良猪繁育将自己未来的专业定为粮食加工类

2021-05-28 14:58:29

我想建立一支在某些领域领先于世界水平的团队,这就要求每个人都敢于向这个水平发起冲击。成功与否尚在其次,但这股劲头一定要有。

在华中农业大学动物科学技术学院动物医学院院长赵书红的办公桌上,摆着几只小猪模型。它们姿态各异、卡通范儿十足,虽然尺寸不大,却让整个办公室多了一种活泼的氛围。

这几只模型是一次出差的时候,赵书红随手买回来的。对于猪这一生灵,她有着一种特殊的感情——毕竟自上世纪90年代开始从事种猪遗传育种学研究至今,赵书红已经和猪打了二十几年的交道。这也让她从一位年轻的女老师,成长为我国畜牧领域为数不多的女性科研领军人物。

不久前,全国畜牧业标准化技术委员会猪业标准化工作组成立,赵书红被任命为该工作组组长。

“塔尖”上的工作

赵书红出生在河北农村。放学后去给家里的猪打猪草,是她与猪有关的最早回忆。与这段记忆相伴的,则是儿时清贫的生活。

“那时,家里边还很少能吃到白面,作为日常食物的玉米面又很不好吃。”在接受《中国科学报》采访时,赵书红说,这段与食物有关的童年记忆,最终影响了她一生的选择——抱着要让自己和别人吃得更好的理想,1985年,行将高中毕业的赵书红将自己未来的专业定为粮食加工类。

最终,虽然愿望并没有达成,被调剂到了哲里木畜牧学院(现内蒙古民族大学)畜牧学专业,但赵书红心中并没有太大抵触。“毕竟这个专业解决的也是粮食问题。”

就这样,怀揣着儿时朴实的愿望,赵书红开始了一段刻苦的攻读。也就在这个时候,距离她万里之遥的大洋彼岸,一场生命科学的革命已然开始。

上世纪80年代,古老的遗传学研究与分子生物学的结合日益紧密,以基因工程为龙头的遗传工程技术的应用,也为遗传学带来了革命性的突破。事实上,就在赵书红进入大学那年,规模庞大的人类基因组计划已经提出。

这场突飞猛进的技术革命引起了赵书红的浓厚兴趣,并最终促使她在研究生阶段正式走上了动物遗传学研究的道路。

1992年,硕士毕业的赵书红来到华中农业大学,成为了该校畜牧兽医系的一名助教。在这里,她开始承担关于猪的遗传做图工作,并在几年后利用简陋的实验条件,在国际上首次建立了猪的单精子分型遗传做图技术。

由此,赵书红的科研生涯与猪这种与我国居民生活关系密切的动物,紧紧地联系在了一起。

“即使是现在,我国居民日常摄取的动物蛋白中,依然有六成来自于猪。这足见猪的繁育和饲养对于我国国民经济的重要价值。”赵书红告诉《中国科学报》,如果将猪的繁育体系比作金字塔的话,其底座是数量庞大的商品猪养殖机构,而他们从事的则是位于塔尖的种猪育种工作——利用尖端的基因技术,在遗传层面改良种猪的性状,使得种猪优良基因逐代聚合,下一代性能比上一代更优秀。

“想想看,如果我们通过基因技术,能够让一头猪早出栏一天,按照目前全国数亿头猪的养殖量计算,仅只节约的饲料成本就有多少?”赵书红说,为了这一目标,她已经奋斗了近30年。

“找钥匙”的竞争

尽管养猪业在我国畜牧业中占据着举足轻重的地位,但直到今天,只要提到养猪业,首先浮现在很多人脑海中的依然是脏乱的环境和粗放的管理。然而,事实上,早在上世纪八九十年代,随着规模化、集约化养殖的不断推广,养猪业便已经摆脱了传统模式。在养猪业日益现代化的背后,种猪育种的国际间竞争愈演愈烈。

