《植物發(fā)育及分子生物學(xué)》課程由鄧興旺教授等人于1998年創(chuàng)辦，至2025年已舉辦至第28期。今年的暑期課程于6月30日至7月5日舉行，采用線下授課與線上研討相結(jié)合的方式進(jìn)行。課程邀請了13位國際植物發(fā)育與分子生物學(xué)領(lǐng)域的頂尖科學(xué)家授課，并舉辦了“學(xué)術(shù)大咖與你面對面”研討會(huì)。本次暑期課程吸引了來自中國科學(xué)院、北京大學(xué)、香港中文大學(xué)和天津大學(xué)等眾多知名科研院所與高校的學(xué)生參與，研討會(huì)累計(jì)學(xué)習(xí)人次達(dá)24,134。
課程內(nèi)容
Day1
林辰濤
福建農(nóng)林大學(xué)，教授
加州大學(xué)洛杉磯分校，終身教授；
第一天課程由林辰濤老師主講，林老師從植物光受體的介紹出發(fā)，回顧了藍(lán)光受體的發(fā)現(xiàn)過程及其在動(dòng)植物中的不同功能，系統(tǒng)地講解了隱花色素的光還原反應(yīng)、聚合反應(yīng)、磷酸化反應(yīng)和相變過程。
林老師總結(jié)了“解答科學(xué)問題三步曲”和“科學(xué)實(shí)驗(yàn)三原則”，并介紹了其課題組在藍(lán)光受體信號(hào)調(diào)控機(jī)制中的重要發(fā)現(xiàn)。
課程中，林老師結(jié)合科研實(shí)際和科學(xué)哲學(xué)，深入講述了課題探索的全過程——從提出科學(xué)問題，到大膽假設(shè)，再到小心求證，層層推進(jìn)，深入未知。他精彩的講解展現(xiàn)了科學(xué)探索的魅力，極大地激發(fā)了同學(xué)們的科研熱情與思考。
Day2
楊貞標(biāo)
深圳理工大學(xué)，未來農(nóng)業(yè)研究院院長、長聘講席教授;
中國科學(xué)院深圳先進(jìn)技術(shù)研究院合成生物學(xué)研究所，研究員；
深圳合成生物學(xué)創(chuàng)新研究院農(nóng)業(yè)與植物合成生物學(xué)中心，主任；
第二天課程由楊貞標(biāo)老師主講。楊貞標(biāo)老師介紹了其實(shí)驗(yàn)室多年來在小G蛋白領(lǐng)域的研究成果，并結(jié)合自己在科研過程中遇到的具體問題與解決方法，向同學(xué)們說明科學(xué)發(fā)現(xiàn)并非一蹴而就，往往需要不斷地糾錯(cuò)才能接近真理。在探索未知的時(shí)候要時(shí)刻保持好奇與興奮，才能取得持續(xù)進(jìn)展。
楊老師還介紹了其實(shí)驗(yàn)室在生長素信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)領(lǐng)域的重要進(jìn)展，特別是在葉片形態(tài)建成中，生長素如何在胞外和胞內(nèi)協(xié)同調(diào)控細(xì)胞發(fā)育和極性。這一前沿而精妙的機(jī)制激發(fā)了同學(xué)們濃厚的興趣。
除此之外，楊老師還介紹了其實(shí)驗(yàn)室在合成生物學(xué)領(lǐng)域的一些嘗試，向同學(xué)們介紹了合成生物學(xué)的概念和發(fā)展，并指出生物產(chǎn)物工業(yè)化是農(nóng)業(yè)“新質(zhì)生產(chǎn)力”的重要體現(xiàn)。
Day3
鄧興旺
北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院院長、首席科學(xué)家;
北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)學(xué)院，講席教授；
美國科學(xué)院院士；
