姜伊娜

選擇姜伊娜作為2018年啟明星計劃入選者的首訪對象，主要是因為在前不久那次2018級星友頒證交流會上她在介紹自己時的那句話：我的研究對象是植物與微生物之間的相互關系，是一個非常特別而有趣的研究方向。加上她又是這次華東師范大學唯一入選的啟明星。直覺告訴我們，這個女孩不一般。為了解她背后的成長故事和研究經歷，我們來到了華師大生命科學學院。

不一樣的成長之路

姜伊娜1983年5月出生于山東曲阜，用伊娜的話說，或許是受到孔老夫子的庇佑，那一帶常年風調雨順，流經的泗河河水甘甜，環(huán)境優(yōu)美，民風敦厚，讀書向學之風不絕。單親家庭長大的伊娜有一個長她兩歲不到的姐姐，從懂事起姐妹倆完全是母親一手拉扯大的。在伊娜的印象里，自己放學后經常會在學校的校長或老師那里做作業(yè)等待媽媽來接她。母親的堅韌、剛毅和不屈服于生活壓力的態(tài)度深深地影響著姜伊娜。雖然生活不易，但姜母讓孩子接受完整教育的決心非常堅定。上中學后兩姐妹的學費已成為家庭一大負擔，懂事的姐姐提出讀中專盡快工作的想法，被姜母斷然否決。即便是家里生活十分拮據(jù)的情況下，母親對孩子的興趣及教育培養(yǎng)絕不吝嗇，家里有不少名著和典籍，伴隨著姐妹倆一路成長。她和姐姐從小就喜歡畫畫，經常一人拿一個硬紙殼做成的畫架，隨著母親到古建筑和野外去臨摹、寫生，而具有音樂天賦的姐姐對唱歌更是無師自通。為了照顧兩個孩子就近讀書，她們家搬了不止十次。

生活上的困窘并沒有影響伊娜個人的成長。伊娜認為，這得益于母親對她們精神上的富養(yǎng)，這遠比物質上的富養(yǎng)更深刻、更長遠，母親努力把外界的紛擾對她們的影響降到最低，因此她們的內心世界是富足而平靜的。母親的開朗，對待生活的正面、積極、樂觀，以及無論遇到任何困難都不輕易低頭的人生態(tài)度，是伊娜人生道路上指引她堅定前行的明燈。

從小與植物有緣 興趣牽引職業(yè)方向

姜伊娜從小就對植物感興趣，小時候給樹澆完水后她會靜靜地聽樹在吸水的聲音；高中時她注意到學校操場一角的含羞草，總會凝立近旁靜靜觀察。這細微而實在的現(xiàn)象讓她覺得妙不可言，也因此高中時她就認準了生物學這個在當時并不熱門甚至因為就業(yè)前景不被看好、被視為挺不靠譜的專業(yè)。但母親很支持女兒的選擇，母親說：“你就算天天看螞蟻上樹，要是能看出點什么東西來也是很厲害的?！币聊刃ΨQ，母親對動物社會行為學的認識還是很超前的。但同時也提醒她，一旦選擇了這個專業(yè)，以后無論遇到任何困難都不能退縮，因為這是你自己的選擇。高考時，姜伊娜填報了生物學專業(yè)，并考入魯東大學（原煙臺師范學院）生命科學學院。

魯東大學的生物學專業(yè)課程設置很全面，每一門大的課程都配了實驗課，實驗設備完備，課上學生自己可以動手操作。這4年中，姜伊娜學得很扎實，為她今后的學術發(fā)展打下非常好的基礎。臨近畢業(yè)時，姜伊娜為找工作和考研做了兩手準備。工作方面，她到山東省一所重點中學應聘，同臺競聘者都是有研究生背景的。面試抽到的題是當場講解細胞結構，少時學繪畫的本領加上大學專業(yè)課程的良好設計訓練派上了用場，她在黑板上把細胞結構簡潔形象地畫出來，加上邏輯清晰的講解，讓她脫穎而出，被學校錄用。在考研方面，伊娜聽說上一屆有師姐考上了上海交通大學的研究生，她也十分渴望這樣的大平臺，在積極備戰(zhàn)后她拿到了上海交大的錄取通知，并在2002年入讀上海交大農業(yè)與生物學院。

