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第九屆僑界貢獻獎人物風採錄(五十四)
呂玉平:一粒種子,一個夢想
2023年06月05日15:24  來源:中國僑聯

宣城市僑聯呂玉平証件照

呂玉平,現任隆平高科副總裁。歷任美國Ceres公司首席科學家,先正達生物科技(中國)有限公司運營總監,大北農集團生物技術中心總經理。曾獲聘中國農業大學客座教授,西北農林科技大學兼職教授,國家轉基因重大專項總體專家組成員。現為中國農業生物技術學會理事會理事,中國農業生物化學及分子生物學分會副理事長,長沙市重大人才計劃評審專家,三亞崖州灣科技城科學技術協會副主席。

基礎扎實,成果豐碩

呂玉平在生物技術創新研究和產品研發方面取得了重要成果。他曾分離超過10萬個新基因,在著名國際期刊如《Plant Cell》《PNAS》《JBC》等發表論文18篇,獲得國際和國內專利授權共27項。呂玉平曾在國內外生物科學領域著名的大學和研究機構從事基因工程研究,並得到多位院士級導師的培養和指導,打下了生物科學研究的扎實基礎。

呂玉平於1988年至1993年在中國農業大學攻讀植物遺傳育種專業博士學位,師從分子遺傳學領域著名教授米景九先生,其間在中國科學院微生物所做客座研究生,是國內較早開展抗病毒植物基因工程研究的青年學者之一。1993年1994年,呂玉平在中國科學院上海植物生理研究所做博士后, 跟隨導師許智宏院士從事植物發育分子生物學的研究。1994年至1998年,呂玉平赴美在賓夕法尼亞州立大學做博士后,在Phil Rea教授和美國科學院院Joe Ecker的指導下開展植物分子生物學研究工作。

呂玉平是國際生物科學研究領域知名的科學家和技術專家,他擁有長達近三十年的分子生物學和基因工程研究經歷,取得了較為豐碩的研究成果,掌握了多項核心技術,許多成果和技術至今仍然具有重要的科研和商業價值。

宣城市僑聯呂玉平工作照

躬耕科技深亦遠,“自端飯碗”穩且牢

呂玉平是液泡膜焦磷酸酶、重金屬解毒蛋白、ABC (ATP-binding cassette)轉運蛋白和分子跨膜轉運機理等領域的科學家,在植物膜蛋白研究方面做出了貢獻。1997年,呂玉平在國際上克隆了首個植物ABC(ATP-binding cassette)轉運蛋白-擬南芥MPR(multi-drug resistance associate protein)基因並闡明了植物代謝產物,如花青素代謝物跨膜轉運和植物對有害重金屬解毒的分子機理,為利用該類膜蛋白進行重金屬污染的植物修復提供了全新途徑。同時,呂玉平曾主持和參與了多個重要膜蛋白的研究,如揭示了酵母中一條(YCF1基因)對重金屬鉻進行解毒和清除的全新途徑,並給予了分子水平上的解釋,他也首次揭示了谷胱苷肽類除草劑和花青素類次生代謝物質轉運相關的跨液泡膜蛋白-AtMRP2 作用機理。呂玉平作為第一作者將相關成果發表在了《Plant Cell》和美國科學院院刊《PNAS》等著名雜志上,累計影響因子超過100。這一成果也被《Trends in plant science》雜志進行了專題評論。基於這些成果,呂玉平受《Aunu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol.》和《Bioscience Reports》等雜志約稿,在1997和1998年對該研究領域的進展進行了專題綜述,並多次應邀在國際膜生物學研討會全體會議、1997年美國植物生理年會和第五屆國際植物分子生物學國際會議上做主題報告。

呂玉平作為項目主要研究人員首次克隆了Phytochelatin合成酶基因(AtPCS1)並闡明了植物對金屬解毒機制的多樣性,為利用植物改良有毒金屬污染土壤和環境提供了一條新途徑。同時作為項目主要執行人,從嗜高溫菌Pyrobaluhum aerophilum中克隆了液泡膜蛋白—焦磷酸酶基因(V-PVP),闡明了PVP蛋白的重要功能。該基因對作物抗逆,如抗旱和耐高溫有重要作用,呂玉平作為共同第一作者將相關研究成果發表在美國科學院院報《PNAS》《J. of Biological Chemistry》和《FEB Letter》上。

