【中國(guó)科學(xué)報(bào)】馮獻(xiàn)忠：像駱駝般去追逐夢(mèng)想綠洲
馮獻(xiàn)忠在實(shí)驗(yàn)室。
■本報(bào)見(jiàn)習(xí)記者 高雅麗
“您有喜歡的動(dòng)物嗎？”
面對(duì)記者拋過(guò)來(lái)的這個(gè)問(wèn)題，中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所研究員、大豆分子設(shè)計(jì)育種重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室主任馮獻(xiàn)忠思考片刻，脫口而出：“駱駝。”他告訴《中國(guó)科學(xué)報(bào)》記者，之所以喜歡駱駝是因?yàn)榫磁羼橊勗诿Ｃo(wú)邊的沙漠中相信綠洲的存在，并一步一步腳踏實(shí)地走向綠洲的天性；而面對(duì)自己所做的大豆分子育種設(shè)計(jì)科研工作，“即使遇到再大的困難，我也希望像駱駝那樣， ‘遠(yuǎn)眺征程千里外，仰天不語(yǔ)走天涯’。”
“要做點(diǎn)對(duì)國(guó)家有用的事”
馮獻(xiàn)忠是中科院人才項(xiàng)目入選者，回國(guó)之前，他在英國(guó)詹姆斯·因內(nèi)斯科學(xué)研究中心（John Innes Centre）師從英國(guó)皇家學(xué)會(huì)會(huì)員、國(guó)際著名發(fā)育生物學(xué)家科恩爵士，參加英國(guó)早期植物系統(tǒng)生物學(xué)的研究工作。他說(shuō)：“在英國(guó)工作的時(shí)候就琢磨著，能夠?qū)⒆约核鶎W(xué)用到祖國(guó)的建設(shè)中去，以回饋養(yǎng)育之恩。”促使他下定回國(guó)決心的，是中科院院士許智宏先生的一番勸導(dǎo)。當(dāng)時(shí)許院士說(shuō)，“搞科研還是要做點(diǎn)對(duì)國(guó)家有用的事情。中國(guó)是大豆的發(fā)源地，現(xiàn)在我們國(guó)家的大豆生產(chǎn)已經(jīng)出現(xiàn)危機(jī)，你所學(xué)的知識(shí)如果能夠用到這方面應(yīng)該可以做些有用的事情。”
2007年，馮獻(xiàn)忠受聘“泰山學(xué)者”特聘教授，在山東師范大學(xué)建立了山東省高校系統(tǒng)生物學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室，在國(guó)內(nèi)較早開展了利用計(jì)算機(jī)建模研究植物生長(zhǎng)發(fā)育基本規(guī)律和利用系統(tǒng)生物學(xué)手段進(jìn)行大豆分子設(shè)計(jì)育種。隨著工作的深入，他逐漸認(rèn)識(shí)到開展大豆分子設(shè)計(jì)工作應(yīng)該成為自己今后主攻方向，工作的主戰(zhàn)場(chǎng)應(yīng)該轉(zhuǎn)向大豆的主產(chǎn)區(qū)——東北。受當(dāng)時(shí)中科院東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所大豆分子育種實(shí)驗(yàn)室劉寶輝研究員的邀請(qǐng)，2012年他加入了由劉寶輝、梁正偉、夏正俊、孔凡江、袁曉輝、卜慶云、楊素欣等組成的研究團(tuán)隊(duì)。在團(tuán)隊(duì)的共同努力下，大豆分子設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)室在2013年進(jìn)入到中科院重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室行列，成為我國(guó)大豆生物學(xué)基礎(chǔ)研究和應(yīng)用基礎(chǔ)研究的重要基地，也是東北地理與農(nóng)業(yè)生態(tài)研究所第三個(gè)院級(jí)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室。
