在北京雁栖湖应用数学研究院,邬荣领教授带领团队干了件大事,给我国的精准育种画了张高精度的“导航图”。以前搞传统育种,就是不停杂交、选性状,费时费力,尤其是像长个慢的林木,经常要等上几十年。现在数学出手了,局面马上要变。最近他们搞出个叫“个性化全基因组互作组网络模型”的新东西,把数学、统计学跟遗传学搅和在一起,直接算基因怎么决定性状。 文章发在《园艺研究》上,不光帮植物育种提供了工具,也在搞生命系统调控规律上找出了新路子。邬荣领打了个比方:生命体好比精密的大楼,基因是砖石,但最后长成啥样,得看这些砖石怎么连、怎么合作。以前老盯着单个基因看,现在他们能把基因间复杂的互动网络全给挖出来量化。 这多亏了两样看家法宝:一个是二十年前他自己搞的“功能作图”方法;另一个是在雁栖湖数学院弄的统计物理学网络模型“idopNetworks”。模型的厉害之处在于解释了“涌现”现象——整体能力大于局部之和。研究发现有些性状不是几个明星基因说了算,而是一大堆普通基因通过特定结构一块儿使劲才出来的。邬荣领说这就像“三个臭皮匠顶个诸葛亮”,他们要破解群体智慧的密码,让复杂系统变得可算可预测。 理论出来就得试实战。他们拿梅树做实验,分析快长树和慢长树的数据。结果发现快长树里促进生长的网络占了大头(正向作用达到85%),这就形成了高效协同的系统;慢长树里的关键基因反而被其他网络死死压着。模型还预测说,只要用基因编辑把那些抑制因子敲掉,被锁死的生长潜力就能释放出来。 这项成果不光是针对梅树的,它是数量遗传学领域的一个大进展。作为北京市支持的新型机构,雁栖湖数学院就是要攻坚原创。邬荣领自信满满地说:“我们这个完全自主构建的成果有望重塑数量遗传学框架,以后或许能搞出一套有中国特色的研究体系。” 从林业育种到主粮经济作物、甚至人类疾病研究都能用这方法。这说明中国科学家在交叉学科前沿已经从跟着别人跑变成了自己领跑。通过基础科学的创新储备核心技术,现代农业生物技术正在从“选育”变“设计”。 这项扎根中国的原创成果展现了科研人员的决心和智慧,为未来生物育种打下了基础。它预示着中国科研力量在数学与生命科学交汇的地方开启了新征程。