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| Nature審稿意見22頁，審稿他們答復(fù)98頁，意見頁們頁通通過！答復(fù) | |
2021年11月，過新李國田決定向《自然》投稿。聞科 “這是學(xué)網(wǎng)我們第一次投稿《自然》雜志，第一稿算是審稿‘投石問路’，能給一個(gè)修改機(jī)會(huì)就算成功！意見頁們頁通”他的答復(fù)博士生沙干說。《自然》審稿人還真的過新給了修改機(jī)會(huì)——長達(dá)22頁的建議。他們的聞科論文原文也才5頁。一年半里，學(xué)網(wǎng)編輯每次來信的審稿郵件末尾都附帶一句話：假如有其他團(tuán)隊(duì)率先發(fā)表了類似的研究成果，那么論文的意見頁們頁通審稿進(jìn)程就會(huì)結(jié)束。 在這種壓力下，答復(fù)他們不斷充實(shí)壯大自己的研究成果，最終拿出98頁的答復(fù)。6月14日，《自然》在線發(fā)表了華中農(nóng)業(yè)大學(xué)農(nóng)業(yè)微生物資源發(fā)掘與利用全國重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室、湖北洪山實(shí)驗(yàn)室教授李國田團(tuán)隊(duì)牽頭完成的研究論文。他們利用基因編輯“分子剪刀”創(chuàng)制了新型廣譜抗病水稻材料，實(shí)現(xiàn)對(duì)稻瘟病、白葉枯病和稻曲病三病的抗性“加持”。  李國田（左四）團(tuán)隊(duì)在實(shí)驗(yàn)室。華中農(nóng)業(yè)大學(xué)供圖 面對(duì)100多平方米空蕩蕩的房間，沙干欲言又止，最終蹦出一句話：“空曠的房間，6人6張電腦桌，這感覺好像傳銷！”那是2018年夏天，李國田結(jié)束了5年博士后工作，帶著他尚未解決的科研問題來到華中農(nóng)業(yè)大學(xué)建立自己的實(shí)驗(yàn)室。學(xué)校提前為他招收了2名博士生、4名碩士生。師生7人都是初來乍到，必須“白手起家”、從零開始組建實(shí)驗(yàn)室。  他們主攻的對(duì)象是李國田博士后期間的“老對(duì)手”——堪稱“水稻癌癥”的稻瘟病。在制種一線，不抗稻瘟病的品種會(huì)被“一票否決”。他們的切入點(diǎn)是水稻-稻瘟病菌互作研究。當(dāng)時(shí)，李國田已經(jīng)在3000多份水稻材料中篩選出對(duì)稻瘟病菌抗性很強(qiáng)的類病斑突變體rbl1，并從中克隆了基因，將其命名為RBL1。“雖然克隆了基因，但因?yàn)樗耐蛔凅w能產(chǎn)生的種子非常少，也沒有很好的技術(shù)對(duì)它進(jìn)行有效改造，使得大量遺傳學(xué)工作開展起來非常困難。”李國田說。好在基因編輯技術(shù)日益成熟。用基因編輯“分子剪刀”處理類病斑突變體基因，被提上了日程。然而在沙干眼里，稻瘟病在水稻研究中是一個(gè)妥妥的“偏科生”，并不被他這樣的科研新人“寵愛”。一是因?yàn)榭沟疚敛⊙芯空弑姸啵且驗(yàn)?ldquo;的確很難”。不過，李國田經(jīng)常在學(xué)生們疑惑時(shí)，用自己導(dǎo)師康振生院士30余年堅(jiān)持研究一種病害的故事激勵(lì)他們：“摒棄固有觀念，做別人不做的工作，成為‘第一個(gè)吃螃蟹的人’。”沙干清楚地記得，因?yàn)橛^察實(shí)驗(yàn)，他們連續(xù)3年在導(dǎo)師家過年。每逢這樣的“閑暇”時(shí)光，李國田就會(huì)跟同學(xué)們漫談他的科研“世界觀”和“方法論”：“什么時(shí)候都需要?jiǎng)?chuàng)新，一切新技術(shù)新手段都可實(shí)行‘拿來主義’。”“真到了‘無人區(qū)’，就不‘卷’了。”……話雖質(zhì)樸，卻也走心。就這樣，用基因編輯這把“剪刀”對(duì)RBL1進(jìn)行精雕細(xì)琢的工作開始了。為省時(shí)間同時(shí)編輯多個(gè)位點(diǎn) “沒有人把類病斑基因用在育種研究上，它屬于育種家眼中不好用的那類基因。”李國田說，因?yàn)檫@類基因會(huì)讓水稻葉子表面出現(xiàn)類病斑，嚴(yán)重時(shí)只剩下一片綠葉；分蘗數(shù)也相應(yīng)減少，只留下一枝穗子。攜帶類病斑突變體基因的水稻不會(huì)得稻瘟病，但也沒什么籽粒產(chǎn)量，簡直和“絕收”差不多。“沒有產(chǎn)量的基因誰會(huì)拿來育種？”