刘心：破解基因“语言” 青岛华大基因带头人刘心聚焦动植物基因组学领域 破解生命密码

“这一次，我们对巴基斯坦各品种的牛完成了测序，还和当地的科研者共同发表了文章。”刚刚从巴基斯坦出差回来的青岛华大基因研究院执行院长刘心，虽然风尘仆仆却充满热情地讲述着近年来与“一带一路”国家开展的生物基因研究领域的深度合作。

2008年,还是本科生的刘心首次接触到基因研究，而10多年后的今天，他已经成为基因组学领域的带头人，带领百余人的团队深度参与“地球生物基因组计划”“万种植物基因计划”等一个又一个世界级大项目。这位年轻的科研者，正在和他的团队成员一起，用基因这门“语言”，帮助人类记录、翻译、解读甚至留存好地球上千千万万种生命的“密码”。

聚焦基因科技十年磨一剑

刘心与基因的结缘源自十多年前，在北京大学攻读分子生物学的他参加了一次特殊的夏令营，被基因组学这门新兴科学完全不一样的研究方式深深吸引。

2009年本科毕业后，他果断申请了香港中文大学与华大联合培养的博士项目，迅速投入到基因组学的学习和数据分析的研究中去。从事基因研究的这十年，是刘心个人迅速成长的十年，也是中国基因科技突飞猛进的十年。然而，对他来说，始终保持一颗作为科研者的初心，或许是一路走来最持久的动力。

加入到实验室当中，刘心第一个做的项目就是对大豆的研究，通过比较野生大豆和栽培大豆之间的基因上的区别，找到大豆驯化的完整过程。“做完了大豆又做了水稻，还有其他很多作物的基因研究。慢慢地我们就发现基因技术可以用在每一个细分领域、每一个物种，不但大大加速研究进程，有时还能找到广阔的应用前景。”刘心说，当初基于数据，团队发现拥有某个基因型的大豆非常抗盐碱，从而开发出了抗盐碱的新品种大豆，现在已经种植在我国西北大地上了。

不忘初心解码基因语言

“我最感兴趣动植物基因组研究应用领域，因为它能够通过数据帮助我们迅速增加我们对生物的认识。”刘心说，2017年由我国科学家主导并参与发起的“万种植物基因计划”，已经不局限于经济作物，而是囊括了生态当中绝大多数植物，从进化的角度搞清楚植物进化的过程，再从生态角度进行保护。

在农业基因组学取得不少突破后，他开始和团队成员向生命更深处进发，进行从群体进化基因组学，到动植物大基因组组装及进化注释研究、动植物遗传多态性研究，动植物分子育种技术的一系列探索和尝试。

“基因组的数据，能够帮助我们人类更好地认识、利用和保护地球生物。”刘心说，比如保护濒危动物，传统的生态学需要去自然稀栖息地当中进行统计和观察，具有一定的局限性，信息也较为匮乏和不完全，而基因数据则能提供更加完整的依据。

例如大熊猫，从基因上来看其多样性较丰富，但为什么会濒危呢？几年前，华大的项目组结合野外采样对很多只大熊猫进行了基因测序，结果发现野生大熊猫很明显地分成了几个子群体，群体之间不存在基因交流，这种种群隔离相当于近亲繁殖的状态，非常不利于遗传多样性。基于这项发现，科学家们就提出了对不同生态保护区里的大熊猫进行个体交换，来解决这一问题。

向生命更深处进发

有了基因这门“利器”，除了陆地上的动植物，神秘的海洋生物也能够被揭开“面纱”。2017年，专注于海洋生物研究的华大基因北方中心和国家海洋基因库在青岛成立，在这里，刘心和团队成员们开始迈向深海。

“最近我们在做的就是与中国科学院深海科学与工程研究所合作，对中华白海豚的种群研究，从基因层面阐释白海豚种群的不同。我们发现，被雷州半岛隔开的两个海湾，在基因组上其实有很大的区别。”刘心说，海洋也是一个大的宝库，基因的数据可以推动对这些生物资源的利用和保护，为此他们已经启动了包括“一千种鱼类基因组”“一百种海洋哺乳类动物基因组”等数个大项目。

二十世纪九十年代，中国作为首个发展中国家加入到与“曼哈顿”原子弹计划、“阿波罗”登月计划并称为20世纪人类自然科学史上三大工程的“人类基因组计划”当中，承担了1%的测序任务。如今，二十多年过去了，中国的基因组学已经达到世界领先水平，不仅在测序技术上屡获突破，也实现了测序仪器的自主知识产权和一系列基因技术应用突破，其科技水平的高速发展，正是由千千万万像刘心这样的青年科研工作者们的“探路者”精神和脚踏实地的努力奋斗造就的。

“我们正处在最好时期，面临着难得的人生际遇，也肩负着新时代的使命。”刘心说，目前中国在动植物基因研究上具有优势，特别是深圳国家基因库产出的植物基因数据对全球的贡献高达70%，但科研也面临着国际竞争，需要很努力地去做。“基因技术是很好的科技，重要的问题是如何在各个方面取得突破，实现更广泛的应用来造福人类，解决很多实际的农业、工业、医学健康和生态当中的问题。未来，我们还有很长的路要走。”（青岛晚报/掌上青岛/青网记者薛飞）

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