12年科研“长跑”，新婚夫妻吃浪漫晚餐

7月3日晚上，博士后涂海甫吃了一顿浪漫的晚餐。

当时，他和新婚妻子冯新华在武汉光谷一家餐厅吃着火锅，手机突然弹出一条消息，是导师熊立仲发来的——他们关于稻属特有抗旱“孤儿基因”的研究被Cell接收了！

收到消息，一股如释重负的复杂情绪涌上涂海甫的心头。他还没有说话，同是研究团队成员的妻子已经激动地直摇他的手臂，说：“太好了！做了这么久的课题，终于有个好结果了！”这时，他也回过神来，“是呢，喜事呀！”随后，夫妻二人举起饮料碰杯，爽朗地笑出声来。

餐厅里的其他食客只看到这对小夫妻在庆祝什么，他们不知道，为了这一刻，涂海甫在华中农业大学作物遗传改良全国重点实验室熊立仲教授的带领下，奔跑了12年。

▲一作涂海甫（右）和妻子。

雨棚

2017年7月的一天，武汉陡然下起雨。临睡前，正在读博士二年级的涂海甫像往常一样，到实验田检查电动雨棚有没有关好。确认正常后，他返回宿舍休息。

午夜刚过，导师熊立仲突然打来电话：“快去田里看看，下暴雨了！”

涂海甫翻身下床，穿着背心、短裤，趿拉着拖鞋，抓起一把雨伞便冲进雨里。

赶到实验田后，眼前的一幕让他蒙圈了：原本应该覆盖在实验田上方的雨棚不知何时收了起来，暴雨倾盆而下，浇到无遮无挡的水稻上。

“雨哗哗地下，我的水稻就这么一直淋着，我急得不得了。”涂海甫回忆。

检查后，他发现自动开合雨棚的电路因雨水冲刷发生短路，已经无法正常运行。雨棚覆盖面积达1300多平方米，仅凭他一个人的力量，根本无法手动将其重新拉上。

那天晚上，涂海甫一夜未眠，很是难过。

从2014年进入华中农业大学读硕士研究生以来，涂海甫便开始进行田间抗旱实验。此前3年，实验已经连续失败4次。眼前这几亩水稻，是他种下的第5茬材料。

“如果这次再失败，我可能博士就不能如期毕业。”他说。

这项研究有个必要条件，就是让实验田的水稻始终处于干旱条件，用干旱验证不同水稻品种的抗旱性。雨水是万万沾不得的。不曾想，这一回实验又有可能要泡汤了！

“要不然就算了吧。”接连受挫之下，涂海甫一度萌生退学的念头。

“一定要坚持！”导师熊立仲看着当初踌躇满志的学生如今蔫不拉几，心疼不已。他安慰学生，不必急着为这次实验“判死刑”。在他看来，无论结果如何，都应该先把实验做完，拿到确切数据后，再决定下一步怎么办。

7月的武汉，正值梅雨季节。然而，抗旱实验要求实验田长期保持干旱环境，因此雨棚必须根据天气情况及时开合。

这座雨棚是熊立仲在回国之初，于2002年建成的。因为部分电路设备的供应商远在外地，短时间内难以更换。于是，涂海甫决定采用最“笨”的办法：靠人力拉。

“第二天一早，我就开始‘摇人’。”涂海甫告诉《中国科学报》。在他的召唤下，李晓凯、白宝伟、岑祥等30多名同学陆续赶来帮忙。此后的一个月里，大家每天至少两次走进实验田：下雨前合力展开雨棚；天气转晴后，再合力将它收起。第5次实验的成果，终于被保住了！

随着土壤水分逐渐减少，水稻叶片开始卷曲、萎蔫。这是作物失水的典型特征。涂海甫拿着叶片卷曲评级表，按照实验要求定时走进田间，逐一观察、记录不同水稻材料的叶片状态，再对数据进行统计分析……

转眼来到2018年。这一天期待已久的信号终于出现了！涂海甫盯着电脑上的分析结果，心跳越来越快，忍不住喊道：“我终于有‘峰’了！”

