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曹树青:绿色技术的探路者

夏天    2019-05-06 17:36:38    人民周刊网

 

学生们眼中那位温文尔雅的曹树青教授,此时正在研究一种名叫拟南芥的植物。从这种毫不起眼的植物中,他看到了运用绿色技术解决土壤重金属污染的希望。

众所周知,土壤是人类赖以生存的根本,但在首次土壤普查中,我们得到了这样一组数字:中国有近20%的耕地存在镉、砷、汞、铅、镍、铜等重金属超标,对于这样的现状,曹树青教授说:“土壤金属重污染,很可能通过农作物进入人类食物链,也可能通过扬起的尘沙,与人类密切接触。”他言语中的焦急和迫切,让我们感受到了问题的严重性。

作为一名科研工作者,曹树青教授深感责任重大, 为解决土壤重金属污染问题,他带领课题组长期攻关研究,采用新型植物修复基因工程技术,在治理土壤重金属污染方面取得重要进展。

 

权衡利弊 绿色技术治污染

如果说科研是武器,那么实验室就是基地。从2005年起,曹树青教授就在合肥工业大学工作建立了自己的实验室,从这里出发,一步一个脚印,开始书写属于自己的科研故事。

面对着困扰科学界的土壤重金属污染问题,曹树青教授毅然决然的选择迎难而上,在曹树青教授看来,土壤重金属的污染要从源头上加以控制。

在经过权衡利弊后,曹树青教授放弃了利用物理和化学方法治理土壤重金属污染的研究,一是,这样的治理方式成本,二是容易造成二度污染。

在选择研究方向上,曹树青教授经过了慎重的思考,最终,决定通过正向和反向的遗传学途径,筛选和克隆出涉及植物重金属超量积累的关键基因,揭示出植物耐受重金属毒害的分子机理,可实现从源头上对土壤重金属污染进行有效的控制的目标。

国际上的相关研究认为,土壤中的污染物,可通过植物进行吸收、挥发、根滤、降解,达到净化土壤环境的目的。这种绿色技术一旦成熟,受污染的土壤将会得到彻底改善,因此,植物修复基因工程有着巨大的发展潜力。而让这项技术趋于成熟,正是曹树青教授所要做的工作。

有了方向,就有了科研的目标。曹树青教授带领课题组沿着这个方向兢兢业业的探索,他们首次发现了植物响应重金属镉胁迫信号转导的分子调控机制,使植物在受到重金属镉污染的土壤中仍可以茂盛生长,并将镉吸收后储存至液泡中。

曹树青介绍“我们对吸收了镉的植物进行处理,即可有效降低土壤中的重金属含量。”,为了论证结论,他们使用一种草本植物拟南芥进行试验,通过大量的实际案例,治理效果极为理想。大量实例表明了治理的效果。他认为,这项技术是利用绿色植物能够对污染物进行转移、容纳、转化的原理,与国际主流治理土壤污染的绿色技术步调一致。

成果一经推出,便在科学界引起了强烈反响,并在国际植物学知名学术期刊NewPhytologist上在线发表,这一原创性成果还荣获了第十三届全国农业生物化学与分子生物学学术研讨会优秀论文奖。

科研没有止境,曹树青教授正带领课题组进一步研究针对砷、铅等其他重金属的植物修复机制,并致力于产业化探索。

 

深入探索 植物抗逆分子机理现端倪

 “科学需要理论支撑,理论就是科学大厦的地基,少了它,大厦就会倾塌。”在科研领域,曹树青教授态度严谨,一丝不苟。他所带领的课题组不仅在植物修复工程领域取得了丰硕的科研成果,还在植物抗逆分子分机理方面深入探索。

“植物抗逆分子生物学”就是利用转基因育种等技术增强作物品种的抗逆性,即提升植物对抗不良环境的能力,假如作物自带抗旱、抗涝、抗冻、抗病虫害能力,那么,就会间接减少人为的干扰,在自然环境下成长起来的作物,安全性就会更高。

曹树青教授带领课题组对植物抗逆分子机理进行深入研究和挖掘。他们以模式植物拟南芥为材料,通过正向和(或)反向遗传学途径,利用现代分子生物学技术和基因工程手段,筛选鉴定多个与非生物胁迫相关的功能基因,并阐明这些基因参与非生物胁迫响应调节的可能机理。他们的研究,不仅揭示了植物抗逆分子机理,还为作物抗逆遗传改良提供了新的基因资源。通过长期不懈努力,他带领团队发现了DFR1介导的脯氨酸代谢平衡与植物抗逆应答调节的新机制。该研究成果于2018年6月26日发表在国际著名期刊Cell子刊《细胞报告》,发表后立即引起《科技日报》《科学网》和《中国科学报》等主流媒体广泛关注和报道。

时间,见证了曹树青教授实现梦想的过程,在多年的科研工作中,他先后主持国家自然科学基金面上项目、国家重大科技专项子课题等20余项,指导国家大学生创新性实验计划项目2项,校级大学生创新项目7项。此外,他还主持校级精品课程及研究生教改项目各1项,并参与省部级教改项目3项。

作为科研工作者,他不断进取,从不停歇,带领团队披星戴月,他的愿望很简单“我希望,每一个人都能吃上放心,安心的食物。”这也是曹树青教授从事科研工作的初心,时间的流逝,只是让这份初心变得更加坚定;作为导师,他培养了50余名硕士和博士生。在教学中,他坚持理论实践相结合,一方面帮助学生打好坚实的理论基础,一方面将自己的科研经验倾囊传授。

在20余载的科研道路上,曹树青取得了不斐的成绩,曹树青却很淡然,在他看来,这就是科研工作者的工作,选择了,就要做好。“我们还有很多科研高峰要攀登,只有越爬越高,才能看到世界的风景,也才能让世界看到中国的风景。”这就是曹树青教授的目标,我们相信,有了像曹树青这样的科学家,中国的生物科学必将让世界刮目相看。

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