專注大豆分子設(shè)計(jì)育種
2010年，人類完成了大豆的全基因組測(cè)序。馮獻(xiàn)忠告訴記者，通常育種會(huì)分為傳統(tǒng)育種、分子標(biāo)記育種和分子設(shè)計(jì)育種三個(gè)階段，而國(guó)內(nèi)大部分的研究停留在分子標(biāo)記育種研究階段，多數(shù)品種仍通過(guò)傳統(tǒng)育種手段獲得。
他解釋道：“分子標(biāo)記育種只是對(duì)于控制農(nóng)藝性狀的少數(shù)基因進(jìn)行標(biāo)記選擇，而分子設(shè)計(jì)育種是完全重新搭一個(gè)臺(tái)子，按照人類的想法，對(duì)種子進(jìn)行全方位的設(shè)計(jì)。”
馮獻(xiàn)忠喜歡把育種比喻成蓋房子。他說(shuō)：“分子標(biāo)記育種只能讓大家知道每個(gè)樓層有什么樣的窗子和外形，但里面的細(xì)節(jié)就不清楚了；而分子設(shè)計(jì)育種的核心是在全基因組的基礎(chǔ)上，對(duì)種子性狀進(jìn)行重塑。這就相當(dāng)于可以讓建筑師不僅設(shè)計(jì)了每個(gè)房間的結(jié)構(gòu)，而且了解房子的每塊磚是什么樣的。”
他一直強(qiáng)調(diào)目前自己對(duì)大豆分子設(shè)計(jì)育種的認(rèn)識(shí)才剛剛起步。他說(shuō)：“如果把自己的終點(diǎn)當(dāng)成一個(gè)百米賽跑，我認(rèn)為自己才跑了10米。傳統(tǒng)育種在國(guó)內(nèi)大豆育種領(lǐng)域仍占主導(dǎo)地位，要實(shí)現(xiàn)利用計(jì)算機(jī)設(shè)計(jì)育種的夢(mèng)想還有很長(zhǎng)的一段路要走。”
在過(guò)去的10年間，馮獻(xiàn)忠研究團(tuán)隊(duì)建立了容量為40萬(wàn)株的大豆誘變突變體庫(kù)，建立了大豆不同器官大小和形態(tài)的計(jì)算機(jī)模擬體系，初步建立了大豆的基因—表型計(jì)算機(jī)模擬系統(tǒng)，成為我國(guó)大豆分子設(shè)計(jì)育種研究的前行者。在他的實(shí)驗(yàn)室里，不同品種的大豆標(biāo)本陳列了整整一屋子。他說(shuō)：“現(xiàn)在我們有十幾個(gè)品種進(jìn)入了不同的試驗(yàn)階段，可以期待未來(lái)投產(chǎn)之后的實(shí)際效益。”目前，大豆分子設(shè)計(jì)育種實(shí)驗(yàn)室的十多個(gè)品種已經(jīng)在東北得到了大面積推廣。
非常可喜的是在我國(guó)科學(xué)家的不懈努力下，國(guó)家對(duì)分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)越來(lái)越重視。2016年，馮獻(xiàn)忠作為“主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計(jì)育種”項(xiàng)目負(fù)責(zé)人，成功申請(qǐng)了國(guó)家重點(diǎn)研發(fā)計(jì)劃“七大農(nóng)作物育種”專項(xiàng)項(xiàng)目，主持大豆、棉花、油菜、蔬菜等經(jīng)濟(jì)作物的分子設(shè)計(jì)研究工作。
他說(shuō)：“未來(lái)我們將建立主要經(jīng)濟(jì)作物品種分子設(shè)計(jì)信息系統(tǒng)和高效育種技術(shù)體系，搭建3個(gè)以上作物的表型、基因組數(shù)據(jù)庫(kù)，并且實(shí)現(xiàn)信息共享，以期加速我國(guó)主要經(jīng)濟(jì)作物分子設(shè)計(jì)育種技術(shù)更新?lián)Q代的步伐。”
