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      生物

      我能想到最勇敢的事,大概是成為一名研究線蟲的博士

      Eevee 發表于  2019-03-05 16:07

      |·?本文來自“我是科學家”·|

      有這樣一種博士,他們的日常工作就是上山下鄉抓蟲子并且給它們畫果照?!沒錯,哪里有滑刃科線蟲身影,那里就是作者的尋寶之地。他會從土壤、木頭、植物組織中分離到線蟲進行形態學觀察,拍攝或者手繪一些結構照片,配合分子生物學鑒定獲得分子生物學數據后,就可以結合形態學進行演化關系的研究了。
      成為一名研究線蟲的博士,他都經歷了什么?一起來看看植物病理學博士的日常吧!
      (**專欄中所涉及的內容為嘉賓自身的經歷,僅供參考,不同院校/專業/研究方向的博士在研究和生活方面都會有不同的體驗喲**)

      啥是線蟲?

      啥是線蟲?這個問題,伴隨了我整個博士生涯,也對我讀博后的生活產生了“深刻”影響。每到飯桌聚會之時,總有人好奇地向我發問:線蟲到底是個啥?

      面對親朋好友“溢于言表”的求知欲,我總會不合時宜地做出最為直白地解釋:蛔蟲,就是一種經典的線蟲。

      然而,這根本不夠打發食客,大家又開始指著桌上的豬肉、牛蛙、三文魚尋問豬肉絳蟲、牛蛙裂頭蚴、異尖線蟲等等到底是不是線蟲的問題,等我開始滔滔一番講述之時,滿足好奇心的各位卻紛紛放下了手中的筷子,露出嫌棄的表情……

      今天,我就來以一圖流向大家正式解釋“什么是線蟲”這一嚴肅的吃貨(科學)問題,并作為對我博士工作最簡要的介紹。

      線蟲是一類無體節的無脊椎多細胞生物,絕大多數是線狀的蠕蟲。它的nematode源自古希臘語ν?μ? (nêma), 意為線狀的,很好地詮釋了它的體型。

      日常所說的蠕蟲(Worm)就是由這線蟲所在的線蟲門+扁形動物門+環節動物門所組成的。不過他們之間的關系還是差得挺遠。我們看下下面這張圖。

      原圖來自Current Biology

      例如他們大家常聽說的絳蟲、血吸蟲這些,是屬于扁形動物門的(海兔,渦蟲也是這個家族的成員哦);除了蚯蚓以外,沙蠶也是屬于環節動物門的;至于之前很火的鐵線蟲,嚴格來說也不是線蟲,屬于線型動物門。真正的線蟲最耳熟能詳得應該就是鉤蟲,蟯蟲和蛔蟲這三類動物寄生蟲了。比起絳蟲,昆蟲(節肢動物門)和水熊蟲(緩步動物門)的關系反而和線蟲更近一些。

      好了,回答完“什么是線蟲的問題”,接下來就該給線蟲們“正名”了!

      事實上,動物寄生線蟲只是線蟲這個大家族中的“冰山”一角,自然界中的線蟲大多人畜無害而且無處不在,在江河湖海、土壤、海底、地底、冰蓋中都可覓他們的蹤跡。它們的數量也相當龐大,土壤中3/5的多細胞生物都是線蟲,在生態系統中發揮著重要的作用。

      它們家族中名聲最為顯赫的莫過于模式生物——秀麗隱桿線蟲了。細胞程序性死亡的發現,“長壽”基因的研究,以及當年紅極一時的RNA干擾,秀麗隱桿線蟲都做出了卓越的貢獻。

      此外,線蟲“冰山”那還有這么一角——植物線蟲,它們是我們課題組的主要研究對象。

      植物線蟲有個非常明顯的特點就是嘴上帶刺(口針),它們通常寄生于植物的根部,取食不同部位的細胞,造成不同程度的影響。給我們農林業生產造成了極大的損失。譬如,松材線蟲就稱得上是我國林業生產上的頭號大敵了,而研究它們的致病機理,和如何有效地防治等等問題都是我們的研究核心(松樹變紅平添“美景”?不,它們正在一棵接一棵死去)。

