翻糖开嘴技巧：王二涛推翻糖理论

中青报·中青网记者 王烨捷

2017年6月8日是中国科学院分子植物科学卓越创新中心研究员王二涛及其团队的“高光时刻”。这一天，研究团队在《科学》杂志发表论文，首次揭示了在丛枝菌根真菌与植物的共生过程中，脂肪酸是植物传递给丛枝菌根真菌的主要碳源营养形式。该研究推翻了百年来教科书中的“糖理论”。

图为王二涛。中科院分子植物科学卓越创新中心供图

所谓“糖理论”，即科学家认为，糖是植物传递给菌根真菌的主要碳源营养。菌根是自然界中普遍存在的一种共生现象，它是由土壤中的真菌与植物根系形成的一种共生体。自然界中，80%到90%的植物都有菌根共生现象。1885年，这种共生体被首次发现并命名为“菌根”。植物可通过与菌根真菌共生，从土壤中获得更多磷、氮等营养，同时把20%左右的光合作用产物传递给菌根真菌，供其生长。

长期以来，科学家虽然没有找到在菌根共生中具有重要作用的糖转运蛋白，却坚持认为糖是植物为菌根真菌提供的主要碳源营养。

但王二涛觉得“不对劲”。2008年，这个年轻人从中科院植物生理生态研究所获得博士学位，2010年，他又到世界顶尖的植物和微生物科学研究中心——英国约翰英纳斯中心做博士后。通过对植物-微生物共生领域多年的研究，他发现有些问题根本无法用已有的“糖”理论进行解释。

“我当时在做脂肪酸合成通路基因的相关实验，就在琢磨，会不会脂肪酸可以作为营养被菌根真菌吸收。” 2010年到2013年在英留学期间，王二涛参加过不少学术会议，多次与学界人士交流这一想法，但大多数人都对此“不太相信”。

2013年，在拒绝了海外高校、研究所的邀约后，王二涛回到中科院分子植物科学卓越创新中心（原中科院植物生理生态研究所），埋头做了长达4年的实验，最终在2017年通过《科学》发文，证明了“脂肪酸是植物传递给菌根真菌的主要碳源形式”。

“文章发表后，还有很多研究者不相信这个论断，但后来越来越多实验室的研究，证实了我们的实验结果，现在已成为学界的共识。”王二涛说。

近几年，王二涛团队在植物根瘤共生和菌根共生领域接连有新的发现，受到业界关注：2017年《科学》杂志发文，推翻“糖是植物为丛枝菌根真菌提供的主要碳源营养”的“学界公认”；2020年《自然》杂志发文，解答了100多年来关于“为什么豆科植物与根瘤菌能够结瘤固氮”的问题；2021年《细胞》杂志发文，揭示了过去50多年未解的谜团：植物菌根共生“自我调控”的分子机制。

这3项研究成果均达到了“可以写入教科书级”的水准。王二涛还获得首批中国科学院稳定支持基础研究领域青年团队计划等项目支持，获得2018年“中国青年科技奖”、 2019年“CSPB杰出青年科学家奖”、2020年“科学探索奖”、2021年“谈家桢生命科学创新奖”等奖项。

王二涛告诉记者，种种光环的背后，是日复一日的枯燥实验和中科院分子植物科学卓越创新中心鼓励青年科学家创新的生动体现。

“我从小在农村长大，喜欢研究植物。我也喜欢动物，但害怕解剖动物，所以果断选择了植物生物专业。”王二涛说，自己对植物生物专业的喜爱以及长期埋头实验的定力，均来自一个强大的后盾——中科院分子植物科学卓越创新中心，“我们做基础科研的人，比较纯粹，就是喜欢这个行业，但也不一定能出成果。”

2013年，王二涛果断回到中科院分子植物科学卓越创新中心的一个重要原因是，这里能给青年科学家提供一个良好的创新空间。“在中心工作的头5年，中心允许你一篇论文也写不出来”。正如中科院分子植物科学卓越创新中心主任韩斌院士所说，这段成长期主要看研究组的工作状态是否“蓬勃向上”，5年后所里会进行一次国际同行评估。宽松的科研环境是自由探索创新的沃土。

“我们做一个植物实验，至少需要观察一个生长周期，植物长得慢，一个周期一个月、甚至几个月。不可能很快出成果。”王二涛告诉记者，做创新研究就需要不断试错。

以该团队在2020年发表的《自然》文章为例，这项研究从2013年开题至2020年发文，历时7年时间，回答了“为什么豆科植物能结瘤固氮”这一百年难题。

王二涛说，“创新过程中的很多实验，需要多学科交叉，比如让植物产生一类新的脂肪酸，有别于自身产生的脂肪酸，就需要从有脂肪酸代谢领域背景的专家那里获得灵感。”

“最近比较关注二十大的召开，想看看针对基础科研领域，党和国家会有什么新的信号释放。”王二涛告诉记者，随着国内对基础科研工作的愈发重视，越来越多的青年学者愿意加入看似枯燥、不容易出成绩的基础科研领域。王二涛说，党的二十大报告将“实施科教兴国战略，强化现代化建设人才支撑”单独成章，彰显了党对支持科技人才发展的坚定态度。

他告诉记者，无尽的实验和实验假设的修正，这些工作不仅耗费时间，也耗经费、精力，“如果没有国家政策和中科院分子植物科学卓越创新中心的创新机制支持，我们做不下来。”

王二涛说，自己喜欢“不断调整自己的想法、挑战新事物”的过程。揭开生物学现象的本质的那一刻，是科学家开心和最闪光的时刻。

来源：中国青年报客户端