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第九届侨界贡献奖人物风采录(五十四)
吕玉平:一粒种子,一个梦想
2023年06月05日15:24  来源:中国侨联

宣城市侨联吕玉平证件照

吕玉平,现任隆平高科副总裁。历任美国Ceres公司首席科学家,先正达生物科技(中国)有限公司运营总监,大北农集团生物技术中心总经理。曾获聘中国农业大学客座教授,西北农林科技大学兼职教授,国家转基因重大专项总体专家组成员。现为中国农业生物技术学会理事会理事,中国农业生物化学及分子生物学分会副理事长,长沙市重大人才计划评审专家,三亚崖州湾科技城科学技术协会副主席。

基础扎实,成果丰硕

吕玉平在生物技术创新研究和产品研发方面取得了重要成果。他曾分离超过10万个新基因,在著名国际期刊如《Plant Cell》《PNAS》《JBC》等发表论文18篇,获得国际和国内专利授权共27项。吕玉平曾在国内外生物科学领域著名的大学和研究机构从事基因工程研究,并得到多位院士级导师的培养和指导,打下了生物科学研究的扎实基础。

吕玉平于1988年至1993年在中国农业大学攻读植物遗传育种专业博士学位,师从分子遗传学领域著名教授米景九先生,其间在中国科学院微生物所做客座研究生,是国内较早开展抗病毒植物基因工程研究的青年学者之一。1993年1994年,吕玉平在中国科学院上海植物生理研究所做博士后, 跟随导师许智宏院士从事植物发育分子生物学的研究。1994年至1998年,吕玉平赴美在宾夕法尼亚州立大学做博士后,在Phil Rea教授和美国科学院院Joe Ecker的指导下开展植物分子生物学研究工作。

吕玉平是国际生物科学研究领域知名的科学家和技术专家,他拥有长达近三十年的分子生物学和基因工程研究经历,取得了较为丰硕的研究成果,掌握了多项核心技术,许多成果和技术至今仍然具有重要的科研和商业价值。

宣城市侨联吕玉平工作照

躬耕科技深亦远,“自端饭碗”稳且牢

吕玉平是液泡膜焦磷酸酶、重金属解毒蛋白、ABC (ATP-binding cassette)转运蛋白和分子跨膜转运机理等领域的科学家,在植物膜蛋白研究方面做出了贡献。1997年,吕玉平在国际上克隆了首个植物ABC(ATP-binding cassette)转运蛋白-拟南芥MPR(multi-drug resistance associate protein)基因并阐明了植物代谢产物,如花青素代谢物跨膜转运和植物对有害重金属解毒的分子机理,为利用该类膜蛋白进行重金属污染的植物修复提供了全新途径。同时,吕玉平曾主持和参与了多个重要膜蛋白的研究,如揭示了酵母中一条(YCF1基因)对重金属铬进行解毒和清除的全新途径,并给予了分子水平上的解释,他也首次揭示了谷胱苷肽类除草剂和花青素类次生代谢物质转运相关的跨液泡膜蛋白-AtMRP2 作用机理。吕玉平作为第一作者将相关成果发表在了《Plant Cell》和美国科学院院刊《PNAS》等著名杂志上,累计影响因子超过100。这一成果也被《Trends in plant science》杂志进行了专题评论。基于这些成果,吕玉平受《Aunu. Rev. Plant Physiol. Plant Mol. Biol.》和《Bioscience Reports》等杂志约稿,在1997和1998年对该研究领域的进展进行了专题综述,并多次应邀在国际膜生物学研讨会全体会议、1997年美国植物生理年会和第五届国际植物分子生物学国际会议上做主题报告。

吕玉平作为项目主要研究人员首次克隆了Phytochelatin合成酶基因(AtPCS1)并阐明了植物对金属解毒机制的多样性,为利用植物改良有毒金属污染土壤和环境提供了一条新途径。同时作为项目主要执行人,从嗜高温菌Pyrobaluhum aerophilum中克隆了液泡膜蛋白—焦磷酸酶基因(V-PVP),阐明了PVP蛋白的重要功能。该基因对作物抗逆,如抗旱和耐高温有重要作用,吕玉平作为共同第一作者将相关研究成果发表在美国科学院院报《PNAS》《J. of Biological Chemistry》和《FEB Letter》上。

