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物
01
成长经历
1977年，Dubcovsky在一所高等教育学校担任中学数学和科学课教学工作。1984 年，他获得布宜诺斯艾利斯大学生物科学学士学位。后来，他攻读生物学博士，并于1989年获得博士学位，他研究的内容是南美野生牧草的染色体和进化[2]。
02
科研之路
1.对小麦遗传学的热情
1991年，Dubcovsky在阿根廷分子生物学研究所进行博士后工作，他遇到了植物科学系的教授Jan Dvorak。“他是一位富有创造力的科学家，对小麦遗传学、进化和基因组学充满热情，”Dubcovsky说。“我从他那里学到了关于小麦的基础知识和大部分分子遗传学知识。在他实验室里的三年是我一生中最富有成效的几年。”后来，Dubcovsky在阿根廷国家农业技术研究所工作，专注于小麦中分子标记研究。2003年，Dubcovsky成为加州大学戴维斯分校植物科学系的教授。他现在是小麦育种计划和小麦分子遗传学实验室的负责人。
Jorge Dubcovsky团队致力于提高小麦的产量
2.对小麦的研究工作
2.1 小麦的开花时间
冬小麦需要在低温下数周才能开花。2003年，Dubcovsky和他的同事报告了第一个小麦春化基因VRN1的详细遗传信息和基因图谱[3]。通过定位、分离和表征VRN1基因，Dubcovsky和他的团队揭示了小麦如何从营养状态转变为生殖状态。基于这一发现，Dubcovsky和他的同事分离并克隆了另外两个春化基因，VRN2和VRN3。VRN3促进VRN1的表达，而VRN2是VRN3的阻遏物，抑制小麦生殖发育的启动。当小麦植株经历春化时，VRN2表达减少，从而使植株在春季开始开花。总之，对三个春化基因的研究有助于解释小麦如何适应各种气候[4,5]。
小麦春化基因间的遗传相互作用模式图
2.2 提高小麦的营养成分
小麦是世界上的主要作物之一，为全世界五分之一人口的主要口粮。2006年，Dubcovsky与美国农业部和海法大学的研究人员合作，从野生小麦中克隆了基因GPC-B1，该基因能够增加谷物中的蛋白质、锌和铁含量，可将小麦中的谷物蛋白质和微量营养素含量增加5-10%[6]。目前，该基因已经存在于许多商业品种中。这一发现和应用为Dubcovsky赢得了美国农业部颁发的“2007年发现奖”，以及美国植物生物学家协会颁发的2009年“霍格兰奖”。
2010年，Dubcovsky团队研究证明当VRN1基因在小麦叶片中表达时，它会启动一个耐冻基因表达降低的过程[7]。Dubcovsky 解释说，在冬季临近时，该系统使小麦和其他温带草类植物对凉爽温度的反应与对春季凉爽温度的反应不同。这对植物有利，因为冷驯化需要植物消耗大量能量。最近，Dubcovsky团队研究表明携带多个VRN1拷贝和等位基因FR-A2-T的植物表现出更强的抗霜冻能力，这为减少冬小麦的冻害提供了新的思路。
2.4使小麦适应不断变化的环境
植物将长日照做为它发育的关键信号。在大米等其它谷物中，植物色素C需要其他植物色素才能感受光照发挥作用。研究人员发现，在小麦中即使没有其它植物色素，植物色素C也具有活性功能。研究结果为改变小麦开花和加速适应不断变化的环境提供了一个切入点，也为提高谷物产量提供线索[8]。
长日照条件下小麦开花调控模式图
2.5抵御锈病
19世纪50年代，小麦茎锈病在北美蔓延，摧毁了40%的小麦作物。从那时起，科学家们开发了抗锈性品种，以增强小麦对锈病的免疫力。然而一种新的茎锈病菌株 Ug99卷土重来，全球种植的约90%的小麦品种易受其影响。
Jorge Dubcovsky教授团队克隆了小麦中的Sr35基因，这是一个来自单粒小麦 (Triticum monococcum)的抗锈病基因，能够对Ug99族群及相关小麦锈病产生很强的抗性。Sr35基因在二倍体供体和多倍体小麦中是不存在的，但当从单粒小麦转移到多倍体小麦时，它是有效的。这项工作为利用生物技术控制这种毁灭性疾病提供了可能，并为分析小麦-锈病病原体系统的分子相互作用打开了大门[9]。Dubcovsky研究组后续还分离鉴定到多个小麦抗锈病基因。例如从一个四倍体小麦中分离鉴定到的基因Sr13，该基因赋予小麦对Ug99锈病菌的抗性，并且高温下效应更强[10]。
总之，Jorge Dubcovsky教授的研究不仅推动了小麦基因组学和遗传学的发展，而且对提高小麦产量、质量和抗病性，以及保障全球粮食安全做出了重要贡献。
参考文献：
[1]https://www.chinacrops.org/18/202203/2908.html#:~:text=%E4%B8%BB%E8%AE%B2%E4%BA%BA:%20J
[2]Profile of Jorge Dubcovsky.PNAS.2014,111 (28) 10027-10028
[3]L Yan, et al., Positional cloning of the wheat vernalization gene VRN1. Proc Natl Acad Sci USA 100, 6263–6268 (2003).
[4]L Yan, et al., The wheat VRN2 gene is a flowering repressor down-regulated by vernalization. Science 303, 1640–1644 (2004).
[5]L Yan, et al., The wheat and barley vernalization gene VRN3 is an orthologue of FT. Proc Natl Acad Sci USA 103, 19581–19586 (2006).
[6]C Uauy, A Distelfeld, T Fahima, A Blechl, J Dubcovsky, A NAC gene regulating senescence improves grain protein, zinc, and iron content in wheat. Science 314, 1298–1301 (2006).
[7]T Dhillon, et al., Freezing tolerance and flowering regulation in cereals: The VRN-1 connection. Plant Physiol 153, 1846–1858 (2010).
[8]A Chen, et al., PHYTOCHROME C plays a major role in the acceleration of wheat flowering under long day photoperiod. Proc Natl Acad Sci USA 111, 10037–10044 (2014).
[9]Saintenac C , Zhang W , Salcedo A ,et al.Identification of wheat gene Sr35 that confers resistance to Ug99 stem rust race group.Science 341, 6147(2013).
[10] ldentification and characterization of Sr13, a tetraploiwheat gene that confers resistance to the Ug99 stemrust race group.Proc Natl Acad Sci USA 114, E9483-E9492(2017).
