毛龍,現(xiàn)為中國農(nóng)業(yè)科學院科技創(chuàng)新工程“作物生物信息學及應用”首席科學家、二級研究員、中國農(nóng)業(yè)科學院領軍人才、中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學所作物基因與分子設計中心副主任。
棄綠卡,毅然回國
1993年,毛龍在導師的國際合作項目支持下赴英國進行訪問交流,師從英國小麥遺傳專家皇家學會會員約翰英尼斯的Mike Gale教授。1995年,毛龍完成博士論文后,回到那時的中國科學院遺傳所(現(xiàn)遺傳發(fā)育所)答辯獲得博士學位。1996年,毛龍赴美國克萊姆森大學開展博士后研究,在那里他獲得了人生的“第一桶金”。2000年,他有關番茄果實脫落的馴化基因在國際頂尖雜志《自然》(Nature),并獲美國專利一項。這期間,因對國際水稻基因組測定的貢獻,毛龍還獲得美國農(nóng)業(yè)部USDA集體榮譽獎,并順利在芝加哥附近的北伊利諾伊大學任助理教授。就在同一年,毛龍獲得了美國永久居民的身份。2003年,他開始每年回到母校中科院遺傳發(fā)育所開展合作研究。這期間他還獲得了中科院王寬誠教育基金科研獎金項目支持。祖國對毛龍的這些支持愈加堅定了他回國發(fā)展的信念。因為博士和博士后期間的研究都與作物有關,他決定回到當時剛成立的中國農(nóng)業(yè)科學院作物科學研究所,建立一個新型的生物信息課題組。2005年,毛龍辭去了美國的教授職位,毅然決然地回到了位于白石橋附近的中國農(nóng)科院。回國不久,他就放棄了美國綠卡,成為一個地地道道的海歸。
毛龍回國后就緊鑼密鼓地建立生物信息課題組,建立生物信息平臺,把研究重心轉移到當時非常難以研究的小麥基因組。2008年開始,毛龍積極參與小麥D基因組的研究,并隨著基因組測序技術的發(fā)展,他與合作者成功地完成了D基因組序列,使我國小麥基因組研究走在了世界前列,有關工作與2013年在《自然》率先發(fā)表,并在2017年獲得了改進的版本。
鑒于毛龍對小麥基因組的貢獻,2015年他獲“全國農(nóng)業(yè)科研杰出人才”稱號。2016年,他作為主要成員之一榮獲國家科學技術進步獎創(chuàng)新團隊獎,這也是農(nóng)學領域的第一個創(chuàng)新團隊獎。
轉基因生物技術育種:機遇還是挑戰(zhàn)?
2013年,毛龍的團隊連續(xù)在植物學領域頂尖雜志《植物細胞》(Plant Cell)上發(fā)表小麥及其近緣物種的文章,是國內(nèi)少有的小麥相關工作。其中有關小麥多倍體優(yōu)勢的工作以新合成六倍體小麥為材料,發(fā)現(xiàn)親本表達顯性基因在小麥雜種優(yōu)勢中可能發(fā)揮重要作用,并表現(xiàn)出明顯基因表達水平上的基因組亞功能化。這種在小麥多倍化過程中與雜種優(yōu)勢有關基因表達的新特點為該領域首次報道,并為進一步在新合成異源六倍體小麥中快速篩選親本優(yōu)異基因提供了新的策略,為植物多倍化雜種優(yōu)勢的形成提供了重要理論啟示和借鑒作用。有關多倍體優(yōu)勢的分子機理的工作得到《植物細胞》編輯部的專評,被認為是近年來這一領域的重要發(fā)現(xiàn)。
毛龍團隊還是在國內(nèi)較早在作物中開張小分子RNA研究的課題組。小分子RNA和蛋白編碼基因不同,屬于非編碼RNA,具有其特異的作用模式。在國際上較早開展麥類模式植物短柄草和小麥小分子RNA研究。他們首次研究了水稻、小麥、高粱、短柄草等和谷類物種小分子RNA在古基因組和現(xiàn)代基因組中的規(guī)律(Plant Cell 2012),同時發(fā)現(xiàn)了早熟禾亞科特異的miRNA能夠特意調(diào)控禾本科植物成花素基因FT,為調(diào)控包括小麥、大麥等重要麥類作物的開花時間,提高其生長適應性進而提高產(chǎn)量提供了重要的理論依據(jù)。相關工作發(fā)表在領域頂級期刊Plant Cell(2013)。該團隊在這個工作的基礎上又發(fā)現(xiàn)禾本科成華素FT的一個可變剪接可以在植物生長早期抑制其功能,從而平衡調(diào)控禾谷類開花時間的機制(Nature Communications,2017)。
