近年來(lái)，廣泛用于醫(yī)藥、化妝品和保健品行業(yè)的蜂王漿備受消費(fèi)者青睞。家住北京市海淀區(qū)馬連洼的李大媽相中了一款蜂王漿產(chǎn)品，她除了了解蜂王漿具有增強(qiáng)體質(zhì)、改善睡眠、平衡“三高”等作用外，其他的并不知道，諸如它是如何來(lái)的、主要成分怎么樣等。
“其實(shí)，蜂王漿是工蜂合成和分泌的蜂王和小幼蟲的食物，它對(duì)幼蟲的發(fā)育有重要的作用，而對(duì)其主要成分的把握，主要通過(guò)對(duì)其蛋白質(zhì)組的研究才能發(fā)現(xiàn)。”中國(guó)農(nóng)科院蜜蜂所研究員李建科說(shuō)。
近日，以李建科為首席科學(xué)家的蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)在蜂王漿蛋白質(zhì)組研究方面的成果受到廣泛關(guān)注。該團(tuán)隊(duì)自2005年下半年成立以來(lái)，經(jīng)過(guò)不到十年的努力，已在蜜蜂產(chǎn)漿生物學(xué)、發(fā)育生物學(xué)和蜂王漿生物學(xué)功能等領(lǐng)域取得一系列理論突破，不僅為我國(guó)蜂業(yè)可持續(xù)發(fā)展奠定理論基礎(chǔ)，而且已引領(lǐng)蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)領(lǐng)域的國(guó)際前沿。
山溝里的蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)夢(mèng)
北京植物園、櫻桃溝，北京人甚至全國(guó)許多人都知道這個(gè)風(fēng)景名勝。然而并非人人都知道，就在這個(gè)山溝里有一個(gè)國(guó)家級(jí)的研究所，中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院蜜蜂研究所。人們更不會(huì)了解在這個(gè)山溝里竟然還有一個(gè)團(tuán)隊(duì)的學(xué)術(shù)水平引領(lǐng)世界相關(guān)學(xué)科的發(fā)展，它就是蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。“這個(gè)團(tuán)隊(duì)比起蜜蜂研究所的年齡要年輕近50歲，是在中國(guó)農(nóng)業(yè)科學(xué)院人才工程的資助下組建的。”李建科告訴記者。
據(jù)了解，團(tuán)隊(duì)建設(shè)的頭兩年，人員只有李建科一人，不但科研經(jīng)費(fèi)極度緊張，而且實(shí)驗(yàn)室從零開始建設(shè)。但經(jīng)過(guò)近兩年的邊建設(shè)邊研究歷程，2007年第一篇學(xué)術(shù)論文在國(guó)際期刊上發(fā)表，次年在蛋白質(zhì)組學(xué)國(guó)際主流雜志《蛋白質(zhì)組學(xué)研究》上發(fā)表論文。
十年間，團(tuán)隊(duì)成員不超過(guò)10人，尤其在起初的幾年里只有李建科一人帶領(lǐng)3~5個(gè)研究生開展工作。迄今為止，該團(tuán)隊(duì)也僅有9人，但他們已在《蛋白質(zhì)組學(xué)研究》雜志發(fā)表論文10篇，其中的蜜蜂級(jí)型分化理論在線粒體和核蛋白質(zhì)組水平上深入研究了調(diào)控級(jí)型分化的分子機(jī)理。2011年發(fā)表后在美國(guó)的《每日科學(xué)》等10多家外國(guó)媒體上報(bào)道。2014年他們首次全面深入的闡明了調(diào)控胚胎發(fā)育的關(guān)鍵代謝通路和關(guān)鍵蛋白，研究成果發(fā)表在蛋白質(zhì)組學(xué)的頂級(jí)期刊《分子細(xì)胞蛋白質(zhì)組學(xué)》上，這對(duì)蜜蜂分子遺傳改造奠具有重要的理論貢獻(xiàn)。
迄今，國(guó)際上有關(guān)蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)研究的論文50%以上來(lái)自此科研創(chuàng)新團(tuán)隊(duì)。在不到10年時(shí)間里，蜜蜂蛋白質(zhì)組學(xué)研究從無(wú)到有，已經(jīng)形成了優(yōu)勢(shì)突出、特色明顯、在國(guó)內(nèi)外具有一定影響的科研團(tuán)隊(duì)。
在較短時(shí)間里能取得較大的科研業(yè)績(jī)，李建科認(rèn)為，其主要原因是瞄準(zhǔn)我國(guó)蜂業(yè)的重大技術(shù)和理論問(wèn)題，在銳意創(chuàng)新、不懈追求、勇于探索精神的驅(qū)動(dòng)下，取得了一系列原始創(chuàng)新成果。“戰(zhàn)略定位清晰、研究目標(biāo)明確，頂層設(shè)計(jì)準(zhǔn)確，能吃苦、肯鉆研是取得成功的關(guān)鍵要素。”李建科說(shuō)。
占據(jù)科研至高點(diǎn)
蛋白質(zhì)組的概念最早由澳大利亞科學(xué)家Wilkins等于1994年提出，并與1995年7月在《電泳雜志》上發(fā)表。“要想真正揭開生命活動(dòng)的奧妙，必須進(jìn)行蛋白質(zhì)水平的研究，由此產(chǎn)生了一門新的學(xué)科，即蛋白質(zhì)組學(xué)。”李建科介紹。
