南農(nóng)觀瀾｜南京農(nóng)業(yè)大學(xué)青年教師劉東陽：漏斗底的承壓之旅

編者按：

即日起，由南京農(nóng)業(yè)大學(xué)黨委宣傳部聯(lián)手現(xiàn)代快報打造的融媒體專欄“南農(nóng)觀瀾”上線，欄目將展現(xiàn)南京農(nóng)業(yè)大學(xué)教師個體及其團隊的成長發(fā)展，期待從故事的“波瀾”之中追本溯源、洞察根本。

7月23日，南京農(nóng)業(yè)大學(xué)資源與環(huán)境科學(xué)學(xué)院沈其榮院士團隊在國際權(quán)威期刊Cell發(fā)表研究論文，成果揭示了哈茨木霉分泌類膨脹蛋白（ThSWO）調(diào)控植物生長的一條重要分子通路，首次闡明木霉效應(yīng)蛋白靶向激活擬南芥AtABCB5生長素轉(zhuǎn)運蛋白、調(diào)控植物內(nèi)源生長素外排及相關(guān)響應(yīng)，為微生物肥料提質(zhì)、作物綠色增產(chǎn)開辟全新分子靶點與應(yīng)用路徑。

回望十余年的科研之路，成果共同通訊作者、資環(huán)學(xué)院教授劉東陽自喻最難的一段路就像身處漏斗的底部，那個時候，來自漏斗頂部和側(cè)壁的壓力紛至沓來。

有益菌促根？得說出個道理來

南京農(nóng)業(yè)大學(xué)沈其榮院士團隊，長期深耕根際微生物與植物互利共生的科學(xué)領(lǐng)域，團隊開發(fā)的“哈茨木霉”全元生物有機肥近年來在大田作物和經(jīng)濟作物上產(chǎn)生了良好收益。

但除了知道“怎么施”，還得弄明白“為什么”。沈院士希望團隊能把田間效果“說出來個道理”來，也就是從機制機理層面破解作為有益菌株的木霉菌到底是怎么發(fā)揮出“促根”效果的。

院士的這個要求，青年教師劉東陽聽進去了。

2012年，劉東陽博士畢業(yè)。站在科研起步的十字路口，他迎來了人生的一次抉擇。他的博士課題聚焦牛糞堆肥、木質(zhì)纖維素降解，方向成熟卻難有大突破。

沈其榮院士一眼看出癥結(jié)。“試試做木霉。”

短短幾個字，是信任，更是一場冒險。

木霉是農(nóng)業(yè)生產(chǎn)中廣泛應(yīng)用的有益真菌，能夠促進根系發(fā)育、改善植物營養(yǎng)并增強植物抗逆境能力。但是，哈茨木霉分泌類膨脹蛋白如何直接調(diào)控植物生長發(fā)育？

圍繞這一科學(xué)問題，劉東陽帶領(lǐng)小組展開研究。當(dāng)時的他，分子生物學(xué)基礎(chǔ)薄弱、基因編輯等技術(shù)手段也缺乏積累。

從搭建起全套技術(shù)體系到跑通技術(shù)平臺，他花了將近8年的時間。

2022年，大團隊里其他起步早的課題組已開始涌現(xiàn)成果，而劉東陽所帶領(lǐng)的小組，還在搭建基礎(chǔ)的階段。

學(xué)生們心生迷茫、不確定花費了這么多時間搭建的技術(shù)平臺價值何在。

要知道，沈院士所帶領(lǐng)的這支一流學(xué)科團隊，不缺人才更不缺努力。

劉東陽用“漏斗”底部這個生動的比喻形容自己當(dāng)時的處境，漏斗底部同時承受來自頂部和側(cè)壁的壓力，所以受壓是最大的。

就研究維度而言，劉東陽帶領(lǐng)團隊探索的，是一場“從0到1”的突破：和之前聚焦微生物代謝小分子的研究思路不同，他們把研究重心轉(zhuǎn)移到真菌分泌蛋白與宿主膜轉(zhuǎn)運機器的直接互作上來，難度可想而知。