在選擇研究方向和導師時，姜伊娜再次遵從了自己的內心，選擇了自己很喜歡的豆科植物作為研究對象，師從武天龍教授。武教授的研究方向之一是大豆次生代謝產物異黃酮的代謝調控。姜伊娜解釋說，異黃酮與雌激素有相似結構（因此稱為植物雌激素），是女性很好的保健成分。異黃酮還能提高豆科植物的抗病和防御能力。在正常情況下，豆科植物中的異黃酮含量較低。通過遺傳的手段來改良植物品質，如提高其含油量、蛋白含量等是現(xiàn)今植物學領域的一個熱門方向，姜伊娜也是希望通過調控代謝過程中的關鍵酶來提高大豆異黃酮的含量，并進一步揭示植物次生代謝產物影響植物防御及自身調節(jié)免疫的機理。選擇這個方向還有一層考慮。我們知道，許多中藥的有效成分都是植物次生代謝產物，而已知的植物代謝產物種類已超過20萬種。中藥的有效成分難以精確鑒定已嚴重制約了現(xiàn)代中醫(yī)藥的發(fā)展。因此，了解次生代謝產物如何合成、代謝、調控以及如何發(fā)揮作用，植物的防御機制如何啟動，抗病過程如何發(fā)生等就顯得十分迫切。這些研究成果發(fā)表在了《植物生物學》（Journal of Plant Biology）, 《加拿大植物病理學》（Canadian Journal of Plant Pathology）和《植物與細胞生理學》（Plant and Cell Physiology）等該領域的知名期刊上。

解析植物與菌根真菌共生過程中碳源的代謝機理，研究工作獲《科學》雜志高度肯定。

成果的背后是姜伊娜執(zhí)著的付出，她當時的狀態(tài)非常貼合一句被同學傳說的時髦語“不是在實驗室就是在來實驗室的路上”。也許在其他人的眼中，這樣的生活單調而無趣，但對從小就喜歡植物的姜伊娜來說，這樣的生活十分充實而有成就感。她說：“我十分幸運，能夠把自己的興趣當作職業(yè)，每一個小小的發(fā)現(xiàn)都能讓我非常興奮。”當年著迷于含羞草的她已做好了準備要去揭示更多植物世界的未知奧秘。

研究工作獲《科學》雜志高度肯定

博士畢業(yè)后，姜伊娜選擇了在中科院上海生命科學研究院植物生理生態(tài)研究所（以下簡稱植生所）繼續(xù)深造。博士后研究期間，在王二濤研究員的指導下，姜伊娜的研究領域有了進一步的擴展，其研究主要關注植物與微生物（如真菌或細菌）的相互作用。這里所謂的相互作用包括有益的共生關系和有害的寄生關系（微生物病原菌只從植物中攫取營養(yǎng)）。其中，菌根真菌共生是自然界最為廣泛的共生形式（80%以上的高等植物都可以與菌根真菌共生）：植物通過與菌根真菌共生高效率地從土壤中獲得磷和氮等無機及礦質營養(yǎng)，同時植物把一定量的光合作用產物（光合作用提供的碳源——有機碳化合物）傳遞給菌根真菌供其生長，兩者之間建立一種互惠互利的同盟。每年大約有50億噸的光合作用產物通過菌根真菌被固定在土壤中，這是生態(tài)學上保持土壤肥力的一種常見且非常有價值的方式。因此，研究植物與菌根真菌共生過程中的碳源轉運過程及機理對整個生態(tài)系統(tǒng)的碳氮平衡具有非常重要的意義。

2017年10月在中科院植生所實驗室中

姜伊娜說，這是一個“既古老又現(xiàn)代”的研究方向，“古老”是因為此前學界普遍認為：植物的光合作用產物是以六碳糖（如葡萄糖）的形式供給共生真菌的。但是，姜伊娜以典型的豆科模式植物（蒺藜苜蓿）與共生真菌（叢枝菌根菌）互作體系為研究材料，發(fā)現(xiàn)植物的碳源主要是以脂肪酸的形式轉移到菌根真菌。這一見解對已經存在了近百年且被公認的理論——植物傳遞給菌根真菌的主要是糖——提出了質疑，因此課題研究過程中承受了非常大的壓力，除非能進一步以無可辯駁的結果來證明自己的觀點。她從2013年開始，用了整整4年時間（這也是姜伊娜做博士后的時間差不多是正常時間兩倍的原因）與王二濤老師一起仔細設計實驗，一一推敲整個實驗過程，最后他們的研究得出這樣的結論：脂肪酸是植物傳遞到菌根真菌的主要碳源形式，他們還進一步找到了脂肪酸在共生過程中的轉運蛋白。這一結論不僅打破了長達近百年的傳統(tǒng)菌根共生營養(yǎng)交換形式的觀點，還進一步揭示了碳源（脂肪酸）轉運的分子機理，對解析植物與菌根真菌共生過程中營養(yǎng)代謝機理具有重大的理論意義。她在研究過程中還發(fā)現(xiàn)在擬南芥-白粉病的寄生中，通過降低植物病原真菌相互作用中脂肪酸的轉運，能夠有效抑制病原真菌的致病性，從而開辟了一個全新的植物抗病研究的思路。姜伊娜這樣解釋這一研究的意義：在了解了植物輸送碳源的形式后人們就可以投其所好，通過調控植物自身的合成和代謝提高共生的效率，從而更有利于植物的生長發(fā)展和滿足人類需求；還可以做成菌肥（生物肥料），減少化學肥料的使用；而了解有害病原菌吸收植物的碳源形式，將有望阻斷其寄生的過程，提高植物的抗病和防御能力。

