背景介绍：

百草枯是仅次于草甘膦和草铵膦的全球使用最广的非选择性除草剂，同时也是实验室常用的氧化胁迫诱导剂，诱导活性氧（ROS）的产生。随着百草枯的重复使用和过度依赖，已经导致抗百草枯杂草的出现，成为农业生产的潜在威胁。但截至目前，由于对杂草抗百草枯的遗传基础和分子机制知之甚少，尚没有培育出抗百草枯作物。因此通过深入研究了解植物抗百草枯的作用机制，对培育抗百草枯作物具有重要意义。

2021年9月9日，《Molecular Plant》杂志发表了生命科学与医学部向成斌课题组题为《A gain-of-function mutation of the MATE family transporter DTX6 confers paraquat resistance in Arabidopsis》的文章，该研究揭示了植物百草枯抗性的新分子机制，为培育抗百草枯农作物提供了一个有实用潜力的候选基因。向成斌教授为本文的通讯作者，博士生夏金球为第一作者。

正所谓不经一番寒彻骨，怎得梅花扑鼻香。今天我们有幸请到了夏金球师兄，来和我们分享论文背后的故事。

一、介绍投稿过程

（1）首先祝贺师兄的文章在Molecular Plant上顺利发表！请问师兄为什么选择研究百草枯？

夏金球：

首先，百草枯的研究是基于我们实验室先前的工作基础之上的，在此之前，我们实验室在水稻和拟南芥中已经发表过多篇植物抗百草枯相关的文章，我们认为关于植物抗百草枯的机制可能还有其他不同的方式，仍然值得去探索；其次，尽管目前百草枯在部分国家已经被禁用，因其对杂草的控制具有良好的效果，仍是全球应用最广泛的非选择性除草剂之一，而且从部分国家一开始禁用不久后又重新考虑恢复对百草枯的使用来看，百草枯在除草剂市场仍非常重要，因此百草枯的研究对培育抗除草剂作物具有潜在的应用价值；第三，我国目前是全球最大的百草枯生产国和出口国；另外，百草枯作为一种强氧化剂，也经常被用于诱导植物产生活性氧（ROS），从而进行植物应对氧化胁迫等方面的研究。

（2）这个课题的研究思路是怎样的？研究过程中遇到过什么样的困难？如何解决的？

夏金球：

在该课题研究方面，我们主要运用正向遗传学的思路，通过建立EMS（甲基磺酸乙酯）化学诱变突变体库，然后进行抗百草枯突变体的定向筛选，获得了pqt15-D等多个抗突变体，然后通过基因组重测序进行基因定位，将目的基因DTX6与抗百草枯性状相关联，这个课题的研究思路相对来说比较明确。困难的话，在做原生质体转运百草枯实验的过程中碰到一些问题，大家都知道原生质体是非常容易破碎的，因此前期的实验结果不是很理想。后来向老师给了一个很好的建议，他甚至画了一个完整的实验流程图，并详细的和我讨论了整个实验的方案，后续的实验过程的确顺利了很多。

（3）我关注到师兄这篇文章不仅有分子实验、生化实验的结果，还有结构预测的工作，请问这部分的工作怎样完成的？

夏金球：

结构预测这部分主要是我室友王亮协助完成的。在宿舍的时候我们也经常交流各自课题的内容，当时做到这个课题的时候，我有一个大致的构想，但是当时不知道怎么去实施。刚好王亮做结构口的，于是通过咨询王亮，并在他的帮助下很顺利的完成了这部分的工作。所以说有个结构口的室友是多么的重要。

（4）做植物学实验周期长，拿到材料就需要很长的时间，师兄这个课题大概花了多长时间？哪个部分占用的时间最长？最关键的部分是什么？

夏金球：

从17年10月创制EMS诱变突变体库开始，到21年9月文章接收，差不多四年的时间，中间因为疫情也耽误了大概半年左右的时间。哪部分占据时间最长嘛，从前期创制EMS诱变突变体库，到突变体筛选，然后基因定位，这个过程花的时间比较长，获得遗传材料的过程也是比较长的，因为拟南芥的整个生长周期差不多也得2-3个月，做植物的同学应该都深有体会。

最关键的部分嘛，应该算是基因定位吧。我们通过同位素实验证实DTX6位于细胞膜上介导百草枯的外排过程，但当时复旦大学葛晓春老师课题组前期的研究认为DTX6定位于液泡膜上，主要参与百草枯的隔离。后来，在两个实验室的交流和以及后来实验的验证过程中发现，这两者是共同存在的。葛老师课题组通过质谱等实验发现DTX6不仅能够参与百草枯从胞内转运到胞外的过程，而且能够将百草枯转运至液泡中进行隔离。正是通过这两方面共同的作用，从而增强植物对百草枯的抗性。

模式生物- 拟南芥   摄影：刘意

（5）一篇好的论文不仅要有精彩的工作，还要有流畅的行文结构。这篇文章的执笔者是谁？改了多少个版本？有什么心得？

夏金球：

初稿是由我写的，然后经导师修改并给出相关意见或建议。在这过程中反反复复改了不知道多少次，自己写的初稿后期已经改的面目全非了，感觉导师也是挺难的。第一次写英文文章，感觉这个过程还是非常难的，，才感觉到自己的词汇量少，阅读的文献还远远不够，整体写作上还有非常大的提升空间。

