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赵书红:在猪基因组上“跳舞”





  老师眼中的好学生,干事泼辣的女博士,孩子心中的好妈妈,学生眼里的工作狂。从事科研工作20余载,一直对“做人要知足,做事要知不足,做学问要不知足”这句话有着深刻的理解,对猪遗传育种研究保持精准的“定位”。她就是我校农业动物遗传育种与繁殖教育部重点实验室主任赵书红教授。
  学霸
出生在河北,初中时随父亲军队转业到内蒙生活的赵书红,年幼时老家粮食短缺,填报志愿时毫不犹豫报考了粮食专业,后调剂到哲里木畜牧学院(今内蒙古民族大学)畜牧专业,她的大学时光在科尔沁草原度过,这里有数不清的牛羊。
  大多数同学都被调剂过来的,学校安排了专业教育课。从老师那,赵书红看到了专业的前景,加上对动物的喜欢,赵书红迅速成为“学霸”———英语成绩不错,成绩总是年级前两名,总拿一等奖学金。赵书红回忆当初上课情景,觉得遗传学和生物化学这些课程很有趣,这为她以后考研打下了基础。
  1989年,赵书红本科毕业,感觉知识不够用,对专业有兴趣,对未来也有种“恐惧感”,赵书红考取了吉林农业大学研究生,班上两人考研,她一人顺利考上。硕士期间通过实践,赵书红知道了基本遗传育种原理在实际中该如何运用。
  1991年,研二的赵书红参加在北京农业大学举行的第九次全国动物遗传育种会。会上,华中农大彭中镇教授的报告吸引了她。会后参观亚运村,赵书红恰巧和彭中镇坐在一起。谈话时赵书红不时向彭老师问起华农的情况。一个月后,彭中镇收到赵书红的邮件,信中赵书红表达了想来华农工作的愿望并附上个人简历。当时的彭中镇是室主任,我校动物分子生物学实验室建立者。他看好这姑娘,当天把简历交给畜牧兽医系主任,第二天系党总支同意要赵书红。今年82岁的彭中镇回忆,赵书红攻研期间评为优秀研究生,平均成绩86分以上,英语过六级,还进行过计算机模拟和蛋白质多态性研究,当时刚成立的全校第一个动物方面分子生物学实验室需要这样的人才。
  师徒
1992年,赵书红硕士毕业来华农工作。彭中镇没看错,这姑娘来时是8月份,天气热,但赵书红调整了一周即开始工作。“当时实验室没有空调,实验室需装修,她就独自联系并跑到汉口采购同位素屏蔽设施所需材料。”这个做事泼辣的女孩很快打动了其他人。
  彭中镇一直鼓励赵书红“往深里读一读”。1995年,赵书红考取彭中镇同行兼好友、东北农大盛志廉教授在职博士,3年后拿到博士学位。
  彭中镇不时鼓励赵书红“出去看一看”,不知足的赵书红也有此意。2000年,作为美国依阿华州立大学动物科学系分子遗传组访问学者,赵书红开始前后为期四年半的访问合作研究。依阿华州是美国养猪大州,猪分子生物学与育种研究等在国际处于领先地位。
  访美期间,赵书红在Christo-pherTuggle教授实验室从事三方面科研工作:一是和全球最大种猪育种公司PIC合作,做猪的抗沙门氏菌感染的基因标记的鉴定,应用于育种,希望在小猪出生时就能知道其是否带有抗病基因;二是做猪的第一张寡核苷酸表达谱基因芯片,把它应用于猪骨骼肌发育等功能基因组研究中;三是承担Tuggle教授主持的美国农业部科研项目:中国猪和美国猪在胚胎着床方面的差异机制。Tuggle教授重视学科交叉,长期与做生物信息、统计及数量遗传的科研人员合作。“我现在也和生物信息、统计相关专业科研人员长期合作。”
  “国外几年收获大。”赵书红表示,首先英文提高很多,认识了很多人,“美国研究畜禽基因组的学者认识了不少。”谈起学生赵书红,彭中镇最满意的还是她的国际视野。
  赵书红现在还保留着这样的习惯:实验室研究生答辩等活动一定邀请彭中镇参加;科研进展上碰到困惑,经常给彭老师打电话;实验室取得成绩和进步,也不忘与彭老师分享。
  舞者
猪肉是人们生活中离不开的一种动物蛋白食品,我国人民肉食消费中猪肉占65%。人们一直渴望猪长得快、瘦肉多、病少、成本低,以数量遗传学为指导的常规选种与改良技术在猪长期改良中重要作用。目前,猪的基因组已破译,有2万多个基因,但基因组作为一个整体如何工作,如何协调机体细胞的生化反应?现代生物技术如何对改良起到更多、更大作用?赵书红一直在思考。
  一个优良猪品种,需要几代人、几十年工作才育成,费用高,且选种准确性有限。若能利用分子改良技术与常规技术结合,这一现状或能变化,将来甚至能在猪宝宝刚出生,就通过分子技术帮助人们决定哪一头猪值得留种。定位控制猪重要性状的遗传基因,赵书红教授的的工作,就是在猪的遗传基因组上“跳舞”。
  赵书红研究的是针对不同品种的猪,发掘影响产肉、繁殖、抗病等性状的基因。她和她的团队的工作场所兼顾实验室与猪场,研究涉及分子、细胞和个体水平。目前,赵书红研究团队已揭示部分基因对重要经济性状调控的分子机制,找到部分有育种价值的基因,通过与育种公司合作,正努力将研究成果逐步运用于实践。
