?

最新一期《科学》杂志封面。

（受访者供图）

回国仅5年，成果登上国际学术顶刊封面，遇到的最大挑战只是第一作者的排名先后？这番话说来有些“凡尔赛”，却是中国科学院分子植物科学卓越创新中心年轻研究员周峰的真实经历。

今天凌晨，周峰团队与瑞士洛桑大学尼科·盖尔德纳教授团队历时5年合作完成的世界首份根系微生物“定居地图”登上《科学》杂志封面。它首次精准揭示了植物根系如何引导微生物在其表面“安家”的奥秘，还破译了控制根系和微生物互动的“分子密码”。

中国科学院院士、分子植物卓越中心主任韩斌称这篇论文是“中瑞两国强强联手，科研合作的典范”。这篇论文也是该中心今年第十篇登上CNS（《细胞》《自然》《科学》）的成果。这背后是分子植物卓越中心在科研上的前瞻布局、科研文化上的开放包容，以及持之以恒的耐心投入。

绘制“定居地图”，破译“地下朋友圈”

2018年春天，实验室窗外日内瓦湖和阿尔卑斯山的美景，忽然在周峰眼中变得黯淡，他在显微镜下发现了更有吸引力的一幕——用液体培养基替代固体培养基后，加入培养皿中的微生物竟朝着植物根系的方向迅速移动。

这个现象本与周峰当时在瑞士洛桑大学的博士后课题无关，却令他念念不忘。“根系对植物而言是基石，更是大脑。”周峰总觉得，微生物争相涌向植物根系背后，一定隐藏着某些生命进化的智慧。

2020年周峰回国，到上海建立独立研究组，就着手探索其中的奥秘。原来，微生物在植物根系表面的“定居”并非杂乱无章，这些区域是植物主动“开放”的——在生长出侧根的地方，原本保护植物营养不外泄的“凯氏带”会断开，漏出一种名为“谷氨酰胺”的氨基酸。

“氨基酸可直接被微生物利用，难怪它们争先恐后前来觅食。”周峰介绍，他们通过实验分析发现，植物对益生菌前来“定居”表现出多多益善的宽容；但若遇到致病微生物，凯氏带就会“拴上闸门”，控制营养物质的外泄。因此，致病微生物竞争不过益生菌，“这就是植物的智慧，巧妙维持根际微生物群的健康平衡”。

不过，根系顶端的细胞分裂旺盛，会有更多营养物质外泄，被吸引来的微生物群也更为复杂。周峰说，此次成果只是迈出了研究的第一步，未来他们还将不断完善微生物在植物根系的“定居地图”，揭开这个“地下朋友圈”的更多奥秘。

5年“不缺钱”科研，锚定植物高效碳汇

拍摄3000多张实验图片、50多个视频，统计样本超过1500个，论文附上了32张实验图表和6个视频……揭开一段未知，讲述一个完整的科学故事，中瑞两个团队5年来下了无数苦功。最让周峰感到幸运的是，这5年来，他的科研“没缺过钱”。

分子植物卓越中心规模不大，不少研究领域已跻身世界一流水平，近年来更是重磅成果迭出。周峰加盟中心不久，就加入了中心副主任王佳伟主持的植物高效碳汇重点实验室（中国科学院）。

“在国际上，植物碳汇已成为前沿竞争热点，尤其美国在这个领域投下了大量资源。”王佳伟认为，周峰的研究有望在这个方向上开辟一个新领域。因为一旦解开微生物与根系作用的“黑箱”，不仅可设计氨基酸类微生物肥料，助力农业可持续发展，还可让植物根系在微生物作用下进入土壤有机碳库，增强土壤碳汇能力。

除了中心给年轻研究组长（PI）匹配充足研究经费，周峰还从植物高效碳汇重点实验室（中国科学院）获得支持，实验推进从未因经费而停滞。而且，中心对新任PI实行“5年一评估”的宽松考核，鼓励他们冲击高风险、高价值研究。除了一年一度的学术交流汇报，周峰几乎不用为别的事情分心。

为了帮助年轻PI成长，中心还为他们匹配资深PI作为成长导师。作为周峰的成长导师，分子植物卓越中心副主任张余告诉记者，这一创新机制让进入中心的年轻PI迅速成长，5到7年拿到国家高层次人才支持的不在少数，“未来3到5年，中心还将引进20位左右PI，在选人标准上，我们更看中他们的研究方向和发展潜力，顶刊论文不是必需条件”。

为攻克难题，两国团队融洽到不分彼此

“在当今国际形势下，我们更应珍视全球合作。”周峰的博士后导师、此次论文合作者尼科·盖尔德纳教授高度赞赏这段长达5年的融洽合作，“唯有让全球科学家自由联通、携手合作，科学才能更快进步”。

在科研文化上，分子植物卓越中心与洛桑大学高度契合。“他们提供资源，却不要求每个季度展示‘可预测的进展’，而是相信科学家会为取得突破性发现持续努力。”盖尔德纳认为，这份信任是成功的关键，“它使我们不仅能扎实攻关，更敢于尝试变革性的新方法”。

周峰介绍，瑞士在构建根际微生物的菌株上有优势，而上海借助强大的质谱检测平台，弄清了根系分泌物的成分，此外还有微生物在根系上定植的观察与统计。在德国同行的帮助下，团队首次在微观水平建立起“根系-微生物-营养物质”三者之间的互作桥梁。

在韩斌看来，强强联手的国际合作，让这个过去感觉十分困难的课题最终得以成功。周峰回忆，他们经常会在视频会议上为一个问题争得面红耳赤，一旦想到解决办法又会各尽所能地动手实验。

“直到最后要定第一作者的顺序排名时，才发现工作几乎无法分割清楚，究竟谁做了多少。”周峰说，由于《科学》杂志的“共同第一作者”署名有先后顺序，他们只能向杂志声明：“两位共同第一作者在个人学术履历中均可将自己列为第一作者”。