埃德尔·佩雷斯-洛佩兹:利用基因组学和人工智能对抗植物病害
与植物科学家会面

埃德尔·佩雷斯-洛佩兹:利用基因组学和人工智能对抗植物病害

《植物学一号》采访了埃德尔·佩雷斯-洛佩斯博士,他是一位结合植物病理学、基因组学和人工智能来开发更具韧性的作物和可持续疾病管理的研究人员。

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您认识会喜欢这个的人吗?

植物种类繁多,植物学家也是如此!Botany One 的使命是传播有关植物世界的迷人故事,同时也向您介绍这些伟大故事背后的科学家。

今天我们邀请到拉瓦尔大学副教授兼加拿大昆虫媒介入侵和新发植物病害研究主席埃德尔·佩雷斯-洛佩兹博士。他领导的研究团队专注于植物病原体及其昆虫媒介。佩雷斯-洛佩兹博士的研究融合了植物病理学、昆虫学、基因组学和人工智能。总体而言,他的团队致力于了解植物病原体如何与其寄主相互作用,以及昆虫如何促进这些疾病的传播。

佩雷斯-洛佩兹的团队目前主要关注两个研究方向。第一个方向的重点是…… 芸苔他们研究芸薹属作物(如卷心菜、芜菁和西兰花)根肿病的病原体——根肿菌。他们利用基因组学、人工智能和功能生物学来鉴定抗性基因,并支持培育持久抗性品种。第二个研究方向侧重于叶蝉,它们是细菌性和病毒性植物病害的主要传播媒介。他们研究叶蝉的生态、迁徙模式以及在气候变化下与寄主植物的相互作用。

这两条研究路线都整合了基因组工具、预测模型和人工智能驱动的方法。最终,佩雷斯-洛佩兹团队的目标是通过减少农药使用并提高作物抗逆性,为可持续农业做出贡献。您可以通过实验室的社交媒体和推广平台关注他们的工作和最新动态,我们会在这些平台上定期分享研究亮点和田间经验,包括: LinkedIn, 蓝天Facebook

是什么让您对植物产生了兴趣?

说来也怪,我早年学习生物化学时对植物并不特别感兴趣。事实上,植物形态学是我学过的最难的课程之一。植物远比人们想象的复杂得多,它们的种类也令人叹为观止;任何规则都有例外,这既令人沮丧又令人着迷。

本科临近毕业时,我对植物病理学产生了浓厚的兴趣,我的观点也随之发生了转变。我有幸在植物细菌学实验室工作,这段经历彻底改变了我的思维方式。令我着迷的不仅是病原体本身,还有植物应对感染的能力。植物是极其动态的系统,它们不断地感知并响应着周围的环境。

那一刻我意识到,植物并非被动的生物;它们是活跃的、有反应的,而且高度复杂。植物与微生物相互作用的复杂性,以及它们对粮食生产和生态系统的直接重要性,使这个领域既充满学术趣味又意义非凡。从那时起,我就深深地迷上了植物学。

是什么促使您追求当前的研究领域?

我的科研之路并非一帆风顺,但我认为这反而对我的视角产生了非常积极的影响。在古巴完成本科学习后,我曾在一家与农业产业,特别是水果和柑橘生产密切相关的研究机构工作了两年。这段经历让我切身感受到种植户面临的实际挑战,以及植物病害对他们生计的直接影响。

与农户并肩工作,亲眼目睹作物损失的后果,并参与制定切实可行的解决方案,让我找到了强烈的使命感。正是在这段时间里,我更加坚定了继续从事植物病理学研究的决心,并希望拥有更扎实的科学基础。这促使我攻读博士学位,并获得了墨西哥政府的奖学金资助。

在攻读博士学位期间,我专注于研究影响拉丁美洲玉米的一种主要病害,并以墨西哥(玉米的起源和驯化中心)的本土玉米品种为研究对象。这段经历加深了我将基础科学与应用成果相结合的兴趣。它也让我深刻体会到文化、生态和农业环境之间的相互交织,而这至今仍激励着我的研究。

佩雷斯-洛佩兹 甘蓝 场地。埃德尔·佩雷斯-洛佩斯摄

我最喜欢植物工作的一点就是总有机会发现新事物。观察植物的生长、发育以及对不同环境条件(尤其是在病害压力下)的反应总是令人着迷。观察前所未见的表型,尤其是在研究新型或基因工程改造的植物品系时,会有一种独特的成就感。

植物也提供了一个绝佳的实验系统。它们使我们能够在多个层面上检验假设,从分子相互作用到整个生物体的反应。观察微小的基因或环境变化如何转化为可见的性状,令人无比满足。

除了科学层面之外,与植物打交道还能带来更深层次的感悟。植物是我们食物系统和生态系统的基础。研究植物与粮食安全、可持续发展和人类福祉息息相关。

有哪些特定的植物或物种引起了您的研究兴趣或启发?如果是这样,它们是什么以及为什么?

