近日

一则重磅消息从德国传来

我校生命科学学院院长李传友教授

因其在植物系统性防御

与可塑性发育机理研究领域的突破性贡献

荣获国际知名的“洪堡研究奖”

获奖者将在基金会主席主持的

颁奖仪式上获颁证书

届时德国总统将专门举办招待会会见获奖者

　　“洪堡研究奖”（Humboldt Research Award）由德国洪堡基金会于1972年创立，面向德国以外的全球杰出科学家，专门授予在基础研究、理论创新、学科引领等方面取得卓越成就，并在未来有希望继续取得尖端成就的外国杰出学者，是德国颁发给外国学者的最高荣誉，是国际科研界公认的顶级荣誉之一。该奖的评选流程为德国著名学者提名，并由国际相关领域著名学者匿名评审，最后由洪堡奖评审委员会评选产生。候选人必须在原创理论、重大发现或发明方面有突破性贡献，并对学科发展产生深远影响。近几年，获奖者包括诺贝尔奖、菲尔兹奖、沃尔夫奖得主在内的数十位国际顶尖学者，以及我国的十多位院士学者。

　　“荣获此奖项，意味着我的学术能力得到全球顶尖学界的认可，是对我多年来深耕科研、潜心探索的高度肯定，让我倍感振奋。”长期以来，李传友带领团队聚焦“高产和高抗性状存在负相关”和“作物遗传效率的物种和基因型依赖性”这两大现代生物育种瓶颈问题，以番茄为模式深入研究植物防御与再生机理。他创造性地把植物受伤反应分为防御与再生两个密不可分的生理过程，并带领团队建立了用正向遗传学手段解析植物受伤反应的研究体系。系统解析了系统素-茉莉酸防御信号通路激活、放大、终止以及在激活和终止间灵活切换的机理，破译了逆境条件下植物通过改变干细胞活性协同调控适应性生长和抗性的机理，为产量与抗性性状的协同提升提供了理论依据和操控靶标。在国际上首次发现了诱发植物再生的原初受伤信号分子--再生因子REF1并揭示了其在作物遗传改良中的巨大应用价值。他还瞄准番茄产业对品质提升、抗性提升的重大需求，深入开展番茄优质抗病性状遗传解析与设计育种研究。作为中方协调人，他参与组织实施了“国际茄科基因组计划”，完成了番茄基因组的精细解读，分离了一批优质抗病新基因，并自主培育出可替代进口的“泰番”系列高端番茄新品种。

　　揭秘植物“防御指挥官”

　　当遇到危险时，植物不同于动物，可以选择逃跑甚至对抗，那它如何让自己生存下来呢？

　　“在面临病虫害或环境压力时，植物有一套独特的防御机制来保护自己，茉莉酸就是关键的‘防御指挥官’之一，它既调控植物免疫，又在植物可塑性发育中发挥重要作用。”李传友说。

　　20世纪70年代，美国华盛顿州立大学雷恩教授发现了植物系统性防御现象，随后证明了小肽信号系统素和植物激素茉莉酸通过共同的信号通路来调控植物的系统性防御反应，并认为系统素是植物系统性防御中长距离移动的信号分子。

　　在美国密歇根大学做博士后期间，李传友的研究成果推翻了雷恩教授关于“谁是系统性防御中远距离运输的信号分子”的论断。他的研究证实，远距离运输的信号分子不是系统素，而是茉莉酸，系统素的作用是在受伤部位将茉莉酸的浓度激活到可以引起系统性防御反应的阈值。该研究得到了雷恩教授的高度评价，并在2002年被《科学》杂志评为动植物及微生物信号转导领域的重大突破。

　　2003年，李传友回国后创立了“茉莉家园”实验室，致力于系统解析系统素-茉莉酸信号通路，从而阐明植物系统性防御调控机理。

　　功夫不负有心人，团队有了许多令人惊喜的发现。“我们今年在《自然-通讯》上发表了文章，解释说明了茉莉酸如何更有效地指挥植物的防御反应。”李传友说，“团队发现了茉莉酸转录重编程的新成员MED16，它通过维持转录中介体亚基MED25的稳定性，来增强茉莉酸信号通路的转录输出效率，使植物更好地抵御外界威胁。”

　　此外，团队进一步揭示，除了增强植物免疫力外，茉莉酸通过与生长激素生长素的相互作用，通过改变干细胞活性来调控组织再生及适应性生长，为解析植物防御与生长的协同调控网络提供了重要线索。

　　破解植物再生与防御的“双重密码”

　　“与动物相比，固着生长、不能移动的植物更容易遭受由各种生物和非生物因子引起的机械损伤。然而，植物在长期进化过程中形成了令人叹为观止的、动物不可比拟的应对损伤的能力。”李传友告诉记者，其主要表现在两个方面：第一，面对无时不在、不可预期的机械损伤，植物不仅可以快速激活防御反应，而且能够精准调控和维持防御（免疫）稳态，从而避免动物中经常出现的过度免疫；第二，面对不同程度的机械损伤，植物能够轻松自如地进行组织修复和器官乃至整个生命体的再生。  

