张鹏:“百人计划”为我“薯”路迎曙光

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张鹏:“百人计划”为我“薯”路迎曙光
2024-05-04 07:04:52

张鹏 中科院上海生命科学研究院植物生理生态研究所研究员。2005年入选中科院“百人计划”。长期从事薯类生物技术研究,主持和参与国家自然科学基金、农业部现代农业产业技术体系、科技部“973”和“863”计划等资助的薯类项目。荣获2004年德国乌尔姆Eiselen Foundation Jubilee Prize、2011年度中科院院地合作奖先进个人(科技类)一等奖等荣誉。

2005年的夏天,我回国参加在泰安举办的植物生物技术会议。会上与陈晓亚院士的偶遇,加速了我的回国之路并让我从此走上了薯类研究的征程,以“百人计划”入选者在上海植物生理生态研究所建立了“薯类生物技术课题组”。

当时我已在瑞士联邦理工大学—苏黎世(ETH Zurich)从事木薯生物技术研究八年,先是跟随“黄金水稻”发明者Ingo Potrykus教授攻读博士,毕业后在著名植物分子生物学家Wilhelm Gruissem教授的实验室领导着自己的木薯团队,参加Bill & Melinda Gates Foundation资助的BioCassava Plus项目,从事木薯生物强化研究。

这个项目整合和吸收了全球主要的木薯研究力量和团队,针对非洲木薯面临的关键问题开展研究,为我提供了进入国际木薯研究舞台的机会。

之前,我一直密切关注国内薯类特别是木薯的研究近况,并与相关团队取得联系。当时,我明显地感受到中国的木薯研发基础非常薄弱,国际化程度低。为了深入了解中国木薯的现状,我借以瑞士华人科协代表的身份参加广州博览会之际,于2005年1月上旬访问了我国南方几个木薯主栽省份。

虽然国内木薯的研究当时还非常薄弱,但当我站在武鸣县一望无际的木薯田中,信步在木薯淀粉加工企业成熟的生产线,我意识到中国的木薯产业将必定有发展,木薯研究能力必须提升,并且引领国际潮流。

上海植生生态所是我国开展植物科学基础研究的重要阵地,具有非常优良的学术氛围,开展薯类研究不仅可引领国内乃至国际前沿,同时可兼顾区域上甘薯的研究。也是2005年在家乡一次偶遇泰安农业科学院甘薯育种专家、高级工程师刘桂玲,共同的研究兴趣及专业的互补为我们联合开展甘薯分子育种提供了良好的开端。

刚回国,研究课题和方向的选择是决定实验室发展的基础和动力。我根据国际上的研究现状和发展趋势,结合薯类自身的生物学特性,决定开展木薯和甘薯淀粉代谢、储藏保鲜及抗逆境的研究。这些方向对我来讲也是新的挑战,需要不断学习,也需要对研究生从头培养。

经过2年的建设,实验室初具规模,并且获得了中科院知识创新重要方向性项目的大力资助,在植生生态所领导及Gruissem教授的大力支持下,2007年春成立了上海生命科学院—瑞士联邦理工大学—苏黎世上海木薯生物技术中心,直接与国际研究水平接轨,并获得了中科院与中瑞科技合作基金(SSSTC)在木薯研究上的支持。

在加紧实验室建设的同时,积极进行研究工作的部署。我们与中国热带农业科学院研究员王文泉合作,开展了全球第一次转基因木薯的田间中试试验,并取得了良好的结果。

“百人”之路对我产生最大影响的是我有幸加入到农业部的现代农业产业技术体系中。在我正式从瑞士回国一年之际,2008年国庆前夕,我接到了中国热带农业科学院品资所研究员李开绵的电话,邀请我加入国家木薯产业技术体系。

虽然当时我对这种新的研发模式还不是非常了解,但我惊喜地感觉到中国木薯发展已迎来了一个新的起点,并且将融入到国际木薯研发的大家庭中,也是施展我的科研才华和抱负的契机。

经过八年的刻苦攻关,我的研究团队针对木薯和甘薯种植及产业发展的主要技术和科学问题,重点开展了淀粉富集及抗逆境的相关机制与遗传改良研究,并取得了标志性的研究成果:(1)构建了第一个木薯储藏根发育和淀粉富集的分子调控模型;(2)实现了木薯和甘薯糯性和高直链淀粉品质的创新;(3)解析了木薯采后生理性衰变和对低温胁迫响应的分子调控机制。

实验室成立以来发表SCI论文20多篇,2013年我团队在国际著名期刊Plant Physiology上发表了木薯储藏根采后生理性衰变调控机制的研究,提出了遗传改良的新策略,标志着该团队的研究已步入国际领先水平。

总体上来讲,我们的研究已成为国际薯类基础研究的重要力量。

随着高通量测序技术的发展,基于全基因组水平上的遗传学分析为作物的遗传改良提供了更多、更好、更快的信息和方法。特别是近年来康奈尔大学牵头一项由盖茨基金会资助的2500万美元的以基因组为基础的木薯育种项目,为我们如何赶上国际水平和整合我们的研究提出了严峻的挑战。

但我也对我们木薯和甘薯的研发充满信心,因为我们有产业,因为我们有体系,因为我们有一批年轻有为的研究队伍。

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