 

是的,有趣的是,我对植物的迷恋始于苔藓。中学时,我的生物老师在办公室里放了一个装满苔藓的小玻璃缸。她用它来给我们讲解植物的发育和生命周期,我记得当时完全被苔藓的结构和生长方式迷住了。苔藓乍一看似乎很简单,但它们却是极其精妙的系统。它们的生命周期、在潮湿环境中茁壮成长的能力以及它们的繁殖结构都让我着迷。那次早期的接触激发了我对植物生物学的兴趣。

虽然我的职业生涯最终并没有专注于苔藓——毕竟苔藓是一个相当小众的领域——但我仍然与它们有着很深的联系。每当我在自然界中遇到苔藓,尤其是在潮湿的森林或阴凉的环境中,我总会停下来仔细观察它们。这感觉就像是重新找回了我最初的科学好奇心。

佩雷斯-洛佩斯在一次科学会议上。埃德尔·佩雷斯-洛佩斯拍摄。

您能否分享您工作中的一段经历或轶事,这些经历或轶事在您的职业生涯中留下了深刻的印象,并重申了您对植物的迷恋?

我职业生涯中最具影响力的经历之一就是直接与农民合作。攻读博士学位期间,我曾在墨西哥东南部山区的小型农业社区生活过一段时间。这些并非大型工业化农场,而是家庭式的小块农田,农业与当地人的日常生活紧密相连。

我至今仍清晰地记得亲眼目睹农民们手工收割玉米、清洗、加工的情景。从播种到收获,整个过程都历历在目,这让我深受震撼。它让我意识到,我们很多人与食物的来源是多么的脱节。

这些时刻不仅具有科学意义,更饱含人文关怀。对这些家庭而言,农作物不仅仅是商品,更是他们粮食安全、文化传承和经济稳定的核心。亲眼目睹这一切,让我更加深刻地体会到我们工作的意义。它提醒我,植物科学不仅在于理解生物系统,更在于为人们的生计和社区做出贡献。这种理念至今仍在指引和激励着我的研究。

您会给考虑从事植物生物学职业的年轻科学家什么建议?

我的主要建议是:保持耐心和好奇心。植物常常被低估;它们并非“简单”的生物。恰恰相反,它们极其复杂,充满惊喜。植物生物学的进展有时可能感觉缓慢,但坚持不懈至关重要。

我也鼓励年轻科学家们采用跨学科研究方法。如今,植物科学领域一些最令人振奋的进展都源于基因组学、生态学、计算工具乃至人工智能的融合。乐于学习新方法并开展跨领域合作,能够带来巨大的改变。

另一点也很重要,那就是要将你的研究与现实世界的挑战联系起来。无论是粮食安全、气候变化还是可持续农业,植物生物学都对社会有着直接的影响。保持这种视角会极大地激励你。最后,不要害怕非线性的职业道路。科学领域的职业生涯很少是一帆风顺的,无论是在工业界、田野调查还是在不同国家的经历,都能丰富你的视野,并以有意义的方式塑造你的研究。

人们通常对植物有什么误解?

人们对植物最大的误解之一是认为它们是简单或被动的生物。事实上,植物极其复杂。它们感知环境,进行化学通讯,并对压力、病原体甚至邻近植物做出动态反应。另一个常见的误解是研究植物“很容易”。实际上,植物生物学需要极大的耐心。实验可能需要数周甚至数月,而且由于植物对细微的环境变化都非常敏感,实验结果往往存在很大的变异性。

人们往往低估了植物在我们日常生活中的重要性。除了作为食物来源,它们对生态系统、气候调节乃至人类健康都至关重要。没有植物,我们所知的生命将不复存在。因此,植物理应获得更多认可。

佩雷斯-洛佩斯在温室里进行采访。照片由埃德尔·佩雷斯-洛佩斯拍摄。

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作者

Carlos A. Ordóñez-Parra

卡洛斯(他/他)是巴西米纳斯吉拉斯联邦大学的哥伦比亚籍博士候选人。他目前担任《植物学一号》(Botany One)的编辑和国际种子科学学会的通讯官员。您可以在@caordonezparra.bksy.social上关注他。

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