（6）我们植物学的经典期刊有很多，师兄为什么选择Molecular plant杂志呢？这是您的第一选择吗？知道被接收的时候感受如何？

夏金球：

是的，我们完稿后只投了MP这一个杂志，投稿还算是比较顺利吧。对于投稿，我完全是个小白，向老师有丰富的经验，所以投稿过程也是听从了向老师的建议，可能当时觉得还是有一定希望的吧！至于文章被接收的心情嘛，其实也还是比较平静吧。因为当时我室友已经有一篇Cell Research杂志的文章了，而且第二篇文章也在投稿阶段，相比之下，也就觉得还好了，还是需要再接再厉，希望不要被落下太多。不过知道被文章接收后，心里的压力相对来说也确实小了一些。

夏金球近期工作照

（7）投稿后等待的过程最是煎熬了，师兄这篇文章从投稿到接收大概多长时间？这期间又是如何解决反馈的修改意见的？

夏金球：

从投稿到接收差不多花了9个月的时间吧。投稿中审稿人也提了一些意见和建议，有些意见需要有针对性的补做实验或者进行修改，但是也有些意见难度确实比较大，在特定的时间范围内确实没办法完成，我们就只能通过多方面的材料和审稿人进行讨论，有的实验也可以不补。例如，有个审稿人提出在自然界抗百草枯杂草中查找验证是否存在DTX6功能相似的同源基因。因为抗杂草的种类很多，而且现在绝大部分杂草的基因组都不知道，所以也没办法直接通过基因序列比对进行查找。而且我们当时也确实在网站查找了几种百草枯抗性杂草，并联系了当时研究这些杂草的老师，但是遗憾的是他们研究的时间都比较早，而且没有收集这些抗百草枯杂草的种子，所以后面我们也没办法去补。

二、对同学的建议

感谢师兄和我们分享了这篇文章的实验和投稿过程中的心得体会，作为过来人给师弟师妹一些读研建议吧！

（1）师兄刚读研的时候是否有规划？之前的目标都实现了吗？师兄的研究生生活感受如何？最大的收获是什么？最大的压力又是什么？

夏金球：

相信大家肯定都是一样的，在刚刚读研的时候都会有一定的规划。我之前的一些目标实现了一部分，也还是有遗憾，一些目标还没完成。研究生生活对我来说是一段弥足珍贵的经历，相比我本科阶段的迷茫，在研究生这个阶段目标相对来说更加清晰、明确，更加清楚的知道如何去完成。

研究生阶段的收获比较多，收获了诸多良师、益友，掌握了很多实验技能，有了好的学习习惯和清晰的人生目标等等。非得说最大收获的话，我想那应该是在我毕业的这一年，有个健康宝宝的诞生吧。

最大的压力，那应该算是当时在申请专利的时候，偶然间发现复旦大学葛晓春教授课题组也在做类似的课题，而且他们前期的进度似乎比我们要更快一些。所以当时及时和导师沟通，向老师也挺惊讶的，因为我们这个课题应该比较小众，竟然也有人在做。后来向老师和葛老师进行了沟通，当时两个课题组的进度都差不多，都处于写初稿的阶段，所以后期两个课题组计划背靠背投稿。

（2）如何从科研小白转变为优秀的博士生？对植物学的同学有怎样的建议？毕业后的规划？

夏金球：

这个我可能没有太多的经验了，因为我觉得自己现在也还是一个科研小白，还远远谈不上优秀。但是，我的经验和建议是这个阶段一定要多读文献、多和导师进行交流，包括学习、科研工作和生活等等诸多方面，这些都可以和导师聊聊，导师们都有非常多过来人的经验，多和他们交流必定是百利而无一害的，不仅可以避过一些科研路上的坑，而且更可以学习和感受到他们对待科研的态度。

对植物学同学的建议，我想说的是前期一定要做好时间规划，因为都知道植物研究所需的时间比较长，时间安排比较紧张，给我们犯错的空间比较少。一定要多向师兄师姐们学习实验技能，多和导师交流学习实验等方面的心得。因为有时候你抓破脑袋想了好久，可能导师或者师兄师姐几句话就给你讲明白了。植物科学的研究，周期相对来说比较漫长，所以前期一定要提前做好规划，打好基础，后面才会更加的得心应手。

毕业后的规划，基本上也还是走科研这条道吧，因为这毕竟是儿时的梦想，虽然这条道很艰难，但至少现在还没想过放弃。

三、谈一下导师是一个什么样的人

导师是我们科研工作的引路人，遇到一位好的导师会给我们的科研生活增添异彩。师兄能不能谈谈向老师，在您眼里向老师生活中是什么样的人？对待学生是什么样的态度？又是怎样对待科研工作的呢？

夏金球：

我觉得向老师是一个很有个人魅力的人，对待科研严肃、认真，充满热情，相信上过《植物学前沿讲座》课程的人应该都有一定的了解。生活上勤俭节约、工作上兢兢业业，办事效率高，对待学生也很好。这几年我印象最深的就是向老师每天来实验室都特别早，几乎每天早上实验室的门都是他打开的。我记得有几次我要出差，大概早上六点钟左右到实验室拿材料，看到向老师已经坐在办公室了。

向老师平时经常会给大家分享他阅读到的相关文献，每年也会邀请很多植物领域的大牛们给我们分享他们最新的科研成果。我记得我刚来的时候他就说，他办公室的门时刻为大家敞开着，大家有什么问题都可以随时去敲他的门。他也时常告诫我们，做科研不只是为了发文章，更重要的是要思考能否解决什么实际的问题，是否能够真正投入到生产应用中去。而且，导师在我的生活、工作、学习中也提供了非常多的帮助，我真的很庆幸能够有一位这样的导师，也发自内心的感谢向老师。

供稿：生命科学学院交叉学科研究生党支部

采访、稿件撰写：刘意

审稿：夏金球