基于单细胞的全长基因cDNA文库技术是吕玉平进入美国著名生物技术公司——Ceres公司带领研发团队独立开发的、可覆盖超过97%的全长cDNA且基于“单细胞”而非PCR。这一技术在当时属于国际首创,领先竞争对手至少5年时间。Ceres公司以这一技术为基础,完成了玉米、大豆、小麦、油菜、拟南芥、棉花等作物的基因克隆,共分离得到了16万个与作物改良相关的关键基因,部分已被孟山都公司商业化许可。这一技术在Ceres公司与孟山都公司的项目合作中起到了关键作用。直至今天,Ceres公司依然在植物基因资源占有量方面保持了国际领先地位。基于这一先进技术,吕玉平与国内国际科学家合作,对水稻、玉米等重要农作物的功能基因组学也进行了系统性研究,并将逆境诱导相关的 2073条玉米全长cDNA序列、10096条与粳稻表达有差异的籼稻全长cDNA 序列、来自53个文库中484032条玉米基因表达标签(EST)序列及31552条全长cDNA序列与全球科学家共享,相应成果也发表在 《Plant Jounal》和《Plant Mol Biol.》等杂志上。

吕玉平在Ceres期间,带领团队在短短三个月中,突破了高通量转化载体构建的技术难题,开创性地设计了一种独特载体,可以保证外源基因的精确插入。这次技术革新将载体构建的工作效率提高了近50倍,使每个工作人员能在一周内完成100个表达载体的构建。同时吕玉平开创性地运用化整为零、各个击破的外显子无缝组装技术,完成了多个长度在10kb以上,cDNA长度在5kb以上,外显子数量平均超过15个的高难度基因的克隆。时至今日,在大北农生物技术中心,吕玉平领导的团队利用该技术只用了不到两个月的时间,便一举完成735个双元植物表达载体的构建,创造了国内表达载体构建效率的奇迹,特别是在高难度的商业化载体的快速推进方面也发挥了很大作用。

只有发现并验证特异功效的启动子,才能确保改良作物的基因和分子元件发挥真正的功能。在Ceres工作期间,吕玉平带领研发团队,共分离了近万个功能各异的启动子。这一成就至今仍居国际前列并在产品研发中发挥重要作用。

吕玉平在先正达公司带领研发团队创造了高通量的新基因发现、作物转化和性状评价技术体系。在这期间,吕玉平带领的研发团体共挖掘了1000多个重要的基因及关键分子调控元件,构建了1500多个性状测试载体和作物改良的商业化载体。先后建立起高效的玉米大豆转化体系,三年来共培育了近30,000个玉米高质量转化事件,20,000个大豆高质量转化事件。其中玉米转化事件的数量相当于全国各高校科研院所过去15年所获得转化体事件的总量;大豆转化事件的成果在中国更是具有开创性的。他创建了转化事件外源基因的精细定位、高水平表达、基因表达检测以及性状评价等技术体系,可以做到每天分析上千个转化事件,精确率超过90%。

吕玉平是目前海南省唯一引进的转基因生物技术国际化人才,他为三亚引进的其他核心成员和技术产品研发链的骨干都在转基因生物技术或生物育种领域具有多年的实操经验。目前,完整研发产业链团队改变了海南省在玉米转基因上游的基因挖掘、中游高通量的遗传转化和性状评估,以及下游的性状回交方面缺乏玉米生物技术研发人才和专业化团队匮乏的局面,跻身于中国领先国际的转基因产业化团队,对打造崖州科技城“生物种业南繁硅谷”和人才引进有重要示范效应。隆平生物和团队落地崖州科技城,也吸引隆平高科集团在研发资源方面向海南倾斜。集团已经调动集团内部资源,包括集团总部、隆平巴西(LP Sementes)、安徽隆平、隆平高科(三亚)海外种业研发有限公司、华智生物技术有限公司、北京联创股份有限公司等各分子公司,全面对接隆平生物研发的新技术,加快转基因新品种的测试、评估及商业化的布局,目前已经有100多个杂交亲本在回交转育中。未来,转基因技术和新产品推广的收入有望使其成为崖州科技城的独角兽企业。

在技术创新方面,吕玉平创制的抗虫耐除草剂“玉米隆平007”的技术是目前全球分子叠加基因数最多、技术指标最严格、转化效率最高、回交速度最快和成本最低的技术。该技术不仅适用于中国市场,也符合巴西和东南亚的玉米市场对抗草地贪夜蛾的迫切需求。国际上的转基因产品研发需要10-13年时间,而隆平生物007产品将缩短至5-6年。2021年,隆平007准产品进入全国的测试。

(责编:韩啸、黄瑾)
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