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山沟里起飞的蜜蜂蛋白质组学

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    【团队简介】
    PK拾计划群蜜蜂研究所蜜蜂蛋白质组学创新团队现有成员9人,除了首席李建科教授外,还有科研骨干5人,研究助理3人。自2005年下半年成立以来,经过10年的建设,该团队已形成了优势突出、特色明显、在国内外具有较大影响的蜜蜂蛋白质组学研究方向。科研团队以产业重大需求为出发点,深入开展蜜蜂生物学研究,近年来在蜜蜂产浆生物学、发育生物学和蜂王浆生物学功能等领域取得一系列理论突破,不但为我国蜂业可持续发展奠定了理论基础,而且引领了蜜蜂蛋白质组学领域的国际前沿。相关研究成果在Molecular & Cellular Proteomics、Journal of Proteome Research和Journal of Proteomic等国际高水平学术期刊发表论文33篇,累计影响因子140以上。研究成果获2013年北京市科学技术成果二等奖。与此同时,该团队针对规模化、机械化蜜蜂现代化饲养技术,研发多项高效蜂机具并获发明和实用专利,并在生产中显著提高生产效率。

山沟里的蜜蜂蛋白质组学梦

    北京植物园、樱桃沟,北京人甚至全国许多人都知道这个风景名胜。然而并非人们都知道就在这个山沟里有一个国家级的研究所——中国农科院蜜蜂所。人们更不会了解在这个山沟里竟然还有一个团队的学术水平引领世界的发展,它就是蜜蜂蛋白质组学创新团队。这个团队比起蜜蜂所的年龄要年轻近50岁,2005年5月刚刚组建的团队是在中国农科院人才工程的资助下,引进了院“二级”杰出人才李建科教授。团队建设的头2年,正式职工只有李建科一人,不但科研经费极度紧张,而且“家徒四壁”,实验条件建设要从零开始。但经过近2年的边建设边研究的历程,2007年第一篇学术论文在国际期刊上发表,次年在蛋白质组学国际主流杂志“Journal of Proteome Research”发表论文。十年间,团队成员没有超过10人,尤其在起初的几年里只有李建科一人带领3-5个研究生开展工作,但在这种艰苦条件下,他们的理念是“永不言弃、勇攀蜂学研究至高点”。目前该团队也仅有9人,但他们已在“Journal of Proteome Research”杂志发表论文14篇,其中的蜜蜂级型分化理论在线粒体和核蛋白质组水平上深入研究了调控级型分化的分子机理,2011年发表后被包括美国的Science Daily等在内的10多家外国媒体报道。2014和2015年他们首次全面深入的阐明了调控胚胎发育的关键代谢通路和关键蛋白,研究成果发表在蛋白质组学的顶级期刊Molecular Cellular Proteomics和蛋白质组学主流期刊Journal of Proteome Research上,这对蜜蜂分子遗传改造具有重要理论贡献。迄今为止,国际上有关蜜蜂蛋白质组学研究的论文约50%来自该科研创新团队。在短短10年时间里,蜜蜂蛋白质组学研究团队从无到有,已经形成了优势突出、特色明显、在国内外具有一定影响的科研队伍。能在较短时间里能取得较大的科研业绩,其主要原因是瞄准我国蜂业的重大技术和理论问题,在锐意创新、不懈追求、勇于探索精神的驱动下,取得了一系列原创新成果。战略定位清晰、研究目标明确,顶层设计准确,能吃苦、肯钻研是取得成功的关键要素。

与时俱进,紧跟国际研究热点

    科学技术不断发展,研究领域不断拓宽,在科学研究的道路上,落后意味着被淘汰,蛋白质组学研究也不例外。随着时代的发展,蛋白质组学研究技术从最初的一维电泳,到双向电泳,再到现在的不依赖电泳的液内酶解技术;研究领域也从最初的全蛋白质组研究,发展到现在的蛋白质翻译后修饰研究,可谓是日新月异。蜜蜂蛋白质组学研究团队紧跟科技发展步伐和国际研究热点,运用蛋白质组学方法开展蜜蜂生物学基础性和前瞻性研究。在早期的研究中,通过以双向电泳技术为基础的研究方法,该团队揭示了我国蜂王浆高产蜜蜂的高产机理,并发现了调控蜂王浆产量的关键基因;阐明了调控蜜蜂胚胎、幼虫、蛹发育的机理并发现关键调控基因;阐明了不同蜜蜂嗅觉分子机制。然而,双向电泳技术本身通量低、灵敏度低的缺点随着技术的发展日益突出,通过认真学习和大胆摸索,团体成员逐渐掌握了液内酶切和非标记定量技术,并迅速将其应用到蜂王浆功能蛋白的深度挖掘中,成功鉴定到32种新的蛋白质成分。近年来,蛋白质组学研究热点逐渐转向蛋白质翻译后修饰方向,该团队随即展开了蜂王浆蛋白糖基化和磷酸化修饰研究,中、意蜂蜂王浆蛋白磷酸化比较研究,蜜蜂咽下腺磷酸化蛋白质组学研究。最近,又系统揭示了中、意蜂蜂王浆蛋白糖基化修饰的特征的差异,同时研究发现蜂王浆蛋白必须经糖基化修饰才具有调节血压和抑菌等生物学功能,为蜂王浆功能成分的深入研究和利用奠定了基础。这些科研成果的取得离不开对研究热点的准确把握和对前沿技术的孜孜追求,为完成“跃居世界农业科技高端”的使命奠定了坚实基础。

瞄准产业需求,研究成果推动蜂业发展

    我国是世界上的养蜂大国,蜂群数量、养蜂从业人员、蜂产品产量和出口量均居世界前列。作为农科人,身背服务农业生产的重任,众多的蜂农就是他们服务的对象。“要成为一名合格的蜂业科研人员,首先要成为一名合格的养蜂员”是该团队的科研宗旨。因此,团队里的每一个成员不仅是前瞻研究高手,同时也是养蜂专家。随着农业现代化进程的推进,养蜂业现代化已成为促进蜂业发展必由之路。现代化蜂业生产以提高劳动效率,降低劳动强度,提高产品质量为目的,最终实现蜂农收益水平的提高。近年来他们通过实践初步形成了以功能合理养蜂车、高效脱蜂和摇蜜系统为主的高效转地饲养技术,极大的提高了养蜂生产效率。尤其是养蜂车的设计以房车为理念,在增加汽车安全性的基础上,充分考虑蜜蜂生物学习性和养蜂人的生活和工作需求,配备了电视、小冰柜、空调、储物箱、储水箱、蜜蜂起落板、车载太阳能发电和储电系统等生活和生产设施,极大改变蜂农生活环境,使养蜂车的功能更加合理化。此外,该团队每年培训蜂农1000人次以上,每年在陕西、辽宁、北京和河南等地建立示范蜂场8个以上,为履行“服务产业重大科技需求”的使命勤奋工作。
    路漫漫其修远兮,对蜜蜂蛋白质组学创新团队来说“打造世界一流蜜蜂蛋白质组学研究团队”是他们持之以恒的梦想,他们将不畏艰难,在中国农科院科技创新工程的稳定支持下,站在蜂学研究的国际前沿,提高我国蜂学研究的国际影响力,推动我国蜂业的可持续发展。

 

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