文｜《中国科学报》记者 李思辉 实习生 张鸿悦

2025年3月的一个清晨，李亚军正在广州一家单位的宿舍里，准备开始新一天的工作。突然，她接到导师宁国贵从武汉打来的电话。“投稿有消息了，建议你回来补充实验、进一步改论文。”

听到这个消息，她顿时心头一热。“四五年的努力，终于有回响了！拿博士学位证应该没问题了！”她立即向单位领导说明情况，第二天就坐上了开往武汉的高铁。回到母校华中农业大学，回到那间熟悉的实验室里，她夜以继日地补充实验、修改论文，一切都那么熟悉和亲切……

9月2日晚间，他们历时5年多完成的一项关于“全新基因从零诞生到调控月季花香的完整过程”的文章，在线发表于Cell。这篇文章，不仅是华中农业大学教授宁国贵课题组的第一次顶刊突破，也是国内第一篇发表在Cell上的月季研究领域的论文。

李亚军

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寻找丢失的花香味

故事源于一次花丛中的“闻香”。

2020年9月，华中农业大学花卉试验基地，一对从植物分类上看似相同的木香花引起了宁国贵的注意：金黄色的变种几乎闻不到香味，而白木香却散发着浓郁香气。

“为什么外观相似的花朵，在香味上却有天壤之别？”面对导师抛出来的问题，课题组展开了讨论和研究。最终，引出了一个关键科学问题——花香的调控机制及其背后的原理。

“花香是蔷薇科植物最重要的观赏性状之一，却在人工驯化过程中逐渐丢失。我们希望通过研究揭示其背后的原理，寻找丢失的香味。”宁国贵告诉《中国科学报》。

于是，该研究团队决定从基因层面寻找答案。他们以木香为材料，聚焦香味迥异的两个变种——白木香与黄木香，从中发现差异。

“宁老师交给我这个课题时，我非常兴奋。我自大学起就专注于花卉色泽与香气的研究，而这一次我们拥有天然的对照材料，可以直接从基因组层面解析香味差异的成因。”李亚军说。

作为她读博期间的唯一研究，她全身心投入其中。研究过程中，她主要负责样品采集、部分组学分析、代谢通路解析以及新基因的功能验证。

为确保数据准确性，研究团队在样品采集后立即开展代谢物检测。李亚军回忆，2021年4月，木香花期采样时，为准确测定新鲜样品中的丁香酚含量，需要迅速完成相关数据分析。由于仪器预约紧张、萃取头数量有限，大家每隔一小时就需上样一次。那几天，大家几乎住在实验室，铺开瑜伽垫轮流休息，以保障完成实验进度。

通过对两种花的基因组进行精细比对，他们发现在黄木香中存在一个特殊基因的高量表达，而在白木香中该基因完全缺失。更令人惊讶的是，这个基因在现有的全球基因数据库中找不到与之相似的序列，仿佛是一个“没有祖先的新基因”。

“基因决定性状”是当前生命科学领域广泛认可的核心命题。新基因是如何产生的？学界普遍认为新基因由基因通过“复制-变异”产生。

该研究团队在追溯黄木香中这个“没有祖先的新基因”起源的过程中，惊奇地发现它并不遵从“复制-变异”理论，而是以其他的方式诞生。

研究人员采用倒推法，在蔷薇科植物中寻找线索。通过大规模基因比对，他们发现，这种基因的诞生过程更像是一场自然界的“搭积木游戏”：先有零散的基因片段，再逐步组装成完整基因。

经过逐一验证，研究团队最终证实这种基因确实是一个“从零开始”组装的新基因。功能研究表明，这个基因如同一个精准的“调度员”，通过调控花香合成通路中的多个关键酶，有效抑制丁香酚的产生，继而导致花儿不香了。

研究团队将这个新基因命名为SCREP——SC代表花香味（scent），REP代表抑制（repressor）。这一名称直观体现了其抑制花香的作用。

“这项关于花香浓淡的研究，让我们意外发现了与传统理解完全不同的基因产生过程。我们立即开始查阅资料，竟有了意外发现！”宁国贵介绍，其实早在2019年，就有科学家在Nature刊文，提出“基因从头起源”的假说，但一直缺乏多步产生新基因的实证支持。而此次的意外发现，让全世界第一次“真正看到了”。