第三天的課程由鄧興旺老師主講。鄧興旺老師首先介紹了神奇的植物世界，展示了自然界豐富多樣的植物以及其響應(yīng)外界環(huán)境變化的奇妙現(xiàn)象，有些植物單單存在就美麗、有魅力；群聚而棲時(shí)，有“智慧、懂謙讓”；作為地球上最主要的初級(jí)生產(chǎn)者，植物提供能量，無私奉獻(xiàn)。有些植物的壽命可達(dá)人類平均壽命的100倍，植物雖然不能移動(dòng)，在特定條件下，它們?nèi)阅苷宫F(xiàn)出一定程度的運(yùn)動(dòng)能力，種子可以遠(yuǎn)距離傳播、具有多種趨利避害的適應(yīng)機(jī)制。不同植物神奇現(xiàn)象的介紹，激發(fā)了同學(xué)們對植物的好奇和學(xué)習(xí)興趣，開拓了眼界。
在鄧?yán)蠋熃榻B的多種神奇植物現(xiàn)象中，植物具有多種趨向性，比如向光性、向水性、避鹽性等，引發(fā)了同學(xué)們對后續(xù)課程的思考。其中向光性的研究本質(zhì)上就是研究植物怎么“看”世界，鄧?yán)蠋熃榻B了他的實(shí)驗(yàn)室在植物光受體研究的發(fā)展脈絡(luò)，并系統(tǒng)的解析了植物如何感知和傳導(dǎo)光信號(hào)。
此外，鄧?yán)蠋熯€介紹了位于山東濰坊的北京大學(xué)現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究院發(fā)展情況，在鄧?yán)蠋煹膸ьI(lǐng)下，研究院在主糧作物（如小麥和玉米），一年生和多年生經(jīng)濟(jì)作物的基礎(chǔ)科研和成果轉(zhuǎn)化方面都取得了重要成果。
Day4
陳浩東
清華大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，副教授；
清華-北大生命科學(xué)聯(lián)合中心，研究員；
第四天課程由陳浩東老師主講。他從自己多年的科研經(jīng)歷談起，分享了在研究光信號(hào)調(diào)控植物生長發(fā)育過程中，發(fā)現(xiàn)特定的光環(huán)境會(huì)對植物的負(fù)向重力性生長產(chǎn)生影響，這個(gè)現(xiàn)象激發(fā)了他強(qiáng)烈的好奇心。獨(dú)立開展工作后，他利用苔蘚和擬南芥開展了植物向重力性的研究。
課程中，陳老師告訴我們，科研應(yīng)當(dāng)從經(jīng)典文獻(xiàn)出發(fā)，大膽假設(shè)，小心求證。在將研究目標(biāo)鎖定到LAZY蛋白之后，研究團(tuán)隊(duì)通過質(zhì)譜技術(shù)鑒定出磷酸蛋白激酶模塊MKK5-MPK3，并發(fā)現(xiàn)磷酸化的LAZY蛋白可與淀粉體膜上的TOC蛋白互作，二者共同沉降到重力方向，影響了生長素的極性分布，最終調(diào)控植物的向重力反應(yīng)。這一系列研究為120年前提出的“淀粉-平衡石”假說提供了有力的分子層面證據(jù)。
陳老師還講述了植物在向水性和避鹽性方面的研究進(jìn)展和分子機(jī)制。
Day5
陳雪梅
北京大學(xué)生命科學(xué)學(xué)院，院長、教授；
美國科學(xué)院院士；
第五天的課程由陳雪梅老師講授。陳老師首先介紹了小RNA在動(dòng)植物中廣泛存在，并在生長發(fā)育和應(yīng)對環(huán)境脅迫中發(fā)揮著重要作用。隨后，陳老師講解了PTGS機(jī)制，并進(jìn)一步引出了RNAi機(jī)制，以及RNA研究在生產(chǎn)實(shí)際中的應(yīng)用，例如RNA農(nóng)藥和獲得諾獎(jiǎng)的“mRNA疫苗”等。接著，陳老師系統(tǒng)性的介紹了在動(dòng)植物中龐大的數(shù)量siRNA和miRNA的發(fā)現(xiàn)歷程和分子機(jī)制。這些內(nèi)容為我們提供了除“基因-轉(zhuǎn)錄-蛋白”這一傳統(tǒng)調(diào)控路徑之外，理解更為復(fù)雜的生命調(diào)控機(jī)制的新視角。除此之外，陳老師也介紹了小RNA與表觀遺傳機(jī)制的關(guān)系。
