0.3cm 小纤维的大情怀

　　朱玉贤，中国科学院院士，北京大学教授、博士生导师，北京大学理学部学术委员会委员，蛋白质与植物基因研究国家重点实验室主任。还担任中国植物学会副理事长，《遗传学报》副主编，《科学通报》特邀编辑，植物生理学与生物化学、农业基因组学、作物遗传改良、医学分子生物学、棉花生物学等国家重点实验室学术委员会委员、农业部国家转基因生物安全委员会委员，科技部863计划“现代农业技术领域”专家组副组长。1997年获得国家自然科学基金委“国家杰出青年科学基金”资助，2001年被教育部聘为“长江学者”，2003年成为国家自然科学基金委“创新团队”学术带头人。
　　“我就是想为中国农民做点事情，从小在农村长大，我对农民有着根深蒂固的感情。”朱玉贤院士的赤子情怀让人感动。“做点事情”，就是让中国的棉花纤维再伸长0.3厘米，就是这点事情，将改变中国棉纺织产业在世界市场的地位，在高端棉花需求上摆脱对美国的依赖。而对于中国的广大棉农，这也将为他们带来更多的经济收入。
　　朱玉贤院士对科学真理孜孜以求的感人事迹，给记者留下深刻印象。之所以能取得令世人瞩目的科研成就，在于他对创新境界的自觉追求。朱玉贤认为，科学研究想获取创新成果，不仅要培养在学识上的远见，更要求具备追求目标时的坚韧态度和行动，还要对研究方法的灵活选择和变通。
　　秉持这一自觉追求，十余年来，朱玉贤和他带领的团队攻克了一个个难关，通过功能基因组研究发现乙烯能够促进纤维细胞伸长，这前所未有的研究结论为提高我国棉花的产量和品质奠定了理论基础，也使我国的棉花研究达到世界领先水平。

提高棉花纤维0.3厘米为中国棉升级奠定基础

　　接受本刊记者采访时，朱玉贤说：“我大学专业选的就是农业，一直有一个坚定的信念，我可以为中国农民做一点事情。所以当1998年科技部生物工程中心负责人找到我，让我申请棉花这个项目时，我一下子就答应了。”
　　“我国是世界第一产棉大国，年产量四五百万吨，但是每年仍需从美洲进口约100万吨的原棉，主要原因是我国棉花的品质偏差。”朱玉贤说。我国生产的棉花纤维平均长度不足3厘米，而美国产的棉花平均长度为3.3厘米。纺织品中必须有1/3以上的棉花纤维长度大于3厘米，低于3厘米棉纤维之间的接头太多，生产出来的棉布会很毛糙。生产实践中，90支纱以上的高端纺织品都必须掺入3厘米以上的原棉，越高支纱的棉布、掺入的长绒棉就相对越多。
　　就是这0.3厘米的微小差距，使我国的棉纺厂每年都要进口来自北美的长绒棉（绒长在3.3厘米左右），以提高纺织品质量。因此，我国每年都会有国产原棉积压，使棉农和纺织业喘不过气来，承受了很大压力。
　　“当初获得这个项目时，我第一感觉就是心中的愿望终于可以实现了，可以用自己的专业知识为农民做点事。”朱玉贤说。
　　朱玉贤和他的团队制作了棉花芯片，将野生型陆地棉和它的无纤维突变体进行比较，最初是想通过这种比较，找到两者在基因表达上的差异。实验过程中发现，比较芯片中12000多个棉花基因，居然有5000～6000个基因表达有明显的差异。
　　怎样才能找到控制棉纤维伸长的关键基因呢？研究一度陷入了困境。
　　“这个问题困扰了我很长一段时间，有一天我在办公室苦思不得其解，突然一个念头在脑中闪过，既然从芯片中很难找到控制纤维伸长的关键基因，为什么不能在纤维高表达的生化途径上试试呢？”
　　经过慎重考虑，朱玉贤放弃了以往研究单个基因表达的惯性思维，转向高表达生化途径的研究。2005年，朱玉贤和他的团队通过生物信息软件来系统性地检测纤维发育期间生理生化代谢途径的表达变化，最终发现乙烯是该期间变化最显著的生化途径。
　　“乙烯是一种植物激素，棉花本身就含有这种激素，通过基因工程提高乙烯的释放量，能够促进棉纤维的细胞生长。”这个研究结论让朱玉贤和他的团队喜出望外，加快了研究进程。之后，他们相继取得超长链脂肪酸调控乙烯合成，乙烯通过调节果胶多糖生物合成来控制纤维伸长等重大发现。
　　通过功能基因组研究发现乙烯能够促进纤维细胞伸长，这个前所未有的研究结论为提高我国棉花的产量和品质奠定了理论基础，也使我国的棉花研究达到世界领先水平。
　　2010年，中国农科院棉花研究所进行栽培试验，实验结果证实了朱玉贤的研究结论，在纤维显著伸长的10个株系中，有8个都来自他的实验室，其中效果最好的品种纤维平均长度为31.49～32.05毫米，比转基因母本品种的原始纤维长度提高了超过3毫米。

