棉田热土绽芳华 巾帼科研破难关——记华中农业大学植物科学技术学院闵玲教授

“五月棉花秀,八月棉花干。”棉花作为我国重要的经济作物,其种植历史可追溯至千年之前。早在汉代,张骞凿空西域,将棉种带入中原;宋元以降,黄道婆革新纺技,推动棉业繁荣;至明清,棉花已成为“衣被天下”的民生根基。棉花不仅承载着中华文明的记忆,更是国家战略物资的重要组成部分。如今,我国已是全球最大的棉花生产国与消费国,棉花产业年产值超千亿元,牵动着亿万农户的生计。然而,随着全球气候变暖,高温天气频繁,棉花更易受高温伤害,出现雄性不育,高温胁迫已成为制约棉花产量的“隐形杀手”。高温致使花药不能开裂释放出花粉,或者不能产生有活力的花粉,对棉花产量造成了极其严重的影响,传统品种的耐热性亟待突破。
新疆作为我国的主要棉产区,高温出现的年份与正常年份相比,有平均15%左右的减产,严重的地区如南疆,减产高达30%。面对这一严峻挑战,一位女科学家扎根棉田,潜心研究,为破解棉花高温不育的难题带来了希望的曙光。她就是华中农业大学植物科学技术学院的闵玲教授,深耕棉花耐高温领域十余载。她既是实验室里解析分子机制的解谜者,也是田间地头培育新种质的育种人。从长江流域到新疆棉田,她的研究成果正转化为千万亩棉海的“耐热铠甲”,为棉花产业的高质量发展注入温柔而坚定的力量。
破译棉花高温不育密码创新棉花品种田间应用
2006年,闵玲进入华中农业大学作物遗传育种专业攻读研究生,师从棉花遗传改良领域泰斗张献龙教授。博士期间,她首次揭示了高温胁迫下棉花花药表观遗传调控的变异规律,为后续研究奠定了理论基础。
博士毕业后,闵玲在华中农业大学植物保护专业从事博士后研究,于2015年9月起在华中农业大学植物科技学院担任副教授。2018年至2019年,她远赴美国马萨诸塞大学安姆斯特分校做访问学者,拓展了国际视野。2022年12月,凭借卓越的科研成就,晋升为华中农业大学植物科技学院教授。
作为一位女性科学家,她以独特的细腻和敏锐,执着探索着棉花高温雄性不育的奥秘。她与团队的研究方向主要集中在两个方面:棉花生殖发育与环境的互作,特别是高温雄性不育的分子机理研究及耐高温棉花种质创新;以及棉花核不育系形成的遗传基础及杂种优势形成机制及应用。
在看似枯燥繁重的科研工作中,闵玲始终保持着对自然奥秘的好奇与敬畏。她发现了一个有趣而重要的现象——通过外施DNA甲基化抑制剂,不耐高温材料在常温下出现了类似高温条件下花粉不育的表型,但花药壁却正常开裂。正是这种对科学现象敏锐的洞察力,引导闵玲团队走向更深层次的研究。最终发现,高温条件是通过影响生长素相关微RNA的转录进而调控花药开裂。
截至目前,闵玲在棉花耐高温研究领域取得了系统性的创新成果,这些成果不仅具有理论价值,更在农业生产中发挥着实际作用。她创建了高温下棉花花药育性高通量精准鉴定技术。这项技术开发了基于深度学习的高通量花粉活性和花药开裂图片识别检测方法及花粉活性精准定量技术,日均精准鉴定种质500份以上,解决了传统技术耗时长、误差大的问题。
她还解析了棉花花药响应高温的调控机制,通过构建高温敏感时期棉花花药组织响应高温的多组学图谱,明确了激素、糖脂、活性氧的动态平衡调控高温下雄性育性的机制,为耐高温棉花种质创新提供了新的选择靶点;她鉴定到14个调控花粉活性、花药开裂、蕾铃脱落的关联位点,解析了32个参与高温下棉花花药发育的基因及其响应高温的调控机制,发现花药响应高温胁迫的关键分子调控模块,为棉花耐高温设计育种提供了基因资源;她建立了棉花耐高温分子育种技术,开发了耐高温标记,建立了耐高温种质筛选标记组合,辅助选育出适宜长江流域及新疆种植的耐高温新品种。
在农业科研的道路上,闵玲的科研风格既有女性特有的细致与耐心,又不乏科学家的严谨与坚韧。据她介绍,花粉失活和花药不开裂是棉花高温雄性败育的主要表现,而她的研究就是要揭示这些表现背后的分子机制。
通过多年努力,闵玲团队阐明了高温胁迫导致的表观调控变异是棉花雄性败育的重要原因,揭示了稳定高温下棉花雄性育性的物质代谢基础,初步鉴定了调控高温下花粉活性和花药开裂的遗传位点,并明确了两类蛋白激酶在棉花耐高温品种改良中的潜在作用。这些研究增强了人们对于棉花生殖器官高温胁迫响应机制的理解,对棉花耐高温性状的遗传改良具有指导作用,并为耐高温栽培策略创新提供了理论支持。
科研报国尽显巾帼担当推动棉花产业未来发展
在传统观念中,农业科研常常与艰苦、粗糙等词汇联系在一起,然而,闵玲打破了这种刻板印象。她在棉花高温胁迫生物学机制解析和耐高温棉花种质创新工作中的贡献,彰显了女性在农业科研领域不可或缺的力量。