Day6
“學(xué)術(shù)大咖與你面對面”研討會(huì)
上午的會(huì)議由鄧興旺教授主持并致開幕辭。
首先，何祖華老師介紹了我國作物面臨廣泛的病害侵襲，挖掘作物的廣譜抗病機(jī)制是解決病害的有力舉措。何祖華老師課題組通過一系列遺傳學(xué)、分子生物學(xué)、生物化學(xué)方法，解析了PTI和ETI兩類免疫反應(yīng)中不同信號(hào)轉(zhuǎn)導(dǎo)通路的分子機(jī)制。研究發(fā)現(xiàn)，鈣受體ROD1的突變可賦予水稻對三大病害的廣譜抗性，其通過促進(jìn)活性氧降解而抑制ROS積累，從而介導(dǎo)這一條以ROD1為核心的免疫抑制通路，實(shí)現(xiàn)對免疫反應(yīng)的動(dòng)態(tài)調(diào)控，并在產(chǎn)量和抗性之間實(shí)現(xiàn)平衡。
馬紅老師從花器官的發(fā)育出發(fā)，介紹了花器官發(fā)育的經(jīng)典ABCDE模型。他的研究發(fā)現(xiàn)，相當(dāng)一部分轉(zhuǎn)錄本存在外顯子跳躍現(xiàn)象，尤其集中在基因上的微外顯子區(qū)域。GRP20基因突變體（grp20）的轉(zhuǎn)錄本缺失了參與花發(fā)育的ABC基因中的微外顯子，導(dǎo)致其表現(xiàn)出花發(fā)育缺陷的表型。研究認(rèn)為GRP20基因調(diào)控微外顯子剪接過程發(fā)揮作用。進(jìn)一步的分析發(fā)現(xiàn)GRP20是一種RNA結(jié)合蛋白，能與剪接體相互作用，從而調(diào)控轉(zhuǎn)錄剪接，解釋了植物發(fā)育過程中復(fù)雜的調(diào)控機(jī)制。
劉宏濤老師從提高產(chǎn)量需要提高作物的耐密植性出發(fā)，提出研究光信號(hào)以及光受體的重要性。隨后劉老師介紹了她實(shí)驗(yàn)室圍繞藍(lán)光受體CRY1、CRY2在光形態(tài)建成和開花過程中的一系列工作，并揭示了“光”作為一種開關(guān)，可能激活一些信號(hào)，也可能關(guān)閉一些信號(hào)，從而綜合調(diào)控植物生長發(fā)育。
何新建老師介紹了植物染色質(zhì)修飾復(fù)合體的保守性和特異性，介紹了組蛋白的不同的修飾會(huì)對植物的染色體的表達(dá)或者沉默的影響，進(jìn)而影響基因表達(dá)調(diào)控。何老師課題組通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證了不同染色質(zhì)修飾復(fù)合物及其組分如何發(fā)揮功能，對于理解植物中復(fù)雜的表觀遺傳調(diào)控具有重要參考意義。
下午的會(huì)議由劉宏濤教授主持。
高毅勤老師的報(bào)告圍繞“從小分子到染色質(zhì)的生成式表示學(xué)習(xí)”“AI驅(qū)動(dòng)的分子動(dòng)力學(xué)模擬軟件開發(fā)”以及“用于分子計(jì)算的AI智能體”三大主題展開，深入介紹了其課題組在AI輔助的分子建模與模擬方面的系統(tǒng)性工作與前沿進(jìn)展。
