○文/劉巖松

五十載春華秋實(shí)，三十年丹心鑄劍，他的心血和靈魂全部默默傾注給了熱帶能源作物研究事業(yè)。他是一位不斷奮進(jìn)的教授，更是一位胸懷寬廣的學(xué)者。他就是中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所王文泉研究員。

開拓進(jìn)取，掌握先進(jìn)科研理念

1985年7月于西北農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)學(xué)系本科畢業(yè)的王文泉，先后獲得華中農(nóng)業(yè)大學(xué)作物遺傳育種專業(yè)碩士學(xué)位和中國農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境學(xué)院博士學(xué)位，曾在中國農(nóng)業(yè)科學(xué)院作物品種資源研究所做博士后研究，到美國康內(nèi)爾大學(xué)BTI研究所從事高級研究學(xué)者研究。工作經(jīng)歷結(jié)合不斷的求學(xué)，讓他在作物種質(zhì)資源與遺傳育種專業(yè)背景基礎(chǔ)上，敏銳地把握了最先進(jìn)的作物基因組學(xué)與分子生物學(xué)技術(shù)，并且與木薯這一重要熱帶作物結(jié)下不解之緣。

在熱帶能源作物基因組學(xué)與分子育種研究方面，王文泉教授采用國際先進(jìn)的分子生物學(xué)技術(shù)，評價、發(fā)掘木薯等主要熱帶高效作物的基因資源，解析淀粉高效累積等重要代謝途徑的分子調(diào)控機(jī)理，創(chuàng)建高密度分子遺傳圖譜和重要經(jīng)濟(jì)性狀分子標(biāo)記，搭建熱帶作物分子設(shè)計育種的區(qū)域性服務(wù)平臺，推進(jìn)多樣性熱帶作物新品種培育，提升海南及熱區(qū)作物與環(huán)境資源的綜合利用水平。他作為第二完成人完成的“海南島熱帶雨林主要經(jīng)濟(jì)立木彩色圖鑒”項(xiàng)目，獲得了2010年海南省科技進(jìn)步二等獎。

如今，王文泉教授身兼多職，既是中國熱帶農(nóng)業(yè)科學(xué)院熱帶生物技術(shù)研究所研究員，海南省生物質(zhì)能源工程技術(shù)研究中心主任，海南大學(xué)、華中農(nóng)業(yè)大學(xué)博士生導(dǎo)師，國家重點(diǎn)基礎(chǔ)研究973項(xiàng)目“重要熱帶作物木薯品種改良的基礎(chǔ)研究”總協(xié)調(diào)人，也是國家自然科學(xué)基金國際合作重點(diǎn)、科技部國際合作重點(diǎn)專項(xiàng)主持人，農(nóng)業(yè)部木薯產(chǎn)業(yè)技術(shù)體系崗位專家。憑借其在熱帶能源作物基因組學(xué)與分子育種研究方面的豐富經(jīng)驗(yàn)和先進(jìn)的技術(shù)，他先后承擔(dān)和完成國家級和省部級科研項(xiàng)目20余項(xiàng)，為加速我國木薯產(chǎn)業(yè)發(fā)展和提高我國農(nóng)業(yè)創(chuàng)新技術(shù)提供了科技支撐。

厚積薄發(fā)，引領(lǐng)熱帶作物基礎(chǔ)學(xué)科發(fā)展

熱作產(chǎn)業(yè)種類繁多，國家定位為“滿足國家戰(zhàn)略物資生產(chǎn)與多樣化人民生活需求”。在我國熱帶9省區(qū)，熱作直接年產(chǎn)值1000億元人民幣，加上加工產(chǎn)值每年在2500億元以上。然而，由于熱帶作物均為小作物，加上遺傳基礎(chǔ)復(fù)雜，相關(guān)基礎(chǔ)研究十分欠缺。木薯是一種典型的熱帶作物，具備高光效、高生物量和高淀粉產(chǎn)量，同時耐旱、耐貧瘠，適合在我國南方大量山地種植，能夠?qū)釒У貐^(qū)優(yōu)越的光、熱、水資源轉(zhuǎn)化為優(yōu)質(zhì)生物質(zhì)，服務(wù)于糧食安全、能源儲備和未來生物質(zhì)產(chǎn)業(yè)。他們將木薯作為熱帶模式植物，研究其光合作用與淀粉高效積累，以及抗旱耐貧瘠得生物學(xué)特性，旨在為木薯和其它熱帶作物的高產(chǎn)優(yōu)質(zhì)發(fā)掘優(yōu)良的基因資源。

針對以上問題，中國熱科院熱帶生物技術(shù)研究所、熱帶品種資源研究所，中國科學(xué)院上海生命科學(xué)院、北京基因組研究所等8家單位共同開展了中國熱科院木薯國家重大基礎(chǔ)研究973項(xiàng)目“重要熱帶作物木薯品種改良的基礎(chǔ)研究”。