随着气候变化的加剧,高温胁迫对农作物生产的影响将愈发显著,闵玲的研究为解决这一挑战提供了科学基础和技术支持。她和团队开发的耐高温棉花种质,以及建立的耐高温分子育种技术,已经开始在农业生产中发挥作用。这些成果的应用,将有助于保障我国的棉花生产安全,提高棉花产业的抗风险能力。
作为华中农业大学棉花遗传改良创新团队的核心成员,她跟随导师张献龙院士把棉花种到了长江流域棉区、种到了新疆棉产区,团队培育出了“华棉702”等4个适宜新疆种植的优质、多抗机采棉品种,现已累计推广1030万亩。
从长江流域到新疆棉区,团队和闵玲的科研成果正在为我国棉花种植带来新的希望,随着耐高温棉花品种的推广和应用,未来的棉田将更好地抵御高温天气的冲击,保持稳定的产量和品质。
此外,作为新疆“天池英才”和“天山创新团队”特聘专家,闵玲不仅致力于科学研究,也肩负着培养下一代农业科学家的责任。她主持和参与了多项教学研究与教学改革项目,包括实践创新课程实验实习数字化课程《基础生物化学实验》、双百案例课程《植物功能基因组前沿探索》等。
在教学中,闵玲严谨而不严厉,温柔而有力量。她主持及参与的多个课程均获得校级结题优秀,体现了她在教育教学方面的杰出贡献。对于工作和生活,闵玲展现了女性科学家的平衡智慧,让她在科学研究和教书育人的道路上更加从容和坚定,并影响着身边的每一位学生,引领他们走进科学的世界。
迄今为止,闵玲负责主持生物育种重大项目课题、国家自然科学基金面上项目、青年项目、国家重点研发计划子课题,湖北省杰青、湖北洪山实验室重大课题、新疆揭榜挂帅课题等20多项重要科研项目,并获授权发明专利15项,申请12项,获软件著作权3项,立项湖北省和新疆自治区地方标准各1项。以第一作者(含共同)或通讯作者(含共同)在Science Advances、Advanced Science、Plant Cell、PBJ、New Phytol等植物学主流期刊发表论文30余篇。
多年来辛勤耕耘,闵玲的成果屡获学术界与产业界双重肯定,她也获得了多项荣誉奖励,包括新疆维吾尔自治区自然科学奖一等奖、教育部自然科学奖一等奖、大北农科技奖一等奖,她是湖北省杰出青年基金获得者,她所在的团队还获得了神农中华农业科技奖优秀创新团队。面对荣誉,闵玲始终保持谦逊和清醒,她深知,这些荣誉不仅是肯定,更是责任和担当。她的研究将继续为全球变暖大环境下的作物增产作出积极贡献。

立德树人融入实践教育潜心问道育才薪火相传
在潜心科研的同时,闵玲始终牢记立德树人的根本任务,将人才培养与社会实践深度融合。她坚持“潜心问道与关注社会相统一”的教育理念,把课堂延伸到田间地头,将论文写在大地上。
作为本科生科技创新创业导师,闵玲针对全球变暖严重影响作物产量这一重大科学问题,精心指导学生开展创新创业活动。近5年来,她指导学生团队获批大学生国家级、省级、校级创新创业项目达13项,其中优秀结题项目5项,取得丰硕成果。这些项目成员在闵玲的悉心指导下,参与发表了Plant Cell等高水平论文7篇,申请专利5件,荣获国家奖学金、首届和第二届袁隆平追梦奖学金等荣誉7项,并获得全国生命科学竞赛奖、省级创新奖2项,以及华中农业大学优秀学士学位论文奖2项。更令人欣喜的是,她指导的15名成员全部进入浙江大学、复旦大学等知名科研院校深造,为我国农业科技发展储备了优秀的生力军。
闵玲的社会实践指导工作同样卓有成效,近5年来,她先后担任“全国农科学子联合实践”“与岗位科学家同行”“寻天山棉影,颂疆域棉歌”“衣被万疆”“鄂棉兴农”等7项社会实践活动指导教师。她带领广大农科学子深入产业一线,开展产学研结合活动,在实践中培养学生的专业能力;同时组织红色访谈,让学生们在实践中赓续革命精神。这些实践活动受到社会各界的广泛关注,被中国网、中国大学生在线、中国日报等国家级媒体报道达16次,获全国农科学子联合实践优秀小队等3个。
在她的努力下,社会实践教育不断深化。她积极推动校企合作,促成了华中农业大学-新疆尉华现代种业科技有限公司大学生社会实践基地和华中农业大学-新疆农业科学院经济作物研究所研究生联合培养实践基地的建设,为学生们提供了更加广阔的实践平台。2024年,在全国农科学子联合实践活动中,闵玲荣获了优秀指导教师的称号,这是对她社会实践教育工作的最好肯定。
在华中农业大学植物科学技术学院这片科研沃土上,闵玲如同她研究的棉花一样,柔韧而坚强。“柔肩担重任、纤指创新种”,她心系百万亩地民生需求,探微棉花耐高温分子育种技术,破解着棉花高温不育的谜团,她始终以对农业科研的热爱与执着,守护着棉田里的白色海洋。
正如她所说,“探索未知有一种神奇的魅力”,这种魅力支撑着她在农业科研的道路上不断前行,为中国的棉花产业注入新的活力与希望。









