钟声:探寻植物生殖的奥秘
钟声在实验室。 受访者供图
戴眼镜,低马尾,着装优雅,笑起来有酒窝……北京大学生命科学学院教授瞿礼嘉团队成员、副研究员钟声给人的第一印象是温柔、热情。
钟声长期从事被子植物雌雄互作过程的分子机制研究工作,在被子植物合子前重要节点的远缘杂交障碍的形成机制方面取得了一系列原创性和突破性成果。
不久前,钟声参与的研究项目"植物远缘杂交过程中花粉蒙导效应的分子机制"入选"2023年度中国生命科学十大进展"。
帮植物解决"不孕不育"问题
被子植物通过有性生殖方式繁衍后代。在整个陆地植物中,约90%是被子植物,比如玉米、水稻、大豆等。被子植物有性生殖过程中雌方和雄方相互作用机制,是钟声长期关注和研究的重点。
与动物的精子不同,被子植物的精细胞没有鞭毛,不能自主游动。这些不能自主游动的精细胞,如何与卵细胞相遇呢?花粉管扮演着"红娘"角色。
钟声说,被子植物的精细胞包裹在花粉管中,后者像一位勤恳的司机,载着精细胞去见卵细胞。其间,花粉管首先与雌蕊柱头"碰面",并通过柱头进入花柱道。接着,雌方胚珠分泌"吸引"信号,花粉管收到信号后,会载着精细胞穿过隔膜、沿着珠柄进入胚珠中。最后,花粉管在与胚珠助细胞"打招呼"后,爆裂释放两个精细胞,完成双受精。
在这一过程中,任何一环出问题,都可能导致受精失败,无法产生种子。"这和部分动物精子与卵子相遇的情况是一样的。精子要历经'千难万险'才能与卵子结合。"钟声说,"我们有时开玩笑说,团队是在帮植物解决'不孕不育'问题。"
对钟声来说,进入植物生殖领域纯属偶然。"一开始我跟着师兄做叶片发育相关研究,后来跟一位师姐做植物生殖相关课题。其间,我们鉴定了首个响应花粉管吸引物质的受体复合物成员。当时,我觉得这个过程特别有意思,于是就打算在该领域深耕。"她回忆道。
找到解锁的"钥匙"
回顾自己的科研经历,钟声觉得,兴趣和好奇心是最好的"引路人"。
小时候,钟声就是个好奇心很重的孩子,因此干过不少"傻事"。她回忆道,小时候电灯都是拉线开关,线经常断。有一回看爸爸打开电盒盖子维修开关后,她就非常想知道拉线是如何操纵电灯开关的。
"于是,我就自己偷偷打开电盒看,现在想来还挺危险。"钟声捂嘴笑着说。
因发现玉米中的转座基因而获得诺贝尔奖的女生物学家芭芭拉·麦克林托克是钟声的偶像之一。
"很长一段时间,芭芭拉·麦克林托克提出的转座子理论不被人接受,甚至遭到同行质疑。但她不改初衷,坚持自己的实验结果。"钟声说。
芭芭拉·麦克林托克对科研的执着深深影响了钟声。凭借着对工作的热爱,近年来钟声取得了一系列突破。
160年前,著名生物学家、博物学家达尔文用实验验证了"同种花粉优先"现象。2019年,钟声以第一作者身份完成的研究在分子层面为这一现象提供了机制性解释,发表在《科学》杂志上。该成果入选"2019年度中国高等学校十大科技进展"。
2022年,钟声再次以第一作者身份在《科学》杂志发表论文,揭示了植物中多肽信号及其受体控制阻止多花粉管穿出隔膜的分子机制和工作模式,同时鉴定了合子前杂交障碍重要步骤中的多肽信号分子。
2023年10月,钟声和瞿礼嘉作为共同通讯作者在《细胞》杂志发表一项研究,提出柱头—花粉间识别与信号交流的"锁—钥模型"。相关成果解析了20世纪提出的"花粉蒙导效应"的分子机制,对实现植物远缘杂交以及为农业、园艺等领域创制全新种质资源具有重要意义,被称为"教科书级的重大突破"。
这些成果都是钟声在实验室里"泡"出来的。
"可能有人觉得做实验很辛苦、枯燥,可我觉得在实验室的时光是非常有趣的。"钟声进一步说,"做科研有时会陷入迷茫,但只要坚定地做下去,终会在某次实验中找到那把'钥匙',打开上锁的'门'。"
为科研注入"她力量"
大学入学时,钟声作为全校唯一的新生代表上台发言。当时,她很困惑为什么自己获得这个机会。后来辅导员告诉钟声,每位新生报到时都收到了一张"新生情况表",其中有一栏是"讲述高中最难忘的一件事",只有她一个人非常认真填写了。正是这个细节让辅导员发现了她。
"态度决定一切,这是从小到大妈妈一直对我说的。"钟声说,不论是生活还是工作,她都用认真负责的态度去对待。
母亲的言行影响着钟声。"妈妈从初二开始写日记,到现在已经写了几十本。以前为我记录,现在记录我的小孩。这一点对我影响很大,让我意识到凡事贵在坚持。"钟声说。
钟声愿做"时间的朋友",相信水滴石穿的力量。除了坚持做科研,钟声在钢琴学到十级后依然经常弹,几乎每天都会早起练瑜伽,还坚持每周打羽毛球。
2021年,钟声升级做了妈妈,她不想因生育放慢探索前沿的脚步。等待接受剖宫产手术时,她还在进行数据分析工作。她坐月子时撰写了国家自然基金委"优秀青年科学基金"项目申请书,并在产假期间顺利通过答辩。
"现在很多项目都有年龄限制,我不想因生小孩让工作留下遗憾,所以有时就得对自己'狠'一点。女性需要社会的包容与友善,同时女性自己也要付出更多努力。"钟声坦言。
作为职场妈妈,钟声没有将工作与家庭摆在对立的位置。"生育后,我有过情绪不稳定、很抓狂的时候,但那样做对解决问题没有任何帮助。我要努力调整自己,尽量保持积极乐观,这样更有助于提高效率。"她说。
钟声很感激团队的包容和照顾。"尤其是在怀孕和生育后,团队的支持让我有信心和底气继续自己钟爱的科研。我希望社会能给予像我这样的年轻女性科研工作者更多关爱和支持,使她们的职业发展更顺利,为科研注入更多'她力量'。"她说。
(记者 代小佩 实习生 朱珂影)
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