搞科研要實(shí)事求是心胸開闊
回想自己的科研經(jīng)歷，馮獻(xiàn)忠至今還記得做博士論文的一件事。
“我在中科院上海生命科學(xué)研究院植物生理生態(tài)研究所讀博士，我的導(dǎo)師是羅達(dá)教授。當(dāng)時(shí)為了證明一個(gè)基因改變的表型，羅老師讓我種了兩畝地，每天都去觀察。”馮獻(xiàn)忠說(shuō)。
“種兩畝地觀察一個(gè)基因表型”的科學(xué)研究，在當(dāng)時(shí)和目前并不多見(jiàn)，馮獻(xiàn)忠說(shuō)：“一般大家只會(huì)種十幾株樣本，最多不超過(guò)幾十株，我應(yīng)該感謝羅老師的嚴(yán)格要求，這不僅讓我的博士論文在美國(guó)科學(xué)院院報(bào)發(fā)表，更重要的是影響了我自己今后對(duì)待科研的態(tài)度。”
馮獻(xiàn)忠說(shuō)：“羅老師告訴我，搞科研一定要求真實(shí)可靠，自己做的科學(xué)實(shí)驗(yàn)無(wú)論過(guò)多少年，都應(yīng)該是可以被重復(fù)的。”
在英國(guó)從事博士后研究時(shí)，他又碰到了另外一個(gè)對(duì)自己產(chǎn)生重要影響的人——科恩教授。
“科恩教授是植物發(fā)育學(xué)開創(chuàng)性人物，1996年我去他實(shí)驗(yàn)室工作時(shí)，當(dāng)時(shí)實(shí)驗(yàn)室擁有世界上最先進(jìn)的發(fā)育生物設(shè)備和最優(yōu)秀的發(fā)育生物學(xué)家。2003年我再去他的實(shí)驗(yàn)室時(shí)，實(shí)驗(yàn)室的一半地方改為了計(jì)算機(jī)室，云集了眾多的計(jì)算機(jī)精英，當(dāng)時(shí)，我參加了他主持的在多尺度研究植物形態(tài)和大小變異發(fā)育基本規(guī)律的系統(tǒng)生物學(xué)研究工作。”馮獻(xiàn)忠說(shuō)。
他說(shuō)：“科恩教授告訴我，任何工作都是可以做的，但只有那些可以進(jìn)教科書的理論研究和創(chuàng)造巨大價(jià)值的應(yīng)用研究才是值得花精力去做的。”
這樣的科研理念，一直貫穿于馮獻(xiàn)忠的工作中。
“我現(xiàn)在帶學(xué)生要求他們不要浮躁，沉下心來(lái)關(guān)注科學(xué)問(wèn)題，即使畢業(yè)時(shí)沒(méi)有完全地解決問(wèn)題，但每份努力都為人類認(rèn)知的進(jìn)步添磚加瓦，此過(guò)程中所獲得的科學(xué)精神、創(chuàng)新研究能力和科學(xué)思維方法是學(xué)習(xí)中最大的收獲。”
他告訴記者，自己平時(shí)喜歡讀歷史和哲學(xué)類書籍，他認(rèn)為科學(xué)與藝術(shù)有著密切的聯(lián)系，作物育種是一門藝術(shù)，利用計(jì)算機(jī)進(jìn)行設(shè)計(jì)分子育種會(huì)使這門藝術(shù)更快、更好地造福人類。
馮獻(xiàn)忠說(shuō)：“人工智能發(fā)展得越來(lái)越快，我有一個(gè)夢(mèng)想，有一天借助更加先進(jìn)的人工功能，真正實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)自動(dòng)化的智能育種。當(dāng)前，這一領(lǐng)域研究剛剛初現(xiàn)端倪，期待中國(guó)的科學(xué)家可以捷足先登，在此領(lǐng)域早日看到 ‘駝鈴古道絲綢路，胡馬猶聞唐漢風(fēng)’的景象。”
即使遇到再大的困難，我也希望像駱駝那樣，‘遠(yuǎn)眺征程千里外，仰天不語(yǔ)走天涯’。《中國(guó)科學(xué)報(bào)》 (2017-12-11 第6版 院所)
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