　　李传友科研团队长期以番茄为研究对象，建立了用正向遗传学手段解析植物受伤反应的研究体系。经过多年研究，团队获得了一系列系统素信号通路发生变化的番茄突变体。

　　“植物受伤反应中防御功能与再生功能是密不可分的。”这是李传友率先提出的理念。在这一理念下，团队找到了在防御和再生能力上均表现出缺陷的spr9突变体，并在此基础上首次找到了诱发植物再生的原初受伤信号分子——再生因子REF1，破译了REF1通过激活干细胞调控再生的机理，并绘制了利用REF1打破物种和基因型限制，大幅度提高作物遗传转化效率的便捷技术路径。

　　2024年5月22日，这项研究成果在国际顶尖学术期刊《细胞》发表，为《科学》杂志2005年提出的“是什么控制着器官再生？”这一“世纪之问”提供了来自中国科学家的响亮回答。

　　科研求索永无止境。“器官再生”的答案找到了，那“免疫稳态”的答案又在哪里？李传友带领团队将目光转向了这一关键问题。

　　“系统素精准调控系统性防御反应的起始、放大和消减，从而维持免疫稳态，保证防御反应的‘适可而止’。”李传友说，团队鉴定到了系统素的两个受体SYR1和SYR2，这两个受体作为受伤程度的感受器，协同调控了植物系统性防御的起始、放大和消减，从而保证了系统性防御的适时激活和恰当终止，巧妙地避免了动物中常出现的“过度免疫”。

　　这些研究发现不仅拓宽了植物受伤反应研究的内涵与方向，深化了人们对植物防御与再生机理的认知，更为提升植物遗传转化效率、培育兼具强适应性与高产量的优良作物开辟了全新路径，为农业可持续发展注入了强劲科研动能。

　　要培育更美味健康的番茄

　　现在的番茄为什么越来越硬？越来越没有番茄味道？针对这一百姓普遍关注的问题，李传友团队一直在做番茄品种的精准设计，“要运用基因组设计和生物育种手段，培育更多好吃、好看、好种、营养健康、绿色高效的番茄新品种。”李传友目光坚定。

　　番茄是全球产量最高的蔬菜作物。中国番茄总产量目前居世界第一，占全球1/3以上，常年种植面积约1600万亩，产值约2000亿元，在国民经济中具有重要地位。

　　要从事番茄生物育种研究，首先要掌握“番茄基因字典”。基因组是一个物种所有遗传信息的总和，植物生长、成熟、风味、硬度等方面的表现，都是基因来控制的。而番茄的基因组比较小，经典遗传学基础雄厚，通过对它的研究可以获知其他果实的奥妙。

　　“作为中方协调人，我与14个国家的300多位科学家一起，完成了栽培番茄和其祖先种醋栗番茄的全基因组序列测定，得到了番茄基因字典。2012年在《自然》杂志以封面文章的形式发表。该研究成果不仅推动了番茄乃至包括马铃薯、辣椒、茄子等在内的茄科植物的功能基因组研究，同时为优质抗病番茄新品种的培育打下了坚实的基础。”李传友介绍。

　　手握番茄基因字典，李传友团队继续在番茄研究上深入探索，深入揭示番茄重要性状的形成机理，并利用基因编辑等现代生物育种技术改善番茄的品质、色彩、抗病性等生产问题。

　　“我们发现果实利用成熟激素乙烯使防御激素茉莉酸失活，解除乙烯对茉莉酸的作用就可以在不影响口感和风味的前提下，提高抗病性，使果实不容易腐烂。”李传友说，“2023年，团队揭开了加工番茄果实耐挤压能力强的秘密，培育出抗挤压、适合机械化生产的美味鲜食番茄品种，达到了硬实与香甜的统一。”

　　“作为一名科学家，要‘顶天立地’做科研。科研水平不仅要国际先进、国内领先，更要将科学研究应用于生产实际，服务国家重大战略，助力乡村全面振兴。”这是李传友常说的一句话。

　　2023年山东农业大学与泰安市、肥城市共同打造泰山番茄创新研究院。依托这一高能级创新平台，李传友团队锚定番茄产业发展痛点，深耕全链条创新研究，“从基础研究到分子育种，再到品种推广，我们要实现番茄制种和种苗生产的标准化、品牌化，打造全产业链的‘泰山番茄’品牌，让‘种源’芯片握在自己手中。”

　　如今，李传友的番茄育种团队已培育出可替代进口的“泰番”系列高端番茄新品种30余个，涵盖以“泰番1号”为代表的菜用番茄品种、以“泰番2号”为代表的水果番茄品种、以“泰番3号”为代表的樱桃番茄品种、以“泰番4号”为代表的果菜兼用番茄品种以及以“泰番玲珑珠”为代表的长季节栽培专用番茄品种等多个核心类型，形成了国产高端番茄品种矩阵。

　　“这份来自国际顶尖平台的认可，让我更加坚信长期坚守的研究方向的价值，也为我未来攻克更多科研难题、持续推进学科创新注入了强劲动力。”李传友说，这份荣誉不是终点，而是一个崭新的起点。他将带领团队向着植物科学的更深处进发，用一项项扎实的科研成果，为国家种质创新、保障国家粮食安全贡献属于中国科学家的智慧与力量。

　　来源：党委宣传部（新闻中心）生科学院

　　记者：赵秀明

　　山东农业大学融媒体中心出品