科学基金”获得者，福建省“闽江学者”特聘教授，福建农林大学“金山学者”特聘教授，福建青年五四奖章获得者。她曾先后获得武汉大学药学学士学位，武汉大学发育生物学博士学位，2006—2009年在美国亚利桑那大学植物系进行博士后研究，回国后任职于中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所副研究员，2014年至今任福建农林大学基因组与生物技术研究中心教授。先后主持国家、省部级科研项目9项，凭借着在遗传学领域十多年的丰富经验，以及在植物生殖发育领域的研究成果，发表相关论文20余篇，其中以第一作者或通讯作者身份发表SCI收录论文11篇，其第一作者或通讯作者论文在国际期刊Plant Cell， PLoS Genetics等发表。
在美国工作期间，秦源主要在两个领域做出了突出成绩。
1.雌蕊分泌一种新的小分子化合物刺激花粉萌发和生长
高等植物种子的形成和世代的繁衍，一个非常关键的先决条件就是花粉管成功输送精子到达卵细胞并完成双受精。但是，雌雄蕊互作的分子机理一直是植物学界无法解释清楚的问题。对此，秦源在美国亚利桑那大学做博士后研究期间，发现雌蕊组织可以分泌一种小分子信号物，来刺激花粉的萌发和花粉管的生长。通过各种生化实验，证明这种小分子物质为一种非常稳定的小分子化合物。随后，她利用色谱、质谱和核磁共振的方法发现，揭示这种信号分子是一种分子量为202的十氢喹啉衍生物（Sulfinylated azadecalins）。结合生物学实验，她进一步证明该分子高度表达于拟南芥雌蕊柱头花柱组织，具有很强的生物活性，能大大提高花粉的萌发和刺激花粉管的生长。该分子是一种全新的小分子，它的结构第一次被揭示，其生物活性也是第一次被揭晓，该研究获得美国专利一项，研究成果发表在2011年Plant Journal上。该分子的发现，对植物授粉受精领域的研究来说是一个非常重要的贡献，推动了细胞与细胞间交流（cell-cell communication）研究领域的发展，同时该分子也具有重要的农业生产应用前景，可为作物高产研究、杂交育种等农业科研提供参考。日本植物生殖生物学家Higashiyama在2015年Annu Rev Plant Biol综述论文中用一整段篇幅介绍了该研究成果，点出其科学和农业应用价值。
2.雌蕊组织诱导活跃的花粉管转录组变化
基于之前的研究，秦源又不断思索，雌蕊到底对花粉管有什么分子水平的调控？花粉管与雌蕊互作之后到底有哪些基因的转录出现了变化？为了回答这些问题，秦源比较了离体生长的花粉管和与穿过柱头、花柱之后的花粉管转录组，揭示了900多个花粉管中受雌蕊组织诱导表达的基因。进一步通过反向遗传学分析，发现了5个在花粉管中受雌蕊组织诱导表达的基因具有调控花粉管的萌发和生长的功能，以及发现了2个参与调控花粉管导向生长的基因。
由于该工作创新性地利用花粉管半离体生长实验结合转录组分析，首次从分子水平揭示了花粉管对雌蕊信号刺激产生的巨大响应，而且揭示了大量雌蕊诱导的花粉管基因，为后续花粉管导向研究提供了丰富的数据资源，为其他系统的细胞与细胞间交流的研究提供了重要的信息，因此其论文被发表在2009年的PLoS Genetics上。该项工作论文的发表奠定了雌雄蕊互作的分子机理研究基础，在领域内产生了重要影响，目前已经被引用160多次。
科研报国，勤于探索
2009年，学成归国的秦源，开始用自己的智慧实现多年来科研报国的梦想。
首先，秦源进行了染色质重塑调控雌性减数分裂的研究。经过潜心研究，她带领课题组发现染色质重塑复合物SWR1成员ARP6通过能够利用ATP水解酶产生的能量，把组蛋白变体H2A.Z沉积到调控同源染色体互作的关键基因—编码重组酶的DMC1基因内部，从而调控其转录，进而调节减数分裂过程中同源染色体的配对和重组。该研究证明雌性减数分裂和雄性减数分裂具有不同的调控机制，其调控机理的异同值得深入研究和探讨。由于减数分裂过程中，相关基因表达的调控机制还非常不清楚，该研究对揭示染色质重塑对减数分裂调节基因的表达调控机制具有重要指导意义，该研究成果被发表在2014年Plant Cell上，并被植物生殖领域顶尖科学家Sundaresen教授在Faculty of 1000上推荐。
