6月3日，國際頂級學(xué)術(shù)期刊《自然》上線一篇來自四川農(nóng)業(yè)大學(xué)西南作物基因資源發(fā)掘與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的研究成果《質(zhì)體小球區(qū)室化調(diào)控玉米氮素利用效率的機(jī)制》。一群平均年齡不到32歲的年輕人，用不到三年時間，從零起步，在玉米葉肉細(xì)胞葉綠體中發(fā)現(xiàn)了一條“氮代謝微型流水線”。

這是一場極致投入后與時間的賽跑，也是一次青年科學(xué)家在川農(nóng)大這片沃土上的“純粹”生長。

為細(xì)胞里的“氮代謝流水線”繪出“工作流程圖”

我國玉米氮肥利用率長期不足40%，每年損失的氮肥超過1000萬噸，同時也造成土壤酸化、水體富營養(yǎng)化等環(huán)境問題。如何讓玉米既減“口糧”又增產(chǎn)量？黃永財(cái)團(tuán)隊(duì)將目光投向了葉綠體中的一個微小結(jié)構(gòu)——質(zhì)體小球。

“這個現(xiàn)象此前從未有人報(bào)道過。”論文第一作者陳迪介紹道，當(dāng)?shù)爻渥銜r，質(zhì)體小球數(shù)量明顯增多。這一發(fā)現(xiàn)，打開了全新的研究窗口。

團(tuán)隊(duì)成功分離出質(zhì)體小球，并鎖定了兩個關(guān)鍵酶：亞硝酸還原酶和谷氨酰胺合成酶。他們的研究證明，二者在質(zhì)體小球表面有序組裝，形成一條高效的氮代謝流水線，將有毒的亞硝酸鹽轉(zhuǎn)化為谷氨酰胺——這正是植物合成蛋白質(zhì)的“黃金原料”。他們的發(fā)現(xiàn)首次揭示了玉米中氮素高效利用和高蛋白積累相關(guān)的重要亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)及其功能，闡明了其特定的定位機(jī)制和形成的代謝通道，為植物氮代謝研究提供了“從現(xiàn)象到機(jī)理”的研究新范式。

“投稿僅8天便進(jìn)入審稿流程，雜志同時邀請了5位審稿人，這說明我們的研究極具創(chuàng)新性。”論文通訊作者黃永財(cái)教授說。審稿人評價該研究“可被視為一項(xiàng)顛覆性的科學(xué)突破”，《自然》同期配發(fā)專題評述。而成功繪制這條流水線的工作流程圖，是一群從四面八方來到川農(nóng)大的年輕人。

在三年里跑出極限“倒計(jì)時”

2022年底，30歲的黃永財(cái)放棄上海優(yōu)越條件，回到母校四川農(nóng)業(yè)大學(xué)成立實(shí)驗(yàn)室。彼時，實(shí)驗(yàn)室只有兩間辦公室，實(shí)驗(yàn)平臺要從零搭建。

陳迪2023年博士畢業(yè)后加入團(tuán)隊(duì)，鄭重開啟自己的職業(yè)科研生涯。從那以后，她在實(shí)驗(yàn)室亮起的燈便未在凌晨12點(diǎn)前熄滅過。

“每個人都是極致的投入。”這是黃永財(cái)對這三年的總結(jié)。

2024年10月11日，一場“極限接力”曾悄然上演。團(tuán)隊(duì)成員凌晨6時飛往西雙版納，落地后直奔試驗(yàn)田采集材料，當(dāng)晚飛回成都，為了確保樣本新鮮、獲得的數(shù)據(jù)可靠，他們連續(xù)工作至次日凌晨2點(diǎn)。“兩個月的等待很煎熬，數(shù)據(jù)出來的那一刻，我們所有的猜測被證實(shí)了。”陳迪說，那天大家激動得幾乎一夜未眠。

田間，挑戰(zhàn)更加嚴(yán)峻。幾乎從未參與過大田實(shí)驗(yàn)的陳迪和高盧盧，從學(xué)習(xí)如何種玉米開始。2024年端午假期前，陳迪臨時起意，抓緊在實(shí)驗(yàn)室工作告一段落的傍晚趕去地里挖苗收取表型。大田泥濘，一腳踩進(jìn)去鞋根本拔不出來。為趕進(jìn)度，她和高盧盧干脆打赤腳，連挖了60多棵玉米苗。為了獲取完整植株，每棵苗都連土帶根挖起，重達(dá)二三十斤。采完她們用三輪車運(yùn)到河邊清洗、稱重，一直忙到夜里10點(diǎn)多。而就在次日，連續(xù)陰雨導(dǎo)致澇害，實(shí)驗(yàn)材料全部黃化無法再使用。

“如果晚一天去收，那一季的關(guān)鍵數(shù)據(jù)將全部丟失，我們得再等一季。”事后回想，陳迪慶幸又感慨，“有時突如其來的想法，可能真的是老天在給你機(jī)會。而科研就特別需要能抓住這種機(jī)會。”這次拿到的樣本數(shù)據(jù)，后來也成為了他們研究中的關(guān)鍵證據(jù)。

