图为西南大学家蚕基因组生物学国家重点实验室主任代方银在实验室内指导工作。 周毅 摄
这样的成果何以取得?窥一斑而知全豹,代方银向记者谈起从事家蚕遗传学研究的30年。
代方银1969年出生于贵州一个农村家庭,亲身经历磨砺,让他深知“农”为民之本的重要性。在填报高考志愿时,他主动选择西南农业大学(2005年与西南师范大学合并为西南大学),并于1993年毕业留校,在现中国工程院院士、西南大学蚕学与系统生物学研究所所长向仲怀及前任国家蚕桑产业技术体系首席科学家鲁成的培养下,从事家蚕种质资源保护和研究,为蚕学发展执灯前行。
“当时,身边人都说我‘掉进了苦海’,但我并不觉得。”代方银介绍说,保护家蚕品种资源,是所有家蚕研究的基础。为保存好蚕品种,彼时他常年待在西南农业大学家蚕基因资源库内,像养育孩子一样照料蚕宝宝,同时收集、鉴定、诱变及定向改造家蚕。
至世纪之交,资源库内蚕的品系数从前人积累的300多种增至700多种,西南农业大学正式宣布建成世界最大家蚕基因资源库。目前,这一被誉为“蚕宫殿”的“世界第一库”已占据领先地位20多年,保存着1100余种家蚕品系活体,为后期开展育种研究奠定雄厚基础。
蚕,中国从古至今最主要的经济昆虫之一,为国家经济社会发展立下汗马功劳。但二十世纪八九十年代以来,家蚕育种遇到瓶颈。传统育种方法的局限性令家蚕的品种、产量、性状无明显改善,严重限制了蚕桑产业效益的进一步提升。
图为家蚕生命周期各阶段丰富的表型多样性。 家蚕基因组生物学国家重点实验室供图代方银认为,培育高产、优质、高抗、具有特殊性能的高价值蚕品种是家蚕育种的重要方向,而为“育种”破局的前提是摸清影响家蚕育种性状的基因状况。2019年代方银团队全面启动“千蚕基因组”计划,历时4年出炉“家蚕超级泛基因组图谱”。
据介绍,团队对主要来自“蚕宫殿”中的1078份蚕种质资源进行了深度测序,囊括了目前最全面的家蚕和野桑蚕基因组信息,是迄今全球动植物中最大的长读长泛基因组。简单来说,通过这张图,科学家可以像“查字典”一样去对接表型和基因组密码。
“这一成果将开启分子育种新纪元。”向仲怀评价说,如果说以前鉴定特定性状的基因或其因果变异犹如“大海捞针”,现在可谓是“瓮中捉鳖”。超级泛基因组提供了“精细网格化”的“坐标”指导,行家里手可以根据育种目标,结合基因组选择、基因编辑、合成生物学等分子育种手段,实现设计育种。
从发展建成世界最大“家蚕基因库”到主持完成“千蚕基因组”计划,再到充满期待的“超级蚕”育种,代方银把其科研之路归纳为“三部曲”。他畅想,随着蚕桑基因组生物学成果向应用开发推进,现代蚕桑业实现转型升级后再次大力造福人类,不仅为乡村振兴、生物经济等提供新的供给,也可在医学、材料学等有关国家战略需要的核心技术领域迸发出新的作用。
年过五旬,身兼教学、科研、管理等职的代方银觉得自己的时间愈发宝贵。他坦言,“超级蚕”的设计育种之路或将面临曲折,但只要道路是正确的,就不怕用长期的实践来检验,要努力去实现。
“科研的本质就是有需求导向和时代特征的创新,而创新就是发现未发现、揭示未揭示、创造未创造。”代方银告诉记者。(完)
