实验室里的科研“迷”———记食品科学专业优秀硕士研究生邱志常
4月24日,食科学院食品科学专业硕士三年级研究生邱志常以优异表现获得了山东农业大学研究生优秀学术创新奖硕士组一等奖。在读研期间,邱志常先后以第一作者在《Mi鄄crobiologyOpen》 《Food Re鄄searchInternational》等发表SCI论文2篇,专利授权3项,参与了牛蒡子苷元等7项国家实物标准的研制,还以合作作者发表SCI论文2篇。2014年,邱志常推免至本校食科学院,师从乔旭光教授,主要研究方向为营养与功能食品。
兴趣是最大的驱动力2011年9月,邱志常考入我校食科学院葡萄酒与葡萄酒工程专业。经过一年的学习,他发现自己对食品质量与安全领域更感兴趣,他选择听从本心,转到食品质量与安全专业。学院举办的专业交流会、优秀学生论坛等活动极大地拓宽了邱志常的眼界,使他发现了大学生活中真正令他心动的地方———科研。
大三暑假,他没有回家享受轻松的假期,而是选择了跟着专业老师进实验室学习。一个假期下来,不仅使他充实了自己的专业知识,熟悉了所有实验仪器的“入门”,也由最初对专业的兴趣“升级”为热爱。本科期间,邱志常的成绩始终稳居专业前三名。在大四面临考研抉择时,尽管获得推免资格的他已经收到了江南大学、中国海洋大学等高校的邀请,但已经在乔老师实验室学习半年的他,对乔老师的研究方向与实验室实力非常仰慕,认为留在母校才是最正确的决定。
他对乔老师的告诫深信不疑:“一个人的成绩不是学校知名度高低等外部因素所决定,更多的在于自己的态度决心和导师能否提供正确的指导与帮助,创造更多的机会。”农大的师资力量、实验室水平与浓厚淳朴的学风正是吸引他留下来的原因。
在刚结束的 2018年山东农业大学研究生优秀学术创新奖评选答辩会中,园艺学院院长郝玉金教授在总结时说:“我校硕士和博士研究生的学术成果完全能够和‘双一流’高校研究生媲美。”这让邱志常更坚定了自己的信念。
科研就是不断探索追求读研期间,邱志常认真学习基础理论知识,积极参加学术讲座与技能培训,提升学术修养,开阔学术眼界,提高实验技能。
在参与 “黑蒜品质形成的机理及其控制”国家自然科学基金项目时,邱志常了解到,已有研究认为黑蒜在加工过程中主要发生了美拉德反应,大蒜在高温高湿条件下细胞组织被破坏,胞内成分发生了一系列的物理和化学反应,多糖和蛋白质分子被降解,颜色、风味和功能成分发生显著变化。然而黑蒜原产地的研究者将黑蒜称为“发酵大蒜”,认为在黑蒜的加工过程中存在微生物的发酵作用。目前国内外关于微生物是否参与黑蒜品质形成的研究鲜见,黑蒜的形成机理还没有完全揭示,这极大地限制了黑蒜的品质提高以及功能成分的研究。
在乔旭光教授的指导下,他开始基于纯培养方式对黑蒜加工样品的微生物群落进行研究,当他使用目前细菌系统分类学研究中最常用的分子钟 16SrRNA进行微生物的鉴定时,发现16SrRNA在亲缘关系较近的细菌中具有高度的保守性,对于芽孢杆菌组等进化关系很近的细菌分辨率和准确性较低,因此他开始大量查阅文献,同时积极向生物学专业的老师和同学请教,寻找菌株系统发育的有效标记基因。通过对多个蛋白质编码基因进行了一系列的筛选与试验,最终发现“gyrA”和“ropB”基因位点能够作为本实验菌株分类鉴定中的有效靶标,并且创新性地使用了16SrRNA-gy鄄rA-ropB串联序列的多基因系统发育树对近缘物种进行了系统发育分析,将这种方法结合表型表征能够对近缘物种进行准确鉴定,这一成果以第一作者发表在《MicrobiologyOpen》杂志上。
随着研究的深入,邱志常发现可培养微生物仅占总微生物的1%左右,并且基于培养的方法在一些细菌的可培养性及重现性方面具有较大的局限性,对微生物群落的组成以及多样性认识不全面,因此他开始寻找研究微生物群落的其它方式。一次学术交流中,他了解到高通量测序方式能够直接从环境样品中提取总DNA,对样品中的可培养和不可培养微生物群进行基因组分析,这种方法能克服纯培养方法的局限性,然而当他想以此为突破点进行下一步实验时,发现由于实验室没有相关研究以及扎实的分子生物学基础,导致实验的每一部分都无从下手,所以他开始不断地向生物信息学老师以及测序工程师请教,一步步摸索前进,从植物DNA的高效提取到测序原始数据分析,一点点突破,结合参考文献以及之前的研究成果,最终全面揭示了黑蒜加工过程中微生物的群落结构和多样性,还对微生物的代谢路径进行了预测分析,该研究成果为下一步研究黑蒜品质和微生物群落的相互关系奠定了基础。
成功不是一个人的事指引邱志常同学走上科研之路的,是他的导师乔旭光教授。邱志常说,大三跟着乔老师在实验室学习的经历,打开了自己的科研大门,也正是乔老师的指导才使他能够在科研之路顺利前行。“乔老师不会直接告诉我问题的答案,而是教给我解决问题的方法与思路,这深深地影响了我做人做事的态度。”导师“授人以渔”的教学方法令邱志常受益匪浅。
邱志常认为,一个人可以走得快,一群人才能走得远。同一个实验室,大家往往有相似的研究材料与研究方向,相互协作有助于一起成长进步,高年级的学生可以为低年级的学生提供指导,低年级学生也可以为师兄师姐提供实验帮助。“志常有很深厚的专业知识积累,在科研中有格局观,经常为同学的实验提供有效的帮助。”同实验室的师兄郑振佳说。
“品质好、素质高、能力强。”乔旭光说,“在科研方面,给他一个多大的平台,他就能够努力达到相应的高度。目前,邱志常已经获得了博士生推免资格,乔老师希望他能去国外深造,登上更高的平台。
此时,邱志常仍埋头在实验室,潜心于黑蒜品质和微生物群落相互关系的研究。“科研之路任重而道远,吾将上下而求索。”他说。