王宪辉在实验室

编者按

中国“天眼”建成启用，“悟空”“墨子”发射成功，“蛟龙”号深海科考，体细胞克隆猴成功培育……自从2013年7月17日习近平总书记视察中国科学院并提出“四个率先”要求以来，中国科学院实施“率先行动”计划、加快改革创新发展，产出了一批具有重大国际影响力的标志性科技创新成果，为实施创新驱动发展战略、建设创新型国家和世界科技强国作出了重大贡献。在这些成果的背后，中科院广大共产党员在科技创新工作中勇挑重担、迎难而上，发挥了先锋模范作用，各级党组织凝聚人心，服务创新，发挥了战斗堡垒作用。

近日，中国科学院表彰了一批“新时代科技报国”先进基层党组织和优秀共产党员，从而激励更多的科研工作者爱国奉献、攻坚克难，为实现 “三个面向”“四个率先”目标作出更大的贡献。为此，本报将开设专栏，刊登几位受表彰个人的科研故事，分享他们的爱国爱党情怀，以飨读者。

■本报见习记者 任芳言 记者 陈欢欢

蝗虫基因组大小是果蝇的30倍，比人类还大2~3倍，加之破译技术有欠缺，此前国际上并无成功先例。但有一个中国团队却啃下了这块硬骨头。

这就是中科院优秀共产党员、动物研究所研究员王宪辉所在的团队。

为了搞清楚蝗灾发生机制，王宪辉早在读博期间就开始与蝗虫为伴。这一“伴”，就是近20年。

“作为一名科技界的共产党员，我要把自己的科研工作做好，为国家病虫害防治作出实实在在的贡献。”王宪辉说。

基因组学手段成“敲门砖”

“为什么会觉得蝗虫恐怖呢？其实它很温顺，憨头憨脑，不咬人，是素食主义者。”王宪辉站在养虫室里的飞蝗前，厚厚的镜片下透出笑意。

在中国，飞蝗是造成蝗灾的主要类型。据统计，2003~2016年，我国蝗灾发生面积累计达到42.9亿亩。

但实际上，并非所有蝗虫都会聚集成灾。王宪辉告诉《中国科学报》记者：“飞蝗存在群居型和散居型两种生态型，只有群居型蝗虫会在特定情况下聚集，一般十年甚至几十年才暴发一次蝗灾。”

为消除蝗灾，研究清楚蝗虫为何聚群是一大关键，除了温度、气候等外部因素，王宪辉表示，只有了解外因背后的内因，才能深刻透彻地理解蝗灾的暴发机制。

因此，“飞蝗大规模聚群的发生机制”成为昆虫学领域最引人注目的研究方向之一，国际上许多实验室都在开展相关研究。不过，要弄清内因困难重重，虽然国际学界曾提出多种假说，却一直没有确凿证据。

王宪辉决心挑战这一世界性的难题。

留学回国后，王宪辉参与到康乐院士领导的研究团队中，利用刚刚兴起的基因组学技术，提出了假设——蝗虫聚群时靠嗅觉信号辨别其他个体，一旦群居型飞蝗的嗅觉基因表达量变高，就会非常喜欢蝗虫聚群的气味，继而形成蝗灾，而散居型飞蝗则不会。

从提出假设到证明成立，王宪辉与同事一干就是4年。4年间，他只专注于这一件事。

嗅觉基因决定蝗虫“爱热闹”

蝗虫基因组学研究在当时还是一片空白，王宪辉首先想到的是升级技术。为此，他们开发了多种基因表达检测和功能筛选方法。

首先是开发蝗虫“基因芯片”做“初筛”——在一张膜上放置十几万乃至数十万个探针，用于识别对应基因的表达量。

其次是用定量聚合酶链式反应技术（PCR）做“细筛”，确认这些基因含量的高低。随着某些基因含量的变化，蝗虫会在群居型和散居型之间转换。

最后派上用场的是RNA干扰技术，可以判断筛选出的几百个基因“谁是大领导（主效基因），谁是小领导（副效基因）”。

至此，终于接近真相。“我们接下来要把这几百个基因的主次关系搞清楚，也就是蝗灾发生的内因。”王宪辉说。

为了尽早证实假设成立，王宪辉与团队成员连续3个春节没有回家。他回忆当时的工作状态：早上六七点到实验室，晚上十二点回家，除了睡觉都泡在实验室。“压力确实很大，春节不回家是我主动提的，我要身先士卒，结果大家都积极响应。”

越奋斗，越幸福。这种“拼命三郎”的精神也使得王宪辉的团队后来居上，抢占基因组学研究的前沿机会。

最终，他们从1万多个基因中找到两类与嗅觉相关的基因，并发现其对蝗虫聚群行为有直接影响。2011年，这一研究的相关论文发表在学术期刊《科学公共图书馆—遗传学》上，得到国际同行的认可。

“拼了命”破译基因密码

在外人看来，王宪辉是“寂寞”的。留学归国后的10年间，他专注于一件事——用基因组学的方法破译蝗虫聚群行为。王宪辉本人却乐在其中，2011年之后，他甚至“变本加厉”，接受了破译蝗虫全基因组序列的任务。

为何非要啃“硬骨头”呢？“这项任务虽然难，但太重要了。”王宪辉解释道，“我们之前选出的这些基因在整个基因组面前只是沧海一粟，后期研究应从更本质的一些调控因子入手，若没有全基因组序列信息，对蝗虫进行遗传改造等后续工作也没法进行。”

在王宪辉看来，蝗虫是生态链中的重要一环，研究的终极目标，是用基因组学手段把群居型蝗虫变成散居型，用绿色环保的理念防治蝗灾。

回忆起破译基因序列的3年，王宪辉开玩笑说是“拼了老命”——受技术水平限制，破译工作费时费力。为此，王宪辉长期留在深圳，把孩子交给了爱人和母亲照顾。

同时，作为蝗虫生物学领域的“先头部队”，每走一步都要想办法开发新技术，不能靠别人。如今，基因芯片、基因削减等这些他们“迫不得已”自主研发的技术已成为可推广应用的工具，被国内外多家实验室借鉴。

“作为一名党员，在日常工作中，还是要对自己有更高的期许，凡事要更努力，做得更完美。”王宪辉说，导师康乐就是一位老党员，他的敬业精神与开拓创新精神，对自己影响很大。

大学时王宪辉多次申请入党，直到本科毕业才终于成为预备党员。如今他已经是中科院动物所的研究生党支部书记，今年还获得了中科院“新时代科技报国”优秀共产党员的称号。

“未来，我们要继续不忘初心，牢记使命，利用基础研究的理论，保持领先势头，争取将更多科研成果运用到绿色农业发展中，为科技强国多作贡献。”王宪辉说。