頂部的壓力來自跨學(xué)科的方法論能否在本學(xué)科奏效、這段更加艱辛的探索將通向什么樣的終點，沒有現(xiàn)成的答案。

側(cè)壁的壓力則來自大團隊里別的方向成果涌現(xiàn)，而在自己的小團隊，長周期的研究投入讓學(xué)生們面臨著成果刊發(fā)和畢業(yè)求職的多重壓力。

但劉東陽轉(zhuǎn)念一想，漏斗底部雖然承壓大，但也更緊實、更能挺住。所以，底部的沙子往往并不容易掉下去。

這個時候需要做的就是咬牙堅持。

在最需要信念的關(guān)口，博士生李托選擇了留下。2022年畢業(yè)后，他以博士后身份留在了團隊。他相信團隊前期搭建的技術(shù)平臺完全能夠在植物與微生物互作領(lǐng)域做出更有意義的成果。

2025年初，李托關(guān)于木霉跨界互作影響植物健康的工作在Science Advances雜志上發(fā)表。這給處于漏斗底部的團隊，打了一劑強心針。

“撿漏”撿了個低能家族

團隊扎根田間、深耕實驗室，層層拆解、由表及里。

此前植物學(xué)界已有定論：植物體內(nèi)有這么一個生長素轉(zhuǎn)運蛋白家族，轉(zhuǎn)運能力弱、功能活性低，幾乎不具備主流研究價值。長久以來，該家族被學(xué)界貼上“低能”標(biāo)簽、打入科研“冷宮”。

無人深究，不代表毫無價值。一次質(zhì)譜檢測實驗中，團隊意外捕捉到關(guān)鍵線索：哈茨木霉分泌類膨脹蛋白，會與這個被“打入冷宮”的生長素轉(zhuǎn)運蛋白互作。

沒人愿意為無效蛋白浪費時間、耗費經(jīng)費。但當(dāng)時的劉東陽團隊卻執(zhí)意探究到底。經(jīng)過數(shù)次實驗、細(xì)胞驗證、真相逐漸清晰。

哈茨木霉分泌類膨脹蛋白可穿透植物細(xì)胞壁，精準(zhǔn)錨定細(xì)胞膜上的低能轉(zhuǎn)運蛋白。二者結(jié)合后，原本活性微弱、近乎失效的轉(zhuǎn)運載體，一躍成為植物體內(nèi)轉(zhuǎn)運效率最高的生長素核心載體。

這是前所未有的發(fā)現(xiàn)！這支被學(xué)界所忽略的“低能家族”，在劉東陽團隊的深耕細(xì)研、反向突破下，完成了從“科研雞肋”到“核心靶點”的顛覆性蛻變。

這也印證了他咬牙堅守的理念：創(chuàng)新，不是重復(fù)老路，而是開辟出一條新賽道。

漏斗底部走出的論文“一作”

論文第一作者陸佳馨，有著強烈科研目標(biāo)感、行動力和內(nèi)驅(qū)力。當(dāng)年，她通過補錄進入沈其榮院士團隊。博士前兩年，研究遲遲沒有形成穩(wěn)定結(jié)果，她一度萌生過退學(xué)的念頭。

進入劉東陽課題組，陸佳馨圍繞“木霉—植物互作”開展研究。課題起步時，植物表型不穩(wěn)定，許多實驗需要從頭建立。劉東陽給予她包容、信任和支持，專門購置高精度的植物光照培養(yǎng)箱。陸佳馨反復(fù)排查材料、培養(yǎng)條件和實驗流程，逐步建立體系，并不斷追問現(xiàn)象背后的問題。

課題推進八九成時，畢業(yè)季到了。同級不少博士生已經(jīng)畢業(yè)入職，但她清楚，研究雖有重要線索，距離形成嚴(yán)密的機制證據(jù)鏈尚有距離。她選擇了延期畢業(yè)，把尚未閉合的問題“咬牙”做下去。

