把價(jià)格打下來(lái)4/5！這顆中國(guó)番茄種子何以打破國(guó)外壟斷？

齊魯晚報(bào)·齊魯壹點(diǎn)記者 鞏悅悅 王建偉

一顆番茄，能值多少錢？

作為國(guó)內(nèi)引進(jìn)的主流高端番茄品種之一，法國(guó)Saopolo番茄的種子，一顆就要18塊，成為我國(guó)種源“卡脖子”的代表品種之一。山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李傳友教授團(tuán)隊(duì)培育的“泰番玲瓏珠”，不僅產(chǎn)量和品質(zhì)可以媲美，而且價(jià)格還不到它的五分之一。這不僅是價(jià)格的差距，更是一場(chǎng)高端種業(yè)的“突圍戰(zhàn)”。番茄本是舶來(lái)品，如今中國(guó)已是世界第一番茄大國(guó)，可高端種子的命脈，曾長(zhǎng)期握在別人手中。

李傳友要用這顆番茄，給中國(guó)種子裝上“中國(guó)芯”。而這一切的起點(diǎn)，要追溯到50年前的一個(gè)暑假。

那時(shí)候他還是個(gè)孩子，跟在父親后頭翻地瓜秧。父親鋤地，把地瓜的根鋤斷了不少。他心疼那些根，忍不住問(wèn)：根都斷了，莊稼還能長(zhǎng)好嗎？

“父親對(duì)我說(shuō)，這是老輩人傳下來(lái)的增產(chǎn)法子，里頭一定有道理。你以后有機(jī)會(huì)，自己去琢磨琢磨。”

這個(gè)問(wèn)題，他琢磨了50年。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月20日晚8點(diǎn)，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)教授李傳友（左2）在德國(guó)班貝格捧起了洪堡研究獎(jiǎng)。

當(dāng)?shù)貢r(shí)間3月20日晚8點(diǎn)，德國(guó)班貝格。李傳友從德國(guó)科技部長(zhǎng)和洪堡基金會(huì)主席手中接過(guò)了洪堡研究獎(jiǎng)——德國(guó)頒發(fā)給外國(guó)學(xué)者的最高榮譽(yù)。這個(gè)獎(jiǎng)，標(biāo)志著中國(guó)科學(xué)家在作物育種基礎(chǔ)研究領(lǐng)域，已經(jīng)站在了國(guó)際學(xué)術(shù)前沿。

憑啥拿這個(gè)獎(jiǎng)？答案就藏在一顆番茄里。

兩個(gè)難題，一把鑰匙

“全世界搞育種的，都卡在兩個(gè)‘硬骨頭’上。”采訪中，李傳友開(kāi)門見(jiàn)山，“一是產(chǎn)量和抗性‘打架’，高產(chǎn)的不抗病，抗病的低產(chǎn)；二是小麥、玉米、大豆這些主糧再生能力弱，基因編輯再好也用不上。”

這兩道難題，像兩把鎖，被他用“一顆番茄”一一解開(kāi)。李傳友找到的，正是開(kāi)鎖的鑰匙。

第一把鑰匙，叫“免疫穩(wěn)態(tài)”。

李傳友介紹，植物的免疫系統(tǒng)和人類有點(diǎn)像。感染了，要啟動(dòng)防御；敵情解除了，要適時(shí)剎車。剎車不靈，就會(huì)過(guò)度免疫——就像有些感染疾病的重癥患者，很多不是被細(xì)菌或病毒殺死，而是被自己的免疫反應(yīng)“燒”死的。

“植物比人聰明。”李傳友說(shuō)，“它不能動(dòng)，天天被蟲(chóng)子咬、被病菌侵，可它從來(lái)沒(méi)把自己‘燒’死。它有一套精確的剎車系統(tǒng)。”

根據(jù)國(guó)外研究成果，植物存在系統(tǒng)性防御現(xiàn)象，其中，發(fā)揮關(guān)鍵作用的有兩個(gè)因子——系統(tǒng)素和茉莉酸。但對(duì)于它們?nèi)绾伟l(fā)揮作用及其作用機(jī)理是什么，學(xué)術(shù)界一直沒(méi)有研究清楚。

經(jīng)過(guò)20余年的研究，李傳友教授團(tuán)隊(duì)鑒定到了系統(tǒng)素有兩個(gè)受體SYR1和SYR2，它們作為受傷程度的感受器：一個(gè)當(dāng)油門，啟動(dòng)防御；一個(gè)當(dāng)剎車，終止免疫。油門踩多大，剎車就配多靈。把這兩樣調(diào)好了，產(chǎn)量和抗性就能一起往上走。