  随着猪产肉性能提高,新的问题产生,拮抗!猪长得快的同时抗病力会有所降低,如何协同改良产肉性状和抗病力是一个难题。养猪科研考虑的问题还有很多,例如同一群猪,吃的饲料粮差不多但生长速度不尽相同,这就是“料重比”有差异,研究这个,可节约粮食,等等。猪的育种是系统工程,需兼顾多个性状,目前通过配套系利用杂种优势生产商品猪广泛应用。通过组学研究,从茫茫基因的海洋里筛选出需要的基因,并通过一系列验证付诸成果转化,培育出“节粮抗病、优质高效、环境友好、市场满意”的优质猪,是赵书红一直的梦想。
  现实中直接应用猪做基因功能研究的实验成本太大,有时只能先在模式动物———小鼠上来做。小鼠跟猪毕竟差异很大,所以最终还是要回到本体上来,这也是科研困难之处。赵书红表示,国外在动物功能基因组方面做得很好。“我们跟他们在这方面差距比较大,所以压力也很大!”赵书红课题组一直参与国际猪基因组计划,她和学生作为参与作者的文章2012年在自然杂志发表。2009-2011年,她还应邀担任国际动植物基因组大会(PAG)动物基因组组委会主席团成员。今年四月下旬,赵书红应邀到盖茨基金会做了家畜整合组学与技术创新的报告,她的研究得到了国际同行的肯定和认可。
  知足的赵书红获得不少荣誉。2005年,入选教育部新世纪优秀人才支持计划,2006年入选新世纪百千万人才工程国家人选,2010年获国家杰青,并入选康奈尔大学唐氏基金学者。2011年是“获奖年”,由于在我国猪基因组基础研究等方面的贡献,赵书红先后获第八届中国青年女科学家奖、第十二届中国青年科技奖。
  赵书红表示,虽然做出一点成绩,得到一定认可,但对“推动生产力方面还不是很满意,希望将来还能加强。”彭中镇对此也有同感,经常举出英国科茨沃尔德(Cotswold)猪发展有限公司猪育种学家韦布(Webb)的观点来“敲打”赵书红,外国人尚且重视中国猪种质资源保护利用,我们更要注意发挥我国资源优势,与传统育种相结合,与生产实际相促进。
  赵老师、赵妈妈
赵书红到实验室比很多学生都早,八点不到,她肯定出现在实验室,进入“工作模式”。博士毕业生顾婷说,“很多科研思路,赵老师都是通过邮件发给我们,发送时间相当的早。”经璐感叹,“别人放假是度假,赵老师的假期则是用来看病的。”余浩回忆,有次到校医院挂点滴,赵老师还带上笔记本看文章。
  “彭中镇老师有次说,赵老师无论给多少人做报告,只要三分钟就能吸引住全场,我是深以为然的。”被赵老师送出国外深造的顾婷,陪赵老师出差时常被她智慧散发出的亲和力折服。有时间,赵书红会在寒假前邀请学生到家里聚聚,吃个团圆饭,动手包顿饺子。实验室里有几个来自印度、埃及、巴基斯坦留学生,赵书红让她们成立了语言角,每星期和大家聚在一起交流,提高英语和汉语水平。
  赵书红坦言,她并不算一个对学生特别严厉的老师,很少很重的批评研究生。除非某个学生太不像话了,她才批评。有时学生表现和她希望相去甚远,批评了也未见效果,她会气得不理他,但过不了多久,赵书红又主动把学生拉来谈心。学生提出的要求,尤其是实验条件方面,赵书红都尽量满足。
  赵书红喜欢和学生在一起,她说“那种感觉不错”。赵书红的课堂上,总设法让学生不打瞌睡。赵书红说,我喜欢互动教学,课堂就像讲故事,学生们听得很好。我教过双语课,英文幻灯片,汉语讲课,打印材料发下去,大家读几分钟后,就开始提问。“什么是家畜育种?”“何为标记辅助选择?”一步一步引导和互动中,大家对这个熟悉和掌握了。赵书红笑着说,“上课不能绷得太死,学生累老师累,浪费时间也学不到东西。”
  家住汶川映秀的学生赵云霞08年地震中失去了母亲,赵书红和课题组一直对她很照顾。2012年7月10日,四川映秀,一场暴雨引发泥石流阻塞道路,赵云霞所乘车辆困在路上,等待期间,她在网上随意发了条状态。不多久,得知情况的导师赵书红给她打来电话,“你们那边是不是还在下大雨?严不严重?要不赶紧回来吧,坐飞机回!”赵云霞很感动。还好情况不严重,赵老师又叮嘱她时刻保持联系。
  2012年新生开学典礼,赵书红作为教师代表发言,平时不怎么打扮的她化了淡妆,涂上口红,描了眼影。周末若有空,赵书红会拉上实验室的其他老师去逛街买衣服,尽管这样的机会一年没有两三次。若有时间,她也会尽量给老公和儿子下厨做饭,空闲时她喜欢听听越剧或京戏,看看菜谱,包水饺、做几个小菜。
  “国内、国际同行都走的很快,我们压力很大。”谈到未来,知不足的赵书红很有紧迫感、危机感,“希望我们在基础研究领域能再发一些影响力更大的文章,一些成果能够跟育种公司合作进行尝试和推广,国际上华中农大在猪基因组和育种方面有更重要的地位、声音,认可度更高。”