为了避免偶然性，涂海甫又反复用多种统计方法验证。在确保峰值有效的情况下，他通过全基因组关联分析定位到一个遗传位点。

但这只是找到了一片“嫌疑区域”。这个遗传位点中包含20多个基因，究竟哪一个才是真正影响水稻抗旱能力的因果基因？

“如果一个一个验证，太耗时间了。”熊立仲分析道。通常情况下，研究人员会结合已有文献和基因功能注释，从最有可能的候选基因入手研究。至于那些没有明确功能信息、只标注着“unknown”的基因，往往意味着更少的线索、更大的难度和更高的失败风险。

“海甫很有勇气，他敢选‘unknown’做研究，尽管这是一场没有多少前人经验可以借鉴的冒险行动。”熊立仲总是毫不掩饰对学生的欣赏。

为验证实际应用价值，他们将基因导入优良水稻品种开展田间实验。结果显示，携带该基因的水稻在干旱条件下产量损失更小，而在正常供水时，生长和产量均未受到不良影响。

在随后的几年里，团队还验证了该基因在拟南芥、油菜、玉米、小麦等作物中同样有效。

涂海甫坦言，这类跨物种研究的工作量巨大，不容易推进，但在导师熊立仲的充分支持下，他顺利完成了实验。

长跑

光“找到”还不行，还得弄清楚“unknown”的机制：它究竟是如何增强水稻抗旱能力的？

2019年，刘倩进入华中农业大学，在熊立仲团队攻读硕士学位，2020年恰好接手了这个“unknown”基因作用机制的研究。

基因通常先编码产生蛋白质，再由蛋白质发挥生物学功能。要理解“unknown”如何参与抗旱，就要先弄清它所编码的蛋白与谁“打交道”。

然而，在酵母筛库获得的多个潜在对象中，究竟谁才是真正的那个互作蛋白？刘倩一度毫无头绪。经过将近一年的筛选，OsPP2C68蛋白引起了熊立仲的注意——从结构特征看，它是抗旱信号系统，即脱落酸（ABA）信号通路中的一个“负调控因子”。

“这说明它可能会干扰植物抗旱，但究竟是不是，以及‘unknown’基因能不能通过它发挥作用还需要进一步验证。”熊立仲说。

从硕士到博士，刘倩在这个问题上钻研了整整6年。

困难首先来自“unknown”编码蛋白本身。它只有150多个氨基酸，是一个很小、很短的蛋白；加之当时没有成熟的研究体系可供借鉴，许多常规实验方法并不奏效。实验一次次卡壳，刘倩的压力也越来越大。

“去年是我读博的第四年，按理说应该毕业了，可实验一直没有进展，我也没有论文。”刘倩说，那段时间，她常常整夜睡不着，不仅开始怀疑自己的实验能力，身体状态也一度下滑。

看到学生日渐憔悴，课题组另一名教授赖雪雷找她谈话，嘱咐她：“你会听到很多人的声音，但是你应该好好听听自己的声音，需要有自己的想法，另外也要学会找到合适的减压方法。”

这让刘倩想起了被搁置许久的爱好——长跑。过去，跑步一直是她释放压力的重要方式，老师的话让她决定重新穿上跑鞋。

华中农业大学所在的塞拉利昂，校园很大，跑道很长。迎着风奔跑时，刘倩也会在脑海中一遍遍复盘实验，倾听自己的声音：哪个环节可能出了问题？还有哪些条件没有尝试？随着脚步逐渐平稳，原本纠缠在一起的思绪和情绪也慢慢沉淀下来。

▲奔跑中的刘倩。

“实验还没跑出结果，我的长跑倒先跑出了点成绩。”刘倩调侃道。确实，日复一日的训练后，她的长跑水平提高了不少，先后夺得湖北省大学生运动会和华中农业大学校运会女子3000米冠军！

比冠军更重要的是，长跑让她重新找回了信心。一次次冲过终点，她也不断告诉自己：“别人在研究上可以取得突破，我不可能不行！”