第二把鑰匙，是被稱作“再生指揮官”的再生因子REF1。

這個(gè)發(fā)現(xiàn)，回答了一個(gè)世紀(jì)難題。2005年，《科學(xué)》雜志在其創(chuàng)刊125周年之際，向全球科學(xué)家征集了125個(gè)最重要的科學(xué)問(wèn)題，又從里面挑出25個(gè)。第七個(gè)問(wèn)題是：什么控制著器官再生？

2024年5月22日，國(guó)際頂級(jí)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了李傳友教授團(tuán)隊(duì)的研究成果。他們發(fā)現(xiàn)了一種叫REF1的再生因子，植物受傷后，它會(huì)像指揮官一樣發(fā)令：?jiǎn)?dòng)修復(fù)！

2024年5月22日，國(guó)際頂級(jí)期刊《細(xì)胞》發(fā)表了李傳友教授團(tuán)隊(duì)的研究成果。

“不光是植物，還有動(dòng)物，還有人。”李傳友說(shuō)，“誰(shuí)不想長(zhǎng)生不老？再生因子的發(fā)現(xiàn)，或許能給再生醫(yī)學(xué)提供思路。”

中國(guó)科學(xué)院院士種康評(píng)價(jià)道：“該研究對(duì)細(xì)胞分化與再生領(lǐng)域的基礎(chǔ)科學(xué)研究和生物技術(shù)應(yīng)用都具有突破性意義。植物再生因子REF1的發(fā)現(xiàn)和利用，對(duì)我國(guó)用好基因編輯這把‘劍’打贏種業(yè)翻身仗、加快國(guó)家生物育種產(chǎn)業(yè)化步伐意義重大。”

挑戰(zhàn)導(dǎo)師的導(dǎo)師

憑什么是李傳友？憑什么是中國(guó)人解開(kāi)了這兩道難題？

這得從另一個(gè)故事講起。

上世紀(jì)70年代，美國(guó)科學(xué)家瑞恩教授用番茄做研究，發(fā)現(xiàn)了一個(gè)現(xiàn)象：一片葉子被蟲(chóng)咬了，整株番茄都會(huì)產(chǎn)生一種讓蟲(chóng)子消化不良的蛋白。他把這叫做“系統(tǒng)性防御”。

經(jīng)過(guò)20年研究，1991年，瑞恩教授找到了傳遞信號(hào)的物質(zhì)，他給它取名叫“系統(tǒng)素”。他認(rèn)為，系統(tǒng)素是那個(gè)跑長(zhǎng)途送信的“信使”，植物受傷后，它從受傷部位出發(fā)，跑遍全身各處，下達(dá)防御指令。而另一種物質(zhì)“茉莉酸”，只在受傷部位起作用。

這個(gè)結(jié)論，寫進(jìn)了美國(guó)的教科書。

20世紀(jì)70年代，美國(guó)華盛頓州立大學(xué)雷恩教授發(fā)現(xiàn)了植物系統(tǒng)性防御現(xiàn)象，并認(rèn)為系統(tǒng)素是植物系統(tǒng)性防御中長(zhǎng)距離移動(dòng)的信號(hào)分子。

年輕的李傳友在博士后期間，恰好進(jìn)了瑞恩教授學(xué)生的實(shí)驗(yàn)室。他讀到這個(gè)理論，決定親手驗(yàn)證一下。

“教科書上寫著，是系統(tǒng)素在傳遞命令。提出這個(gè)理論的，是這個(gè)領(lǐng)域的奠基人，我導(dǎo)師的導(dǎo)師。”李傳友說(shuō)，“可我的實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)一遍遍告訴我：不對(duì)。”

他做了一個(gè)嫁接實(shí)驗(yàn)，結(jié)果證明，真正跑長(zhǎng)途送信的，不是系統(tǒng)素，是茉莉酸。系統(tǒng)素確實(shí)重要，但它只在受傷部位發(fā)揮作用，它的任務(wù)是增強(qiáng)茉莉酸的合成。然后茉莉酸動(dòng)，跑遍全身。

“我當(dāng)時(shí)血?dú)夥絼偂Ｎ易C明了我導(dǎo)師的導(dǎo)師，這個(gè)領(lǐng)域的權(quán)威，他的結(jié)論不對(duì)。”他把結(jié)果寫成論文，但導(dǎo)師有點(diǎn)緊張，開(kāi)玩笑說(shuō)：“你要是證明我導(dǎo)師是錯(cuò)的，他會(huì)‘殺’了我，也會(huì)‘殺’了你。”