劉東陽常用“漏斗底部”形容科研中最艱難的階段：越接近底部，承受的壓力越集中，但也正是在這種壓力下，研究者才能不斷沉淀、收斂，找到值得突破的方向。

“漏斗精神”在陸佳馨身上再次應(yīng)驗。

為了完成關(guān)鍵論證，研究需要借助掃描電鏡、原子力顯微鏡、免疫電鏡和質(zhì)壁分離等技術(shù)，部分實驗必須依托外校平臺完成。

面對陌生技術(shù)和環(huán)境，陸佳馨主動聯(lián)系平臺、學(xué)習(xí)方法并優(yōu)化方案，每次一去就是十天半個月，前后往返四五次。劉東陽則幫助她協(xié)調(diào)資源、解決后顧之憂。

她白天做實驗，晚上整理數(shù)據(jù)、思考問題，再與導(dǎo)師交流新的判斷和方案。

她記得劉東陽說過：“科研的創(chuàng)造力需要留白。”在實驗之外審視結(jié)果、修正假設(shè)、形成新思路，成為研究不斷推向深入的重要動力。

在導(dǎo)師的支持下，陸佳馨將分散的實驗現(xiàn)象終于串聯(lián)了起來，從發(fā)現(xiàn)真菌分泌蛋白的促生作用，到尋找植物互作靶標(biāo)，再到解析生長素轉(zhuǎn)運和植物發(fā)育調(diào)控機制，一個完整的科研故事閉環(huán)了。

院士引路：科研一定要到田里去

十余年來，劉東陽一直踐行著沈院士掛在嘴邊的那句話，“科研一定要到田里去。”

上半年的他，都在田里轉(zhuǎn)悠：看性狀、找差異、判斷問題。他說，“田里，不僅能直觀地看到效果，還能帶來絕佳的科研命題。”

在沈其榮院士團隊，最忌閉門造車、紙上談兵。實驗室的數(shù)據(jù)是基礎(chǔ)，但田間地頭的真實表現(xiàn)、農(nóng)民生產(chǎn)的實際需求，才是檢驗價值的唯一標(biāo)準(zhǔn)。

最讓陸佳馨佩服的是，每次聽取小組匯報時，一旦提到某個物質(zhì)對生產(chǎn)有幫助，沈院士立馬就會算上一筆賬，這個“蛋白”到底能給農(nóng)民帶來多少實在收益。

每一次組會指導(dǎo)，沈院士都能精準(zhǔn)穿透表象、直擊本質(zhì)，為青年學(xué)子規(guī)避無效探索、繞開科研彎路。

“太貴、農(nóng)民用不起，就不要做。”樸素的一句話，道盡科研為民的初心。

多年以來，沈院士帶領(lǐng)的團隊凝聚起共同的信念，農(nóng)業(yè)科研的終極目標(biāo)，是做出真正能夠突破產(chǎn)業(yè)困境、落地田間惠及百姓的成果。

在劉東陽帶領(lǐng)的小團隊，深化著這樣的理念：被田間證實了“有效”的成果之中“道理”何在？于是便有了如今的Cell成果。

從打入冷宮的邊緣方向到解鎖顛覆性作物促根新機制，這支曾經(jīng)自喻困于漏斗“瓶底”、承受著多方壓力，卻始終不肯松懈的團隊，用大膽的科研想象、扎實的科研論證推開了植物營養(yǎng)界的一扇窗。

劉東陽打趣，多年沉淀搭建的技術(shù)平臺，恰似省道磨礪出的駕駛技術(shù)，如今獲得國際頂刊的認(rèn)可，仿佛駛上了高速公路，不敢說馳騁，但感受到了前方科研之路的“通達(dá)”。

這正如劉東陽發(fā)在學(xué)生群里的一段講述竹子成長的視頻：多年扎根、一朝破土、節(jié)節(jié)凌云。

問起接下來的計劃，劉東陽說，“窗戶打開之后，想做的和能做的都更多了，期待下一個10年。”

通訊員 許天穎 現(xiàn)代快報/現(xiàn)代+記者 李楠

（通訊員供圖）