【石榴云/新疆日报】科创先锋丨张道远:探寻荒漠植物基因密码

  踏入古尔班通古特沙漠,脚下出现大片灰黑色地毯,禁锢着细小沙粒,使其无法随风流动。 

  这些地毯其实是一种极端耐干苔藓聚拢在一起所形成的生物结皮。干燥时,苔藓休眠呈灰黑色,但干而不死可持续数月甚至数年,只要在上面滴一滴水,它们就会在两三秒内变绿,并复苏舒展开来进行光合作用。”106日,新疆最美科技工作者、中国科学院新疆生态与地理研究所研究员张道远告诉记者。 

张道远在做实验。图片由受访者提供 

  20余年来,张道远及其团队瞄准这类不起眼荒漠植物,利用基因技术开展分子层面抗逆性研究,揭示荒漠植物干而不死、死而复生基因密码,靶定具有耐干、抗病、促生长功能特殊基因,为培育抗旱农作物遗传育种奠定基础。 

  我们选定齿勒赤藓作为研究对象,首先要将不足1厘米长的单株苔藓进行扩繁,获得以供研究的单克隆材料。张道远说。 

  1999年进入新疆生态与地理研究所工作起,张道远就勇挑重担,历时5年从实验室设计、仪器设备购买、技术体系建立等方面搭建起抗逆分子生物学实验室,开创了研究所分子研究先河。实验室既包括荒漠植物组织培养平台,也包括基因编辑、基因敲除等分子操作平台。 

张道远(右)和同事一起做实验。图片由受访者提供 

  依托这个实验室,张道远组建团队,系统开展荒漠植物特殊耐干过程及其分子适应机制研究。他们创建多组学联合分析平台解析耐干过程基因调控机制及基因和蛋白质相互作用网络图,创新性发现荒漠植物调控耐干过程分子开关,在荒漠植物抗逆机制尤其是耐干分子机理领域研究达到国际领先水平,极大丰富耐干生物学理论。2017年,该研究成果获得新疆科技进步一等奖。 

  在理论研究基础上,张道远和团队深入挖掘荒漠植物抗逆基因资源,克隆30多个具有独立自主知识产权抗逆基因。这些基因具有耐干、抗病、促生长等一因多效功能,在进行高抗、节水农作物培育上显示出产业化应用潜力。 

  科研道路艰辛,也充满惊喜。有一年春节后,张道远和同事对假期留置实验室扩繁的苔藓进行研究时发现,所有基因和前期研究结果对不上号。哪里出了问题?对研究过程进行回溯后他们才发现,因为假期意外停电,致使组织培养平台上光照等生长条件发生改变,正在扩繁的土壤样本中银叶真藓孢子萌发生长,取代了要培养的齿勒赤藓。这个美丽的错误,让研究组获得了两套基因组体系。 

  如今,抗逆分子生物实验室已成为自治区重点实验室,承担国家级科研项目20余项,培养分子生物学硕博士研究生40余名。 

  父亲给我取名为道远,寓意建设新疆任重道远。张道远说,她将一如既往做好科研工作,挖掘新疆特有资源,为把祖国的新疆建设得更加美好持续努力。