省杰青20周年专题报道:自然科学基金助我开启新的研究领域— —湖南农业大学肖浪涛
1998年,我从美国加利福尼亚大学河滨分校回国,在湖南省自然科学基金项目的资助下,基于在
一、在自然科学基金的支持下建立新的研究方向
回国之初,手上既没有经费也没有实验室,当时对今后的研究方向比较茫然。而选择一个相对稳定的、有创新潜力的特色研究方向对于科研工作者十分重要,关键是研究的特色与原创性。我从事的是植物激素研究,长期以来国内外很多高等院校与科研院所在植物激素研究领域已经取得了较多的创新性研究成果,热点较多,跟踪式的研究方向很难实现超越。植物激素在植物体内含量极低,易被光解、热解和氧化,而且其生理作用在植物体内具有时空特异性。因此,如何对微量植物激素进行简便、快速和准确的定量分析,特别是进行原位、实时测定一直是植物激素研究领域的难题之一,在这一方面国内外的研究进展缓慢。因此,我结合自己在该领域的基础,确定将植物激素分子机理及高灵敏测定研究方向作为今后的主攻方向。于2001年申报了湖南省自然科学基金重点项目,获得5万元经费资助,从而使我坚定了开展植物激素分子机理及高灵敏测定研究的信心。随着研究的深入,取得了一些阶段性成果。我以这些阶段性成果为依托,成功主办了2005年全国植物生长物质研讨会,并将相关研究成果分别在“2005年全国生长物质研讨会”和“美国植物生长调节学会32届年会”上作了大会专题报告,在国内外同行中形成了一定的影响。随后,分别于2005年、2006年相继获得了2项国家自然科学基金的资助,同时本人有应邀参加了2007年“植物激素与绿色革命”香山科学会议并作了大会报告,与同行专家就植物激素领域的发展趋势进行了广泛的交流。是省自然科学基金项目的支持,才有可能使我的研究设想发展成为现实的研究方向,也才有可能让我沿着植物激素分子机理及高灵敏测定这一特色研究方向开展系统研究并进入良性循环。
二、在自然科学基金的支持下凸显研究方向的特色
在前期取得的良好研究基础上,于2008年成功申报了国家自然科学基金植物激素作用的分子机理重大研究计划项目“基于生物传感器的植物激素高灵敏原位实时测定技术研究”,获得200万元科研经费资助,而且在项目期内较好地完成了计划研究任务,建立了植物激素生物传感测定新方法,尤其是在简化样品前处理、减少实验材料取样量、缩短测定时间以及提高灵敏度与可重复性等方面取得了较大的进展。同时,在为植物激素研究同行提供植物激素测定服务的过程中,感受到现有植物激素测定方法与植物学家对实现细胞水平实时定量原位检测的期望还有很大差距。因此,于2011年以“基于DR5和DNA末端保护的原位化与微量化IAA测定方法学研究”为题申报了国家自然科学基金“植物激素作用的分子机理重大研究计划”项目,该项目预期建立的基于DR5启动子的生长素精确定量原位测定方法在提高生长素测定的灵敏度、实现植物组织乃至单细胞水平的原位实时检测能力和提高测定效率等方面具有明显的优越性,再次获得了180万元的资助,该项目于2013年年底顺利完成结题,并以该项目前期结果为基础,余2014年申报的“植物中单细胞水平微量生长素的原位实时测定方法研究”第三次获得国家自然科学基金“植物激素作用的分子机理重大研究计划”项目的资助,研究经费为200万元。独脚金内酯(SL)作为一类新的植物激素在植物株型建成中发挥重要调控作用,目前SL研究领域的薄弱环节包括植物中SL的动态时空分布以及单细胞水平的检测等,这些问题已成为SL信号途径等前沿领域的限制因子。因此,创立优于串联质谱等现有方法的植物组织和单细胞水平的SL分析技术已成当务之急。2015年申报的“基于D53/SMAX1的独脚金内酯单细胞水平原位实时测定方法研究”获得国家自然科学基金面上项目的资助。
同时,在植物激素作用机理研究方面也有显著进展,“新型能源植物南荻纤维素/木质素代谢碳流向与半纤维素糖苷成分调控”项目获得973前期研究计划项目资助。回想这段经历,正是因为自然科学基金项目的支持,植物激素分子机理及高灵敏测定研究方向才有可能在国内外同行中形成一定特色。
三、在自然科学基金的支持下开展可持续的系统研究
得益于自然科学基金项目的高强度持续支持,我们团队在植物激素分子机理及高灵敏测定研究方向开展了一系列系统深入的研究。在植物激素测定新方法方面,我们深入探索单细胞水平的原位实时测定方法;在植物激素作用分子机理研究方面,我们深入探索超级杂交稻和新型能源植物品质的激素调控机理和方法;在植物激素应用研究方面,同时,注重将研究成果由于作物生产实践或植物激素测定服务等方面。例如,结合植物激素测定新方法研究的深入,团队系统建立了从免疫学到分子生物学以及从HPLC到LC-MS/MS的植物激素测定的系列方法,开展了植物激素测定服务,也因此扩大了团队研究方向的影响力。近年来团队为北京大学、清华大学和中国科学院植物研究所等60余个同行单位提供了高质量的植物激素测定服务。又如,我们将植物激素测定方面的一些创新性成果应用到水稻生产中,针对早籼稻品质改良、两系杂交稻和超级稻研究等重大领域中的植物激素和生长调节剂问题展开了较为系统的研究,获得国家“早稻品质改良科技产业工程”项目支持,取得一系列成果。其中,“湖南早稻垩白改良剂及其配套技术研究” 于2010年获得了湖南省科技进步一等奖。此外,随着研究方向特色和优势的凸现,本人及其团队赢得了一系列学术荣誉。先后当选国务院学科评议组成员、美国植物生长调节协会理事、中国植物生理与分子生物学会常务理事、中国植物生理与分子生物学会植物生长物质专业委员会主任、国际植物生长物质大会组委会成员和植物激素研究技术分论坛共同主席等学术职务,所在团队当选湖南省高校科技创新团队和湖南省优秀教研室。
总之,本人及其团队近年来在植物激素基础研究及其应用研究领域取得了一定的成绩。而这些成绩的取得,首先得益于在湖南省自然科学基金的资助下及时建立植物激素分子机理及高灵敏测定的特色研究方向。其次得益于湖南省自然科学基金和国家自然科学基金的持续支持和关注。在湖南省杰出青年基金二十周年之际,谨以此短文记录我建立和凝练特色研究方向的经历并表达对湖南省自然科学基金委和国家自然科学基金委的谢意。
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