2014年9月13日，該項(xiàng)目的驗(yàn)收會在?？谂e行，作為項(xiàng)目總協(xié)調(diào)人王文泉介紹說，該項(xiàng)目已經(jīng)同步完成了木薯野生祖先種和栽培種兩個全基因組測序，覆蓋基因區(qū)遺傳密碼的95%，發(fā)現(xiàn)了2.8萬余個共有基因模型，以及栽培與野生種中特有的基因。尤為重要的是通過比較基因組和轉(zhuǎn)錄組，首次揭示了栽培木薯高光效、光合產(chǎn)物運(yùn)輸及淀粉高效累積途徑基因的進(jìn)化特征，發(fā)掘出數(shù)百萬個單核苷酸插入和缺失標(biāo)記，為今后通過分子定向設(shè)計育種培育出“超級木薯”奠定了良好的基礎(chǔ)。該研究成果發(fā)表于國際著名的自然出版集團(tuán)旗下的《自然通訊雜志》(Nature Communication，2014）。標(biāo)志著我國木薯基礎(chǔ)研究領(lǐng)域的國際領(lǐng)先地位。

另外，該項(xiàng)目還通過轉(zhuǎn)基因技術(shù)獲得了具有不同直鏈淀粉含量的系列新種質(zhì)，為變性淀粉加工工藝方面提供了新材料；轉(zhuǎn)基因培育出了抗生理衰變新種質(zhì)，為今后增加木薯存儲時間提供了理論和技術(shù)支撐；培育出了兩個木薯新品種和一批兼具有耐寒、高產(chǎn)、高淀粉率的新種質(zhì)。在木薯基礎(chǔ)研究領(lǐng)域取得突破性進(jìn)展，為木薯及其他熱帶作物的基礎(chǔ)生物學(xué)和遺傳改良研究奠定重要基礎(chǔ)，對我國未來的糧食安全和生物能源安全具有重要意義。

國際協(xié)作，創(chuàng)建熱帶作物分子育種服務(wù)平臺

后基因組時代的作物分子育種，已經(jīng)允許一些小作物的遺傳改良走在與國際上研究最多的幾個重要作物同步的技術(shù)水平，關(guān)鍵是理念和試驗(yàn)過程的協(xié)調(diào)與組織。2012年王文泉教授主持申報的國家自然科學(xué)基金-CG聯(lián)合基金重點(diǎn)項(xiàng)目“木薯全基因組關(guān)聯(lián)分析與分子育種模型”獲得資助。通過該項(xiàng)目，組織國際熱帶農(nóng)業(yè)研究中心CIAT（哥倫比亞）、國際熱帶農(nóng)業(yè)研究所IITA（尼日利亞）和巴西國家內(nèi)幕研究院木薯與熱帶果樹研究所（EMBRAPA，Cassava and Tropical Fruits）等國際木薯資深研究機(jī)構(gòu)，合作開展為期5年的木薯分子育種研究計劃。針對1000份重要遺傳資源，通過精細(xì)的基因型分析和表型性分析，獲取主要育種目標(biāo)性狀的分子標(biāo)記及基因單倍型，建立木薯基因組選擇的框架。

目前已經(jīng)獲得兩年跨3個州12個點(diǎn)的環(huán)境試驗(yàn)數(shù)據(jù)，為該項(xiàng)目的實(shí)現(xiàn)建立基礎(chǔ)數(shù)據(jù)。尤為重要的是，王文泉教授課題組在木薯全基因組測序基礎(chǔ)上，目前已開發(fā)出一套先進(jìn)的簡化重測序基因型分析技術(shù)，稱為ASFM技術(shù)，該技術(shù)設(shè)計的DNA前處理結(jié)合混合測序，允許對大量材料樣本進(jìn)行高通量低成本的測序，提取在基因組上具有基因區(qū)偏致性的選擇性序列信息，而且可以對其甲基化信息進(jìn)行分析，其直接獲取單個樣本的成本為500元人民幣。該方法申請了國家發(fā)明專利，并且已經(jīng)發(fā)表在自然出版集團(tuán)具有較高影響力的《自然報道》雜志（Scientific Reports），這個方法同樣可以運(yùn)用于其它任何一種作物。該項(xiàng)目的完成將會對國際木薯分子育種產(chǎn)生深遠(yuǎn)影響。

王文泉教授還經(jīng)常參加各種國際學(xué)術(shù)會議，并應(yīng)邀報告。如2009、2010年的美國動植物基因組學(xué)大會，2012年6月18～22日在烏干達(dá)舉行的第二屆全球木薯協(xié)作會議（GCP-II）。王文泉教授在會議特邀報告中陳述了中國木薯基礎(chǔ)研究和產(chǎn)業(yè)的歷史性進(jìn)步，以及中國承辦木薯國際會議的熱誠與信息，大會一致支持2015年第三屆全球木薯聯(lián)盟會議（GCP-III）在中國舉辦。2015年10月GCP-III暨第十七屆國際塊根類作物學(xué)會會議即將在中國廣西召開，這是中國木薯研究走向世界，全球分享中國木薯研究、栽培與加工技術(shù)的盛會。王文泉教授作為會議的實(shí)際組織者之一，正在與全球木薯研究精英們策劃新的全球性合作計劃，任重而道遠(yuǎn)。

科技是國家強(qiáng)盛之基，創(chuàng)新是民族進(jìn)步之本。自古以來，科學(xué)技術(shù)就以一種不可逆轉(zhuǎn)、不可抗拒的力量推動著人類社會向前發(fā)展。王文泉教授作為博士生導(dǎo)師，已經(jīng)為國家培養(yǎng)博士、碩士研究生50余名。他相信，在中華兒女的共同努力下，祖國的“創(chuàng)新強(qiáng)國夢”必將如愿實(shí)現(xiàn)！