植物吸收太阳光能、转化二氧化碳、释放氧气，作为自然界最重要、最基本的化学反应过程——光合作用，看似简单平淡，实则深刻复杂。河南大学生命科学学院院长张立新从30年前第一次接触光合作用实验开始，便坚守至今。少年立志——进入光合世界做科研光合作用，几乎为所有的生命活动提供有机物、能量和氧气，而人类所需的粮食、能源等也无不与光合作用密切相关。可以说，如果没有植物光合作用，就不可能有人类社会的可持续发展。张立新在大学时候，便对植物光合作用产生了兴趣，从此进入了植物光合作用的世界。大学期间，他经常一大早就到菜市场买十几斤菠菜回来提取光合膜复合物，当时的仪器设备简陋，为了能提取到有活性的复合物，他经常在暗室里忙活一整天。而现在，同样的工作他1、2小时就能完成了。窘迫却充满乐趣的体验让张立新对光合作用研究充满了兴趣。后来，张立新在国内攻读植物生理学硕博研究生，后又赴芬兰图尔库大学生物系开展光合作用方向的博士后研究。年，在分子生物学刚刚兴起的时代，张立新学成归国，并从生物化学方向渐渐转向遗传学和分子生物学研究，希望为国家科学发展做点事儿。回国的第一站，张立新来到了位于甘肃兰州的中国科学院寒区旱区环境与工程研究所。西北干旱缺水，环境恶劣，解决植物耐旱问题，提高逆境环境下的适应性成了张立新的主要目标。而这段时间的研究经历，为他之后将光合作用与植物逆境相结合，培育作物抗逆新品种打下了坚实基础。年，张立新调入中国科学院植物研究所工作，他不满足于在一般模式植物上做研究，开始把目标转向水稻，研究水稻高光效分子机理。谈到又一次调整研究方向时，张立新说，科学研究要与国家需求相契合。那时，我国水稻分子设计育种时代的大门悄然开启，他希望挖掘一批重要高光效关键基因资源，将其运用到水稻高光效遗传育种改良中，从而进一步提高水稻产量和逆境条件下的耐受能力。为此，除了光合作用基础研究，张立新开始积极与育种专家开展合作。卅年追光——研究成果在《细胞》上发表基于以往研究和实践基础，从年始，在国家重点基础研究计划（简称项目）的连续资助下，张立新作为首席科学家，联合国内8支光合作用领域的优势团队，相继开展光合作用分子机理及其在农业生产中应用的基础研究和光合作用分子机制与作物高光效品种选育。年是项目收官之年。经过10年的合作攻关，研究团队在光合作用体系光合膜复合物光能高效吸收、传递和转化的机制，叶绿体体系高效利用光能的分子机制，光合碳同化C3、C4关键酶活性调控机理以及光呼吸关键酶的调控机理等方面取得了一系列理论突破成果。年3月12日，河南大学生命科学学院/作物逆境适应与改良国家重点实验室张立新教授课题组及合作者，在光合作用研究领域取得重要进展，在国际上首次提出并阐明了相分离驱动叶绿体内蛋白分选的新机制。研究团队着力于将光合作用基础研究成果应用到稻麦等主要农作物精准分子育种实践中。与黑龙江省农科院等单位合作，建立了高光效分子育种新模式，选育出系列光能利用效率提高的稻麦新品系。将高光效位点导入到目前的水稻主栽品种中，培育出高光效新品种4份，其光能利用效率提高10%以上，具有高产、米质优、抗逆性强等优良农艺性状。与此同时，研究团队还育成了花后源功能显著改良的高产优质强筋小麦品种郑麦并实现大面积生产应用，成为农业部推荐小麦生产主导品种和我国三大小麦推广品种，并荣获年国家科技进步二等奖。项目完成，张立新对作物光合作用仍有诸多科学问题不太清楚。他不断探索、追寻，年3月，张立新团队与合作者再一次取得重要进展，他们在国际上首次提出并阐明了相分离驱动叶绿体内蛋白分选的新机制，这对叶绿体的生物发生、光合器官的建成和功能调节以及真核生物的起源和进化等意义重大。其研究成果在《细胞》上发表。张立新介绍，叶绿体是植物光合作用场所，95%叶绿体蛋白是由核基因编码的，在胞质中合成为前体后，通过叶绿体外被膜和内被膜上的转运通道，蛋白质转入到叶绿体的不同区域才能使叶绿体行使光合功能。但是，核编码叶绿体蛋白在跨过叶绿体被膜之后如何被分选，如何穿过拥挤的基质空间并精确地靶定到特异性类囊体膜复合物，我们并不清楚。早在多年前，张立新就有一种直觉，应该存在一种机制将其有效衔接起来。经过不懈钻研，他们在一次实验失误中意外出现了相分离液滴现象，并深入揭示相分离液滴的形成作为叶绿体内蛋白分拣的新机制，研究发现了位于叶绿体基质的关键蛋白转运分选因子STT1与STT2形成杂合体，通过液-液相分离机制选择性地将底物穿过叶绿体基质从而靶定到类囊体膜。从事基础研究30年，张立新带领团队始终追求着真正原创性的工作。在这个过程中，他们痛并快乐着，积极接受挑战，迎接科学对于他们的考验。新的使命——建设河南大学双一流年，河南大学以生物学作为唯一优势学科入选双一流学科建设高校。年1月，张立新受聘为河南大学杰出人才特区支持计划特聘教授，随后正式担任河南大学生命科学学院院长，除了科学研究，他又多了一份责任——建设一流学科、培育人才。张立新表示，学科下一步如何发展非常关键，特别是在河南这样一个农业大省发展生物学，必须既要面向国际前沿，又要服务区域发展，基础研究与应用基础相结合，将自身特色做到极致，只有这样，才能达到中国特色、世界一流。致力于建设具有中国特色的一流学科目标，张立新正谋划未来发展战略，计划以河南大学现代农学院为抓手，部署分子设计育种、种质资源等相关农业项目，以期推动河南大学生命科学学科迈上新台阶。目前，河南大学生命科学学院已经发展成为理工农兼备，本科生、硕士研究生、博士研究生和博士后培养体系完整，高层次人才汇聚，科研水平高，在国内外具有较大影响的学院。秉承着敬业、诚信、务实、创新的院风，生命科学学院不断开创学院工作的新局面。近年来，学院共承担省部级以上科研项目余项，总科研经费超过2亿元。在这里，张立新将承担起建设好河南大学一流学科的伟大使命，继续追光！原素材来源：河南大学