付磊教授（右）介绍研究成果 摄影：楚天都市报极目新闻记者柯称

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何光存教授在讲解水稻抗虫的机理

□楚天都市报极目新闻记者 柯称 马浩然 通讯员 吴江龙 武柳青 邢知博 实习生 陆宇慧

6月14日深夜，两篇来自武汉大学的Nature（《自然》）长文同时上线。这是该校首次在国际顶级期刊上同期收获“双黄蛋”，也是湖北高校首次。“看起来是偶然，实际上是必然。”武汉大学校长张平文院士表示，高水平研究成果多了，同期发表的概率自然会加大。6月15日，极目新闻记者采访了两篇论文的研究团队核心成员。

找到新型合金的“万能黏合剂”

武汉大学化学与分子科学学院、高等研究院付磊教授团队，在《自然》上发表的论文题目为《液态金属用于高熵合金纳米颗粒的合成》。

付磊教授首先科普了什么叫高熵合金，“传统合金是以一种元素为主，比如最常见的铜，加入一些微量元素后变为青铜。而高熵合金是一种由五种或以上主元金属组成的新型合金，就像一片片砖瓦，每片都很重要，最后拼成一个坚固且多功能的高楼大厦。”

高熵合金被认为是未来可以用于航空航天等特殊需求的新型合金，有很多传统合金不具备的优点。以往科学家通常通过超高温熔化，将一些金属元素混溶在一起，但能组合的元素有限，而且缓慢降温后又会分离开。

多年来，科学家都在寻找办法，保持新型合金的高熵态，如瞬时冷却等。但付磊团队另辟蹊径，采用液态金属实现了温和条件下各类高熵合金体系的原子制造。付磊说：“大部分元素不易稳定混溶，就像一群人互相不待见，怎么办？我们的方法是找到一个‘社牛’，跟谁都能合得来，可以把一群人团结在一起。而我们发现液态金属‘镓’就是这么一个‘社牛’。”

论文共同通讯作者之一、付磊团队的90后博导曾梦琪说，镓就像是一个“万能黏合剂”，可以让绝大多数元素都组合起来。而且镓的熔点只有29.76℃，又不像汞（水银）那样具有毒性，所以非常适合用于将来高熵合金的大规模量产。

基于这一发现，曾梦琪畅想，未来高熵合金的应用领域将呈几何式增长，除了航空航天、军事等领域，人们生活中需要高强度材料的假牙、血管支架等都可以用到。

“正因为这可能是一项里程碑式的发现，所以《自然》审稿极其严苛。”付磊说，两年前团队就进行了投稿，第一轮三名审稿人觉得很“不可思议”，后来第二轮和第三轮一共又新找了三名审稿人。“整个过程太难了，我们甚至都想过放弃。”付磊说。

“原子组成我们的世界，而我们的研究能够实现原子级的精准制造，也就是说未来的3D原子打印真的可以打印万物。”付磊对未来充满期望。

为水稻抗首要害虫找到“疫苗”

武汉大学生命科学学院杂交水稻全国重点实验室何光存教授课题组，在《自然》上发表的论文题目为《三蛋白互作自我调节寄主植物抗虫性》，揭示了水稻抗褐飞虱分子机制。

褐飞虱是一种体长仅三四毫米的小飞虫，却是我国和许多亚洲国家当前水稻生产面临的首要害虫。它们吸食水稻韧皮部汁液、传播病毒病并导致水稻大面积倒伏，每年造成一百多万吨粮食损失。而且褐飞虱已经有了很强的抗药性，又蛰伏在水稻基部，使用高空喷洒农药防治效果不佳。

30多年来，何光存一直在想办法对付这种难缠的小虫，培育更好的抗褐飞虱水稻品种。

何光存课题组研究发现，褐飞虱的唾液进入水稻后，会让水稻变得更脆弱，“就像蚂蟥吸食人类的血液，会让血液不易凝固一样。”通过大量研究和实验，课题组发现这是因为褐飞虱的唾液中含有一种蛋白，让水稻失去反抗能力。

但是为什么有些水稻能够起抗虫反应？何光存课题组搜集了3000多份野生稻和农家品种，获得了200多份高抗褐飞虱原始资料材料，成功克隆了第一个抗褐飞虱基因Bph14。何光存说：“这个基因就像一个哨兵，发现褐飞虱唾液中的蛋白后，就会给水稻‘报警’，激活水稻的防御系统。”水稻识别危险后可以产生多种不同的抗虫反应，使褐飞虱取食下降、生长受阻、死亡率上升。

但是，问题并没有这么简单。研究人员发现，超量表达的BISP会持续激活抗性反应，就像人体“免疫风暴”一样过度反应，最终导致水稻的生长发育受到严重影响，产量下降。何光存课题组接下来的工作，就是找到精细调控抗性水平的办法，使植物生长和抗性达到平衡。

功夫不负有心人。团队成员又发现了第三种蛋白，它可以造成BISP的自噬降解。“这种蛋白就好像打扫战场的人，当BISP完成使命，水稻已经很好地抵御了褐飞虱的攻击，它就要及时解除警报，让水稻恢复正常生长。”何光存通俗地解释。

何光存教授团队首次阐明以上三种蛋白互作调控植物抗虫反应分子机制，提出了在不降低产量的前提下实现抗虫育种的新策略，对水稻抗虫高产育种具有重要意义。何光存说：“就好像我们发现了一种天然‘疫苗’，它可以让水稻很好地抵抗褐飞虱的攻击，又不伤害到自己。知道了这个机理，就可以通过杂交的手段，让更多水稻品种拥有‘打疫苗’的效果。”

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