      松樹變紅其實是松材線蟲從中作怪。圖源:寧波檢驗檢疫技術中心

      而我個人研究的主要內容是查清松材線蟲的“親戚”們——滑刃線蟲科的分類關系。基本類似于早期博物學家的工作,發現物種、描述物種、將它們分門別類并闡釋他們之間的演化關系。

      我的博士生活日常

      找線蟲對我來說是亙古不變的首要大事——只有收集足夠多的種類,才能講出一個氣勢恢宏、角色眾多的線蟲“史詩大戲”。只要哪里有滑刃科線蟲身影,那里就是我的尋寶之地。

      認真工作ing。圖源:南京農業大學植物病原線蟲實驗室

      這小麥根上的白點也是一種線蟲哦。圖源:南京農業大學植物病原線蟲實驗室

      我會從土壤、木頭、植物組織中分離到線蟲進行形態學觀察,拍攝一些結構的顯微照片,有時候還需要掃描電子顯微鏡的協助。當然還要配合一波分子生物學鑒定,獲得這些分子生物學數據后,就可以結合形態學進行演化關系的研究了。這些可以說是日常中的日常了。

      在高倍的顯微鏡下觀察線蟲的每個細節。圖源:寧波檢驗檢疫技術中心

      應該沒有多少博士會把閱讀文獻排除在科研日常之外,我當然也不能。分類學的工作核心之一就是搜集科、屬、種的原始描述文獻。還是那句話,只要涉及滑刃科線蟲的原始描述文獻,我全都要!不斷地加強對各個種的熟悉程度,對于后續論文寫作,尤其是文獻綜述,裨益良多。當然,僅僅閱讀和自己研究類群相關的文獻是遠遠不夠的,其他種類的線蟲的研究方法也需要多多借鑒采納,有時候甚至需要向昆蟲、魚類、鳥類等等不同類別動物的研究取經,來獲取新的靈感。看文獻,永遠不嫌多。

      對于經典的分類學選手,手繪是也是日常工作中不可或缺的一環(家常便飯),通常使用AI繪制軟件(或PS、SAI、CSP),外接一塊手繪板,鼠標手繪板并用。不過我還是挺喜歡繪圖這個工作的——選一曲合適的旋律,開啟自閉模式,這樣就沒有能在我的BGM里打敗我了。

      新鮮出爐線蟲(果照)

      博士生活的閑暇

      我博士生活絕大部分的時間都是在南京度過的,吃滴是藍鯨鴨,講滴是藍鯨話。食堂宿舍實驗室三點形成一個鈍角三角形,周末打打球,平時滑滑板,和國內大多博士的生活也別無二致。

      不過由于申請到了聯合培養,我又在比利時根特生活了一年,充分感受到了完全不同的生活學習節奏。迥異的風俗和文化點燃了我更為原始的求知欲望,刷博物館成為了我最大的愛好(主要是自然科學博物館和美術館),從展品中去尋找一些中西文化的相同和差異讓我樂此不疲。

      和獲得諾獎的頂級秀麗隱桿線蟲科學家(的照片)合影

      最喜歡看古埃及雕塑作品上還原度極高的各類生物

      線蟲分類學的畢業須知

      其實分類學相較于線蟲學的其他分支,是更容易出成果的,屬于那種沒有功勞也有苦勞的類型。由于線蟲學科相對冷門,還有大量的線蟲沒有被發現和描述過,在日常的采樣過程中經常會有一些稀奇的新種給你帶來驚喜。此外,還有無數沒有顯微照片,沒有分子生物學數據的“傳說中”的線蟲(只在文獻中有描述記載,但是受限于當時的研究條件,只有少量的信息)等待我們去完善和填補。

      所以沉浸其中,踏實工作,就一定可以得到喜人成果(保證博士畢業的需求綽綽有余)。但是,要想在線蟲分類學方面有卓越的突破(這里專指高水平的文章,畢竟這是去很多高校和科研機構的敲門磚)相對會難一些,主要原因就是和生物分類學是一個相對遲暮的方向,相關期刊影響因子都較低,想要更上一層樓就需要付出更多的努力,更多的經費,有時候還需要更多的運氣(這個真的很重要)。