朱玉贤检查棉花生长情况

　　对这个实验结果，朱玉贤仍然感到一丝遗憾，他计划把实验得到的转基因品种与生产上大面积推广的长纤维品种进行杂交，期望能够进一步提高棉纤维的长度，以期为整个棉花产业做出实质性贡献。
　　朱玉贤对记者说，陆地棉的伸长问题已经解决，实验室现已进入第二阶段研究，下一个目标争取让长纤维的海岛棉长出像陆地棉那样多的纤维。这将是一个更大的难题，因为海岛棉的纤维虽然较长，品质也很好，但单株海岛棉上的纤维数量太少，因此生产上无法大面积推广。如果我们能大幅度增加海岛棉的纤维产量，不仅可以提高棉农收入，还将使我国的棉纺织产业进入一个可持续发展阶段，完成产业的升级换代，增强其在国际市场高端棉纺织品行业的竞争力。

负笈美国学成归国感恩母亲报效国家

　　“我做事的方式很大程度上受我母亲的影响”，说到自己所取得的成绩，朱玉贤由衷地感谢母亲在他成长过程中为他付出的艰辛。
　　小时候上学时，早晨6点半钟朱玉贤从家里出来，走路到学校。母亲每天都很早起来给他做饭。母亲下地劳作一天，回家后还要做很多家务。那个时候，母亲每天可能只睡两三个小时，四五点钟就起来给他做饭。
　　那时家里没有闹钟，而母亲每天都要准时起来，估计很难安安稳稳地睡觉。母亲的这种坚韧与付出，让朱玉贤从小就坚定了一个信念：一定要好好读书，将来报答母亲。
　　从小学到初中，喜欢学习的朱玉贤成绩一直很好，很受老师喜欢。“文革”开始后，学校停课了，朱玉贤只好回家跟着父母做农活。离校前，他找到当时的语文老师，请他帮忙找一套“文革”前的高中数、理、化、语文教材。老师给他找了整整一网兜的书。朱玉贤背着这些书和简单的行李，从富阳镇上的学校步行逾12公里，回到家乡。之后两年，他利用工余和晚上的时间，把这些书通读了一遍，做了大量的笔记。这是朱玉贤积累的第一笔人生“财富”！
　　1975年1月，朱玉贤应征入伍，在舟山度过了３年多宝贵的部队生活。军人生涯锤炼了朱玉贤的百折不回的性格。1977年，国家恢复了高考。1978年退伍的朱玉贤，经过短暂复习之后，参加高考考进了浙江农业大学农学系种子专业。
　　1986年1月朱玉贤到美国康奈尔大学攻读博士学位，专修植物学，主要从事植物激素与豌豆的衰老研究。留学所读专业也是与农业紧密关连，朝着为农民“做点事情”的目标，他又迈出了坚定一步。
　　留美期间发生的一件事情深深刺激了朱玉贤。读博士时，朱玉贤的导师拿了一本美国的《The Economist》（《经济学人》）杂志，封面是一个巨大的漩涡，漩涡边上有一艘小船，上面写着China Economy！以此暗示中国早晚被这巨大的漩涡吸进去，中国经济早晚得完蛋！当时国际上就是这么看中国的。朱玉贤对记者说，即使现在，欧美一些国家的人还是对中国的改革开放有偏见。看不到中国这30多年为世界经济和科学发展作出的贡献，他们愿意用一种有色眼镜看中国今天所取得的成就。
　　当1991年完成学业和研究之后，朱玉贤毅然选择回国创业。当时很多同学都劝他留在美国，朱玉贤告诉他们：“我的根在中国。”卖掉了在美国买的二手福特车，朱玉贤与夫人一起返回中国。

