15 / 2026-02-21 21:05:31

从信号通路到调控网络：跨物种组学解析作物适应性的机制与转化

多组学整合,基因组稳定性,转录调控,作物适应性,跨物种研究

“一作面对面”论坛 > 遗传

作物如何在资源受限与环境剧变中维持生产力？遗传变异如何通过转录调控网络转化为可选择的适应性表型？围绕这一核心问题，我的研究从分子机制出发，逐步拓展至群体尺度与多组学整合，形成了一条贯穿“机制发现—调控解析—网络重构—应用启示”的科研路径。

在发表于 Nature Communications 的研究中，我作为第一作者构建了耐盐耐贫瘠的玉米野生近缘种 Paspalum vaginatum 的高质量基因组，并通过比较代谢组学与功能实验揭示：在养分胁迫下，海藻糖积累可激活自噬通路，从而提高生物量积累效率。这一发现不仅提出了“代谢信号—自噬重编程—资源再分配”的调控模型，也验证了将野生种抗逆机制转化到玉米等作物中的可行性，完成了从进化启示到功能验证的闭环。

在发表于 Genome Biology 的工作中，我进一步将研究尺度扩展至群体层面。通过对340份玉米基因型的大规模RNA-seq数据构建转录调控图谱，我们系统鉴定了表达数量性状位点（eQTL）与可变剪接数量性状位点（sQTL），并解析了温带适应过程中调控网络的重塑特征。该研究揭示：作物环境适应并非单一基因效应，而是转录调控模块在群体尺度上的可遗传变异与网络重构。通过将选择信号、表达变异与表型关联整合，我们构建了连接“基因型—调控网络—适应性表型”的桥梁。

与此同时，我在 Nature Structural & Molecular Biology 等期刊发表的研究，则从更微观层面解析信号通路与分子调控机制，揭示关键蛋白复合体与调控因子在细胞命运转换中的作用。这些工作强化了我在“分子机制精细解析”与“系统层面网络建模”之间建立联结的能力。

在本次“一作面对面”论坛中，我将以第一作者的视角，真实分享三个层面的科研思考与成长轨迹：

• 如何从异常数据中捕捉关键科学问题：一次代谢信号的“异常积累”，如何发展为一个跨物种的功能假说；


• 如何在跨尺度研究中建立逻辑闭环：从单基因机制到群体调控网络，再到育种潜力评估；


• 如何在学科交叉中形成竞争力：融合植物遗传学、系统生物学与计算基因组学，构建可解释的调控模型。

这不仅是一系列高水平论文的展示，更是一段关于如何在不同物种、不同尺度、不同方法之间搭建桥梁的科研历程。我希望通过这次分享，呈现青年科研人员在复杂问题中寻找“结构化答案”的过程——在噪声中识别信号，在差异中提炼规律，在交叉中创造突破。

如果适应性是生命的“结构稳定性”，那么科研本身，就是在不断变化中建立结构的过程。