近年來,毛龍團隊與合作者就作物產(chǎn)量因子的分子基礎及演化規(guī)律開展攻關,對我國過去100年來的小麥種質資源進行了系統(tǒng)研究,總結了我國小麥育種的規(guī)律,發(fā)現(xiàn)了上百個重要產(chǎn)量相關遺傳位點以及這些位點的互作關系,為今后小麥育種提供了重要的理論依據(jù)(Molecular Plant,2022)。同時該團隊還系統(tǒng)研究了一個控制小麥花器官發(fā)育的主效轉錄因子,結果發(fā)表在《植物生物技術雜志》上(Plant Biotechnology Journal,2021),解析了小麥單倍體形成這一重要過程中的過氧化物平衡機制(New Phytologist,2022),以及生長素路徑在小麥籽粒發(fā)育中的分子機理(Plant Journal,2021)。
隨著學術影響的擴大,毛龍的社會兼職也逐漸增多。他既是中國作物學會常務理事、中國植物生理學會理事,也是國內(nèi)作物學旗艦雜志《作物雜志》(The CropJournal)技術編輯、《作物學報》常務編委。另外,他還是Genomics Proteomics&Bioinformatics,Journal of Integrative Biology,ACS農(nóng)業(yè)科學與技術(ACS Agricultural Science and Technology)等國內(nèi)外知名雜志的編委會成等。
除此之外,毛龍還參與組織國際作物學大會(2016)、聯(lián)合國糧農(nóng)組織種業(yè)大會(2021)、第二屆國際小麥大會(2022)等國際會議,也是全國植物生物學大會、全國植物基因組大會等全國性大會的組委會成員。
2019年中國農(nóng)科院黨組決定把支部建在團隊上,毛龍任作物生物信息學及應用支部的支部書記。他帶領支部同志認真學習黨中央關于農(nóng)業(yè)發(fā)展的指示精神,把支部活動緊密結合業(yè)務活動,促進研究成果為農(nóng)業(yè)一線服務。他所帶領的支部榮獲研究所“優(yōu)秀基層黨支部”的稱號。
毛龍團隊充分發(fā)揮利用與國際同行的合作關系。在承擔國家自然基金地區(qū)合作項目期間,與國際玉米與小麥研究中心(CIMMYT)合作,開展合成小麥種質資源的引進和利用工作。2017年3月,毛龍研究員應CIMMYT墨西哥總部邀請,參加CIMMYT年度試驗基地考察活動,引進墨西哥小麥材料300多份,為我國小麥育種輸入了新的多樣性。另外,他還兩次應邀赴澳大利亞參加雙邊合作,在韓國首爾舉行的亞洲動植物基因組大會(Plant and Animal Genome Asia 2018)的“小麥農(nóng)業(yè)基因組”專題分會場做主題報告。在疫情期間,毛龍研究員團隊充分發(fā)揮其生物信息分析的專長,與英國、美國、德國科學家一道,對小麥的近緣種節(jié)節(jié)麥進行基因組解析,并合作在《自然生物技術》(Nature Biotechnology,2021)上發(fā)表。
從當初的出國學習到回國為國效力,毛龍實現(xiàn)了作為一個農(nóng)業(yè)科學家的報國之心,為祖國農(nóng)業(yè)科學的發(fā)展做出了自己的貢獻。