在導師的支持鼓勵下以及與國際權威雜志編輯的多次交流溝通后，最終這篇以姜伊娜為第一作者的論文發(fā)表在2017年6月16日的《科學》（Science）雜志上。審稿人給出的評審意見是：此文解析了植物與菌根真菌共生過程中碳源營養(yǎng)代謝的基本機理；隨后《自然植物》（Nature Plant）雜志也以報道形式介紹了這一工作并評價稱：該研究對于未來進一步闡明脂肪酸在其他植物-微生物互作過程中的作用，及在如何促進共生與提高抗病方向上有重大的意義。

在世界頂級的雜志上發(fā)表的這篇論文澄清了此前的諸多質疑，姜伊娜壓力頓時舒緩：“如果沒有這篇文章，很可能我就會失業(yè)?！闭Z中雖有調侃，但還是蠻真切地反映了姜伊娜當時的境況。研究期間的艱辛、受到的質疑也許只有她自己最清楚。

得益于國際一流雜志的肯定及對其研究方向前景的認可，2017年11月，姜伊娜出站后加入華東師范大學生命科學學院，受聘為華東師范大學“雙百人才計劃”紫江青年學者。也出于對姜伊娜這種正處于最佳狀態(tài)并極具潛質的年輕人才的渴求和看重，華師大校、院二級部門破格給予她研究員和博士生導師的資格。同時，她還獲得了“啟明星”等人才計劃的資助。

豆科模式植物蒺藜苜蓿，研究共生體系的良好載體

為了贏得這場“沒有硝煙的戰(zhàn)爭”

采訪到此，我們有這樣的感覺，校方的厚愛和人才項目的眷顧更多是因為姜伊娜研究的內容有價值，值得支持她大膽嘗試。也因此我們讓姜伊娜重點介紹一下接下來她的發(fā)展方向，姜伊娜說這也是她想通過這個采訪表達的內容。在她看來，博后期間的研究工作只是在這個新的方向上“撕開了一個小口”，接下來還有很大的研究空間，更多的工作需要深入研究。例如，植物的整個生長發(fā)育過程也是與各種病原菌相生相克的過程，經過與病原菌的長期共進化，植物形成了一套精巧而復雜的防御體系。與此相對應的是，病原微生物出于生存本能為了獲得宿主光合作用固定的碳源，會分泌一系列小分子物質，如蛋白效應因子等，使其逃避植物免疫防御并調節(jié)宿主代謝來滿足其需求。圍繞對碳源的保護與掠奪，植物與微生物間始終在進行著一場“沒有硝煙的戰(zhàn)爭”。為了說明這場“沒有硝煙”戰(zhàn)爭之慘烈和后果，姜伊娜以好發(fā)于多種瓜果類經濟作物的白粉病為例：“白粉病是一種常見且危害甚大的植物病害，可侵染多種重要的農作物（如小麥、番茄、大豆、黃瓜等），造成植物早衰，流行年份會造成作物減產40%。更重要的是白粉病菌至今無法在體外人工培養(yǎng)，以致人們無法掌握其行蹤，其致病機制及作物抗性研究基礎薄弱，目前對白粉病的控制只能采取治標難治本的化學農藥防治?！苯聊认Ｍㄟ^接下來深入研究植物-病原菌互作中植物碳源的代謝、轉運及調控，以求揭示植物抗病分子機理、不同碳源下病原菌的致病機理并制定調控措施，以提高植物的抗病和防御能力，在減少化學農藥使用的同時使農作物穩(wěn)產增產。

介紹到這里，我們對姜伊娜為什么要用一場“沒有硝煙的戰(zhàn)爭”來做表述的深意有了更多理解。對姜伊娜講的植物的白粉病、枯萎病等，人們都有所知道，但一般想到的就是用殺蟲劑等化學手段來控制，而姜伊娜等科研人員試圖在揭示植物與微生物相互作用關系的基礎上，更多依靠調控植物本身的抗御機能來達到增產和減少化學農藥使用的雙重功效。這既是探求主流、前沿的科學難題，又回應了當下最為關切的生態(tài)環(huán)境挑戰(zhàn)，這樣來看姜伊娜入職以來的順利就很好理解了。

但故事好講，求索之路艱難。姜伊娜深知這一點，所以兢兢業(yè)業(yè)，未敢一刻懈怠。而本是同行的愛人與雙方家庭的無悔支持，也是支撐她一路向前的動力。眼下第一步是實驗室裝修、各種實驗設備的購置、為課題組“招兵買馬”招聘研究人員等，“我已經當了快半年的‘包工頭’了。唯愿早點開工，早出成績，不負眾望?！?/p>

這是一個新的開始，我們祝愿伊娜在這個充滿神奇和未知的植物世界里不斷耕耘，有所發(fā)現(xiàn)，并帶給更多關心她的人以驚喜。

梁、江世亮寫于2018年6月10日