基於單細胞的全長基因cDNA文庫技術是呂玉平進入美國著名生物技術公司——Ceres公司帶領研發團隊獨立開發的、可覆蓋超過97%的全長cDNA且基於“單細胞”而非PCR。這一技術在當時屬於國際首創,領先競爭對手至少5年時間。Ceres公司以這一技術為基礎,完成了玉米、大豆、小麥、油菜、擬南芥、棉花等作物的基因克隆,共分離得到了16萬個與作物改良相關的關鍵基因,部分已被孟山都公司商業化許可。這一技術在Ceres公司與孟山都公司的項目合作中起到了關鍵作用。直至今天,Ceres公司依然在植物基因資源佔有量方面保持了國際領先地位。基於這一先進技術,呂玉平與國內國際科學家合作,對水稻、玉米等重要農作物的功能基因組學也進行了系統性研究,並將逆境誘導相關的 2073條玉米全長cDNA序列、10096條與粳稻表達有差異的籼稻全長cDNA 序列、來自53個文庫中484032條玉米基因表達標簽(EST)序列及31552條全長cDNA序列與全球科學家共享,相應成果也發表在 《Plant Jounal》和《Plant Mol Biol.》等雜志上。

呂玉平在Ceres期間,帶領團隊在短短三個月中,突破了高通量轉化載體構建的技術難題,開創性地設計了一種獨特載體,可以保証外源基因的精確插入。這次技術革新將載體構建的工作效率提高了近50倍,使每個工作人員能在一周內完成100個表達載體的構建。同時呂玉平開創性地運用化整為零、各個擊破的外顯子無縫組裝技術,完成了多個長度在10kb以上,cDNA長度在5kb以上,外顯子數量平均超過15個的高難度基因的克隆。時至今日,在大北農生物技術中心,呂玉平領導的團隊利用該技術隻用了不到兩個月的時間,便一舉完成735個雙元植物表達載體的構建,創造了國內表達載體構建效率的奇跡,特別是在高難度的商業化載體的快速推進方面也發揮了很大作用。

隻有發現並驗証特異功效的啟動子,才能確保改良作物的基因和分子元件發揮真正的功能。在Ceres工作期間,呂玉平帶領研發團隊,共分離了近萬個功能各異的啟動子。這一成就至今仍居國際前列並在產品研發中發揮重要作用。

呂玉平在先正達公司帶領研發團隊創造了高通量的新基因發現、作物轉化和性狀評價技術體系。在這期間,呂玉平帶領的研發團體共挖掘了1000多個重要的基因及關鍵分子調控元件,構建了1500多個性狀測試載體和作物改良的商業化載體。先后建立起高效的玉米大豆轉化體系,三年來共培育了近30,000個玉米高質量轉化事件,20,000個大豆高質量轉化事件。其中玉米轉化事件的數量相當於全國各高校科研院所過去15年所獲得轉化體事件的總量﹔大豆轉化事件的成果在中國更是具有開創性的。他創建了轉化事件外源基因的精細定位、高水平表達、基因表達檢測以及性狀評價等技術體系,可以做到每天分析上千個轉化事件,精確率超過90%。

呂玉平是目前海南省唯一引進的轉基因生物技術國際化人才,他為三亞引進的其他核心成員和技術產品研發鏈的骨干都在轉基因生物技術或生物育種領域具有多年的實操經驗。目前,完整研發產業鏈團隊改變了海南省在玉米轉基因上游的基因挖掘、中游高通量的遺傳轉化和性狀評估,以及下游的性狀回交方面缺乏玉米生物技術研發人才和專業化團隊匱乏的局面,躋身於中國領先國際的轉基因產業化團隊,對打造崖州科技城“生物種業南繁硅谷”和人才引進有重要示范效應。隆平生物和團隊落地崖州科技城,也吸引隆平高科集團在研發資源方面向海南傾斜。集團已經調動集團內部資源,包括集團總部、隆平巴西(LP Sementes)、安徽隆平、隆平高科(三亞)海外種業研發有限公司、華智生物技術有限公司、北京聯創股份有限公司等各分子公司,全面對接隆平生物研發的新技術,加快轉基因新品種的測試、評估及商業化的布局,目前已經有100多個雜交親本在回交轉育中。未來,轉基因技術和新產品推廣的收入有望使其成為崖州科技城的獨角獸企業。

在技術創新方面,呂玉平創制的抗虫耐除草劑“玉米隆平007”的技術是目前全球分子疊加基因數最多、技術指標最嚴格、轉化效率最高、回交速度最快和成本最低的技術。該技術不僅適用於中國市場,也符合巴西和東南亞的玉米市場對抗草地貪夜蛾的迫切需求。國際上的轉基因產品研發需要10-13年時間,而隆平生物007產品將縮短至5-6年。2021年,隆平007准產品進入全國的測試。

(責編:韓嘯、黃瑾)
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