“你这么努力做科研，什么时候发表一篇Science？”周安琪刚进入实验室时，同门曾这样调侃她。谁也没想到，6年后，当初的玩笑话竟成了现实。

近日，美国加州大学圣地亚哥分校化学工程专业的博士生周安琪，收获了人生中的第一篇Science文章。该研究揭示了独特的植物激素合成途径及其演化机制，周安琪的导师、加州大学圣地亚哥分校教授李嫣然是通讯作者。审稿人评价：“这篇论文让我眼前一亮！”

事实上，论文的发表在大家的意料之中。在实验的关键时刻，周安琪往往会连续工作15个小时以上。“无论凌晨几点的校园我都走过。”周安琪坦言。

在实验室专注做实验的周安琪。受访者提供

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前所未有的发现

植物的生长发育和对环境的适应由一些小分子激素调控。想象植物像邻里间的居民，它们会通过特殊的信号语言与周围环境和生物交流，这种“语言”包括一些微小的化学分子。

然而，一些“坏邻居”（如寄生植物）也会“偷听”这种信号，从而破坏植物的根系，掠夺养分导致作物减产。因此，植物演化出了多种独脚金内酯（SL）结构来适应这些压力。

通常，独脚金内酯可以作为植物发出的一种“求救信号”：在养分缺乏（如氮或磷不足）的条件下，植物会通过根部分泌独脚金内酯，吸引土壤中的有益微生物协助补充养分。除此之外，独脚金内酯还是一种新型的重要植物激素，用来调控植物自身的生长，影响枝条数量和根系结构、抗旱能力和衰老等特性。

可见，独脚金内酯在植物生长发育过程中起着至关重要的作用。不过，围绕其生物合成过程以及不同独脚金内酯的调控作用机制等方面，仍有很多未解之谜。

用于测试新型独脚金内酯生物功能的模式植物——拟南芥。摄影：David Baillot，加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院

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为了清晰地研究独脚金内酯的合成途径，周安琪采用了“微生物细胞工厂”的方法。“可以想象，将植物来源的独脚金内酯合成系统搬进微生物细胞里，就像是把一套复杂的家用电器拆解后组装到工业流水线上，效率更高，研究也更加方便。”周安琪告诉《中国科学报》。

得益于该方法，周安琪敏锐地捕捉到一个现象：一种之前未被描述的非典型独脚金内酯（16-OH-CLA），其由一类新的P450酶亚家族（CYP722A）催化合成。观察到结果，周安琪又惊又喜：“这是目前发现的唯一一种只能在植物的地上部分检测到的独脚金内酯，这不同于所有已知独脚金内酯主要在根部分布的特点！”

基于以上发现，周安琪等人利用合成生物学的方法，构建了一个可以高效生产独脚金内酯的“微生物联合体”。周安琪介绍，通过运用多种代谢工程学、合成生物学上的联合优化策略，他们成功将独脚金内酯的产量大幅提升了125倍，不仅加速了未知代谢物的结构解析过程，也为开发和研究难以通过化学方法合成或从植物中提取的低丰度的植物次生代谢产物提供了新技术。

该研究发现拓展了学界对独脚金内酯的多样化功能的认知，为理解陆地植物是如何逐步适应复杂土壤环境的进化过程提供了新视角。这不仅为农业上控制寄生植物奠定了理论基础，也有助开发出新的生长调节剂或改良植物适应性的方法。

审稿人评价道：“我审过很多文章，很难有一篇文章能让我感觉很兴奋，这篇文章则让我眼前一亮！”

在2升的摇瓶中培养发酵“微生物联合体”以实现独脚金内酯的高效生产。摄影：David Baillot，加州大学圣地亚哥分校雅各布斯工程学院

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导师是课题组气氛担当

在这项研究中，周安琪也经历了很多低迷时刻。

让她最头疼的是，明明有时候做出满意的结果，但用同样的方法再做一遍，却什么也做不出来了。每当遇到实验瓶颈，导师李嫣然总是给予她充分的支持和鼓励：“你可能最近压力太大了，休息几天再做，或许有不一样的结果。”

在周安琪眼里，导师是实验室的气氛担当，“导师来实验室讨论课题的时候，总会捕捉到生活中的小细节，经常夸我们。比如，‘换发型啦？真不错’‘你做的美甲真好看’”。往往不经意间的夸奖，会一扫他们科研上的疲惫。

此外，李嫣然还是每个学生成长和高光时刻的见证者和记录者。无论学生进组、毕业，还是参加了一次会议、发表了一篇论文，她把这些通通都放在实验室的主页上，“Thanks everyone! Great job and so proud of you all!”“Congratulations and Good Job!”……这些都是李嫣然对学生发自内心的祝福和鼓励。

李嫣然实验室主页

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“朝气蓬勃的导师，暮气沉沉的学生。”周安琪打趣道，“我们取得了某个成就，导师比我们还要激动。我们实验室的人都比较内敛，可以说导师是我们当中最‘活泼’的。”

不过，平日里李嫣然也是极其严格和负责的导师。如果发现学生的实验进度慢或者科研存在懈怠，她会严厉地指出来，并要求学生改正。值得一提的是，去年李嫣然选择从加州大学河滨分校换到加州大学圣地亚哥分校任教，实验室的所有学生都跟她一起“跳”到了新学校。

前路漫漫亦灿灿

在投身自己热爱的征程中，周安琪展现的是坚毅和独立。

在实验的关键时刻，周安琪经常会连续工作15个小时以上。“如果实验上一个步骤没做好的话，可能前几天的辛苦都白费了。”因此，周安琪不能让自己停下来，“受挫之后睡一觉，第二天起来继续做实验”。

“无论凌晨几点的校园我都走过。”对于周安琪的努力和付出，导师都看在眼里。很多时候，导师都劝她不要再熬夜了，但拗不过她，只能语重心长地告诉她：“Study hard，play hard。努力平衡科研和生活，适当放松和休息。”

今年是周安琪读博的第7年，原本她打算博士第6年毕业。因跟随导师搬到新学校，周安琪需要重修一些课程，这意味着她的毕业时间要往后延几年。相较于同龄人，周安琪的科研之路显得有点漫长，但她丝毫没有为年龄和毕业而感到焦虑，“大家都巴不得早日毕业，但我觉得当学生挺好的，可以一直纯粹地做我所热爱的科研。”

周安琪生活照。受访者提供

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在异国他乡，周安琪的动手能力与日俱增。电脑打不开的时候，高昂的人工费让她望而却步，因此她选择远程找国内的朋友帮忙。打开电脑后盖，修理复杂的线路……经过她的一番操作，电脑奇迹般地被修好了。除此之外，还有修下水道、学车买车、自己做饭……不知不觉中，周安琪也成为了无所不能的“留子”。

“永远乐观，永远积极向上。”谈起做科研的心态，周安琪表示，对于未知的事情，不要焦虑或抱有过高的期待，要着眼当下，还要有脚踏实地的勇气，“我永远坚信车到山前必有路，向前看，前路漫漫亦灿灿”。

参考链接：

https://www.science.org/doi/10.1126/science.adp0779

https://liyanranlab.weebly.com/people.html