王學(xué)路老師從豆科植物結(jié)瘤固氮的現(xiàn)象出發(fā)，引出在減少化肥使用并保障增產(chǎn)穩(wěn)產(chǎn)條件下，研究共生固氮機(jī)制的必要性。王老師介紹了他們課題組發(fā)現(xiàn)的GmNAS1/NAP1能量感受器，不同于經(jīng)典的能量感受器AMPK，可以直接激活、調(diào)控碳源分配，并促進(jìn)共生固氮的分子機(jī)制，為設(shè)計(jì)碳源高效利用的大豆品種奠定了重要理論基礎(chǔ)。
低溫脅迫對于植物生長發(fā)育和作物產(chǎn)量具有顯著影響。楊淑華老師首先回顧了動(dòng)植物的溫度感受機(jī)制，然后介紹了她的實(shí)驗(yàn)室發(fā)現(xiàn)的KOIN-CRPK1模塊調(diào)控低溫抑制根生長的分子機(jī)制。除此之外，楊老師實(shí)驗(yàn)室通過GWAS鑒定到了玉米耐冷基因COOL1并通過實(shí)驗(yàn)驗(yàn)證分子機(jī)制，發(fā)現(xiàn)其在大芻草中就已存在，具有進(jìn)化上保守性，并探究了COOL1基因在育種改良中的應(yīng)用潛力。
周儉民老師首先回顧了植物免疫概念的提出和探索過程，并引出從植物免疫機(jī)制到作物抗病性研究的可遷移性。周老師實(shí)驗(yàn)室長期從事免疫受體相關(guān)研究，尤其是NLR受體的研究。報(bào)告重點(diǎn)介紹了，細(xì)菌分泌的AvrAC酶可以與尿苷單磷酸（UTP）結(jié)合后，與BIK1的復(fù)合物互作，從而影響植物的PTI免疫反應(yīng)。針對這一機(jī)制，植物進(jìn)化出另外一種策略，PBL2模擬BIK1的形態(tài)和功能，與細(xì)菌的AvrAC酶結(jié)合后，可以與ZAR1互作，從而激活植物的ETI免疫反應(yīng)。這一機(jī)制為我們理解在復(fù)雜環(huán)境和生物脅迫下，植物如何“智慧”識(shí)別病原物，以“誘餌”蛋白吸引細(xì)菌分泌物，從而激活免疫機(jī)制提供了全面的理論基礎(chǔ)。
陳雪梅教授致閉幕辭。
課程總結(jié)
在為期6天的課程中，同學(xué)們不僅深入了解了植物發(fā)育和分子生物學(xué)領(lǐng)域的前沿研究進(jìn)展，也領(lǐng)略了多位授課教授的學(xué)術(shù)風(fēng)采。課程內(nèi)容涵蓋廣泛，從基礎(chǔ)理論到研究實(shí)踐，從科研方法到國際視野，全面展示了植物生命活動(dòng)的科學(xué)奧秘。老師們通過自身研究經(jīng)歷生動(dòng)講述如何提出和解決科學(xué)問題，鼓勵(lì)大家勇于探索、敢于創(chuàng)新，注重思辨與原創(chuàng)性。
本期課程采用線上線下相結(jié)合的形式，既提供了面對面的學(xué)習(xí)機(jī)會(huì)，也通過線上平臺(tái)拓展了參與范圍。雖然本課程已連續(xù)舉辦二十余年，但老師們每次都重新備課、持續(xù)更新內(nèi)容，將最前沿、最具啟發(fā)性的研究帶入課堂，展現(xiàn)了嚴(yán)謹(jǐn)而敬業(yè)的學(xué)術(shù)精神。
課程不僅為來自國內(nèi)外高校和科研機(jī)構(gòu)的師生搭建了高水平的學(xué)術(shù)交流平臺(tái)，也創(chuàng)造了一個(gè)思想碰撞、經(jīng)驗(yàn)分享的寶貴空間。授課過程中，老師們還介紹了海外高校的科研環(huán)境與招生信息，幫助同學(xué)們拓寬視野、減少信息差，提供了更多職業(yè)與學(xué)術(shù)發(fā)展的可能性。課程極大激發(fā)了同學(xué)們對植物科學(xué)與現(xiàn)代農(nóng)業(yè)研究的興趣，更有同學(xué)萌生了轉(zhuǎn)入植物學(xué)領(lǐng)域的志向，這是對本課程最有力的肯定。
課程雖已結(jié)束，但熱情與思考仍在延續(xù)。期待明年，我們在這片知識(shí)與交流的沃土上再度相聚，共赴科學(xué)的精彩旅程！