李國田沒有想到的是，他長達(dá)10年的工作最終卻把類病斑突變體基因用在了水稻育種上。李國田最初的設(shè)想是用基因編輯技術(shù)處理RBL1基因使它改變，重現(xiàn)不能抗稻瘟病的表型，以此證明RBL1基因的作用機(jī)理。起初，沙干老老實(shí)實(shí)地對(duì)RBL1基因上29個(gè)堿基對(duì)進(jìn)行編輯，一次編輯一個(gè)位點(diǎn)，希望找到能重現(xiàn)表型的突變體。然而，事與愿違。“這樣得到的突變體沒有發(fā)生太大的變化，依然不好用。”李國田說，水稻的生長周期長，在一次編輯一個(gè)位點(diǎn)的策略上，他們“逗留”了至少一年多。“時(shí)間不等人啊！當(dāng)時(shí)我不知道有沒有同行在研究這個(gè)基因，為了節(jié)省時(shí)間，我們決定同時(shí)編輯多個(gè)位點(diǎn)。”李國田說。誰也沒有料到，這個(gè)為節(jié)省時(shí)間而想出來的多位點(diǎn)同時(shí)編輯策略，居然成為此次發(fā)表論文的重要?jiǎng)?chuàng)新點(diǎn)，也是《自然》編輯部最看重的一點(diǎn)。2020年9月的一天，沙干發(fā)現(xiàn)實(shí)驗(yàn)室里一株命名為RBL12的水稻只在成熟期表現(xiàn)出類病斑，且僅在葉片上出現(xiàn)微弱的表型，并不像往常那樣嚴(yán)重。最讓他意外的是，這株水稻“特立獨(dú)行”地結(jié)出了很多種子，甚至比對(duì)照組的水稻產(chǎn)量還高，對(duì)稻瘟病菌的抗性也很強(qiáng)。得知此事的李國田第一個(gè)反應(yīng)是：不會(huì)是搞錯(cuò)了吧？！因?yàn)閞bl1突變體從來不會(huì)結(jié)出這么多種子，這個(gè)意外的試驗(yàn)結(jié)果讓他們很激動(dòng)。為排除試驗(yàn)步驟出錯(cuò)，他們很快進(jìn)行了5次重復(fù)試驗(yàn)，結(jié)果都是抗性強(qiáng)、產(chǎn)量高。“實(shí)驗(yàn)室結(jié)果和大田試驗(yàn)往往大相徑庭。”李國田深知下結(jié)論還太早。既然獲得了不少種子，他決定帶著團(tuán)隊(duì)成員到農(nóng)田里去做中試試驗(yàn)。從華中農(nóng)大獅子山下的校園試驗(yàn)田，到江西、湖北的合作基地，甚至海南南繁基地，他們?cè)?處試驗(yàn)田里播下了RBL12的種子。李國田說，湖北恩施實(shí)驗(yàn)基地是稻瘟病的“病窩子”，在那里，對(duì)照組幾乎顆粒無收，RBL12的試驗(yàn)田卻欣欣向榮——產(chǎn)量、抗性都重復(fù)了實(shí)驗(yàn)室里的結(jié)果。“經(jīng)過大田的檢驗(yàn)，我們終于有了把握，這個(gè)突變材料是沒有問題的。”李國田隨后又帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)做進(jìn)一步研究，發(fā)現(xiàn)RBL12不僅抗稻瘟病，還對(duì)白葉枯病和稻曲病具有廣譜抗性。“不好用”的類病斑突變體基因突然變成了育種材料中的“香餑餑”。“我們考慮了好幾個(gè)期刊。”李國田說，但思前想后，他還是覺得要沖一沖《自然》。論文投出去了。沙干說，那段時(shí)間是忐忑的，每天起床第一件事便是打開郵箱，看是否收到了回復(fù)。后來，他們真的等到了22頁的修改建議。“論文才有5頁。”李國田說，4名審稿人非常負(fù)責(zé)任，頂級(jí)期刊對(duì)論文的“精雕細(xì)琢”讓他很“震驚”。“他們不限于逐字逐句地審核論文。其中一名審稿人一看就是內(nèi)行，他把我們的基因拿去做了深入分析，指出了一些他認(rèn)為有錯(cuò)誤的地方，并提出了修改意見。這真的讓我很佩服。”李國田認(rèn)為，有兩個(gè)建議使他們的工作“錦上添花”。首先，RBL1基因編碼水稻胞苷二磷酸-二酰甘油（CDP-DAG）合成酶，是一個(gè)重要的磷脂代謝調(diào)節(jié)樞紐。然而，這個(gè)酶的部分產(chǎn)物在水稻中幾乎是痕量的，很難測出來。“我們寫論文時(shí)考慮到測它的含量，但由于時(shí)間緊張，沒有做，沒想到論文審稿人提出了這個(gè)問題。”其次，審稿人建議他們做互補(bǔ)試驗(yàn)，也就是把野生型基因重新導(dǎo)入編輯株系中，觀察表型是否會(huì)變回野生型。“這一點(diǎn)是我們沒有想到的，確實(shí)受益匪淺，對(duì)我們以后做機(jī)理研究非常有啟發(fā)。”