编写教材刻苦钻研自觉追求创新境界

　　回国后，看到国内没有系统的分子生物学教材，朱玉贤就联系了李毅博士等人，编写了70万字的《现代分子生物学》教材。这本书15年间印刷量超过30万册，已成为国内高校分子生物学的最主要教材，今年推出第4版。
　　朱玉贤一心献身科学，但科研道路上也会遇到坎儿。1993至1994年间，他没有拿到任何一个国家科学研究项目，连国家自然科学基金面上项目的申请都失败了。那段时间很困惑，朱玉贤怀疑自己选择的科研道路是不是还能走下去。但如果遇到困难就撤退，就换方向，不一定能走得很远。最终他咬咬牙决定坚持走下来。
　　但从另一角度看，做科学研究，永远坚持一个方向不变，也不一定能出成果。朱玉贤在康奈尔大学读博士时，导师就对他说，做研究需要在黑暗中不断摸索、校正，再摸索再校正，也就是人们常说的失败、斗争，再失败再斗争。什么时候要换方向，什么时候要坚持下去，这恐怕是决定一个人能否成为一个好学者的重要品质。所以科学家要有第六感觉，要能把握科研方向，大致判断此路是否能走通。而第六感的形成，朱玉贤认为需要学术背景、对问题系统性的认识、对世界前沿科学的把握以及对所拟研究的问题的独到见解。
　　“做学问，最终是一种综合素质的匹配”，朱玉贤说。科学研究想获取创新成果，不仅要培养在学识上的远见，更要求具备追求目标时的坚韧态度和行动，还要对研究方法的灵活选择和变通。
　　正是“各种素质的合理匹配”，促成了朱玉贤在棉纤维发育和拟南芥细胞分化机制领域取得重大突破。
　　朱玉贤和他的团队首次展开棉纤维中差异表达基因的大规模克隆分离工作，建成具有国际领先水平的大型高通量陆地棉cDNA芯片，发现植物激素乙烯在棉花纤维细胞伸长过程中的主导作用。发现超长链脂肪酸（VLCFA）在转录水平上调控乙烯生物合成，发现同时受乙烯和超长链脂肪酸调控的果胶多糖生物合成是棉纤维细胞初生壁合成和细胞伸长的限速步骤。由于在乙烯信号通路上下游长期而系统性的研究，世界植物科学著名的综述期刊《当代植物学观点》邀请他撰写论文，阐述他们对棉纤维这个特殊细胞的认知。该研究于2011年获国家自然科学二等奖。

朱玉贤在北京大学生命科学院作学术报告

　　朱玉贤和他的团队研究还发现了拟南芥乳腺癌抑制因子同源基因BARD1是干细胞决定因子WUS和WOX5的抑制因子，BARD1缺失突变体中WUS的表达从顶端的组织中心扩展到所有外表层细胞，使顶端分生组织分化受阻。在拟南芥根尖，BARD1抑制了WOX5基因表达，从而控制植物向地性生长和根尖分生组织细胞分化。