論文最終拆成了兩篇發(fā)表。發(fā)表后，瑞恩教授看到了。

這位老人做了一件讓李傳友意外的事——他在美國(guó)科學(xué)院院報(bào)上發(fā)了篇評(píng)論，公開(kāi)說(shuō)這是一個(gè)新發(fā)現(xiàn)。

談及瑞恩教授當(dāng)時(shí)的做法，李傳友感慨道：“體現(xiàn)了一個(gè)偉大科學(xué)家廣闊的胸懷，這是對(duì)科學(xué)研究和科學(xué)結(jié)論的推動(dòng)。”

2003年，李傳友回國(guó)，在中國(guó)科學(xué)院遺傳與發(fā)育生物學(xué)研究所建起自己的實(shí)驗(yàn)室。因?yàn)檠芯寇岳蛩幔o實(shí)驗(yàn)室取了個(gè)名字，叫“茉莉家園”。

一個(gè)轉(zhuǎn)彎，打開(kāi)了另一扇門

“茉莉家園”里攢了二十年的“家底”，是一堆防御反應(yīng)出問(wèn)題的突變體。

怎么篩出來(lái)的？用番茄做模式，研究植物的防御反應(yīng)。一屆一屆的博士生，從幾十萬(wàn)個(gè)誘變材料里，一個(gè)一個(gè)篩，看哪些受傷后不能正常啟動(dòng)防御。

“這些瓶瓶罐罐，外人看或許是破爛。”李傳友說(shuō)，“可這是我們從1998年開(kāi)始，一點(diǎn)一點(diǎn)攢下來(lái)的。每一個(gè)突變體，都是一份藏寶圖。”

他沒(méi)想到，這些“破爛”后來(lái)會(huì)派上另一個(gè)大用場(chǎng)。

山農(nóng)大教授李傳友與團(tuán)隊(duì)圍繞番茄再生因子研究進(jìn)行討論。

當(dāng)時(shí)，團(tuán)隊(duì)想找再生因子。但直接用遺傳學(xué)方法篩再生的突變體，太難了——再生過(guò)程太長(zhǎng)，篩一輪要花很長(zhǎng)時(shí)間，根本“篩不動(dòng)”。

李傳友換了個(gè)思路。

他琢磨：植物受傷后，一邊要防御，一邊要再生。這兩個(gè)事是同時(shí)發(fā)生的，分不開(kāi)。那如果一個(gè)突變體再生出毛病，它的防御是不是也有毛病？

順著這個(gè)邏輯，他沒(méi)去從頭篩再生的突變體，而是直接翻出了那堆攢了二十年的“破爛”——那些防御有缺陷的突變體。

“從防御缺陷的突變體入手，去找再生也發(fā)生缺陷的。”李傳友說(shuō)。

果然，他們篩到了一個(gè)叫spr9的突變體——防御有問(wèn)題，再生也有問(wèn)題。

門，就這么打開(kāi)了。

山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李傳友教授團(tuán)隊(duì)從番茄里找出了“再生因子”，對(duì)育種、對(duì)人類器官再生都藏著無(wú)限可能。

“做不出來(lái)”，就是答案

這時(shí)候，一個(gè)叫楊文韜的博士生站了出來(lái)。

她是論文第一作者，負(fù)責(zé)對(duì)這個(gè)突變體做遺傳互補(bǔ)驗(yàn)證。按理說(shuō)，把基因轉(zhuǎn)回去，突變體應(yīng)該恢復(fù)正常。可她怎么試都不行——換培養(yǎng)基，不長(zhǎng)；調(diào)溫度，不長(zhǎng)；換光照，還是不長(zhǎng)……

“我當(dāng)時(shí)真懷疑自己是不是不適合干這行。”楊文韜說(shuō)。

她去找?guī)熜謳兔ΓY(jié)果也一樣。人變得越來(lái)越蔫，見(jiàn)了老師都想繞著走，更不敢跟李傳友說(shuō)。一晃就是一年多。

2020年5月，李傳友把她叫到辦公室，主動(dòng)問(wèn)實(shí)驗(yàn)進(jìn)展。楊文韜憋了半天，終于開(kāi)口：“老師，我這個(gè)基因……可能分離錯(cuò)了。”