      國際線蟲班(PINC)

      不按套路出牌的我將在此介紹一款比利時根特大學的線蟲學碩士課程——PINC。這套課程涵蓋了線蟲學的各個方面——自由生活線蟲、植物線蟲、水生線蟲、海洋線蟲、昆蟲寄生線蟲、線蟲生態學,以及線蟲學研究的前沿等等。

      國際線蟲班

      來自全球線蟲學各個領域的大佬們將會帶你圍觀線蟲的前世今生。第一年的課程將會非常的緊張刺激(周一到周五上午理論下午實驗,不給任何喘息的機會,晚上回去不復習一遍,明天你就會發出“我是誰,我在哪兒,我在干嘛”的感慨)。至于圣誕節后的考試嘛,加油吧!(我溜了,我只是個旁聽的博士)。

      經過了第一年的修行,第二年就需要你根據自己感興趣的方向做出一個抉擇啦,可以去到不同的合作大學,比如荷蘭、葡萄牙、德國等等,當然也可以繼續留在根特大學。通過這一年在實驗室的實踐學習和操練,完成自己的碩士期間的畢業課題,最后參加答辯。

      需要補充一點的是,完成了根特大學PINC課程的碩士們,去申請全球各個線蟲實驗室的博士,有非常不錯的加持,推薦MAX!(http://w.expertsasia.eu/index.asp?p=116&a=116)。

      線蟲學就業

      就業一直以來是每位博士最關系的話題,不論讀博與否,最終都要面向就業。我就著重羅列幾個線蟲學專業各個分支的就業前景(動物和人體上的線蟲不會涉及到,這塊通常涉及醫學范疇,筆者不太知悉,不在此展開)。

      常規來說,各大高校是首選,各類科研院所也是不錯的選擇(比如農業科學研究院),相對來說企業對我們的需求不是特別的多,通常是一些農藥化肥企業。

      針對具體的線蟲學專業分支,我來略微解析一下。

      如果你是研究模式生物秀麗隱桿線蟲相關的基因功能和通路等等,那么你的舞臺很廣闊,廣闊到和各類生命科學博士差不多的程度(藥物開發啊,生物技術開發啊,balabala);

      再比如你是研究植物線蟲致病機理的,并且碩果累累,那么各大農業類的院校都是非常不錯的去處,農業類院校的線蟲學專業的缺口還是比較大的!

      要是你主攻植物線蟲的防治,手頭也有卓有成效的防治方法,那么不管是企業、高校、研究院所都可以有你的一席之地,畢竟這些關于植物線蟲的研究最終要解決實際問題。

      如果你是生態學背景出生,轉攻各類線蟲學的分類學(需要了解不同生境的各種線蟲,國內這樣的人才非常稀缺),那么恭喜你,這是一個生態學科內出色的方向,在各大高校謀求一個職位還是充滿希望滴,在一些對土壤環境評估有需求的企業(幾乎都是外企)也是炙手可熱;

      最后,如果你學習的是海洋線蟲相關(這樣的人才更是史詩級的罕見),各大海洋類高校和研究所向你張開懷抱。

      毫不夸張的說,線蟲學的各個分支在高校,科研院所內得算是個冷門了,稍微受關注一些的也就是和醫學醫藥方面,及農業生產相關的分支,其他絕大部分分支都是基礎研究向的。

      和其他基礎科學所面臨的問題類似,經費短缺,就讀學生少,進展緩慢甚至停滯不前。所以,急需更多優秀的朋友們加入我們,來共同為這個隊伍升級。你看,這個線蟲它又細又長,不如拿來做個博士課題?眾多空白(坑)正在等你們來填(跳)!