带团队如同选种子为国选材悉心培养

　　作为学术带头人，朱玉贤认为，研究生的培养，不仅是知识传递的过程，更重要的是要为自己的学科培养可以为国家做研究的栋梁之材。
　　朱玉贤带领团队，采用了选种子的经验，优选“种子”，并采取恰当的“培养”方法。带领研究生，朱玉贤第一年可能不会主动跟他们接触，先观察他们，看他们会不会主动找自己谈问题，因为提问题的时候，可以知道他们对这个专业了解的深度和广度。
　　有个学生叫施永辉，他2000年5月到朱玉贤实验室，先跟师哥师姐一起干些“杂活”，做本科毕业论文。
　　2001年夏天，施永辉找到即将毕业的师兄姬生健，希望能继续做他留下的课题。刚接触这个课题的前一两个月，施永辉就多次主动向朱玉贤汇报工作进展。这使朱玉贤感到很吃惊，新生一般都很怕见他，害怕被问实验进展如何，害怕挨呲儿。连续几次听了施永辉的汇报后，朱玉贤感觉他是可造之材，于是每次都给他布置很多新工作。施永辉花了一个学期的时间，学会了包括测定文库滴度、体外剪切、cDNA文库序列测定、多序列比对以及生物信息学分析等工作。这期间，施永辉不断总结经验，主动反馈实验结果，促使朱玉贤最终决定立即开展大规模棉花cDNA芯片研究，并决定由施永辉负责该项研究。
　　说到姬生健，朱玉贤同样充满了自豪感。他说，这也是一个很有想法的学生。那时，实验室主要用“差异显示”技术筛选与棉纤维伸长相关基因。当年，全世界通行的模式是对“差异显示”实验中获得的单个基因片段进行深入分析，证明该基因与人们所研究的性状有关联。有一天，姬生健突然跑来找朱玉贤，说应该把“差异显示”实验中得到的所有基因片段建成“差异基因文库”，进行高通量DNA序列测定，这样，理论上就能一次性获得所有与棉纤维伸长相关的差异表达基因。这当然是个好想法，朱玉贤马上同意了。姬生健发表在《核酸研究》上关于棉纤维“差异基因文库”构建与分析的论文，施永辉发表在《植物细胞》上用基因芯片技术研究调控棉纤维发育代谢途径的论文均已成为近十年来全世界棉花研究领域影响最广泛的十篇科研论文之一，成为享誉世界的重要科研成果。所以说，一个好学生必须是一个会思考的人。
　　朱玉贤不赞同“不能让孩子输在起跑线上”这一套说法。人生不是百米赛跑，人生是马拉松，而且是N多个马拉松，与“起跑”基本没什么相关性！条件不是决定成败的唯一因素！老师对学生起“一杆秤”的作用，用自己的学识，去“称量”所选“种子”的重量和质量，给学生指明最合适的发展方向和方法。
　　“科学工作者要取得突破，面对失败的态度很关键。因为在探索未知世界的过程中，失败必然要多于成功，如果不能理性对待失败，就不能保持长期工作热情，更不要提最后的成功。”朱玉贤说，“作为农民的儿子，我对农村孩子较为了解。在我研究室，不少人是来自农村，他们做事情比较有韧性。当他们遇到困难，我会尽可能地提供帮助。”
　　春风化雨，桃李芬芳。朱玉贤带领的学生纷纷成材。其中，一名博士已成功应聘回北大工作；一名博士在中科院植物所担任研究员，还被列入中科院“百人计划”；还有的博士到了国外，成为沃顿商学院的高材生……
　　每当听到学生们进步的消息，朱玉贤甚至比他们还高兴。朱玉贤和他的学生们将继续在科研创新道路上开拓进取，尝试通过自己的努力，用科研成果为人类带来更为光明的前景。