為制備材料，團(tuán)隊(duì)曾頂著海南正午的烈日給玉米授粉。“玉米葉割人，最開始我還用手臂去擋，后來為求效率也就‘勇者無懼’了。”陳迪說。高盧盧也曾因?yàn)檎n題需要，連續(xù)一個月授粉密切接觸玉米葉片，持續(xù)過敏導(dǎo)致她全身浮腫，以至于回家時“父母差點(diǎn)不敢認(rèn)”。

投稿后，《自然》編輯部罕見地找來5位不同領(lǐng)域的審稿人。團(tuán)隊(duì)用5個月補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)、字斟句酌回復(fù)意見，返修回復(fù)文稿長達(dá)80頁。一位審稿人深為折服，表示“非常感動。”

“五個審稿人在第一輪就一致推薦發(fā)表。”黃永財(cái)說，這在《自然》的審稿流程中并不多見。

將4位90后擰成高效“齒輪組”

令人驚訝的是，這支團(tuán)隊(duì)的核心成員全是90后：黃永財(cái)34歲，陳迪31歲，高盧盧32歲，還有95后碩士生李書君和35歲的博士后李文皓。

黃永財(cái)博士后研究結(jié)束被引進(jìn)到四川農(nóng)大工作，當(dāng)時的陳迪恰好想從擬南芥研究轉(zhuǎn)入作物研究，“經(jīng)人介紹，得知黃老師在玉米研究領(lǐng)域的重要工作，便一拍即合，加入團(tuán)隊(duì)”。陳迪入職后，快速找到了關(guān)鍵的切入點(diǎn)，開始閱讀了大量領(lǐng)域相關(guān)文獻(xiàn)，思考了很多未來要做的工作。她入職一年后，聊起團(tuán)隊(duì)的研究項(xiàng)目和火熱的氛圍，又深深打動并吸引來了她博士期間的好搭檔高盧盧……對科研純粹的熱愛，讓這些年輕的探索者聚在一起，全情投入一場“鑿空”之旅。

團(tuán)隊(duì)中，黃永財(cái)深耕遺傳學(xué)十余年，負(fù)責(zé)課題整體構(gòu)思、資源整合，是“總指揮”兼“政委”；陳迪不僅擅長分子生物學(xué)與細(xì)胞生物學(xué)、操刀絕大部分關(guān)鍵實(shí)驗(yàn)，更在課題的構(gòu)思與整理規(guī)劃上發(fā)揮了核心作用；高盧盧專攻亞細(xì)胞結(jié)構(gòu)分離純化，攻克了質(zhì)體小球提取的技術(shù)難關(guān)，同時還負(fù)責(zé)蛋白質(zhì)組的分析和定位以及大部分生化實(shí)驗(yàn)；李文皓負(fù)責(zé)生物信息學(xué)分析，從海量數(shù)據(jù)中精準(zhǔn)解析基因的自然變異。四個人各有專長，又像齒輪組一樣緊密咬合。高盧盧坦言：“我們每個人有最擅長的部分，但不是只做了擅長的，有很多交流融合的狀況。”

“如果你不是純粹地享受和投入這件事，中間會有很多次想放棄。”陳迪說，“但我們每個人都知道，自己不是孤軍奮戰(zhàn)。”

為青年英才打造安心“梧桐林”

這支團(tuán)隊(duì)的快速成長，離不開川農(nóng)大提供的“土壤”。

2022年底，黃永財(cái)回校面試時，正值疫情交通管制，他輾轉(zhuǎn)多地、航班多次取消，最終從長沙轉(zhuǎn)機(jī)，凌晨1點(diǎn)多才落地成都參加上了招聘面試。“我克服了重重困難，實(shí)現(xiàn)了與母校的雙向奔赴。”面試現(xiàn)場，時任黨委書記莊天慧聽完他的報(bào)告后說：“我就一個希望：你能夠高高興興地回來，安安心心地工作。”

黃永財(cái)一到崗，校長吳德就像一位看到自己孩子的長輩，叮囑他要“做有心人、干困難事、立大格局”。他從得知團(tuán)隊(duì)投稿之初就全程關(guān)注，每隔一周左右便發(fā)消息詢問，“有沒有困難？”“需要幫助就找我”。

兩年半的時間，從兩間加起來約20平米的辦公室，到目前接近200平米的實(shí)驗(yàn)空間，學(xué)校不僅為他提供了相當(dāng)充足的科研啟動經(jīng)費(fèi)和人才引進(jìn)待遇，還積極協(xié)調(diào)解決家庭的后顧之憂。西南作物基因資源發(fā)掘與利用國家重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室的公共平臺，也為團(tuán)隊(duì)“從零起步”提供了關(guān)鍵的硬件支撐。正是這些實(shí)實(shí)在在的支持，讓這支年輕科研團(tuán)隊(duì)能心無旁騖投入攻關(guān)。

從兩間辦公室到重磅成果發(fā)表，在這片西部熱土上，青年科學(xué)家的夢想，正拔節(jié)生長。