一回到实验室，刘倩又迅速安静下来，一点点去和难题“磨”。

不久后，团队博士后叶田田加入他们这个课题中。不同的研究经历，让叶田田看待问题的角度与刘倩有所不同。两人开始频繁讨论实验方案，一起查阅文献、梳理失败原因。

终于，她们发现，问题可能并不出在实验技术上，而是出在实验材料上。

顺着文献提供的线索，刘倩给参考论文的作者发去邮件，成功求得新的实验材料。更换材料后，停滞已久的实验终于取得突破。

实验证明，在水稻的抗旱信号通路中，OsPP2C68蛋白发挥着“刹车”作用，当植物在水分供应充足条件下生长时，会抑制抗旱反应；而当干旱来临时，“unknown”编码蛋白会大量积累并与OsPP2C68结合，解除后者的“刹车”作用，进而增强植物的抗旱响应。

她们，终于搞通了！

回头看这段经历，刘倩发现，真正困住她的不是实验本身，而是不知不觉形成的思维定式。

“你得跳出固有思维，多与不同学术背景的人交流。”刘倩说，“不同的经验和视角，可能会为你打通一条原来没有看到的路。”

▲熊立仲（左二）指导学生分析数据。

通路

2026年1月2日，课题组负责人熊立仲正式将这个“unknown”基因命名为ROAD1（中文翻译为“路”，全称为Rice Orphan Gene Adapted for Drought Resistance 1）。

熊立仲介绍：“这个名字，我想了很久。我们想要在命名上既能体现基因的功能，又能融入一些中国文化元素，但一直没有找到特别合适的表达，最后用了‘ROAD’这个词。ROAD在英文中意为‘路’，多少也带有一点文化寓意。”讲到命名的第一层含义，他引用了鲁迅先生的话：“地上本没有路，走的人多了，也便成了路。”

回到千禧年初，熊立仲刚回国。在一次科研项目申请答辩中，一位资深评委说：“我们国家最需要的是真正可以下田的基因，能够促进作物稳产的基因，能够抗旱的基因。”此前并不从事抗旱研究的熊立仲，从评委的话中敏锐地察觉到“农作物抗旱基因的重要性”，于是开启了寻找抗旱基因之路。

如今20多年过去了，他和他的团队终于取得重要发现。2月26日，熊立仲团队向Cell投稿。不到一个月，团队便收到回复，审稿人用fascinating（精彩）来形容他们的研究成果。

返修期限给了两个月，在该领域是相对较短的，“这是一个积极的信号”。正处于博士毕业关键阶段的刘倩，自我调侃道：“这下更有的忙了。”

两个月内，该团队不仅修改了论文的表述和格式等细节，还补充了相关实验，以回答审稿人提出的问题：为什么这个基因能够影响ABA信号通路的输出，却没有生长代价。

研究证明，ROAD1蛋白如同一种“胁迫依赖型增强因子”：在水分充足时，其蛋白水平极低，不影响正常生长；只有在干旱胁迫下才会大量积累并发挥作用。这种“按需启动”的机制，兼顾了水稻的抗旱性与稳产性。

5月23日，返稿期限截止前一晚的11点半，涂海甫和课题组副研究员熊海燕坐在办公桌前。涂海甫紧张地搓了搓手，嘴里念叨着：“要好运，要好运……”随后在Cell投稿网页上，点击了submit（提交）。

第一次投稿21周后的7月23日，熊立仲团队的研究成果在Cell发表。

▲熊立仲团队的研究成果在Cell发表。

涂海甫、刘倩和叶田田为论文共同第一作者，熊立仲、熊海燕和赖雪雷为共同通讯作者。

谈及该研究成果的未来应用，熊立仲直言：“还待努力。”

“这就得讲到我们这个新基因命名的第二层含义：We are still on the road（我们仍在路上）。这次研究为未来的农业抗旱育种提供了基因资源和研究思路，但我们还有很长的路要走。不断推进研究，让基因真正走向育种和生产应用，是我们的初心，也是我们最终的追求。”熊立仲说。

说回今年7月3日，收到论文接收信息的那个晚上。涂海甫告诉《中国科学报》：“那天晚上的火锅，是我吃过的最幸福、最浪漫的一顿火锅！涮的是什么菜其实并不重要，重要的是，与爱人举杯庆祝的那一瞬，过去所有的艰辛都成了注脚，一切都值得！”