2012年,赵书红和同事参加国际猪基因组计划,试图对猪的基因组进行详尽解析,从而挖掘出猪的某些关键性状的决定性基因,加快种猪性能改良。

“这相当于我们在猪体内的全部基因中,找到一把把特定的钥匙,每把钥匙都能打开某个特定性状的大门,但如何能找到却是一个很大的难题——开始只能通过眼睛观察,之后发展到系谱分析,再发展到基因组育种。”赵书红说,而当他们通过猪基因组计划,加入到这场“找钥匙”国际竞争中时,首先面对的难题便是如何掌握一套属于自己的高效基因挖掘技术。

工欲善其事,必先利其器。在这方面,赵书红带领团队历时多年,突破了猪基因组学研究方法和工具数量不足、效率不高的局限,构建起了一整套猪整合组学数据库,开发了全基因组关联分析新算法等10个方法和工具,并结合机器学习,开发出基于“多组学联动评分”的整合组学基因挖掘技术体系,大大提高了基因挖掘效率,分离出多个与生长、产肉等性状有关的功能基因;建立的全基因组关联及基因组选择新工具在全世界广泛应用,为国际同行提供了新技术……

自2015年起,赵书红带领团队又开始了一项重要工作——建立猪的全基因组基因敲除文库。

“简单地说,这是一套用实验方法快速筛选鉴定功能基因的新技术。在猪体内有2万多个基因,要想弄清楚每个基因的功能是不容易的,有时候也没必要;但是对于感兴趣的性状,如何快速知道它是由哪个基因控制的,是动物遗传学家一直梦寐以求的事情。”在接受《中国科学报》采访时,赵书红团队成员、华中农大动物科学技术学院教授李新云介绍说,这项新技术是在细胞水平对猪的全部基因进行突变,并通过实验处理,发现某些突变基因对特定病毒或者毒素防御的积极表现,快速找到抵抗这种病毒或毒素的关键基因,从而确定新品种培育的关键靶点。

如今,这套文库已经成功开发完成,并随即引发相关研究领域的普遍关注。截至目前,国内外已经有十余个研究机构成功引进了该技术。这也成为了赵书红颇引以为豪的成就。

不服输的劲头

在科研上,赵书红始终将目光瞄准国际前沿,这种风格也被她带到了日常对学生的教学中。

“自我感觉,我并不能算是一个‘严师’,但对于学生的学术要求却很高。”交谈中,赵书红说,她的“高要求”主要体现在学生的课题难度上,即不允许学生随便把国外发表的文章拿过来,做一些简单的重复或引申便搞出一篇论文。“这种工作根本谈不上创新,没有任何意义。”

当然,这样的要求也不免使一些想“混日子”的学生产生“畏难情绪”。对此,赵书红的态度是——深入交流可以,降低要求不行。当学生表现与她的希望相去甚远、批评了也未见效果时,她也会气得不理他,但过不了多久,赵书红又会主动把学生拉来谈心……

除了对学生的学术要求较高外,在本科生中流传最广的则是赵书红对于学生英语能力的重视。

虽然作为一院之长,学术和行政任务已经很重,但赵书红依然主动开设了一门全英文的《动物遗传育种进展》课程。事实上,早在2005年,从美国完成访问学者的工作归国后,她便主动为学生开设了双语的《家畜育种学》课程。之所以如此,赵书红觉得至少在她所在的国际学术领域,如果一位研究者的英文交流能力欠缺,其全球视野将会受到很大的限制。“作为年轻人,你总不能一开口英语讲得还不如我吧?”她笑着说。

事实上,对于学生的学术和语言能力提出高要求,赵书红还有着更深一层的用意——她想让自己的学生有一股子不服输的劲头。

“对于学生来说,最重要的就是不要有畏难情绪,要敢于突破一些国际上还没有解决的问题。”交谈中,赵书红并不讳言不管是在科研还是教学领域,他们的定位就是国际高水平。“我想建立一支在某些领域领先于世界水平的团队,这就要求每个人都敢于向这个水平发起冲击。成功与否尚在其次,但这股劲头一定要有,而这也是我最想告诉我的学生的。”赵书红说。

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