蛋白質(zhì)組是細(xì)胞、組織或一個(gè)生物體在一定時(shí)間、一定條件下所表達(dá)的全部蛋白質(zhì)。而蛋白質(zhì)組學(xué)是以蛋白質(zhì)組為研究對(duì)象，從蛋白質(zhì)水平入手，整體、動(dòng)態(tài)、定量地去研究正在工作的基因組，是后基因組時(shí)代研究基因功能的重要研究方法之一。
該團(tuán)隊(duì)運(yùn)用蛋白質(zhì)組學(xué)方法開展蜜蜂生物學(xué)基礎(chǔ)性和前瞻性研究，并取得了一系列原創(chuàng)性研究成果：揭示了我國(guó)蜂王漿高產(chǎn)蜜蜂的高產(chǎn)機(jī)理，闡明了調(diào)控蜜蜂胚胎、幼蟲、蛹發(fā)育的機(jī)理并發(fā)現(xiàn)關(guān)鍵調(diào)控基因，闡明了不同蜜蜂嗅覺分子機(jī)制，深度挖掘了蜂王漿的功能蛋白成分。
近年來(lái)，隨著蛋白質(zhì)組學(xué)理論和技術(shù)的發(fā)展，研究熱點(diǎn)逐漸向蛋白質(zhì)翻譯后修飾方向轉(zhuǎn)移，該團(tuán)隊(duì)緊跟國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)發(fā)展步伐，隨即展開了蜂王漿蛋白糖基化和磷酸化修飾研究，其中糖基化研究在蜂王漿25種蛋白中鑒定出53個(gè)糖基化位點(diǎn)，42個(gè)位點(diǎn)為首次報(bào)道；通過(guò)對(duì)意大利蜜蜂和中華蜜蜂蜂王漿蛋白磷酸化修飾特征和功能進(jìn)行了深入研究，系統(tǒng)闡釋了兩蜂種在各自進(jìn)化過(guò)程中采取了不同的磷酸化策略以滿足幼蟲發(fā)育營(yíng)養(yǎng)和防御的需求。
據(jù)了解，以上這些研究成果在國(guó)際高水平學(xué)術(shù)期刊發(fā)表論文30篇，累計(jì)影響因子140以上，其中在國(guó)際蛋白質(zhì)組學(xué)的重要學(xué)術(shù)期刊上發(fā)表論文20多篇。國(guó)際上有關(guān)蜜蜂蛋白質(zhì)組的研究論文約一半出自該團(tuán)隊(duì)，在國(guó)內(nèi)同行中位居第一，為完成“躍居世界農(nóng)業(yè)科技高端”的使命打下堅(jiān)實(shí)基礎(chǔ)。
瞄準(zhǔn)產(chǎn)業(yè)需求，推動(dòng)蜂業(yè)發(fā)展
我國(guó)是世界上的養(yǎng)蜂大國(guó)，蜂群數(shù)量、養(yǎng)蜂從業(yè)人員和蜂產(chǎn)品產(chǎn)量和出口量均居世界前列。
作為農(nóng)科人，身背服務(wù)農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的重任，眾多的蜂農(nóng)就是他們服務(wù)的對(duì)象。“要成為一名合格的蜂業(yè)科研人員，首先要成為一名合格的養(yǎng)蜂員。”李建科表示，團(tuán)隊(duì)里的每一個(gè)成員不僅是前瞻研究高手，同時(shí)也是養(yǎng)蜂專家。
據(jù)介紹，該團(tuán)隊(duì)每年培訓(xùn)蜂農(nóng)1000人次以上，每年在陜西、遼寧、北京和河南等地建立示范蜂場(chǎng)8個(gè)以上。
隨著農(nóng)業(yè)現(xiàn)代化進(jìn)程的推進(jìn)，養(yǎng)蜂業(yè)現(xiàn)代化已成為促進(jìn)蜂業(yè)發(fā)展必由之路?，F(xiàn)代化蜂業(yè)生產(chǎn)以提高勞動(dòng)效率、降低勞動(dòng)強(qiáng)度、提高產(chǎn)品質(zhì)量為目的，最終實(shí)現(xiàn)蜂農(nóng)收益水平提高。
近年來(lái)，他們通過(guò)實(shí)踐，初步形成了以功能合理養(yǎng)蜂車、高效脫蜂和搖蜜系統(tǒng)為主的高效轉(zhuǎn)地飼養(yǎng)技術(shù)，極大提高養(yǎng)蜂生產(chǎn)效率。“尤其是養(yǎng)蜂車的設(shè)計(jì)以房車為理念，在增加汽車安全性的基礎(chǔ)上，充分考慮蜜蜂生物學(xué)習(xí)性和養(yǎng)蜂人的生活和工作需求，配備了電視、小冰柜、空調(diào)、儲(chǔ)物箱、儲(chǔ)水箱、蜜蜂起落板、車載太陽(yáng)能發(fā)電和儲(chǔ)電系統(tǒng)等生活和生產(chǎn)設(shè)施。”李建科說(shuō)，“這極大改變了蜂農(nóng)生活環(huán)境，使養(yǎng)蜂車的功能更加合理化。”
隨著研究的深入，李建科相信，利用蛋白質(zhì)組學(xué)研究手段，將更好地闡明蜜蜂重要生命活動(dòng)的本質(zhì)、蜜蜂重要優(yōu)良性狀相關(guān)的蛋白及基因的功能，這將為蜜蜂生物學(xué)的發(fā)展和蜜蜂的品種選育，如尋找和發(fā)現(xiàn)抗病、優(yōu)質(zhì)、高產(chǎn)蜜蜂奠定基礎(chǔ)，對(duì)推動(dòng)我國(guó)蜂業(yè)向世界強(qiáng)國(guó)發(fā)展具有重要意義。