这种不谋而合，让宁国贵、李亚军以及其他合作者都意识到，这可能是一份颠覆传统的、具有开创性的工作。

宁国贵（中）与课题组成员张鸿悦/摄

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带着遗憾离开

科研之路往往很难一帆风顺，这项持续5年半的研究也是如此。

5年多的时间里，李亚军一直在做这项“寻找丢失的香味”的研究。除了这篇迟迟未能发表的论文之外，她没有发表任何论文。因此，她虽然取得了博士毕业证，但没能拿到学位证。这使李亚军一度产生自我怀疑，觉得自己也许未必适合做研究。

李亚军坦言：“读博期间，看到同期同学陆续发表论文、申请专利、顺利毕业，而我却一直没有突破，心理压力非常大。”这种焦虑在读博后期达到顶点，以至于去年10月份，她在没能取得博士学位的情况下，拒绝了导师“再读半年，完善这项研究”的建议，选择放弃科研，拿着毕业证前往广州找工作、上班。

上了小半年班，她对研究的执着更淡了，觉得自己可能不会再回去了。直到今年3月的那天清晨，接到导师的消息——论文被Cell要求返修。

尽管此前课题组没有发过顶刊，并且此次修改后，论文最终能否被接收，结果仍不确定，但李亚军还是决心立即返回武汉。

“这是我们四五年心血的结晶，无论结果如何，都应该尽力完善到底。”她立即与单位领导沟通，协调交接工作事宜，第二天便踏上归程。

Cell返回来的审稿意见中，一位审稿人质疑论文分析广度不足，要求补充大量实验证据和数据，来验证SCREP是否真是一个“没有祖先的新基因”。

面对专业且犀利的审稿意见，研究团队决定用扎实的实验数据去回应。他们系统检索了全球的DNA数据库，进行了上千次迭代比对与验证实验。“这个过程异常繁琐，每一步都需反复调整参数、多角度验证，必须做到无懈可击。”宁国贵说。

今年3月到6月，研究团队紧锣密鼓地工作，经常熬夜加班至凌晨。有时凌晨3点多，他们还在实验室核对数据。

好在凭借严谨的态度和充分的数据，他们最终成功说服了审稿人。

2025年8月7日，论文被正式接收。5年多的坚持与付出，140多页的研究，相当于一本书的厚度，最终浓缩成了一篇论文。

得知接收消息的那一刻，李亚军感到“心中的大石终于落下，一切都值得”。

论文发表于Cell

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被导师当成“反面教材”

一位学者评价：宁国贵团队的这项研究不仅解析了一个新基因的诞生，也提供了一种研究范式——新基因可以从零开始，像“搭积木”一样逐步组装而成。这为今后探索基因起源提供了可复制的方法体系。

宁国贵介绍，这个发现为香味育种带来了一些新思路，研究团队通过实验论证，将SCREP基因转接入草莓、矮牵牛等植物中，同样可抑制其香味释放，证实该基因在跨物种范围内具有保守功能。

这一发现打破了传统育种中侧重花形、花色、大小等视觉性状的局限，首次从嗅觉维度系统揭示了花香形成的遗传基础，更全面地解读了花儿在自然界中形状变迁的规律。

对于未来，团队已有明确布局。宁国贵表示：“通过调控基因表达，我们有望设计出不同香气强度和类型的花卉品种。”

李亚军也表示未来将继续深耕这一领域，积极探索“花香定制”的可能性。

尽管读博过程中的很多无奈只有自己知道，尽管结果没有辜负她5年多的努力，但李亚军依然为自己的中途出走感到有些不好意思。

论文发表前夕，宁国贵在组内总结这项研究时，也批评她“不该不听劝告跑出去了”。

“如果她在关键阶段能够坚持下来，实验周期还可以缩短，整体进展可能更快。所以说，科研要坚持，不要急躁。多读一年博士经济上有补贴，也不是过不下去嘛。在这个事上，李亚军学姐是个反面教材。”

对于导师的批评，李亚军表示完全接受，同时也特别能理解。她告诉《中国科学报》，宁国贵自己也忍受过很长时间的“孤独”——因为他从事的花卉研究拿不到太多经费、不容易出大成果，他的职称很长时间上不去。从2008年至2020年，他当了13年副教授，但他能“耐得住”。

“科研之路是一场修心之旅，需要有‘上善若水’的坚韧——水善利万物而不争，从容向下、持久绵长，却最终汇成江河、成就浩瀚。做研究也是这样，不浮躁、不急于求成，在寂寞中积累，在困难中迂回前进，最终一定会有回响。”这是宁国贵在本学期第一次组会上讲话的核心观点。

文章链接：

https://doi.org/10.1016/j.cell.2025.08.011