李國田告訴《中國科學(xué)報(bào)》。李國田沒有感到氣餒，反而想：“只要你們編輯部不放棄，我們就不放棄。”他繼續(xù)保持著長達(dá)十幾年的習(xí)慣——每天夜跑30到40分鐘。“放松，放飛想象力！好多想法都是跑步時(shí)的靈光乍現(xiàn)。”  就這樣，從2021年11月到2023年6月，他們經(jīng)歷了漫長的審稿“長跑”。最終用98頁紙耐心仔細(xì)回答了22頁所有問題。“老天，真的很吃力！”補(bǔ)充實(shí)驗(yàn)持續(xù)了一年多時(shí)間，難度也超乎想象。他們尋找新的合作伙伴，終于在法國科學(xué)院團(tuán)隊(duì)的支持下，搞定了磷脂含量的測定。互補(bǔ)試驗(yàn)也圓滿完成了。兩次大修，三次小修。每一次修改意見返回的時(shí)候，郵件末尾都附帶一句話：假如有其他團(tuán)隊(duì)率先發(fā)表了近似的研究成果，那么論文的審稿進(jìn)程就會(huì)結(jié)束。每當(dāng)看到這句話，李國田心里就犯嘀咕：什么情況！難道編輯部知道有相似論文要發(fā)表嗎？他們投稿途中還發(fā)現(xiàn)，中國工程院院士萬建民團(tuán)隊(duì)在Cell Research上發(fā)表了一個(gè)新基因CDS1，這和當(dāng)時(shí)李國田正在修改進(jìn)程中的論文用的基因名稱一模一樣！而且這個(gè)CDS1基因也是在水稻里發(fā)現(xiàn)的，也是類病斑基因，也抗稻瘟病，表型太像了！“我的天，會(huì)不會(huì)是一樣的！”李國田說，在他們的論文里，原來用CDS這個(gè)縮寫給新基因命名，是和磷脂代謝過程有關(guān)。好在后來經(jīng)過認(rèn)真核對(duì)，他們發(fā)現(xiàn)“萬老師論文中用的CDS是指代另外一個(gè)基因，僅僅只是縮寫相同，和磷脂代謝過程沒有關(guān)系。還算有驚無險(xiǎn)，當(dāng)時(shí)真的把我們嚇了一跳”。經(jīng)此一役，他們把基因名稱由CDS1改成了RBL1，以免引起不必要的誤會(huì)。“這項(xiàng)研究展示了新的基因編輯技術(shù)在作物遺傳改良中獲得理想農(nóng)藝性狀的巨大潛力。”法國巴黎高等師范學(xué)院教授Yvon Jallais在《自然》上評(píng)論說。李國田告訴《中國科學(xué)報(bào)》，他們的工作為如何使用“不好用”的基因提供了很好的示范——通過基因編輯“雕刻刀”精準(zhǔn)改造，從而發(fā)掘出基因突變體的新性狀，并用在作物育種上。類病斑突變體基因高度保守，在小麥、玉米、番茄和生菜等作物中都有等位基因存在。初步試驗(yàn)顯示，RBL1基因編輯在上述多種作物育種中廣泛適用，可以增強(qiáng)作物的抗病性狀。“在這一點(diǎn)上，我們和《自然》編輯達(dá)成了共識(shí)。所以，編輯部邀請(qǐng)我們寫了一篇以《利用基因組編輯技術(shù)馴化水稻基因》為題的科普短文，闡述如何利用新的基因編輯技術(shù)處理‘不好用’的基因，并在同期發(fā)表。”李國田說。論文一發(fā)表，立刻引起了國內(nèi)外學(xué)術(shù)界的關(guān)注。國際期刊《植物科學(xué)進(jìn)展》《自然-植物》《分子植物》等分別邀請(qǐng)國內(nèi)外科學(xué)家對(duì)這一成果進(jìn)行評(píng)論。中國工程院院士、寧波大學(xué)教授陳劍平認(rèn)為，這項(xiàng)工作打破了目前水稻主要利用抗病基因育種的傳統(tǒng)思路，展現(xiàn)了基因編輯賦能農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的應(yīng)用價(jià)值，發(fā)掘的廣譜抗病基因?yàn)樯镉N提供了新資源，為作物病害綠色防控和國家糧食安全提供了新保障。相關(guān)論文信息： https://doi.org/10.1038/s41586-023-06205-2 特別聲明：本文轉(zhuǎn)載僅僅是出于傳播信息的需要，并不意味著代表本網(wǎng)站觀點(diǎn)或證實(shí)其內(nèi)容的真實(shí)性；如其他媒體、網(wǎng)站或個(gè)人從本網(wǎng)站轉(zhuǎn)載使用，須保留本網(wǎng)站注明的“來源”，并自負(fù)版權(quán)等法律責(zé)任；作者如果不希望被轉(zhuǎn)載或者聯(lián)系轉(zhuǎn)載稿費(fèi)等事宜，請(qǐng)與我們接洽。 | 