其次，秦源通过比较转录组分析揭示了调控大孢子发生的新基因。她说，大孢子发生是雌配子体发育的早期事件，主要包括大孢子母细胞的分化、雌性减数分裂、非功能大孢子的退化和功能大孢子的形成。目前已知调控大孢子发生的基因寥寥数无几，为了寻找更多调控雌性减数分裂相关基因，她带领研究生通过比较转录组学的方法，比较了正在进行大孢子发生的野生型胚珠原基和缺乏大孢子发生的spl胚珠原基的转录组，发现了4个具有调控大孢子发生的基因，并揭示其中一个编码细胞色素P450的基因KLU，定位在内珠被原基，它可能通过产生一个可移动的小分子信号，间接地激活DMC1在大孢子母细胞中的表达，而调节雌性减数分裂过程中的同源染色体互作。该研究成果进一步丰富了大孢子发生的分子机理，也揭示了调控重组酶DMC1表达的另一个信号调节通路，为减数分裂过程中同源染色体互作机理的揭示提供了重要的参考，该研究成果发表在2014年Plant Journal上，应邀写入《植物学报》，“2014年中国植物科学进展”主编评述，受到同行和相关职能部门的关注。
憧憬未来，再攀高峰
谈到未来的科研方向，秦源表示将研究目标定位在植物生殖细胞系（germline cells）的形成和分化，以及菠萝雌配子体发育及演化研究两个方面。她希望通过深入研究，能够为解答原始生殖细胞命运决定的机制提供线索和参考依据，为解决菠萝杂交育种中高败育率的科学问题奠定理论基础，为实现禾本科主要粮食作物产量的提高，以及利用孤雌生殖加速良种繁育，推动闽台农业经济的快速发展贡献自己的力量。让我们共同憧憬，这位科研界的女英雄能够创造出更多奇迹，为我们共同的“创新强国梦”贡献一份力量！
她就是福建农林大学基因组与生物技术研究中心的秦源教授。
科研创新，始于足下
除了是福建农林大学植物学学科带头人外，秦源还是“国家优秀青年科学基金”获得者，福建省“闽江学者”特聘教授，福建农林大学“金山学者”特聘教授，福建青年五四奖章获得者。她曾先后获得武汉大学药学学士学位，武汉大学发育生物学博士学位，2006—2009年在美国亚利桑那大学植物系进行博士后研究，回国后任职于中国科学院上海生命科学研究院植物生理生态研究所副研究员，2014年至今任福建农林大学基因组与生物技术研究中心教授。先后主持国家、省部级科研项目9项，凭借着在遗传学领域十多年的丰富经验，以及在植物生殖发育领域的研究成果，发表相关论文20余篇，其中以第一作者或通讯作者身份发表SCI收录论文11篇，其第一作者或通讯作者论文在国际期刊Plant Cell， PLoS Genetics等发表。
在美国工作期间，秦源主要在两个领域做出了突出成绩。
1.雌蕊分泌一种新的小分子化合物刺激花粉萌发和生长
高等植物种子的形成和世代的繁衍，一个非常关键的先决条件就是花粉管成功输送精子到达卵细胞并完成双受精。但是，雌雄蕊互作的分子机理一直是植物学界无法解释清楚的问题。对此，秦源在美国亚利桑那大学做博士后研究期间，发现雌蕊组织可以分泌一种小分子信号物，来刺激花粉的萌发和花粉管的生长。通过各种生化实验，证明这种小分子物质为一种非常稳定的小分子化合物。随后，她利用色谱、质谱和核磁共振的方法发现，揭示这种信号分子是一种分子量为202的十氢喹啉衍生物（Sulfinylated azadecalins）。结合生物学实验，她进一步证明该分子高度表达于拟南芥雌蕊柱头花柱组织，具有很强的生物活性，能大大提高花粉的萌发和刺激花粉管的生长。该分子是一种全新的小分子，它的结构第一次被揭示，其生物活性也是第一次被揭晓，该研究获得美国专利一项，研究成果发表在2011年Plant Journal上。该分子的发现，对植物授粉受精领域的研究来说是一个非常重要的贡献，推动了细胞与细胞间交流（cell-cell communication）研究领域的发展，同时该分子也具有重要的农业生产应用前景，可为作物高产研究、杂交育种等农业科研提供参考。日本植物生殖生物学家Higashiyama在2015年Annu Rev Plant Biol综述论文中用一整段篇幅介绍了该研究成果，点出其科学和农业应用价值。