      彩? 蛋

      如何烹飪一碗有料的線蟲湯(分離線蟲)

      第一步:準備食材(富含線蟲的樣品)

      對于木材,肯定是需要切條(如果刀功過硬,切丁更佳)。

      對于土壤或者植物組織,就需要用紗布和無紡布雙層打包一下了。

      第二步:下鍋溫水浸浴(漏斗法分離線蟲)

      這一步需要一個具有特殊功能的容器——略加改良的漏斗,加足水。在25℃左右的環境下靜置24小時。

      線蟲遇水就會無法自己,然而他們的運動能力很有限,最后都隨重力作用沉到了底部。圖源:寧波檢驗檢疫技術中心

      第三步:起鍋(收集線蟲)

      備好一個湯碗(表面皿或者培養皿之類均可),放在乳膠管底部,小心打開止水夾收集10毫升左右的湯汁。恭喜你!線蟲湯做好了。

      利用一個表面皿我們可以將漏斗底部含有線蟲的液體收集起來,通常還會分離到除了線蟲以外的其他生物。圖源:寧波檢驗檢疫技術中心

      剩下的就是品鑒(鏡檢)的過程了,需要在解剖鏡下看看這碗線蟲湯的成色。

      線蟲千萬條,中意哪一條?圖源:寧波檢驗檢疫技術中心

      (編輯:Yuki)

      作者名片

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      全部評論(10)
      • 1樓
        2019-03-05 17:01 天降龍蝦

        研究線蟲的博士原來是植物學家??那要是研究農藥的,是屬于化學還是生物????

        [1] 評論
      • 2樓
        2019-03-05 18:37 霍斯?人

        海兔不是扁形動物

        [1] 評論
      • 3樓
        2019-03-06 10:19 combok

        貌似研究各種蟲子的博士財路都不錯喔。。。。

        上次也有一個是研究細菌殺蟲子的。。。

        [0] 評論
      • 4樓
        2019-03-06 10:37 左翼蘿卜
        引用@霍斯?人 的話:海兔不是扁形動物

        我也想說這個……


        [0] 評論
      • 5樓
        2019-03-06 18:31 企鵝騎士隊長

        難道最勇敢的博士不是隔壁研究動物寄生蟲的嗎?

        比如蟯蟲和蛔蟲,想想從便便中提取卵之類的,畫面真的很美。

        [2] 評論
      • 6樓
        2019-03-06 19:32 漢尼拔wang
        引用文章內容:植物病理學

        我本科有這門課,不過我基本沒上過(手動滑稽)

        引用文章內容:等我開始滔滔一番講述之時,滿足好奇心的各位卻紛紛放下了手中的筷子,露出嫌棄的表情……

        啥時候約飯,這話題我喜歡~

        引用文章內容:南京農業大學植物病原線蟲實驗室

        不知道本科哪里上的,是不是校友~

        [0] 評論
      • 7樓
        2019-03-06 19:33 漢尼拔wang
        引用@天降龍蝦 的話:研究線蟲的博士原來是植物學家??那要是研究農藥的,是屬于化學還是生物????

        化學,歐美西藥、農藥、獸藥統一叫精細化工。

        [0] 評論
      • 8樓
        2019-03-09 20:50 饃夾餅子

        我也初步倒騰了幾次線蟲,開始的時候挺興奮,還跟我爸媽講:第一天:爸媽我開始養蟲子了,線蟲神馬的balabalabala。第二天:爸媽我跟你講,這個線蟲啊balabalabala。第三天,我媽:你的絳蟲!!!!養的怎么養了。。。。。

        [0] 評論
      • 9樓
        2019-03-13 16:56 果殼一夢

        有人知道這個分類樹是什么時候的嗎?我記得wikipedia上以前和這張圖一樣,但現在的版本和這張圖有很大的區別。

        [0] 評論
      • 10樓
        2019-03-18 11:53 這個昵稱沒有被人使用
        引用@企鵝騎士隊長 的話:難道最勇敢的博士不是隔壁研究動物寄生蟲的嗎?比如蟯蟲和蛔蟲,想想從便便中提取卵之類的,畫面真的很美。

        我當時競賽是解剖福爾馬林里的馬蛔蟲,還要畫圖解釋各個部位……

        [0] 評論

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