包颖，万象城·体育,万象城(中国)生命科学学院植物学专业教师，二级教授，博士生导师，教育部新世纪优秀人才、山东省有突出贡献的中青年专家。博士毕业于中国科学院植物研究所，曾分别以高级访问学者、访问学者的身份到美国爱荷华州立大学交流学习。近年来，先后主持承担4项国家自然科学基金面上项目和多项省部级项目；多篇论文在Nature Communications、PNAS等行内顶级SCI期刊上发表。

服务重大现实需求

《自然-通讯》成果是这样“炼”成的

棉花是世界上最重要的经济作物之一，它产生的天然纤维被列入人类对植物进行基因改造最为成功的“作品”之列。正是因为人类精准、有效的基因调控，这种植物种皮毛的形态发生了巨大改变，从野生状态的短小、稀疏、粗糙、褐黄发展到目前栽培状态下的细长、柔软、稠密和洁白。

为什么会发生这些神奇的变化？蕴藏在形态变化背后的分子机制一直是各国研究者非常感兴趣的问题。而理清这些机制，对于改良棉种品质、提高棉花产量等具有重要意义。

于是，我们的研究团队立足分子进化，从棉花外在形态变化反推其遗传驱动机制，不断探索棉花多倍体中倍增基因、基因家族和基因组的进化特点，回溯棉花由野生到栽培过程中的自然选择和人工驯化过程。

棉花种子表皮毛在野生和栽培物种间的形态比较

有趣的是，我们发现，尽管野生和栽培棉花之间在调控网络上发生了复杂的重构，但驯化引发的顺式和反式调控改变在数量上却几乎是相同的，显示了人类驯化对两种调控模式的非偏倚性。

我们还发现，作为典型的异源四倍体作物，棉花中两个相异的亚基因组在表达和调控水平上的革新在很大程度上并不相互关联，这种不关联性更加大了亚基因组叠加后的代谢途径和调控网络的复杂性，这一研究成果最终发表在《自然-通讯》（Nature Communications）上，得到了业内高度关注。

科研的魅力就是

不断的追问和求索

 科研的魅力就在于不断地追问，不断地探索未知。这一探索的过程，需要涉足“无人区”，无疑是漫长的、艰辛的。但这恰恰是科研的魅力所在。

正如我们一直坚持的棉花研究，一直以来，大多数研究主要是针对单基因的顺反调控，很少有研究从全基因组的角度，来探索整个调控体系的变化，力图理清棉花驯化背后错综纷杂的调控格局非常困难且具有很大挑战性。

针对这种现状，我们团队联合国际著名的进化研究领域专家Jonathan F. Wendel团队，经过潜心研究和不断讨论，另辟新径，通过比较基因在亲本和杂种内的表达变化，来反推基因在亲本间的表达差异背后的顺反调控类型。经过基础实验、数据编程反复计算、不断求证，前后历时六年，终于解析了棉花驯化和自然进化过程中顺反调控网络的布局特征。这些系列研究结果，对于解析棉花品质改良的遗传机制、提升棉花分子育种的有效性等具有重要意义。

求索的过程固然是艰辛的，但却充满了挑战的乐趣。在研究有趣科学问题的过程中，团队成员总是能够发现生命的复杂、精巧、奇妙，从而更加乐在其中。

破译基因密码

最重要的是心态好

我们选中棉花作为研究对象，除了棉花本身的经济意义之外，更多的是惊讶于棉花纤维从无到有的神奇变化，希望能找到控制这些表型变异的功能基因。要高质量地完成这些研究，就意味着大部分时间得泡在实验室里，穿梭在各种仪器中间，在错综复杂又变化多端的基因网络中，解锁着最关键的一环。

这其中，除了日复一日、“不见天日”泡在实验室里，每天与冷冰冰的仪器打交道，忍受枯燥、冷寂，告别室外的喧闹。最考验人的，是心态。当阶段性结果没有达到预期，可能就要推翻重来，并对实验方案进行一次次的调整和修正。

我们所研究的棉花，看起来是绵软的，但洞彻其中的奥秘，却需要方向的聚焦，需要坚韧的意志力，需要下“绵里藏针”的硬功夫。

科研就是这样，虽然难，但贵在坚持，贵在不断地前进每一小步。接下来，我们将继续开展更高质量的棉花基因研究，不断破译棉花基因密码，助力棉花分子育种实现新突破，让我们国家的高产优质棉遍地开花。

发布：曲阜师大新闻中心

栏目主持人：孙红梅

责编：刘永礼

终审：孙祥广