2.雌蕊组织诱导活跃的花粉管转录组变化
基于之前的研究，秦源又不断思索，雌蕊到底对花粉管有什么分子水平的调控？花粉管与雌蕊互作之后到底有哪些基因的转录出现了变化？为了回答这些问题，秦源比较了离体生长的花粉管和与穿过柱头、花柱之后的花粉管转录组，揭示了900多个花粉管中受雌蕊组织诱导表达的基因。进一步通过反向遗传学分析，发现了5个在花粉管中受雌蕊组织诱导表达的基因具有调控花粉管的萌发和生长的功能，以及发现了2个参与调控花粉管导向生长的基因。
由于该工作创新性地利用花粉管半离体生长实验结合转录组分析，首次从分子水平揭示了花粉管对雌蕊信号刺激产生的巨大响应，而且揭示了大量雌蕊诱导的花粉管基因，为后续花粉管导向研究提供了丰富的数据资源，为其他系统的细胞与细胞间交流的研究提供了重要的信息，因此其论文被发表在2009年的PLoS Genetics上。该项工作论文的发表奠定了雌雄蕊互作的分子机理研究基础，在领域内产生了重要影响，目前已经被引用160多次。
科研报国，勤于探索
2009年，学成归国的秦源，开始用自己的智慧实现多年来科研报国的梦想。
首先，秦源进行了染色质重塑调控雌性减数分裂的研究。经过潜心研究，她带领课题组发现染色质重塑复合物SWR1成员ARP6通过能够利用ATP水解酶产生的能量，把组蛋白变体H2A.Z沉积到调控同源染色体互作的关键基因—编码重组酶的DMC1基因内部，从而调控其转录，进而调节减数分裂过程中同源染色体的配对和重组。该研究证明雌性减数分裂和雄性减数分裂具有不同的调控机制，其调控机理的异同值得深入研究和探讨。由于减数分裂过程中，相关基因表达的调控机制还非常不清楚，该研究对揭示染色质重塑对减数分裂调节基因的表达调控机制具有重要指导意义，该研究成果被发表在2014年Plant Cell上，并被植物生殖领域顶尖科学家Sundaresen教授在Faculty of 1000上推荐。
其次，秦源通过比较转录组分析揭示了调控大孢子发生的新基因。她说，大孢子发生是雌配子体发育的早期事件，主要包括大孢子母细胞的分化、雌性减数分裂、非功能大孢子的退化和功能大孢子的形成。目前已知调控大孢子发生的基因寥寥数无几，为了寻找更多调控雌性减数分裂相关基因，她带领研究生通过比较转录组学的方法，比较了正在进行大孢子发生的野生型胚珠原基和缺乏大孢子发生的spl胚珠原基的转录组，发现了4个具有调控大孢子发生的基因，并揭示其中一个编码细胞色素P450的基因KLU，定位在内珠被原基，它可能通过产生一个可移动的小分子信号，间接地激活DMC1在大孢子母细胞中的表达，而调节雌性减数分裂过程中的同源染色体互作。该研究成果进一步丰富了大孢子发生的分子机理，也揭示了调控重组酶DMC1表达的另一个信号调节通路，为减数分裂过程中同源染色体互作机理的揭示提供了重要的参考，该研究成果发表在2014年Plant Journal上，应邀写入《植物学报》，“2014年中国植物科学进展”主编评述，受到同行和相关职能部门的关注。
憧憬未来，再攀高峰
谈到未来的科研方向，秦源表示将研究目标定位在植物生殖细胞系（germline cells）的形成和分化，以及菠萝雌配子体发育及演化研究两个方面。她希望通过深入研究，能够为解答原始生殖细胞命运决定的机制提供线索和参考依据，为解决菠萝杂交育种中高败育率的科学问题奠定理论基础，为实现禾本科主要粮食作物产量的提高，以及利用孤雌生殖加速良种繁育，推动闽台农业经济的快速发展贡献自己的力量。让我们共同憧憬，这位科研界的女英雄能够创造出更多奇迹，为我们共同的“创新强国梦”贡献一份力量！