【科学的温度】如何撬开震后灾害的“盲盒”?****** 中新网成都1月17日电 (记者 贺劭清)滑坡预警预测是公认的世界性难题。“5·12”汶川特大地震后的十余年间,中国地质科研工作者如何从无到有,建立地震诱发滑坡预测模型?如何撬开震后灾害的“盲盒”?中国地灾防治如何走到世界前列? 围绕上述问题,2022年“科学探索奖”获得者、成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室副主任范宣梅接受中新网专访,对此进行解读。 范宣梅接受中新网记者专访。 唐启浩 摄有哪些因素可能诱发震后地质灾害? 范宣梅介绍,余震与降雨是诱发震后地质灾害的主要因素。强震刚发生完,震区容易发生较强余震。在余震影响下,一些在主震中震松、震裂的山体和已经发生滑坡的地方可能还会发生二次滑坡。同样,震后强降雨,也容易导致震区发生二次滑坡或泥石流灾害。 为了预测这些可能发生的地质灾害,成都理工大学地质灾害防治与地质环境保护国家重点实验室建立了空天地一体化的“三查”体系。 “我们除了大范围搜集卫星遥感数据,还会在雨季前后,对一些重点区域加强监测。”范宣梅表示,如果“9·5”泸定地震震区在2023年发生强降雨,那么磨西沟、湾东河、海螺沟等区域将有较大概率发生泥石流灾害。成理地灾国重实验室团队正准备在几条重点流域布设监测仪器,观测降雨量、沟道里的泥位、水位以及坡体上地震诱发滑坡堆积体的稳定性。 工作中的范宣梅。 受访者供图为什么要建立地震诱发滑坡预测模型? 汶川特大地震发生后的十余年间,范宣梅团队前往“4·14”玉树地震、“4·20”芦山地震、“8·3”鲁甸地震和“8·8”九寨沟地震等地震救援第一线,搜集宝贵的影像和数据,并基于全球50余次地震诱发的40多万条灾害数据,结合最新的人工智能算法,建立了地震诱发滑坡近实时预测模型。 “汶川特大地震发生后,主要救援力量第一时间前往了汶川,而不是当时受灾最严重的映秀、北川。这是因为当时我们没有及时、全面的卫星数据去在震后第一时间获取灾情灾损信息。”范宣梅指出,地震诱发滑坡预测模型最大的用途,就是填补震后72小时救援黄金时间的信息空白,给震后应急救援提供第一手的支撑和决策信息。 地震诱发滑坡智能预测模型。 受访者供图范宣梅介绍,卫星不会固定在某一个位置拍摄地球某一个固定点位,而是不断围绕地球旋转。如果泸定地震发生时,有一颗卫星恰好正在震区上方,那么这颗卫星可能拍下受灾情况。如果不凑巧的话,那么就需要等这颗卫星下一次再转到泸定地震上方,才能拍到震区受灾影像。甚至有时候,一张好的卫星影像拿到时,距地震发生时已经过去了一个月。 “如果完全依赖卫星数据去评估震后灾情,大概率会错过最佳救援时间。”范宣梅表示,地震诱发滑坡预测模型可以基于大数据与人工智能,根据本次地震信息,快速判断哪些地方地质灾害最为集中,哪些地方房屋道路受损最严重,让救援力量第一时间前往最需要救援的位置。 工作中的范宣梅。 受访者供图中国科研人员如何撬开震后灾害的“盲盒”? 范宣梅介绍,汶川特大地震发生后,中国科研人员将卫星技术、人工智能、大数据等技术与防灾减灾相结合,最终撬开震后灾害的“盲盒”。 范宣梅透露,成理地灾国重实验室目前正进行地震灾害链相关的科研攻坚。如果震后滑坡和泥石流形成的堰塞湖-溃决洪水,可能影响到下游上百甚至上千公里的范围。目前科研人员正研究如何更好预测灾害链的发生,避免因灾害链可能造成的大规模人员伤亡。 范宣梅表示,近年来无论是中国科研人员在地灾领域的经验还是科研成果,在国际上都处于领先地位。在未来应把防灾减灾领域的中国知识、中国智慧输送到国外,以帮助更多人。(完)
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