李傳友問(wèn)：怎么錯(cuò)了？

楊文韜說(shuō)：我做不出轉(zhuǎn)基因來(lái)，沒(méi)法做遺傳互補(bǔ)。

李傳友一聽(tīng)，眼睛亮了：“這就對(duì)了！”

他差點(diǎn)從椅子上跳起來(lái)。楊文韜愣住了，不明白老師為啥高興。

“spr9就是編碼再生因子的基因！”李傳友說(shuō)，“它功能沒(méi)了，植物就徹底喪失再生能力，當(dāng)然做不出轉(zhuǎn)基因來(lái)。這不就是我們找了十幾年的東西嗎？”

楊文韜這才反應(yīng)過(guò)來(lái)，實(shí)驗(yàn)“做不出來(lái)”，本身就是答案。

圍繞這“一顆番茄”，山東農(nóng)業(yè)大學(xué)李傳友教授實(shí)驗(yàn)室里的年輕人，一代接一代往下做。

實(shí)驗(yàn)室里的年輕人一代接一代。有人接著再生往下做，有人盯著抗病往前拱。晁瑜是2021級(jí)直博生，研究再生的精細(xì)調(diào)控；劉浩峰是2023級(jí)博士生，手里有個(gè)對(duì)青枯病高抗的材料，正琢磨怎么把抗性基因找出來(lái)、用到生產(chǎn)上。

“在田里發(fā)現(xiàn)一個(gè)高抗的材料，心里特別興奮。”劉浩峰說(shuō)，“有了它，就能培育出新品種，給農(nóng)民種。他們少花錢，多掙錢。”

文章接收那天，晁瑜記得特別清楚。早上來(lái)的郵件，當(dāng)天上班，實(shí)驗(yàn)室里就傳開(kāi)了，大家都特激動(dòng)，“高興的同時(shí)，也覺(jué)得李老師這么多年的心愿，終于實(shí)現(xiàn)了。”

李傳友常說(shuō)一句話：“做研究的過(guò)程中，要講自己喜歡的結(jié)果，更要善于去講自己不喜歡的結(jié)果。不喜歡的結(jié)果，往往有兩種可能，一種可能是做錯(cuò)了，更多的時(shí)候，意味著創(chuàng)新性很強(qiáng)。”

這話，他的學(xué)生都記得。

如今，李傳友的番茄育種團(tuán)隊(duì)已培育出可替代進(jìn)口的“泰番”系列高端番茄新品種30余個(gè)。

“人過(guò)留名，雁過(guò)留聲”

采訪到最后，記者問(wèn)李傳友：您講科研，講得這么通俗易懂，是一直這樣嗎？

他頓了一下。

“你這一問(wèn)，戳到我心里最柔軟的地方了。”他說(shuō)，“因?yàn)槲腋改付际寝r(nóng)民。”

李傳友介紹，父母連自己的名字都不會(huì)寫，但從小到大，他們對(duì)他只有一個(gè)樸素的期望：好好上學(xué)，跳出農(nóng)門。

“在他們的概念里面，可能我考上北京大學(xué)，跟考上山東農(nóng)業(yè)大學(xué)，沒(méi)有非常大的差別。”李傳友說(shuō)，“但他們非常關(guān)注，常問(wèn)我，‘你后來(lái)又讀了博士，又出國(guó)，又回來(lái)當(dāng)了教授，據(jù)說(shuō)還做得非常好——到底都做了些什么？’”

“父親跟我說(shuō)過(guò)兩句話。第一句，人勤地不懶。你在外頭做事，頭一條就是得勤快；第二句，人過(guò)留名，雁過(guò)留聲。做人要正，做事要實(shí)。”李傳友說(shuō)：“這兩句話，我記住了。后來(lái)我試圖把我做的科研，先講給我母親聽(tīng)。我覺(jué)得她聽(tīng)懂了，我才去給別人講。就這么個(gè)原則。”

說(shuō)這話時(shí)，李傳友聲音有點(diǎn)顫，眼眶紅了。

從地瓜田里的好奇，到挑戰(zhàn)教科書的勇氣，再到讓主糧育種有了新工具，李傳友帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)從番茄里找到的“金鑰匙”，正在打開(kāi)更多農(nóng)作物生物育種的大門。國(guó)內(nèi)做小麥的、做玉米的、做大豆的，已經(jīng)在用他們發(fā)現(xiàn)的再生因子，提高育種效率。

李傳友說(shuō)，以前這些主糧“油鹽不進(jìn)”，現(xiàn)在門開(kāi)了。

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