破解植物免疫的奥秘

历经近20年终获突破，西湖大学生命科学学院植物免疫学讲席教授柴继杰——

破解植物免疫的奥秘

图为柴继杰近照。

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西湖大学供图

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西湖大学生命科学学院植物免疫学讲席教授柴继杰，是中国大陆首位获得德国洪堡教席奖的科学家，最近他又获得了2023未来科学大奖“生命科学奖”。荣誉的背后，是一路勤勉的努力，是近20年的坚持。在柴继杰看来，好奇心和兴趣是持之以恒的原动力。

前不久，2023未来科学大奖获奖名单揭晓，西湖大学生命科学学院植物免疫学讲席教授柴继杰榜上有名。2023未来科学大奖“生命科学奖”授予柴继杰与他的搭档中国科学院遗传与发育生物学研究所研究员周俭民，奖励其为发现抗病小体并阐明其结构和在抗植物病虫害中的功能做出的开创性工作。

柴继杰并非生物科班出身，他被称为“从造纸厂走出的顶尖科学家”，还是中国大陆首位获得德国洪堡教席奖的科学家。抛开这些带有传奇色彩的标签，生活中的柴继杰，格外率真。

勤能补拙，厚积薄发

回顾过往经历，柴继杰显得有些“叛逆”：初中毕业后，他拒绝了父亲希望他从事的烟草收购站的工作；1987年大学毕业后，他在辽宁丹东鸭绿江造纸厂担任助理工程师。在父母看来，这是份稳定且体面的工作，但干了4年后，柴继杰决定改变。

“那时候我想去北京，觉得石油化工有行业优势，义无反顾报考了石油化工科学研究院。”于是，他花费半年时间备考，其间也没脱产，笔试通过后，前来考察的老师都感到惊讶。

他的底气，源于大学时打下的扎实基础。“我有个‘毛病’，上课不爱记笔记，就喜欢反复研究课本。”说起学生时代，柴继杰记忆犹新，“打好基础很重要，这是做一切科研的前提。”

1999年到普林斯顿大学做博士后，他师从施一公，进行结构生物学研究工作。因为非科班出身，起点低、基础差，英语也不行，柴继杰的科研之路开始得异常艰辛。

进入实验室的第一天，施一公讲完研究课题要求，柴继杰愣是没听懂，“一公，你能不能再讲一遍？我没太听懂。”他有点尴尬地发问。像这样的情景，此后常有发生。

施一公曾说过，看着眼前这名比他还大一岁的博士后申请人，能从造纸厂一路坚持下来，一定有过人之处。尽管基础较差，但柴继杰付出了比别人大得多的努力，最终表现得很优秀。

“那时候施老师刚成立实验室，有大把时间带我们做实验。他在仪器上操作，我就在旁边拿个小本子记。”柴继杰颇为自豪。

每天跟同门泡在实验室里，每天坚持阅读至少半小时英文报纸杂志……再回首，这已成为柴继杰最充实的一段时光，丝毫不觉得当时有多苦。

把握机遇，持之以恒

“如果当初不曾考研，有想象过现在的生活吗？”

面对提问，柴继杰若有所思：“偶尔也想过，大概会一直在厂里待到退休吧。”他笑道，“对当时的我来说，最有效也是最好的改变命运的办法，就是读书。”

人生需要机遇，也需要坚持。

39岁回国后，柴继杰来到刚成立不久的北京生命科学研究所，如今的老搭档周俭民的实验室就在对面，两人的缘分就此展开。

抗病蛋白的结构解析是其理论研究的一个重要瓶颈，柴继杰2004年就聚焦于此，但抗病蛋白构成复杂、分子量大且构象多变，对解析其结构带来了极大困难，国际上也未曾有过突破。

从2004年开始合作，直到2007年，两人才有了一些初步结果，但受限于当时的技术条件，柴继杰和同事在植物免疫领域的探索沉寂了好些年，他们也会做一些植物抗病蛋白之外的研究，保持实验室的科研节奏。“我认为做科研还是需要‘奖惩机制’的，需要通过不断鼓励坚持下去。”他说。

坚持有了成绩。2019年，国际权威学术期刊《科学》（Science）连发两篇柴继杰和团队的论文，揭示植物抗病蛋白管控和激活的核心分子机制。这项成果解决了困扰全世界20多年的难题，并有望使化学农药的使用大大减少，国外专家甚至将这项成果的发现称为植物免疫研究领域的里程碑事件。

之后，柴继杰等研究者又发现“抗病小体”可以抵达细胞膜，形成钙离子通道，进而引发后续的免疫反应；2020年，柴继杰和团队继续突破，发现TNL类抗病蛋白RPP1四聚化后，会产生全新的核苷类化合物，作为“第二信使”，从而起始植物的免疫和死亡通路……

谈起此次获得未来科学大奖，柴继杰说：“我们为此准备了近20年。”在他看来，科研本身是一个单调的过程，甚至可以说乏味。“大家看到的仅仅是1％的成功案例，背后可能累积着99％的失败，要保持好奇心和兴趣，这是坚持科研的原动力。”柴继杰说。

专心科研，严于律己

为了专心科研，柴继杰还做过一件事——戒烟。在施一公的实验室时，他第一次戒烟，因为吸烟要下楼，他嫌浪费时间；2017年，柴继杰获得德国洪堡教席奖，前往普朗克植物育种研究所继续开展研究，出于身体和科研考虑，他彻底戒掉了香烟。

柴继杰对自己的这股“狠劲”，让实验室同事们既佩服又感慨。

“如果用一种植物来形容柴老师的话，那就是竹子吧。”柴继杰的博士研究生贾奥琳说，“竹子在破土前会在土壤中酝酿很久，就像柴老师一样厚积薄发，同时生命力顽强又充满韧劲。”

在贾奥琳看来，对待学术，柴继杰一丝不苟，严谨治学的精神令人佩服。“很多实验柴老师都亲自指导，加多少剂量比我们都清楚，这一点很难得。”

她半开玩笑地说：“当你看到导师都这么努力的时候，你还有什么理由不努力。”柴继杰在德国期间，为了及时指导国内学生做实验，课题进行到紧张阶段时，常常照顾国内时差，凌晨两三点还没休息是常态。而在科研之余，他为人随和幽默，“私下里，柴老师也会经常开玩笑，让大家感到很亲切。”

导师获得未来科学大奖的消息传来，贾奥琳并不惊讶，在她看来，“这就是实至名归”。

得奖当天，柴继杰毫不掩饰自己的喜悦：“研究近20年的成果被认可，很难不激动，我第一时间就给周俭民老师发去消息，互相道贺、道谢。”

让柴继杰意外的是，国际学界也很关注这一奖项，“好多国际同行都向我发来祝贺”。拿出手机，柴继杰展示他收到的信息，“这也说明了中国科研的国际影响力。”

“国家越来越重视科研发展，不管是经费还是政策，都倾注了许多支持。”柴继杰说，对标国际一流水平，还需要更多科研工作者的不懈努力。

眼下，柴继杰和他的团队已经打扫好了新的实验室，几间植物房里也种下拟南芥、水稻、本氏烟草等植物。他画下一张图，上面是植物免疫的各种模式，其中还标注了很多问号。接下来，他要把这些问号“拉直”，并探索帮助植物提高免疫的新机制和方法。